基于关联规则的中药组分配伍治疗脑缺血再灌注损伤规律研究

谢丽华　廖君

〔摘要〕 目的 探讨治疗脑缺血再灌注损伤（cerebral ischemia reperfusion injury， CIRI）的高频用药，并揭示用药与证型、组分与组分的关系，从组分层面解析中药治疗CIRI的配伍规律。方法 收集中国知网（1998-08-25至2018-08-25）20年期刊文献数据库中治疗CIRI的中药及相关组分的研究，采用关联规则Apriori计算方法，对治疗CIRI的中药复方及相关组分的研究结果进行挖掘分析。结果 高频次药物包括补阳还五汤、川芎嗪注射液、黄芪提取物等，印证及推测出构成丹参、三七等单味中药的活性成分及血栓通注射液和脑心通胶囊等中药复方的药效物质基础，并发现了芍药苷-阿魏酸、黄芪甲苷-藁本内酯-阿魏酸等新的组分配伍形式。结论 基于关联规则，为CIRI中药组分配伍治疗挖掘高频用药、用药与证型、组分与组分的关联关系，可为组分配伍研发提供依据与参考。

〔关键词〕 脑缺血再灌注损伤;组分配伍;关联规则

〔中图分类号〕R255.2;R743.31       〔文献标志码〕A       〔文章编号〕doi：10.3969/j.issn.1674-070X.2020.01.015

〔Abstract〕 Objective To explore the high frequency Chinese medicine for ischemia cerebral reperfusion injury （CIRI）， reveal the relationship between the medication  and syndromes， and different components， and analyze the component compatibility regularity of Chinese medicine in the treatment CIRI from component level. Methods The research on the Chinese medicine and related components for treating CIRI in the CNKI （1998-08-25 to 2018-08-25） 20-year periodical literature database were collected， and the association rule Apriori algorithm was used to perform mining analysis of the research results of Chinese medicine for CIRI and its related components. Results The high-frequency drugs included Buyang Huanwu Decoction， Ligustrazine Injection， Radix Astragali seu Hedysari Extract， etc.， which confirmed and speculated the active ingredients that made up the single Chinese medicine such as Radix Salviae Miltiorrhizae and Radix Notoginseng， and medicinal effect base of Chinese medicine compound such as Xueshuantong Injection and Naoxintong Capsule， and found new groups of compatibility such as paeoniflorin-ferulic acid， astragaloside-4， ligustilide-ferulic acid， etc. Conclusion Based on the association rules， this paper explores the high-frequency medications， medications and syndrome types， component and component associations for the Chinese medicine component compatibility in the treatment of CIRI， which can provide basis and references for the development of component compatibility research.

〔Keywords〕 cerebral ischemia reperfusion; component compatibility; association rule

腦卒中亦称脑中风，是一种突发性脑血液循环异常的疾病，包括脑出血和脑缺血，是临床常见的严重威胁人类健康的疾病之一，脑缺血性卒中尽早恢复缺血区脑组织的血液再灌注，使其重新获得血氧供应是临床上的首要治疗原则，而缺血后血流的再通可导致脑组织的缺血再灌注损伤（cerebral ischemia reperfusion injury， CIRI）[1]。近年来研究表明，许多中药对CIRI有一定的保护作用，中医药治疗在CIRI中得到了广泛的应用，并发挥着不可或缺的作用。而由于中药发挥临床疗效是通过多种活性成分协同作用的结果[2-3]，所以明确多药物联合运用的活性成分及配伍关系是中药应用的关键问题。

中药有效组分研究已被认为是中药用药的一个重要的发展方向[4-5]，能为中药成分的有效利用、后续新药开发和临床应用研究提供理论基础。故本文收集了治疗CIRI的中医药临床/实验文献，从文献中提取相关的药物配伍、药理作用、药物主要有效组分等信息，使用关联规则挖掘算法，挖掘治疗CIRI的中药中关联度较高的组分配伍，揭示其隐藏着的组分与组分之间的关系，探索治疗CIRI的组分配伍规律，为组分中药的研发提供依据。

