基于数据挖掘的治疗银屑病处方用药规律研究

杨 艳 平

(1 北京中医药大学，北京，100102；2 中国气象局医院，北京，100081)

基于数据挖掘的治疗银屑病处方用药规律研究

杨 艳 平1,2

(1 北京中医药大学，北京，100102；2 中国气象局医院，北京，100081)

目的：基于中医传承辅助系统软件，分析各医家治疗银屑病的用药经验。方法：收集了3本中医文献中治疗银屑病的病案，采用关联规则Apriori算法、复杂系统熵聚类等无监督数据挖掘方法，分析处方中药物的使用频次及药物之间的关联规则、处方规律。结果：对筛选出来的133首处方进行分析，确定处方中药物的使用频次，药物之间的关联规则，挖掘出20个核心药物组合和10首新处方。结论：基于中医传承辅助系统平台开展的中药治疗银屑病的数据挖掘和用药规律研究，既可有效指导银屑病的中医临床治疗，同时为防治银屑病的新药开发提供参考。

银屑病；中医传承辅助系统；关联规则；聚类算法

银屑病是一种常见红斑鳞屑性皮肤病，中医称之为白疕、松皮癣等，病情顽固且易复发，尤其严重影响患者的身心健康。究其原因，银屑病的发病主要是机体功能失调，免疫力下降造成的[1]。本研究基于“中医传承辅助系统”软件对近现代期刊文献中133首治疗银屑病的处方进行系统分析。通过挖掘处方中药物的使用频次及药物之间的关联规则、处方规律等，来指导银屑病的中医临床治疗，同时为防治银屑病的新药开发提供参考。

“中医传承辅助系统”软件由中国中医科学院中药研究所中药新药设计课题组开发，该软件采用规则分析、改进的互信息法[2]、复杂系统熵聚类[3-4]、无监督的熵层次聚类[5]等数据挖掘方法，集“数据录入-数据管理-数据查询-数据分析-网络可视化展示”为一体[6]，可以有效实现病案、疾病、证候、中药、方剂、四诊等信息的管理、查询、综合分析等功能，可用于方剂组方规律分析及新药处方发现等领域。

1 资料与方法

1.1 处方来源 《实用中医美容金方》[7]、《皮肤病名家验案精选》[1]、《古今名医临证实录丛书之皮肤病》[8]等3本中医文献中收载的治疗银屑病的方剂。

1.2 处方的筛选 在以上3本文献中筛选“主治”中明确含有“银屑病”“牛皮癣”“白疕”“松皮癣”等的方剂，共筛选出符合条件的方剂133首。

1.3 分析软件 “中医传承辅助系统(V2.0.1)”软件，由中国中医科学院中药研究所、中国科学院自动化研究所提供。

1.4 处方的录入与核对 将上述筛选后的处方录入“中医传承辅助系统(V2.0.1)”。录入完成后，为确保数据的准确性，由双人负责审核。通过“中医传承辅助系统(V2.0.1)”软件中“数据分析系统”模块中的“方剂分析”功能，进行用药规律挖掘[2-3,6]。

1.5 数据分析

1.5.1 提取数据源 在“中医疾病”项中输入“松皮癣”，提取出治疗银屑病的全部方剂。

1.5.2 频次统计分析 将银屑病方剂中每味药的出现频次从大到小排序，并将“频次统计”结果导出。

1.5.3 组方规律分析 “支持度个数”(表示在所有药物中同时出现的次数)设为15，“置信度”设为0.6，按药物组合出现频次从大到小的顺序进行排序，“规则分析”分析所得的规则。

1.5.4 新方分析 首先进行聚类分析(核心算法包括改进的互信息法、复杂系统熵聚类)，在聚类分析前，先选择合适的相关度和惩罚度，然后点击“提取组合”按钮，发现新组方(基本算法是监督的熵层次的聚类)，并可以实现网络可视化展示。

2 结果

2.1 用药频次 对筛选出的133首治疗银屑病的方剂中药物频次进行统计，使用频次在15以上的药物有26味，使用频次前3位的分别是生地黄、白鲜皮和赤芍(见表1)。

表1 方剂中使用频次15以上的药物情况表

图1 支持度为15，置信度为0.6的药物网络展示

2.2 基于关联规则的方剂组方规律分析 按照药物组合出现频次由高到低排序，前4位分别是“赤芍、生地黄”“白鲜皮、生地黄”“紫草、生地黄黄”“牡丹皮、生地黄”(见表2)，分析所得药对的用药规则(见表3)，并进行关联规则网络展示(见图1)。

