基于因子分析的大鼠脾虚水湿不化模型评价研究*

崔 宁，赵文晓，韩冰冰，季旭明，高 洁，韩 旭，王世军

(1．山东中医药大学基础医学院，济南 250355;2．山东中医药大学护理学院，济南 250355; 3．山东中医药大学国际教育学院，济南 250355)

基于因子分析的大鼠脾虚水湿不化模型评价研究*

崔 宁1，赵文晓2，韩冰冰1，季旭明1，高 洁1，韩 旭1，王世军3△

(1．山东中医药大学基础医学院，济南 250355;2．山东中医药大学护理学院，济南 250355; 3．山东中医药大学国际教育学院，济南 250355)

目的:探讨采用因子分析对脾虚水湿不化大鼠模型进行评价。方法:采用高脂低蛋白饮食+负重游泳复合因素诱导6周，建立脾虚水湿不化大鼠模型，检测一般状况、自主活动、胃排空率、水负荷指数等指标，运用因子分析进行模型综合评价。结果:“水液运化”因子、“蛋白和血脂”因子、“一般状况”因子和“胃肠功能”因子为脾虚水湿不化证的主要影响因子，累积贡献率达82.97%，构建了脾虚水湿不化模型综合评价函数。结论:因子分析可以对脾虚水湿不化模型进行综合评价，是适宜中医动物模型的评价方法。

脾虚水湿不化;因子分析;评价

中医证候动物模型的评价一直是中医实验研究中备受关注的热点问题。随着各种检测技术的发展，动物模型可采集到的指标数据信息已经十分庞大，如何正确处理这些信息，阐释各指标的相互关系及其对模型的贡献，是模型评价的关键。中医动物模型的评价以往主要采用单因素评价方法，如t检验、方差分析、χ2检验等，通过对造模后模型组与对照组各个指标分别进行比较分析，以反映模型的情况，但缺乏模型的整体综合评价［1］。因子分析(factor analysis)由Charles Spearman于1904年首次提出，通过研究多个变量间的内部依赖关系，使用少数几个潜在的不能观察到的随机变量(称为公因子)来反映原资料的大部分信息，是一种化繁为简的降维处理方法［2］。本研究探索运用因子分析方法，分析影响脾虚水湿不化证的主要因素，并采用因子综合得分量化评价模型，为脾虚水湿不化的研究提供客观定量的科学依据。

1 材料与方法

1.1 动物

SPF级4周龄Wistar大鼠16只，体质量(150± 20)g，雌雄各半，购自北京维通利华试验动物技术有限公司(许可证编号SCXK(京)2012-0001)，于IVC独立送回风净化笼饲养。

1.2 仪器

RT-2100C型多功能全自动酶标仪(深圳雷杜公司);YLS-1B多功能大鼠自主活动记录仪(山东省医学科学院);Olympus AU5400型全自动生化分析仪(日本)。

1.3 试剂

蓝色葡聚糖2000(DB-2000)(批号17036001)，北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司;D-木糖测试盒(批号20130702)，南京建成生物工程研究所;大鼠胃泌素酶联免疫检测试剂盒，进口分装，北京方程生物公司。

1.4 动物模型的建立

大鼠适应性饲养3 d后随机分为2组，每组8只，模型组给予高脂低蛋白饲料(氯化胆碱0.2%，蛋氨酸0.3%，淀粉15%，蔗糖50%，纤维素5%，酪蛋白20%，玉米油5%，多矿3.5%，多维1%)，每日下午以10%体质量负重游泳至力竭，连续6周;对照组给予正常饲料(AIN-76A纯化饲料)。

1.5 一般状况评价方法

参照《中医湿病学》、《中药治疗脾虚证的临床研究指标原则》［3-4］，经专家讨论审议，拟定脾虚水湿不化一般状况评分表，评价大鼠的一般状况，评分增加提示症状加重。

表1 脾虚水湿不化一般状况评分表

1.6 自主活动检测

大鼠自主活动记录仪检测记录10 min内大鼠活动数。

1.7 胃排空率和小肠推进率检测

2%DB-2000灌胃0.4 ml/只，于分光光度计620 nm处测吸光度值，胃排空率(%)=1-A1/A2(A1:胃内DB-2000吸光度值，A2:基准DB-2000吸光度值)。量取幽门括约肌至色素最前端距离，以及幽门括约肌至盲肠距离。小肠推进率=小肠内色素推进距离/全小肠长度×100%。