1 资料与方法

1.1  数据来源与纳入标准

本文使用的数据来源于中国知网1998年8月25日至2018年8月25日的数据库，确定的关键字有“脑缺血再灌注损伤”，纳入标准：（1）主治中有明确载有CIRI或缺血再灌注脑损伤等字样;（2）排除其他慢性疾病如糖尿病引起的CIRI的文献;（3）文献类型包括化学实验研究、随机对照研究、临床对照研究等一次文献;（4）方剂超过20味药的文献不予纳入;（5）单体不予纳入。

1.2  数据规范

由于中药饮片有效成分的研究目前尚处于探索阶段，相关科研文献很多，但大部分中药组分的研究成果尚未形成统一的标准，因此，在中药组分的数据选择方面，首先遵照2015版《中华人民共和国药典》，选择《中华人民共和国药典》收录中药提取物，同时筛选一些有关研究中药药效物质基础的中药谱效学及中药药动学-药效学等相关学术文献记载的中药有效成分，文献资料通过中国知网、万方、维普等文献数据库检索、整理和收集[6]。故中药组分主要为目前已明确的中药提取物，这部分数据被《药典》收录，或被相关文献报道。

此外，参考2015年版《中华人民共和国药典》对所收集的中药、组分、证候等信息进行正异名规范，如黄芪甲苷IV、黄芪苷IV、黄芪甲苷均以黄芪甲苷计算等。

1.3  数据分析

本文主要使用Excel及中国中医科学院中医药信息研究所建立的中医药数据挖掘系统TCM Miner，通过该平台“数据挖掘类”模块中“关联关系挖掘”功能，采用关联规则算法进行数据挖掘，所得数据利用Apriori算法计算。在Excel中建立数据表，每行各字段依次代表编号、中药、组分名称、药理作用、证型等，整理好数据后录入系统，然后按照相应步骤进行数据分析。在关联关系分析中，是从数据库中挖掘出满足支持度和置信度最低阈值的所有关联关系，其中支持度表示在所建立的数据库中，该样本项目集所占的百分比，即表示该样本项目集的可能性大小;置信度表示该样本在所建立的数据库中真实性的程度，即表示该样本的可靠性。

2 结果

该数据库共收集了15 775篇相关文献。经筛选后，其中符合的文献有1 344篇，涉及到的中药（包括中药复方或中成药）有203种，收集到的组分单体共有283种。

2.1  中药-证型-药理作用关系挖掘结果及分析

收集了203种中药（包括中药复方或中成药），并对数据进行关联规则分析挖掘频繁项集，找出频数较高的中药，分析CIRI的用药趋势，以出现次数≥25次作为阈值，研究支持度大于10%的中药，结果见表1。

2.2  组分间关系挖掘结果及分析

文献中共收集283种组分，对所收集到的组分进行关联关系分析，根据数据量的大小进行多次挖掘，参数设置为组分间置信度大于50%，支持度大于5%，得到组分间关系网络图，图中节点代表组分，箭线代表组分间的关联关系，箭线由前项指向后项，见图1。其中选取置信度大于50%及最小支持度为10%的中药组分配伍，结果见表2。

