基于数据挖掘对中药菟丝子成方制剂用药规律分析

2024-02-29王珊珊姚洮许富荣董自波石芸秦昆明

北京联合大学学报 2024年1期

王珊珊姚洮许富荣董自波石芸秦昆明

DOI：10.16255/j.cnki.ldxbz.2024.01.010

［收稿日期］ 2023-07-08

［基金項目］国家自然科学基金项目（82374038），青海省“昆仑英才·高端创新创业人才”计划资助项目（3-47），江苏省高校自然科学研究重大项目（21KJA360005）。

［作者简介］王珊珊（1997—），女，江苏淮安人，江苏海洋大学药学院硕士研究生，主要研究方向为药物分析；姚洮（1974—），男，山东潍坊人，青海心达生物科技有限公司工程师，主要研究方向为中药学；许富荣（2003—），男，江苏南通人，江苏海洋大学药学院学生，主要研究方向为中药药剂学；董自波（1971—），男，江苏连云港人，江苏海洋大学药学院研究员，博士，主要研究方向为抗炎免疫调控机制；石芸（1987—），女，江苏常州人，江苏海洋大学药学院副研究员，博士，主要研究方向为中药炮制机制。

［通讯作者］秦昆明（1985—），男，江苏连云港人，江苏海洋大学药学院研究员，硕士生导师，主要研究方向为中药炮制机理与质量标准。E-mail：qinkm123@126.com

［摘要］

［目的］基于关联规则与聚类分析对菟丝子方剂进行研究，对临床用药和开发新方剂有一定的借鉴意义。

［方法］检索并筛选《中国药典》2020版和《新编国家方剂》第2版中含菟丝子的方剂，用SPSS Modeler 18.0、SPSS Statistics 27.0等对含菟丝子的方剂进行分析，包括主治疾病、用药频率、主成分等，并选择高频使用药对和疾病类型，对药物组合进行深入分析。［结果］分析得出：使用频次排名前5的药物依次为：菟丝子、枸杞子、熟地黄、当归、山药；对含菟丝子成分的中药方剂进行相关性分析，共获得19个常用药对。

［结论］含菟丝子的方剂以补虚药为主，其与淫羊藿、肉苁蓉配伍主治男性前阴病类，与枸杞子、熟地黄配伍主治肾病类，并对其他病症及剂型进行了研究，使其主治范围更广。

［关键词］菟丝子；数据挖掘；关联规则；聚类分析

［中图分类号］ R 282.7；R 289 ［文献标志码］A

［文章编号］ 1005-0310（2024）01-0063-11

Analysis of the Medication Patterns of Traditional Chinese

Medicine Cuscuta Chinensis Lam Based on Data Mining

WANG Shanshan1， YAO Tao2， XU Furong1， DONG Zibo1，3， SHI Yun1， QIN Kunming1

（1.School of Pharmacy， Jiangsu Ocean University， Lianyungang Jiangsu 222005， China；2.Qinghai Xinda Biotechnology

Co.， Ltd.， Xining 810100， China； 3. Jiangsu Shenqu Pharmaceutical Co.， Ltd.， Lianyungang

Jiangsu 222000， China）

Abstract：

［Objective］Based on association rules and cluster analysis， a study was conducted on the Cuscuta chinensis Lam formula，which provides reference for clinical medication and the development of new formulas.

［Methods］The Chinese traditional Chinese patent medicines and simple preparations containing

Cuscuta chinensis Lam in the 2020 edition of the Chinese Pharmacopoeia and the second edition of the New National Formulas were retrieved and screened as the source. SPSS Modeler 18.0， SPSS Statistics 27.0， etc. were used to analyze the prescriptions containing Cuscuta chinensis Lam in the prescriptions， including the main diseases， medication frequency， main components， etc. In-depth analysis of drug combinations was conducted by choosing high-frequency use of medication and disease types.

［Results］The study results showed that the top five drugs with the highest frequency of use were

Cuscuta chinensis Lam，

Lycium barbarum L.， Rehmanniae Radix Praeparata， Angelicas Sinensis Radix and Dioscoreae Rhizoma. A correlation analysis was conducted on traditional Chinese medicine formulas containing dodder seed components， and a total of 19 commonly used drug pairs were obtained.

［Conclusion］Prescriptions containing

Cuscuta chinensis Lam mainly focus on tonifying deficiency and are compatible with Epimedium and Cistanche deserticola to treat male anterior yin diseases. They are also compatible with Lycii Fructus and Rehmanniae Radix Praeparata to treat kidney diseases. Other diseases and dosage forms have been studied to broaden the scope of their main treatment.

