基于数据挖掘的中医药治疗新型冠状病毒肺炎用药规律分析

应 力 李瑞莹 杨彦斌 陈清华 张龙剑峰 杨 铛 张 卓 岩 管 张 超

云南中医药大学，云南 昆明 650500

新型冠状病毒肺炎(Novel coronavirus pneumonia，NCP)，简称“新冠肺炎”，是指因2019年12月在中国武汉发生的原因不明的病毒性肺炎而被发现，并于2020年1月12日被世界卫生组织正式命名为“COVID-19”[1]。目前主要采取对症支持治疗，临床上还没有发现有针对性的有效药物，一定程度上引起了人们的恐慌。新冠肺炎在中医上属于“温病”、“时疫”范畴，是因感受疫戾之气而发生的传染病。在治疗瘟疫方面，中医药具有悠久历史，不仅辨病辨证、对症治疗，而且疗效明显。国家卫生健康委员会已发布了《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第六版)》[2]，各省、市结合具体情况制定了相应的诊疗方案，这些诊疗方案中推荐了多种中药汤剂，经临床检验疗效明显。笔者运用中医传承辅助平台软件，对《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第六版)》、各个地区及部分云南民族民间防治新型冠状病毒肺炎的处方进行药物四气五味、用药频次、用药模式、组方规律、新方挖掘等用药规律分析，为指导临床用药、研究提供理论和科学依据。

1 研究方法

1.1 资料来源 本研究以《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第六版)》颁布的诊疗方案，及武汉、恩施、云南、陕西、广东、河南、山东、山西、江西、甘肃、吉林、广州、广东、西双版纳疫区的经验方，云南部分民间民间防治新冠肺炎自拟方为来源，共收录成方90首。其中各地经验方47首，云南民族民间医生献方36首。

1.2 分析软件 中医传承辅助平台(V2.5)。

1.3 处方录入与核对 将整理好的防治新冠肺炎中药汤剂录入“中医传承辅助平台(V2.5)”。录入完成后，由双人同时审核数据，以确保单验方录入的准确性及数据挖掘的可靠性。

1.4 数据分析 通过该软件“数据分析”的“方剂分析”功能，对各组方间的规律进行分析。具体步骤如下[3]: ①提取数据，在西医疾病中输入“COVID-19”，提取治疗新冠肺炎的全部方剂；②频次统计，将所有方剂中单味药物的频次按照从大到小的序列排序，并导出到Excel中；③组方规律，将“支持度个数”( 表示在所有药物中同时出现的次数)设为12，“置信度”设为0.7，按照药物组合出现频次从大到小的顺序进行排序，进行“规则分析”，分析所得组合的规则；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，选择合适的相关度(本文为8)和惩罚度(本文为2)，然后点击“提取组合”按钮，发现新组方(核心算法是无监督的熵层次聚类)，并进行网络可视化展示。

2 结果

2.1 用药频次 收录的90首处方中，共计用药196味药物，对其进行“频次统计”，可得治疗新冠肺炎药物使用频次高低的排序，结果导出至Excel文件，可见频次在10以上的药物有31味，具体见表1，前10味中药如图1所示。

表1 单验方药物频次≥10的常用药物统计

2.2 药物四气五味分布及频次，见表2。

2.3 基于关联规则的新冠肺炎处方规律的分析

2.3.1 用药模式 对90首方剂进行组方规律的数据挖掘，选择“组方规律”，设置“支持度个数”为12，“置信度”为0.7，导出药物组合频次结果至 Excel 文件，可得常用药物组合22个，包括11味药，见表3。

表2 药物四气五味

表3 处方中支持度≥12的常用药对及组合

2.3.2 组方规律 在“支持度个数”为12基础上，将“置信度”设为0. 7，点击“规则分析”查看分析结果(→左边的为药物A，右边的为药物B。当药物A出现，药物B出现的概率。置信度参数越接近1，药物A、B之间的联系越高)，见表4。

表4 药物组合关联规则

2.3.3 网络展示 可以直观看到各药物间的联系，提示核心药物的组对，如图2所示。

2.4 基于熵聚类的组方规律分析 设置相关度为8，惩罚度为2，进行聚类计算，其中关联系数在0.02以上的共有药对337组，因数量较多，选取关联系数在0.03以上的67组药对进行列表，见表5。基于无监督熵层次聚类的新处方分析在以上核心组合提取的基础上，再进行提取组合，可以得到新方聚类的药物组合16个，见表6。相对应的药物组合又可聚类为新处方，共16个，见表7。新冠肺炎潜在新方剂组合网络展示如图3所示。

