基于关联规则和复杂系统熵聚类研究中药外洗方治疗奥沙利铂神经毒性的组方规律

广州中医药大学附属中山中医院 广东，中山 528400

奥沙利铂(Oxaliplatin，OXA)是第三代铂类抗肿瘤药物，不仅是治疗结直肠癌的一线药物之一，对胃癌、肝癌及胰腺癌等消化系统肿瘤也具有较好的疗效及安全性[1]，但其化疗相关性周围神经毒性（chemotherapy-induced peripheral neuropathy，CIPN)却大大限制了其临床应用。据相关文献报道，奥沙利铂CIPN发生率可高达90%[2]，这在很大程度上影响了药物的疗效、患者的生活质量以及后续治疗的进程。

目前临床研究中用于防治奥沙利铂CIPN的西药众多[3]，但治疗效果有限，而在西医治疗的基础上结合中医疗法往往能取得不错的疗效。奥沙利铂CIPN主要表现为手足麻木、刺痛、感觉异常或缺失等，根据症状可归属于中医学痹证、血痹等范畴。其中医治疗方法包括中药汤剂内服、外洗、中药注射、针刺、电针等[4]。其中，中药外洗治疗能改善局部血液循环，药物可经皮肤腠理而直达病灶缓解症状，减少了药物对消化道的刺激，同时亦具有操作简便、疗效确切、副作用小以及价格低廉等优势。本研究通过复习文献，收集治疗奥沙利铂CIPN的中药外洗处方，运用关联规则及复杂系统熵聚类等方法进行数据挖掘，旨在分析所纳入方剂的组方规律并提取新处方，为临床治疗该病提供新思路。

1 资料和方法

1.1 资料来源 本研究收集纳入2007年至2017年(检索截止日期：2017年10月1日)中国知网及万方数据库中有关运用中药外洗方剂治疗奥沙利铂CIPN的临床研究以及名医经验介绍等文献，收录其中的经验处方及自拟处方如“温经活血方”“四藤一仙汤”“双筋龙汤”等[5-9]，并排除其中具体药物、药量不明、药物不全及重复的处方，最后筛选出60首中药外洗处方。

1.2 处方录入 将上述筛选后的处方录入v2.5版中医传承辅助系统（traditional Chinese medicine inheritance support system，TCMISS）。数据录入后由专人负责数据审核，并对药物名称进行统一，以减少人为误差，确保数据的可靠性。

1.3 数据处理方法 采用TCMISS中的“方剂分析”功能进行组方规律分析，统计出药物使用频次、分析组方规律、分析新方（包含聚类分析、提取组合等）。统计分析方法采用该系统自带的改进的互信息法、复杂系统熵聚类，无监督熵层次聚类等[10-11]。

2 结果

2.1 常用药物频次分析 对收集的60首处方中共106味中药进行分析发现，使用频次排在前5位的中药依次为红花、桂枝、当归、黄芪、川芎，其中出现频次在10次以上的有15味药物。见表1。

表1 治疗奥沙利铂CIPN外洗处方中频次≥10次的药物

2.2 高频次药物关联规则分析 按照药物组合出现频次由高到低排序，其中红花、桂枝、当归和黄芪的四味药物的相互组合的使用频率排在前3位。见表2。

表2 处方中支持度≥15的药物组合频次

使用关联规则挖掘方法，将支持度个数设为10，置信度设为0.9，筛选出常用的2～3味药物关联规则共19个，药物之间关联规则见图1。药物处方中使用频次≥10次的药物组合的关联规则置信度见表3。

图1 处方中常用药物的关联规则网络图

2.3 熵聚类分析

2.3.1 药物间关联度分析 通过文献数据及多个参数提取数据的预读，结合本研究的方剂和药味数量，调整相关度为8、惩罚度为4进行聚类分析，将关联系数0.025以上的药对列表。见表4。

2.3.2 核心组合分析 以上述药物间的关联度分析结果作为基础，运用复杂系统熵聚类的层次聚类分析，演算出3味药的核心组合。见表5。

2.3.3 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4个新的候选处方，具体分别为处方一：丹参、老颧草、透骨草、地龙；处方二：地龙、威灵仙、水蛭、桃仁；处方三：水蛭、桃仁、全蝎、川乌；处方四：牛膝，僵蚕、桃仁、当归、黄芪。见图2。