Keywords： Cuscuta chinensis Lam；data mining；association rules；clustering analysis

菟絲子为旋花科植物南方菟丝子（Cuscuta australis R.Br.）或菟丝子（Cuscuta chinensis Lam）的干燥成熟种子，最早见于《神农本草经》中，是一种“上品”［1］。中医认为，菟丝子归肝、肾、脾经，其主要作用是补益肝肾、固精缩尿、安胎、明目等［2］，对目昏耳鸣、肾虚胎漏、脾虚泄泻等症有良好的治疗作用。关联规则分析是一种用于分析多个变量间存在的规律关系的方法，在菟丝子成方制剂用药规律的分析中常表现为两药之间的联系［3］。菟丝子是临床上常见的中药，为了能更好地进行辨证施治和配伍应用，使菟丝子的功效更好地发挥出来，

本文对含菟丝子的中药方剂进行数据挖掘，对其主要病证、证候规律、常用药物的配伍等方面进行了研究，从而为菟丝子的临床应用和开发提供一定的参考与借鉴。

北京联合大学学报2024年1月第38卷第1期王珊珊等：基于数据挖掘对中药菟丝子成方制剂用药规律分析

1 材料和方法

1.1 资料来源

检索国家药品标准，对《新编国家方剂》第2版和《中国药典》2020版中含菟丝子的方剂进行统计分析，共获得314个［4-5］。以处方中含有菟丝子为准，检索方剂的组成，共筛选出39味高频药物。

1.2 方剂录入

根据国家标准《中医临床诊疗术语第2部分：证候》［6］，对已录入的中药方剂进行归类，将盐菟丝子、酒菟丝子、炒菟丝子、蒸菟丝子统一命名为菟丝子，并对其主治疾病进行分类，如：肾水、肾衰等归类为肾病类；子痈、子痰、囊痈等归类为男性前阴病类；闭经、漏下、月经先期等归类为妇女经、带、杂病类。将含有菟丝子的方剂录入Excel软件建立数据系统，对数据系统中的方剂进行整理分析。

1.3 方剂的数据处理

使用Excel软件对方剂的频数、归经等进行统计分析。在此基础上，采用 SPSS Modeler 18.0软件中的Apriori算法进行建模，并对核心药物的相关性进行分析。系统聚类使用SPSS Statistics 27.0软件进行分析，以树状图对分析结果进行展示。

2 实验结果

2.1 菟丝子类中药方剂的使用频次分析

通过对314个方剂进行分析，发现用药频次为5 400次，总计中药563味，出现频次≥30的有39味，分别是菟丝子、牛膝、肉苁蓉、补骨脂、人参、杜仲、何首乌、甘草、白芍等常用中药。本文分析了314个方剂中部分中药的出现频次，结果如表1所示。

2.2 高频单味中药的性味归经统计

中药药性理论是中医理论体系的重要组成部分，它包含四气、五味、归经、升降浮沉、有毒无毒等，性和味是药物功效的主要依据［7］，统计结果如表2、表3、表4所示。药性以温性为主，其次为平性、寒性（见图1）；药味以甘味为主，其次为苦味、辛味

（见图2）；归经以肾、肝、脾为主，结果如图3所示。

2.3 关联规则与聚类分析

关联性分析是对高频次项集进行挖掘的一种方法，支持度是频繁出现的次数，它的值越大，说明其所占的比例越大，置信度是规则的可信度，它的值越大，说明两者之间的联系越紧密。通过SPSS Modeler 18.0软件和Apriori算法建模，对高频药物进行关联规则分析，挖掘高频药物之间的关联规律。将置信度设置为100%，以提升度＞1为基础，按照系统默认的最大连接数量为80，弱链接设置为5，强链接设置为60，线越粗，其联系越紧密。对潜在药物组合进行挖掘，获得了19个以菟丝子为核心的药对，统计结果如表5所示，高频药物关联关系见图4。

基于关联规则的菟丝子类中药复方制剂研究，得到核心药对19个，如菟丝子—枸杞子（补阳药—补虚药），菟丝子—丹参（补阳药—活血化瘀药），菟丝子—黄精（补阳药—补阴药），菟丝子—金樱子（补阳药—收涩药），菟丝子—远志（补阳药—安神药），菟丝子—麦冬（补阳药—养阴药），菟丝子—肉桂（补阳药—温里药），菟丝子—续断（补阳药—

