基于數(shù)據(jù)挖掘的中藥復(fù)方治療血脂異常的組方規(guī)律及作用機(jī)制研究

趙志濱 李 李 陳欣燕 林嬿釗

1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，廣東廣州 510006；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院省部共建中醫(yī)濕證國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510120

血脂異常是一種人體脂蛋白代謝異常的疾病，一般表現(xiàn)為血清中總膽固醇（total cholesterol，TC）和/或甘油三酯（triglyceride，TG）水平升高等，是動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病的重要危險(xiǎn)因素之一[1]。西醫(yī)治療血脂異常主要使用他汀類調(diào)脂藥物，但長(zhǎng)期服用調(diào)脂藥物易發(fā)生肝酶升高、橫紋肌溶解等不良反應(yīng)。中醫(yī)治療血脂異常具有標(biāo)本兼治、不良反應(yīng)小的優(yōu)點(diǎn)[2]。目前中醫(yī)治療血脂異常的臨床研究較多，但用藥處方各異，對(duì)醫(yī)師的學(xué)習(xí)運(yùn)用造成一定的困難。本研究通過數(shù)據(jù)挖掘及網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法對(duì)近十年治療血脂異常的中藥復(fù)方進(jìn)行分析，研究其處方規(guī)律及作用機(jī)制，為臨床診療工作提供參考。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

在中國知網(wǎng)（https：//www.cnki.net/）、中國生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫（http：//www.sinomed.ac.cn/）、萬方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)（http：//www.wanfangdata.com.cn/index.html）、維普數(shù)據(jù)庫（http：//www.cqvip.com/）中，以“高脂血癥”“血脂異?！薄爸嗅t(yī)”“中藥”“中醫(yī)藥”“湯劑”等作為主題詞進(jìn)行檢索，檢索日期從2010 年1 月至2020 年12 月。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)

①中藥復(fù)方干預(yù)血脂異常的臨床研究，包括隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)、隊(duì)列研究等。②符合《中國成人血脂異常防治指南（2016 年修訂版）》[1]、《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》[3]中關(guān)于血脂異常的標(biāo)準(zhǔn)。③提供復(fù)方具體中藥組成的文獻(xiàn)。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)

①中藥熏洗、灌腸等外治法研究文獻(xiàn)。②復(fù)方組成為中藥提取物的文獻(xiàn)。③合并急性腦血管意外、急性胰腺炎等急危重癥的文獻(xiàn)。④重復(fù)收錄的文獻(xiàn)。

1.4 數(shù)據(jù)規(guī)范

以雙人雙機(jī)的方式錄入中藥復(fù)方，錄入數(shù)據(jù)后雙人進(jìn)行復(fù)核，并上傳至古今醫(yī)案云平臺(tái)（http：//www.yiankb.com/），利用“標(biāo)準(zhǔn)化”程序?qū)χ兴帍?fù)方中的中藥名進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化處理[4]。不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，參照2020 版《中華人民共和國藥典》[5]人工進(jìn)行替換，建立中藥復(fù)方標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫。

1.5 數(shù)據(jù)分析

將“1.4”中得到的中藥復(fù)方標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入古今醫(yī)案云平臺(tái)“分析池”，運(yùn)用“數(shù)據(jù)挖掘”程序進(jìn)行頻次統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)分析，并對(duì)高頻藥物進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析。

1.6 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析

根據(jù)“1.5”中得到的分析結(jié)果，選取最關(guān)鍵的6 味藥物作為治療血脂異常的核心藥物，并通過中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫和分析平臺(tái)（traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform，TCMSP）[6]，以口服利用度（oral bioavailability，OB）≥30%、類藥性（drug-likeness，DL）≥0.18[7]為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合文獻(xiàn)及Swiss Target Prediction 數(shù)據(jù)庫（http：//www.swisstargetprediction.ch/）篩選核心藥物的活性成分及靶點(diǎn)。以關(guān)鍵詞“hyperlipidemias”“hypercholesterolemia”“hypertriglyceridemias”檢索OMIM（https：//omim.org/）、DisGeNET（https：//www.disgenet.org/）、DrugBank（https：//www.drugbank.ca/）數(shù)據(jù)庫獲取血脂異常的疾病靶點(diǎn)。對(duì)活性成分靶點(diǎn)與疾病靶點(diǎn)取交集，利用DAVID 6.8（https：//david.ncifcrf.gov/）數(shù)據(jù)庫[8]進(jìn)行京都基因和基因組數(shù)據(jù)庫（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）分析，并通過Cytoscape 3.8.0 構(gòu)建“核心藥物-活性成分-靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果

本研究經(jīng)過檢索，再根據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn)篩選后共納入文獻(xiàn)969 篇，建立中藥復(fù)方標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫，共790 首方劑。