表5 药物间关联度分析(关联系数>0.3)

续表5 表5 药物间关联度分析 (关联系数>0.3)

表6 新方聚类的药物组合

表7 基于熵层次聚类的新处方组合

3 讨论

中医传承辅助平台是一个针对中医药数据分析集成软件，对中医药的研究及其临床运用提供指导意义。基于该平台，通过对收集的90首处方经过统计分析，从药物的四气、五味分布中发现，现代中医药治疗新冠肺炎的中药药性多寒温并用、药味多苦甘辛，体现新冠肺炎的“攻补兼施、标本同治”的治疗原则。经过统计分析，发现高频药物中不仅含有中药还有民族药，其中最高的10种药物为甘草、麻黄、杏仁、黄芩、连翘、金银花、桔梗、防风、藿香、黄芪，民族药有白花臭牡丹根和人字树。主要包括清热解毒药(甘草、黄芩、金银花、石膏、白花臭牡丹根、人字树等)、宣肺化痰止咳药(麻黄、杏仁、连翘、桔梗、陈皮、法半夏等)、补益药(黄芪、北沙参、麦冬等)，配合健脾药(茯苓)、芳香化湿药(藿香)等，符合瘟疫发病特点(湿、热、毒、虚)及用药。甘草性味甘平，具有“补脾益气、清热解毒、祛痰止咳、缓急止疼、调和诸药”的功效，现代药理表明甘草中甘草酸、甘草次酸等具有抗病毒作用，能够明显抑制病毒的复制[4]。麻黄性辛微苦，归肺、膀胱经，具有“发汗解表、宣肺平喘、利水消肿”的功效，现代药理研究表示麻黄中的挥发油等具有抗病毒活性、还具有一定的止咳、祛痰作用；据报道具有抗病毒作用的药物还有黄芩、连翘、金银花。其中民族药：白花臭牡丹根[5](傣药名：哈宾蒿)，其性味苦、微甜，凉，入水、风塔，具有清火解毒、消肿止痛、止咳化痰之功。人字树[6](傣药名：么滚)，味淡，性平，入土、风、水、火塔，具有清火解毒、补土健脾之功。出现频次较高的药物组合有(前10位)：①麻黄-杏仁，②黄芩-杏仁，③连翘-甘草，④甘草-杏仁，⑤黄芩-连翘，⑥黄芩-甘草，⑧黄芩-麻黄，⑨甘草-麻黄，⑩甘草-麻黄-杏仁。以上这些药物及组合为临床治疗新冠肺炎经验方中的主要药物及组合，这些组合药物的功效基本为：清热解毒、宣肺祛痰。基于熵聚类的组方规律分析，发现药物间的关联度前三为：杏仁-浙贝母，葛根-麻黄，石斛-杏仁。其中关联的民族药还有：黄芩-白花臭牡丹根，连翘-人字树，葛根-傣百解，黄芩-粗木叶，麻黄-羊耳菊根，麻黄-紫色姜，麻黄-百样解，神曲-马蹄香等。傣百解[7](傣药名：雅解先打)，意为解百毒的药，性凉、味苦，入火、土、风塔，具有清火解毒、消肿止痛之效，现代药理表明傣百解中还有甾体皂苷，具有抗病毒、抗肿瘤、抗菌作用。羊耳菊根[8](又称大力王、猪耳风、过山香等)，味苦微辛，具有行气止痛、祛风消肿之功，现代药理研究表明具有止咳、抗炎镇痛、抗菌、抗氧化等药理作用。紫色姜[9](傣药名：补累)，其味苦、辛，性寒，有解表散寒、理气健胃等功效，有报道称紫色姜挥发油有抗病毒、抑菌、抗炎等作用。百样解[10](傣药名：文尚海)，意为清除百毒的药物，又称竹叶兰，它中主要含有茋类、酚类、黄酮类等115个化合物，且具有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化等多种药理活性。马蹄香[11](傣药名：骂蹄湘)，味辛、苦，有小毒，具温中散寒、理气镇痛之功效，现代研究表明，其根及根茎药用，有抗肿瘤、抗菌、抗病毒等药理活性。通过无监督熵层次聚类，可以聚类获得能够组合成新方的潜在组合16首，如:荆芥-前胡-车前草，法半夏-白豆蔻-厚朴等，其中的民族药组合：毛翼核果藤-山乌龟-圆锥南蛇藤，毛翼核果藤-山乌龟-长柱山丹，荷包山桂花-山乌龟-圆锥南蛇藤，葛根-石斛-羊耳菊根。山乌龟(傣药名：波摸硬)，苦寒，有小毒 ，部分文献中提到山乌龟具有抗肿瘤、抗放射、抗病毒等作用。圆锥南蛇藤[12](傣药名：嘿麻电)，味涩，性凉，入水塔，具有清火解毒、消肿止痛、止咳化痰、收敛止泻之功，多用于咳嗽痰多、咽喉肿痛、腹痛腹泻、顽癣等。荷包山桂花(傣药名：呀楠嫩)，味甜性平，具有清热解毒、祛风除湿、补虚消肿。这些潜在组合通过进一步配伍后可以生成16首新方，其中的毛翼核果藤-山乌龟-圆锥南蛇藤-长柱山丹，荷包山桂花-山乌龟-圆锥南蛇藤-葛根-石斛-羊耳菊根组合均为傣医民族药，具有清热除湿、解毒止痛、健脾养胃等功效。其结果有待于临床上进一步去验证，为进一步探索新型冠状病毒肺炎的组方用药规律及防治工作提供参考。