补虚药），菟丝子—川芎（补阳药—活血化瘀药），菟丝子—党参（补阳药—补气药），菟丝子—地黄（补阳药—清热药），菟丝子—鹿茸（补阳药—补阳药），菟丝子—何首乌（补阳药—补虚药），菟丝子—人参（补阳药—补气药），菟丝子—补骨脂（补阳药—补虚药），菟丝子—牛膝（补阳药—活血化瘀药），菟丝子—杜仲（补阳药—补虚药），菟丝子—黄芪（补阳药—补气药），菟丝子—当归（补阳药—补血药）。综上所述，菟丝子在中医临床使用时，常与补虚药、活血化瘀药和补气药等配伍使用。

通过聚类分析法，使用平均联接的谱系图

共得到5个聚类组合（见图5）。聚类1：山药（健脾养胃、补肾涩精、润肺止咳）、茯苓（健脾宁心、利水渗湿），说明该类药具有健脾养胃、补肾、润肺等功效；聚类2：熟地黄（养阴填精、补血）、肉苁蓉（补肾助阳、润肠通便），说明该类药具有滋阴补肾、润肠通便等作用；聚类3：当归（润肠通便、调经止痛）、白术（健脾益气、燥湿利水）、黄芪（补气固表、敛疮生肌），说明该类药可治疗敛疮生肌、脾气虚证、气血亏虚等疾病；聚类4：牛膝（补肝强筋、逐瘀通经）、补骨脂（温肾助阳、纳气止泻），说明该类药具有补肾助阳、强筋骨等功效；聚类5：淫羊藿（补肾壮阳、祛风除湿）、人参（健脾益肺、宁心益智、养血生津）、枸杞子（补肾填精、延缓衰老）、五味子（补肾宁神、固表止汗），提示该类药主要用于治疗肝肾不足、腰膝酸软、脾肾虚泻等疾病。

2.4 剂型分布

含菟丝子的方剂剂型种类多样，主要有丸剂、胶囊剂和片剂。其中，丸剂的出现频次为102，占34%，胶囊剂的出现频次为48，占18%，片剂的出现频次为43，占16%，其他统计结果如表6所示。丸剂是中国传统的中药制剂，服用简便、顺应性好、便于携带。胶囊剂、片剂

也较多，其具有应用广泛、使用方便、药效持久等优点［8］。

2.5 含菟丝子方剂的主治病分析

根据《中医临床诊疗术语第2部分：证候》的分类标准，对314个含菟丝子饮片方剂的主治病症进行归类统计分析，共涉及14类疾病（见图6）。经过统计分析后发现：含有菟丝子饮片的方剂在中医临床上的应用范围比较广泛，主要集中在肾病类（肾瘅、肾著、肾痈），男性前阴病类（子痈、子岩、血疝、筋疝），症状性病类（发热、抽搐、眩晕），胎、产及其疾病类（假孕、异位妊娠、胎漏）。

2.6 含菟丝子的方剂治疗不同疾病的核心药物组合分析

2.6.1 肾病类用药聚类分析

使用SPSS Modeler 18.0和SPSS Statistics 18.0软件进行聚类分析，得到肾病类药物之间的关联关系。以含有菟丝子的方剂为研究对象，采用Apriori算法建立模型，置信度设定为100%，前项

数值设置为2，通过关联规则分析得到核心药对6对，分别为菟丝子与熟地黄、枸杞子、肉苁蓉、当归、淫羊藿、茯苓的配伍组合（见表7）。所有药物的提升度都

大于1，说明这些药物之间存在良好的相关性。

通过对主治疾病分析发现：在含有菟丝子的方剂中，主治疾病中有99种为肾病类，主要治疗的症状为阳气虚和腰酸痛等。在关联规则的统计分析中，将弱链设定为5，强链设定为100，网络图显示出药物之间的关联规律与联系强度，关联图的颜色越深，说明它们之间的相关性越强，并且在同一时间发生的概率也越大，分析结果如图7所示。