表2 银屑病方剂中支持度为15条件下药物组合频次表

表3 银屑病方剂中药物组合的关联规则(置信度≥0.6)

2.3 基于熵聚类的方剂组方规律分析

2.3.1 基于改进的互信息法的药物间关联度分析 依据方剂数量，结合经验判断和不同参数提取数据的预读，设置相关度为8，惩罚度为2，进行聚类分析，得到方剂中两两药物间的关联度，将关联系数0.025以上的药对列表(见表4)。

表4 基于改进的互信息法的药物间关联度分析(关联系数≥0.025)

2.3.2 基于复杂系统熵聚类的药物核心组合分析 以改进的互信息法的药物间关联度分析结果为基础，按照相关度与惩罚度约束，基于复杂系统熵聚类，演化出3～4味药核心组合(见表5)。

表5 基于复杂系统熵聚类的药物核心组合

2.3.3 基于无监督熵层次聚类的新处方分析 在核心组合提取的基础上，运用无监督熵层次聚类算法，得到10个新处方(见表6)。

表6 基于熵层次聚类的新处方

3 讨论

本研究应用关联规则和聚类算法分析了中药治疗银屑病的用药情况。经过关联算法分析，提炼出治疗湿疹的常用药物排在前10位的有生地黄、白鲜皮、赤芍、土茯苓、紫草、丹参、当归、甘草、牡丹皮、防风等，这些药物多具有清热凉血活血、祛风燥湿止痒等功效。常用的药物组合有：1)赤芍、生地黄；2)白鲜皮、生地黄；3)紫草、生地黄；4)牡丹皮、生地黄；5)土茯苓、生地黄；6)当归、生地黄；7)土茯苓、白鲜皮等。经过聚类算法分析，常用的药对包括板蓝根-玄参、重楼-龙葵、重楼-南沙参、玄参-南沙参等。基于熵层次聚类的新处方包括：1)板蓝根、重楼、射干、羚羊角；2)莪术、桃仁、鬼箭羽、川芎、藁本；3)当归、紫草、熟地、白茅根、大青叶；4)鸡血藤、络石藤、夜交藤、忍冬藤、天仙藤、桑枝；5)鸡血藤、秦艽、天仙藤、黄连、生白术；6)黄芪、桂枝、白鲜皮、地肤子、苦参；7)白花蛇舌草、重楼、北沙参、天仙藤；8)苍术、羌活、麻黄、白蒺藜、炙甘草、陈皮；9)硫磺、轻粉、信石、大腹皮；10)赤芍、牡丹皮、生地黄、黄芩、黄柏、栀子。

下面结合研究结果对中药治疗银屑病处方中出现频次较高的药物进行分析。银屑病是顽固性皮肤病，其致病原因多是由于湿热结毒。著名中医专家邢子亨认为，湿热之毒留于肌肤，阻碍血络之周营，因而肌肤失养而起斑屑，皮肤干燥而奇痒。故治以清湿热解毒之剂以除病因，加养血活血、润燥通络之药以去瘀阻[8]。在录入的处方中，生地黄是运用频次最高的单味中药，其味甘、苦，性寒，归心、肝、肾经，功善清热凉血、养阴生津。取其苦寒质润的特性，借其凉血及养阴的作用，对于由血热或血燥引起的银屑病有明显的治疗效果。白鲜皮味苦燥湿，寒则清热，具有清热解毒，除湿止痒的功效。赤芍、牡丹皮、丹参等均具有清热凉血活血的功能，对于由血热引起的银屑病有立竿见影的效果。选用紫草借其凉血解毒以除斑的作用。土茯苓甘缓淡渗，性平偏凉，清热解毒兼可清利湿热。当归味甘、辛，性温，归肝、心、脾经，可补血活血、润燥通络以去瘀阻。基于关联规则的方剂组方规律分析，治疗银屑病排在前三位的组合分别是赤芍-生地黄、白鲜皮-生地黄、紫草-生地黄、牡丹皮-生地黄，可见银屑病的治疗应以清热凉血为主。正如皮肤病专家赵炳南先生所说，银屑病的发生，血热是机体和体质的内在因素，是发病的主要根据[8]。从药物关联可以看出临床常用组合有板蓝根-玄参、重楼-龙葵、重楼-南沙参、玄参-南沙参、板蓝根-丹参等，体现了清热解毒、清热凉血与养阴生津等药物间的相互补充、标本兼顾的治法，互相发挥其特长，增强其药效，从而达到治疗目的。