除上述民族药，在收集处方时还收集到以下民族药：野坝子[13](傣药名：腊悠麻)，味辛性平，具有清热解毒、疏风解表等功效，现代研究表明，野坝子具有抗病毒、抗菌、抗氧化、抗衰老等作用。梁王茶[14](白药名：够饥甘)，甘微苦凉，有小毒，有清热解毒、理气止痛、祛风除湿等功效，现代研究表明，梁王茶具有抗疟活性、镇痛、抗肿瘤、抗病毒、抑菌、调节免疫等药理作用。五气朝阳草[15](哈尼药名：哦阿拉批)，又名水杨梅，苦辛性寒，具有清热利湿、解毒消肿等功效，现代研究表明，五气朝阳草的提取物具有抗病毒活性、抗癌、抑菌。悬钩木[16](藏药名：干扎嘎日)，根苦，茎微甘苦，皮微辛，叶苦涩，果实甜如蜜，根、茎、叶、果治隆热病和痰病，对肺病特效，还治热性时疫，叶子还可清胆病，研究发现，它具有抗病毒、抗菌、抗氧化、抗炎及保肝等作用。黄藤[17](傣药名：涛罕)，苦寒有小毒，具有清热解毒、利胆退黄、利尿之功，现代药理表明，黄藤具有抗炎、抑菌、增强免疫力等药理作用。定心藤[18](傣药名：顿黑罕)，苦微涩凉，具有清火解毒、止血止痛等功效，现代药理表明，定心藤具有抗肿瘤、抗炎、抗病毒等作用。藤茶[19]又名白茶、霉茶、甜茶、棠茶等，彝族、傣族等都使用此药，可药食两用，其味甘淡、性凉，具有清热解毒、祛风除湿、强筋健骨等功效，现代药理表明，藤茶具有抗菌、消炎等作用。通光散[20](傣药名：嘿毫洪)，苦寒，具有清热解毒、止咳平喘、降逆止呕等功效，现代药理表明，通光散具有抗肿瘤、抗病毒等药理作用。九里光[21](傣药名：勐奴)，又名为千里光、风藤草等，具有清热解毒、明目退翳、杀虫止痒等功效，现代药理学研究表明，千里光具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化及清除自由基的作用。上述民族药不仅具有清热解毒之功，还有抗病毒抗菌等药理作用。在诊治疾病中民族药具有一定的优势，疗效明显，价格低廉等，在大力发展中医药的同时，也应加强民族药的传承与创新。

面对全球新型冠状病毒肺炎蔓延的严峻形势，中医在预防和控制新型冠状病毒肺炎中辨病辨证，对症支持治疗，疗效显著，充分发挥传统中医药、民族药的优势。本文基于中医传承辅助平台软件(V2.5)，分析防治新型冠状病毒感染的肺炎处方用药规律，可为进一步挖掘中医药防治新型冠状病毒肺炎方药和指导临床提供参考，其提取组合的新处方需要在临床中进一步的观察验证。