通过对肾病类药物进行聚类分析并对其进行分组，共获得6个聚类（见图8）。聚类1：当归（活血化瘀、调经止痛、润燥滑肠）、人参（大补元气、健脾益肺）；聚类2：枸杞子（补肾填精、延缓衰老）、杜仲（补益肝肾、强筋壮骨、调理冲任）；聚类3：淫羊藿（补肾阳、祛风除湿、抗抑郁）、锁阳（补肾助阳、润肠通便）、黄芪（补气、解毒排脓、利尿消肿）；聚类4：熟地黄（滋阴补血、益精填髓）、肉苁蓉（补肾助阳、强阴益精、润肠通便）；聚类5：牛膝（活血化瘀、养肝肾）、补骨脂（补肾助阳、平喘止泻）、何首乌（补肝益肾、养血祛风）；聚类6：茯苓（利水渗湿、健脾和胃、养心安神）、山药（利水渗湿、健脾和胃、养心安神）、五味子（收敛固涩、益气生津、补肾宁心）。肾病的治疗应以补益肝肾、健脾为主［9］。因此，在肾系疾病的治疗中，宜选用枸杞子、熟地黄、肉苁蓉与菟丝子配伍使用。

2.6.2 男性前阴病类用药聚类分析

采用Apriori算法建模分析，设定置信度为100%，前项数值设定为2，得到男性前阴病类药物关联网络展示图（见图9）。在中医看来，子痈、子岩、囊痈、血疝、脱囊等主要是由于肾虚、肾气不足或气血亏虚等原因所导致的。因此，在临床治疗时，应该以补益肝肾、畅通气血为主要治疗原则［10］。根据与男性前阴疾病相关的高频药物的关联规则，获得3个主要药对，分别是菟丝子与淫羊藿、肉苁蓉、何首乌（见表8）。4个主药是由补阳药物、补虚药物组成，反映了治疗男性前阴病时应以补肾阳虚为主。在此基础上，以淫羊藿、肉苁蓉、何首乌和菟丝子为主要药效物质，为临床上防治阳痿、遗精、早泄等男性前阴疾病提供科学依据。

含菟丝子的方剂中治疗男性前阴病类的有65个，具体

治疗的疾病主要有子痈、子岩、血疝和筋疝等。通过SPSS Statistics 27.0软件进行药物聚类分析并对其进行分组，共获得5个聚类（见图10）。聚类1：杜仲（补肝益肾、强筋壮骨、调理冲任）、牛膝（活血化瘀、滋补肝肾）；聚类2 ：巴戟天（益腎养阳、强筋壮骨、祛风湿）、补骨脂（健脾益肾、平喘）、山药（改善体质、健脾益胃、滋肾益精）、茯苓（利水渗湿、健脾和胃、养心安神）；聚类3：熟地黄（养阴填精、补血）、当归（活血止痛、润燥滑肠）；聚类4：鹿茸（壮肾阳、益精血、强筋骨）、黄芪（补气、解毒排脓、利尿消肿）；聚类5：枸杞子（补肾填精、延缓衰老）、五味子（收敛固涩、益气生津、补肾宁心）。关联规则分析结果如下：含有菟丝子的方剂共有314个，其中65个方剂的主治症为男性前阴病如梦遗、滑精、早泄等，多是由于心肾不交或肾气不固等引起的。

2.6.3 高频药物

方剂的主成分分析

对含有菟丝子饮片方剂的主成分进行分析，KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）值为0.658（KMO值>0.5表示各变量之间有很大的关联

性），高频药物的主成分分析见图11。巴特利特球型检验的近似

χ2为610.331（自由度为91），说明各变量之间有很大差

异（P<0.001）。这些数据可通过因子分析加以解释（见表9）。对高频药物菟丝子的共同因素进行分析，得到5个共同因素，其累积因子的百分率为57.933%。从图12可以看出，在主成分因子5以后，有一个明显的拐点，所以我们可以判定，主成分因子1、2、3、4、5 （菟丝子、枸杞子、熟地黄、当归、山药）是影响中药质量的重要因素。

3 讨论

菟丝子在临床上有很多用途，收录于《中国药典》2020版中。含菟丝子的方剂主要用于治疗男性阳痿、囊痈、肾虚等病证。采用关联规则的方法，将含菟丝子的方剂中高频率使用的药物，利用Excel软件筛选出菟丝子与丹参、黄精、枸杞子、金樱子配伍，发现菟丝子主要与补虚、收涩等药物配伍。含菟丝子的方剂的制剂种类较多，但以内服的丸剂、胶囊剂、片剂为主，如果配合一些中药，在临床上外用，也可用于治疗白癜风、

止痒祛斑等皮肤疾病［11-12］。药物使用频次分析显示，菟丝子方剂中使用频次排名前10的药物是菟丝子、枸杞子、熟地黄、当归、山药、黄芪、茯苓、淫羊藿、五味子、白术，使用频次均大于90。这些药物以补益填精、养阴补血、润肠通便、健脾养胃、补气固表、健脾宁心、补肾壮阳、健脾益气为主，用藥比较集中，这为菟丝子治疗糖尿病、骨质疏松、阳痿遗精、肾虚胎漏等病症的临床应用提供了重要依据。