2.2 中藥頻次分析結(jié)果

對(duì)中藥復(fù)方標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫進(jìn)行藥物頻次統(tǒng)計(jì)，獲得中藥316 味，其中頻次≥100 次的中藥共22 味。見圖1。對(duì)得到的所有中藥按頻次進(jìn)行排序，排序前5 位的分別為凈山楂（530 次，67.09%）、丹參（472 次，59.75%）、澤 瀉（375 次，47.47%）、茯 苓（342 次，47.29%）、白術(shù)（291 次，36.84%）。

2.3 復(fù)方對(duì)藥、角藥關(guān)聯(lián)分析

對(duì)中藥復(fù)方標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，設(shè)置置信度（同時(shí)包含A 和B 的復(fù)方占包含A 復(fù)方的比例）≥70%，支持度（同時(shí)包含A 和B 的復(fù)方占所有復(fù)方的比例）≥20%，共得到16 條關(guān)聯(lián)規(guī)則。提升度反映了藥物之間的相關(guān)性，結(jié)果顯示關(guān)聯(lián)規(guī)則提升度皆＞1。分別對(duì)對(duì)藥、角藥的關(guān)聯(lián)規(guī)則進(jìn)行排序。見表1～2。

表1 復(fù)方對(duì)藥關(guān)聯(lián)分析

表2 復(fù)方角藥關(guān)聯(lián)分析

2.4 中藥復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析

對(duì)中藥復(fù)方標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析，共得到316 個(gè)節(jié)點(diǎn)、7372 條連接關(guān)系，以邊權(quán)重≥300 對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行過濾以構(gòu)建核心復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，最后得到11 個(gè)節(jié)點(diǎn)，24 條連接關(guān)系。見圖2。邊權(quán)重指的是連接關(guān)系的緊密程度，邊權(quán)重越高證明其越重要。按照邊權(quán)重進(jìn)行排序，排名前三的連接關(guān)系分別是“凈山楂-丹參（邊權(quán)重758）”“凈山楂-澤瀉（邊權(quán)重610）”“澤瀉-丹參（邊權(quán)重510）”。

圖2 復(fù)方中藥的核心復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

2.5 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析

根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果，選取凈山楂、丹參、澤瀉、茯苓、決明子、白術(shù)作為治療血脂異常的核心藥物。基于TCMSP 結(jié)合文獻(xiàn)[9-11]，篩選獲得128 個(gè)活性成分，結(jié)合Swiss Target Prediction 數(shù)據(jù)庫獲得420 個(gè)靶點(diǎn)，通過相關(guān)數(shù)據(jù)庫獲取血脂異常疾病靶點(diǎn)1767 個(gè)?；钚猿煞职悬c(diǎn)及疾病靶點(diǎn)交集得到132 個(gè)靶點(diǎn)，進(jìn)行KEGG 分析。以P 值升序排列，排名前15 的核心通路與血脂異常相關(guān)的有缺氧誘導(dǎo)因子1 信號(hào)通路（HIF-1 signaling pathway）、胰島素信號(hào)通路（insulin signaling pathway）、腺苷酸活化蛋白激酶信號(hào)通路（AMPK signaling pathway）、雌激素信號(hào)通路（estrogen signaling pathway）、過氧化物酶體增殖劑激活受體信號(hào)通路（PPAR signaling pathway）等9 條，以此構(gòu)建“核心藥物-活性成分-靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)。見圖3。網(wǎng)絡(luò)中活性成分共有62 個(gè)，根據(jù)度值中位數(shù)進(jìn)行關(guān)鍵活性成分的篩選，度值大于中位數(shù)“5”的有山楂的槲皮素（quercetin）、山柰酚（kaempferol）、異鼠李素（isorhamnetin），澤瀉的24-乙酰澤瀉醇A（alisol A 24-Acetate）、澤瀉醇A（alisol A）、23-乙酰澤瀉醇B（alisol B 23-acetate），丹參的木犀草素（luteolin）、丹參酮ⅡA（tanshinone ⅡA）、二氫丹參內(nèi)酯（dihydrotanshinlactone）、2-異丙基-8-甲基菲-3，4-二酮（2-isopropyl-8-methylphenanthrene-3，4-dione）、丹參酮Ⅰ（tanshinone Ⅰ）、隱丹參酮（cryp totanshinone）、4-亞甲丹參新酮（4-methylenemiltirone），茯苓的茯苓酸（pachymic acid），決明子的蘆薈大黃素（aloe-emodin）。

圖3 “核心藥物-活性成分-靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)

3 討論

3.1 高頻中藥

頻次統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，高頻中藥大多為健運(yùn)脾胃、燥濕化痰之品，還有活血化瘀、清肝通便之藥。凈山楂既可消食降脂，又可活血消瘀，使用頻次排名第一，這提示作為藥食兩用的山楂可適用于各種證候的血脂異常。寧素云等[12]研究發(fā)現(xiàn)山楂可恢復(fù)高脂飲食小鼠的異常腸道菌群，改善血脂異常。祁靜等[13]經(jīng)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，山楂可通過抑制胰消化酶活性以抑制血脂的攝入。丹參活血祛瘀、清心除煩，使用頻次排第二，這提示血脂異常的治療需緊扣“血濁”，注意活血化濁。有研究報(bào)道[10]，丹參可降低高脂飲食家兔的TC 水平，改善血管內(nèi)皮情況。使用頻次排名第三的澤瀉功利水化濁?，F(xiàn)代藥理學(xué)證明其有良好的降脂功效，且具有抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用[11]。