1.8 胃泌素和尿D-木糖排泄率测试

按大鼠胃泌素酶联免疫检测试剂盒和D-木糖试剂盒说明书进行测试。

1.9 血清蛋白和血脂检测

采用全自动生化分析仪检测总蛋白、白蛋白、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)。

1.10 水负荷实验

参照文献［5-7］具体方法:室温控制在25℃条件下进行，禁食12 h后，称量体质量作为正常对照值，然后每只大鼠腹腔注射10%体质量的生理盐水，称量0时、1时、2时、4时、6时体质量及尿量，期间禁食禁水。水负荷差值=水负荷后体质量－水负荷前体质量，绘制水负荷曲线图，计算6 h水负荷曲线下面积为水负荷指数。由于实验观察期内禁食禁水，室温控制在25℃条件下进行，因此水负荷指数越大表明水潴留越严重。

1.11 实验数据预处理

表2显示，对原始数据进行标准化处理并分析变量。

表2 脾虚水湿不化大鼠模型变量标识表

1.12 因子分析方法

因子分析采用SPSS 21.0软件实现，主成分法(principal factor)估计因子负荷，对因子轴采用方差最大正交旋转法进行旋转，用回归法估计旋转后各因子得分，以各公因子的方差贡献率为权重，由各公因子的线性组合得到综合评价函数，采用独立样本t检验比较对照组和模型组综合得分。综合评价函数为:

式中，wi为各公因子的方差贡献率，Fi为各公因子。

2 结果

2.1 KMO检验和Bartlett球型检验结果

本研究中 KMO检验统计量为0.505＞0.5，Bartlett球型检验P=0.000＜0.001，说明待分析变量间相关性较高，相关矩阵是单位阵，适合进行因子分析。

表3 脾虚水湿不化模型因子分析主成分表

2.2 主成分法提取公因子

以特征值大于1作为公因子提取条件，提取4个公因子。表3显示，4个公因子的方差累积贡献率达到82.97%，说明公因子对变量的解释能力较强，能够比较全面地反映大鼠脾虚水湿不化状况。载荷系数反映公因子与变量之间的相关性，载荷系数越大，变量与相应公因子关系越密切。表4显示，因子1在水负荷指数、尿量、胃排空率、总胆固醇、LDL-C上载荷较大，称为“水液运化”因子;因子2在总蛋白、白蛋白、HDL-C上载荷较大，称为“蛋白和血脂”因子;因子3在一般状况评分、自主活动、体质量上载荷较大，称为“一般状况”因子;因子4在小肠推进率、D-木糖排泄率、Gas上载荷较大，称为“胃肠功能”因子。由方差贡献率可知，各公因子的重要性依次为因子1＞因子2＞因子3＞因子4，旋转后因子间相互独立。

表4 脾虚水湿不化模型各变量及因子载荷

2.3 脾虚水湿不化模型各因子得分

根据因子得分系数矩阵，得出各公因子得分模型，表达式如下:因子1=0.075X1－0.196X2－0.080X3－0.064X4－0.220X5－0.021X6－0.022X7－0.347X8+0.356X9－0.171X10－0.127X11－0.195X12－0.039X13－0.133X14;因子2=0.143X1－0.100X2+0.062X3+0.007X4+0.289X5－0.169X6+0.121X7+0.084X8－0.152X9+0.257X10+0.270X11+0.006X12+0.356X13－0.099X14;因子3=－0.337X1+0.539X2+0.013X3+0.083X4－0.269X5+0.007X6－0.223X7+0.172X8－0.151X9－0.012X10－0.007X11－0.178X12+0.044X13－0.191X14;因子4=－0.186X1－0.022X2+0.093X3+0.145X4－0.159X5+0.466X6+0.320X7－0.103X8+ 0.116X9+ 0.123X10+ 0.062X11+ 0.235X12－0.287X13+0.282X14。

2.4 脾虚水湿不化模型综合评价

以各公因子的方差贡献率为权数，建立因子分析综合评价函数并计算综合得分。综合得分越低，表明脾虚水湿不化状况越严重。对照组综合得分为(0.48±0.17)，模型组综合得分为(－0.48± 0.15)。与对照组比较，模型组综合得分显著降低(t =11.887，P=0.000)，表明模型组造模成功。脾虚水湿不化综合评价函数为:F=24．350% ×因子1 +24．250% ×因子 2+18．806% ×因子 3+ 15.568% ×因子4/82．974%。