从高频药物关联规则的分析频数中得到

菟丝子的用药情况，通过选取高频药物说明联合用药的情况，

确保获得的核心组合是常见的。将不同药物组合的个性特点表现出来，

能体现菟丝子在不同组合中的共性。通过3组药对比较可知：菟丝子—当归配伍用药，可以起到滋阴补肾的作用，主要用于治疗肾虚引起的头晕、耳鸣等症状；菟丝子—黄芪配伍用药，具有增强免疫力的功效，还可以调节血糖和血脂；菟丝子—杜仲配伍用药，能够起到补肾固精、强健筋骨、补肝明目的作用。从药物的性味、归经等方面来看，菟丝子的药性属于温、平，药味以甘、苦、辛为主，多入肝、脾、肾、

心、肺经。甘味药物具有补虚和中的功效，因此可以用甘味来补益心、脾、肺三脏；辛味药物具有向上发散的功效，因此用辛来疏肝；苦味药物具有清热利湿的作用，所以用苦味来清泻肝火。从药效的类别来看，菟丝子主要为补虚、活血化瘀、补气类药物。综上所述，菟丝子以滋补肝肾为主、兼顾心肺，补虚安神、活血化瘀，体现了其补虚协同的作用、虚实兼顾的辩证思路，重视脾胃为后天之本。

基于关联规则的男性前阴病类用药分析，主要有菟丝子—淫羊藿、菟丝子—肉苁蓉、菟丝子—何首乌。如三肾丸含有肉苁蓉、淫羊藿、菟丝子、枸杞子、补骨脂等中药成分，具有补肾益气、温壮元阳的作用。由此推断菟丝子—淫羊藿、菟丝子—肉苁蓉、菟丝子—何首乌配伍使用可增强菟丝子在治疗肾精亏损方面的功效。基于关联规则的肾病类用药分析，主要有菟丝子—茯苓、菟丝子—淫羊藿、菟丝

子—当归、菟丝子—肉苁蓉、菟丝子—枸杞子、菟丝子—熟地黄等配伍组合，如杞鹿温肾胶囊含有

菟丝子、熟地黄、锁阳、枸杞子、五味子等中药成分，具有温阳补肾的作用。由此推断菟丝子—茯苓、菟丝子—当归、菟丝子—肉苁蓉、菟丝子—枸杞子、菟丝子—淫羊藿、菟丝子—熟地黄配伍使用可增强菟丝子在治疗肾虚方面的功效。本文采用关联分析法，以菟丝子为主要研究对象，对其组方进行相关性分析，探讨其在中药复方中的作用机制。在此基础上，将菟丝子与男性前阴病、肾虚等疾病的用药进行关联规则聚类分析，使其临床应用更加科学、合理，并对菟丝子的药物研制和发展具有一定的借鉴作用。

［参考文献］

［1］张新轩.菟丝子的药学研究进展［J］.海峡药学，2021，33（3）：56-59.

［2］国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部［M］.北京：中国医药科技出版社，2020： 91.

［3］杨柳，徐晴文，黄汝佳，等.关联规则在中医药数据挖掘中的应用［J］.中医药信息，2022，39（12）：35-40.

［4］ YANG X J，PEI X H. Eczema compound

patents herbal combination rules research based on complex system entropy clustering： a review［J］.Medicine，2022，101（49）：32005.

［5］汪涛，徐云霞，李伟莉，等.聚类分析在中药方剂研究中的应用［J］.中医药临床杂志，2017，29（12）：2035-2037.

［6］国家技术监督局.中医临床诊疗术语证候部分：GB/T 16751.2—1997［S］.第1版.北京：中国标准出版社， 1997： 3.

［7］武晓冬.菟丝子性味功效及临床应用探析［J］.中国中医基础医学杂志，2023，29（2）：280-284.

［8］姚晓璇，王瑜婷，邱彩月，等.菟丝子饮片、水煎液和配方颗粒的HPLC指纹图谱相关性研究［J］.广东药科大学学报，2022，38（2）：24-30.

［9］闫凯莉.菟丝子饼质量评价及对急性肾损伤小鼠保护作用研究［D］.长春：长春中医药大学，2022.

［10］雷伟，黄彩虹，任贺庄，等.菟丝子对幼龄大鼠慢性腹泻中肠道炎症、肠道菌群及肠黏膜微观结构变化的影响［J］.实用药物与临床，2021，24（10）：871-875.