本研究是基于中医传承辅助系统平台开展的对中药治疗银屑病的数据挖掘和用药规律研究，既为临床治疗银屑病提供了有效的指导，同时也为治疗银屑病的新药研发的处方来源提供了依据。当然，应用关联规则和聚类研究得到的组方规则、核心组合和新处方等还需进一步临床验证，数据挖掘方法亦有其局限性，需结合中医药理论与实践综合分析、评价[9]。同时，本研究过程亦表明，中医传承辅助系统为继承古人经验，提高临床疗效等提供了客观、科学的途径和方法[10]，值得进一步推广应用。

[1]周垒,沈毅.皮肤病名家验案精选[M].北京:人民军医出版社,2011:12.

[2]杨洪军,赵亚丽,唐仕欢,等.基于熵方法分析中风病方剂中药物之间的关联度[J].中国中医基础医学杂志,2005,11(9):706-709.

[3]唐仕欢,陈建新,杨洪军,等.基于复杂系统熵聚类方法的中药新药处方发现研究思路[J].世界科学技术-中医药现代化，2009,11(2):225-228.

[4]陈建新.中医证候的复杂系统建模及其与疾病的相关性研究[D].北京:中国科学院,2008.

[5]Yang Hongjun,Chen Jianxin,Tang Shihuan,et al.New drug R&D of Traditional Chinese medicine-Role of data mining approaches[J].Journal of biological Systems,2009,17(3):329-347.

[6]李健,卢朋,唐仕欢,等.基于中医传承辅助系统的治疗肺痈方剂组方规律分析[J].中国实验方剂学杂志,2012,24(2):6-9.

[7]王晓岩,蒋莹,黄友敏,等.寻常性银屑病患者血清高迁移率蛋白和血管内皮细胞钙黏蛋白的含量变化[J].中国医药，2012,7(1):88-90.

[8]肖红丽,李硕,李奕洁.古今名医临证实录丛书之皮肤病[M].北京:中国医药科技出版社,2013:4.

[9]吴嘉瑞,张冰.基于关联规则和复杂系统熵聚类的颜正华诊疗失眠用药规律研究[J].中国实验方剂学杂志,2012,18(24)：1-4.

[10]涂泳秋,陈国华,朴胜华,等.中医药科研中用到的数据挖掘方法综述[J].医学信息,2011,7(24):4045-4047.

(2014-06-10收稿 责任编辑：张文婷)

General Medication Observation on Psoriasis Prescription Drug Based on Data Mining

Yang Yanping1,2

(1BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100102,China; 2ChinaMeteorologicalAdministrationhospital,Beijing100081,China)

Objective:To observe and analyze the general drugs used in treating psoriasis based on reference reading and the application of Traditional Chinese Medicine Inheritance support software. Methods: Three books recorded the medication of psoriasis are referred to analyze the utilizing frequency of the prescription drugs and association rules among different formulas. Data mining research methods such as Apriori algorithm, based on association rules, complex system entropy cluster and unsupervised hierarchical cluster were used. Results: From the 133 screened prescriptions, the utilizing frequency of the prescription drugs and association rules among different medicines were achieved, and also 20 core drug combinations and 10 new prescriptions were found. Conclusion: This research, which is based on Traditional Chinese Medicine Inheritance support software and data mining method is instructive to clinical treatment of psoriasis and helpful to develop new drugs on psoriasis.

Traditional Chinese medicine; Psoriasis; Data mining; Apriori algorithm

杨艳平(1975.9—)，女，本科，副主任药师，中药房主任，研究方向：临床中药学，E-mail:chenzixuanlala@sina.com

R758.63；R311

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.10.041