3 讨论

中医证候是一个非线性的多维、多阶复杂巨系统［8］，相应的动物模型亦表现为全身多系统多指标的变化。如何从庞杂的变化中提取出最核心、最关键、最具权重意义的指标，同时又保持模型的性质和特点，是中医动物模型研究中的关键问题。以往中医证候模型的评价，多基于研究者的经验判断或是基于研究小组内部拟定的判断标准，缺乏充足的数据支持与理论依据［9］。从评价方法上看，中医证候动物模型的评价目前主要运用单一指标或平均化地运用指标群来表征，多采用单因素分析方法，而中医证候动物模型的数据具有自变量多及共线性、非线性和非正态分布等特点，传统的线性方法并不适用，单因素分析也无法综合全面反映中医动物模型的特征［1－8］。

近年来，有学者探讨采用多元统计分析方法进行中医动物模型的评价。金锐等［10］运用信息熵理论对糖皮质激素诱导的中医阳虚或阴虚证候动物模型进行评价;陈雷等［11］运用模糊数学的模糊模式识别方法对中医证候动物模型进行评价，都取得了较好的效果。多元统计分析方法是从经典统计学中发展起来的一个重要分支，是定量分析事物间复杂关系的一种综合的数理统计学方法，可以用于探讨高维数据的内在规律。因子分析也是一种多元统计分析方法，主要利用“降维”的方法简化变量的维数与结构，寻找提取具有高度相关的原始指标信息的隐变量(公因子)，给它们以恰当的专业解释，从而由表及里地揭示人与生物现象的本质［12-13］。因子分析在处理自变量多、变量间存在严重多重共线性问题方面具有独特的优势，与中医研究较为切合。国内有学者张琴、刘国萍等将因子分析用于临床研究，对中医证候和生命质量采用因子分析进行评价，取得了较好的效果［13-17］36。

本研究采用因子分析综合评价脾虚水湿不化中医证候模型，探索适宜中医动物模型的评价方法。结果表明，通过因子分析提取脾虚水湿不化证的主要影响因子，“水液运化”因子、“蛋白和血脂”因子、“一般状况”因子和“胃肠功能”因子可以综合全面地反映模型脾虚水湿不化状况，累积贡献率达到82.97%，通过公因子成功构建了脾虚水湿不化模型综合评价函数。比较本研究中对照组和模型组的因子分析综合得分，模型组综合得分显著低于对照组，表明模型组出现脾虚水湿不化病理表现，造模成功。

总之，本研究采用因子分析对中医模型进行了多指标综合评价，提取出脾虚水湿不化证的主要影响因子，并成功构建了脾虚水湿不化模型综合评价函数。对于多维多阶复杂的中医证候动物模型数据，因子分析是适宜的评价方法。

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Evaluation of rat model of spleen deficiency with water and dampness based on factor analysis

CUI Ning1，ZHAO Wen-xiao2，HAN Bing-bing1，JI Xu-ming1，GAO Jie1，HAN Xu1，WANG Shi-jun3△
(1．College of Basic Medical Science，Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Jinan 250355，China; 2．College of Nursing，Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Jinan 250355，China; 3．College of International Education，Shandong University of Traditional Chinese Medicine，Jinan 250355，China)

Objective:To explore the evaluating method of the rat model with syndrome of dampness retention due to spleen deficiency based on factor analysis．Methods:Rat models with syndrome of dampness retention due to spleen deficiency were induced by complex factors of high fat and low protein diet，loading swimming for six weeks．And then，ordinary situation，autonomy activities，gastric emptying rate，Water loading index were tested．All the data were collected and evaluated with factor analysis．Results:water transport factor，serum protein and lipid factor，ordinary situation factor and gastrointestinal function factor were the main influencing factors of syndrome of dampness retention due to spleen deficiency and the cumulative contribution rate of the four factors reached 82.97%．The comprehensive evaluation function of syndrome of dampness retention due to spleen deficiency was estabolished．Conclusion:Rat models with syndrome of dampness retention due to spleen deficiency were successfully evluated by factor analysis，which was a suitable method capable of being used in evaluation of traditional Chinese medicine syndrome models．

Syndrome of dampness retention due to spleen deficiency;Factor analysis; Evaluation

R-332

A

1006-3250(2016)01-0035-03

2014-7-21

国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB531803)-健脾利湿中药药性研究

崔 宁(1978-)，河北唐山人，讲师，医学博士，从事中药药性的基础性研究。

△通讯作者:王世军，教授，博士研究生导师，从事中药药性的基础性研究，E-mail:pathology@163．com。