3.2 關(guān)聯(lián)分析與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析

關(guān)聯(lián)分析結(jié)果及核心復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果顯示，山楂為降脂治療的君藥，配伍決明子，可以消積清熱，加大降脂的功效；配伍澤瀉，可以防止?jié)駳饫?，增?qiáng)山楂健脾、化濁的功效；配伍丹參，可以加強(qiáng)活血通濁的功效。胡慧明等[14]報(bào)道，山楂、決明子、澤瀉提取物可以有效降低高脂飼料大鼠的血清TC、TG、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）及肝酶水平，并升高血清高密度脂蛋白膽固醇（highdensity lipoprotein cholesterol，HDL-C）水平，減少肝臟脂肪變性。

3.3 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)作用機(jī)制分析

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析結(jié)果顯示，核心藥物主要通過HIF-1 信號(hào)通路、胰島素信號(hào)通路、AMPK 信號(hào)通路、雌激素信號(hào)通路、PPAR 信號(hào)通路等治療血脂異常。王靜靜等[15]研究認(rèn)為山楂果葉提取物可通過激活A(yù)MPK通路，下調(diào)膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1（sterol regulatory element binding proteins1c，SREBP1）、乙酰輔酶A 羧化酶（acetyl-coA carboxylase，ACC）的表達(dá)，降低糖脂代謝紊亂小鼠的血脂水平。HIF-1 信號(hào)通路可調(diào)節(jié)脂肪組織功能，HIF-1α 的過度表達(dá)將抑制脂肪代謝，加劇脂肪組織增生及胰島素抵抗[16]。有報(bào)道[17]指出，山楂提取物可促進(jìn)HIF-1α 的分解。山楂中的槲皮素可通過增加肝內(nèi)脂聯(lián)素（adiponectin，ADPN）、脂聯(lián)素受體2 的表達(dá)降低血脂水平[18]；異鼠李素可通過激活NHR-49/PPARα通路上調(diào)脂肪代謝相關(guān)蛋白酶的表達(dá)，并增加AMPK 亞基同源物，促進(jìn)脂肪代謝以達(dá)到降脂作用[19]。Leng 等[20]實(shí)驗(yàn)證明丹參提取物可降低血清TC、TG 水平，并激活胰島素信號(hào)通路、AMPK 信號(hào)通路，促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化以改善高脂飲食小鼠的胰島素抵抗。澤瀉的活性成分24-乙酰澤瀉醇A可通過ADPN 激活A(yù)MPKα 信號(hào)通路，上調(diào)AMPKα的表達(dá)水平，抑制SREBP-1c、ACC 蛋白的表達(dá)，改善肝臟脂肪變性[21]。澤瀉醇A 可激活A(yù)MPK/ACC 信號(hào)通路，降低血脂，并促進(jìn)肝臟的脂肪代謝[22]。23-乙酰澤瀉醇B 可通過上調(diào)雌激素受體α 的表達(dá)，降低血清TC、TG 水平[23]。Kim 等[24]研究發(fā)現(xiàn)茯苓提取物可促進(jìn)ACC、SREBP-1c 的磷酸化，使其轉(zhuǎn)錄活性失活，并激活A(yù)MPK通路以降低細(xì)胞內(nèi)TG 水平，其中以茯苓酸的降脂效果最為明顯。劉淑敏等[25]研究證明，決明子提取物不僅能有效降低高脂血癥模型小鼠的血清TC、TG 和LDL-C 水平，升高血清HDL-C 水平，還可以下調(diào)肌肉中PPARγ、SREBP-1c 的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，以調(diào)節(jié)體脂代謝。有研究表明，蘆薈大黃素能上調(diào)脂肪肝模型大鼠肝細(xì)胞中PPARγ 的表達(dá)，降低血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、TC、TG 水平[26]。Song 等[27]研究證實(shí)，白術(shù)提取物能夠上調(diào)AMPK、ACC 等蛋白質(zhì)的表達(dá)，促進(jìn)葡萄糖消耗，降低游離脂肪酸水平。

對(duì)近十年治療血脂異常的中藥復(fù)方進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘及網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析，可以明確中醫(yī)治療血脂異常注重使用茯苓、白術(shù)、黃芪等健脾益氣、調(diào)和脾胃；使用山楂、丹參等消食健胃、活血化瘀，配合澤瀉利濕瀉濁，決明子清肝通便，共奏消脂、化痰瘀之功。處方以凈山楂、丹參、澤瀉、茯苓、決明子、白術(shù)等核心藥物為主，且核心藥物治療血脂異常具有分子靶點(diǎn)、化學(xué)通路層面的理論及實(shí)驗(yàn)依據(jù)，值得進(jìn)一步深入研究。