3 讨论

徐灵胎[12]在其著作《医学源流论》中提到“一以治表，一以治里……闭塞其气，使药性从毛孔而入其腠理，通经贯络，或提而出之，或攻而散之”，外治之药通过毛孔腠理行走经络，亦可达到治病救人之效。奥沙利铂CIPN按照Levi标准分级可分为4级，1～2级通常易于痊愈，而3级以上CIPN，除感觉异常、迟钝外，兼有功能障碍，临床难治且难以痊愈。清代沈金鳌[13]在《杂病源流犀烛·麻木源流》中提出：“麻木，风虚病亦兼寒湿痰血病也。麻，非痒非痛，肌肉之内，如千万孑虫乱行，或遍身淫淫如虫行有声之状，按之不止，搔之愈甚，有如麻木之状。木，不痒不痛，自己肌肉如人肌肉，按之不知，掐之不觉，有如木之厚。”《医学六要·麻木》中云：“麻属痰属虚；木则全属湿痰死血一块，不知痛痒，若木然是也。”[14]所以木是麻之甚，与3级以上的神经毒性相对应，麻木由气血俱虚、经脉失于濡养，或气血凝滞、经络失畅，或寒湿痰瘀留阻脉络所致。因此，奥沙利铂CIPN主要由“虚”“瘀”“寒”所致，中药熏洗治疗可调和气血、温通经络，改善局部血液循环，使药物经皮肤腠理直达病灶而缓解症状。从奥沙利铂CIPN致病范围来看，其神经毒性多发生于肘膝关节以下，即络脉循行之处，且以浮络或孙络为主，为患者气血所到难及之处，内服效果可能欠佳，而局部外用效果可能更能药专力雄。另一方面，化疗患者在化疗期间易出现呕吐[15]，以外洗方替代口服汤剂既提高了药物利用率，也减少了对胃肠道的刺激。同时中药熏洗治疗亦具有操作简便、疗效确切、副作用小以及价格低廉等优势。何斌等[16]对采用中药泡洗防治奥沙利铂CIPN的文献进行Meta分析，结果显示中药泡洗对奥沙利铂CIPN具有确切疗效。

表3 处方中使用频次≥10次的药物组合的关联规则置信度

表4 基于改进的互信息法的药物间关联度分析

表5 基于复杂系统熵聚类的治疗奥沙利铂神经毒性的核心组合

图2 新处方药物网络图

本研究利用TCMISS，对治疗奥沙利铂神经毒性的60首中药外洗处方进行数据挖掘，并且演化出4个潜在的新处方。TCMISS是由中国中医科学院中药研究所联合中国科学院自动化研究所开发的一款软件，其除了一般统计法，还拥有文本挖掘、关联规则、复杂系统熵方法等挖掘分析方法，已经被广泛应用于名医验案的数据挖掘、疾病中药用药规律分析等[17-18]。

通过分析药物使用频次发现，在治疗奥沙利铂CIPN的中药外洗处方中，使用频率较高的主要为活血祛瘀药（红花、桃仁、川芎等）、温里药（桂枝、细辛等）、补益气血药（当归、黄芪等）、祛风湿药（威灵仙、川乌、透骨草等）以及通经活络药（地龙）等。奥沙利铂CIPN属于中医学的痹证、血痹等范畴，具有“虚、瘀、寒”的特点[19]。红花作为其中使用频率最高的药物，具有活血化瘀的作用，而其所含的黄色素可以抑制神经细胞的凋亡，对氧化性的神经损伤具有保护作用[20]。桂枝则主要取其通利血脉、助阳化气、通阳行瘀之功。当归、黄芪可补益气血，亦有研究表明二者配合使用具有保护心脑血管、调节免疫功能、改善造血功能以及抑制肿瘤增殖等药理作用[21]。透骨草辛散温化，可祛风胜湿、止痛，其含黄酮、香豆素、萘醌等成分，具有镇痛、抗炎和抗肿瘤等药理作用[22]。

通过频次使用则可见“红花、桂枝、当归和黄芪”的相互组合频次最高。通过对高频次药物关联规则分析发现，“桃仁-黄芪”“桃仁-当归”“川芎、鸡血藤-桂枝”“鸡血藤、桂枝、黄芪-当归”“当归、鸡血藤、桂枝-黄芪”及“川芎、当归、桂枝-黄芪”关联最为紧密。进行药物间关联度分析后发现，常用的药对有“川乌-生晒参”“川乌-首乌藤”“川乌-丹参”等。通过复杂系统熵聚类的层次聚类分析共演算出8个由三味药组成的核心组合，其组成主要为黄芪、桃仁、当归、牛膝、丹参、川乌、威灵仙、透骨草、老颧草、地龙、水蛭、全蝎、僵蚕等辛温行散的药物，以活血、益气、散寒、祛风湿、通络等功用为主。

综上所述，奥沙利铂CIPN的主要病因病机为瘀血内阻、气血亏虚、寒湿凝聚，经络不通等，治法上当以活血化瘀、益气补血、散寒通络、祛风除湿为主。正如王清任所说：“元气既虚，必不能达于血管，血管无力，必停留而瘀”。《杂病源流犀烛》中提出：“麻，气虚是本，风痰是标；木，死血凝滞于内，而外挟风寒，阳气虚败，不能运动。”[13]肿瘤患者多属痰瘀体质，多因痰瘀而致病，在经多次细胞毒性药物治疗后气血损伤更甚，气虚无力运血，血行不畅则瘀于局部，肢体筋脉失于濡养则麻木不仁，络脉瘀阻，阳气郁于内而不能外达则寒。这与本研究所得结果大体一致，本病多为本虚标实致病，临床多以急则治标，缓则治本为原则，标本兼顾，从根本上治疗该病。

基于该研究获得治疗奥沙利铂神经毒性4个新的外洗处方，可为临床上用药及辨证论治提供参考。本研究运用TCMISS进行组方规律分析，相比以往的医案整理、专家论著或经验介绍能够更为规范地提取有效的新信息，对治疗奥沙利铂 CIPN及未来新药研发有一定的参考价值，但本研究所得出的核心组合及新处方仍需待临床应用及实验研究进一步评价疗效。