3 结论

3.1  中药复方-证型-药理作用关系的分析

表1显示，补阳还五汤用药频次最多，在符合标准的203种中药中使用了142次，支持度69.95%，川芎嗪注射液使用130次，支持度64.04%，血栓通注射液使用了100次，支持度49.26%。分析结果显示CIRI使用的核心中药药理作用主要集中在改善脑循环、保护神经细胞、抗炎、抗氧化、改善血脑屏障，辅以调节免疫、降脂稳斑、改善血流动力学等。补阳还五汤出自清代王清任《医林改错》，具有益气活血通络作用。该方针对气虚血瘀型CIRI治疗是通过抑制凋亡诱导基因的表达，达到抑制神经细胞凋亡，改善神经功能的治疗目的[7]。血栓通注射液主要成分三七总皂苷具有活血化瘀、通经活络功效，可通过降低血液黏度、增加血流量、抗炎及抗氧化等多种机制发挥神经保护作用[8-9]。脑心通胶囊中黄芪可降低血液黏度、改善血压，地龙可溶解血栓，红花、川芎等具有活血化瘀作用，防止血栓形成[10]。脑心通胶囊通过改善脑部循环、保护神经细胞、降低血液黏度机制治疗气虚血瘀型脑卒中[11]。

3.2  组分间关系图、表印证及推测出药效物质基础或可能的配伍组分

表2中，丹参酮ⅡA、丹参素、隐丹参酮、丹酚酸B、原儿茶醛、迷迭香酸均为丹参的活性成分。目前已证实，这些组分是丹参用于治疗CIRI的药效物质基础，其机制包括清除自由基、抑制细胞凋亡、促进神经生长因子表达等[12]。三七皂苷R1、人參皂苷Rb1、人参皂苷Rg1都是三七的活性成分，具有良好的阻止血栓形成和溶栓作用[13]，已有研究提出三七皂苷R1-人参皂苷Rg1-人参皂苷Rb1的配伍是血栓通注射液在组分层面的体现，是其抗CIRI的药效物质基础[14-16]，证实了挖掘结果的可靠性。黄芪甲苷、阿魏酸、藁本内酯、芍药苷、丹酚酸B是黄芪、川芎、赤芍、丹参在组分层面的体现，是脑心通胶囊的重要成分之一[17]，此5种成分是否为脑心通胶囊治疗CIRI的药效物质基础，可通过实验进一步验证。

3.3  新的组分配伍挖掘

发现芍药苷-阿魏酸、黄芪甲苷-藁本内酯-阿魏酸等新的组分配伍，目前没有发现将这些组分配伍联合治疗CIRI的报道，而新的配伍可能对CIRI的多个靶点起作用，从而达到配伍增效目的。

3.3.1  芍药苷-阿魏酸配伍  芍药苷为赤芍的主要成分，赤芍具有清热凉血、活血化瘀止痛之效。研究表明芍药苷具有抗炎、抗氧化、抑制神经细胞凋亡、保护神经功能等作用[18]，阿魏酸为当归、川芎等中药的主要成分之一，当归既能补血，又能活血散瘀止痛，常用治血虚血瘀诸痛症，川芎可祛风通络、活血止痛，为治血脉瘀阻之要药。阿魏酸可扩张血管、清除氧自由基、抗氧化[19]等，芍药苷、阿魏酸配伍可活血化瘀，通络止痛，两者配伍对PC12细胞损伤具有保护作用，其机制可能是清除自由基、抑制脂质过氧化的抗氧化效应[20]，两者单独应用均对脑梗死有一定的疗效。但两者配伍后是否对CIRI产生协同作用，是否能发挥每个单一成分更强的药理活性，值得深入研究。

3.3.2  黄芪甲苷-藁本内酯-阿魏酸配伍  黄芪甲苷为黄芪的主要成分之一，有补气、化瘀、消肿之功，具有抗炎、抑制神经细胞凋亡、保护血脑屏障、抗氧化及调节免疫的作用[21]，藁本内酯、阿魏酸为当归、川芎的主要成分，藁本内酯可干预缺血导致的神经炎症，减轻大脑梗死，还可抑制TNF-α表达来保护神经等[22]，阿魏酸能抑制细胞凋亡、抗氧化从而起到降低神经细胞损伤的作用[23]。虽然目前没有黄芪甲苷-藁本内酯-阿魏酸配伍的临床研究，但已有实验研究表明黄芪、川芎药对中主要成分配伍可保护细胞稳定性、提高氧自由基清除能力、抑制细胞凋亡等，对脑血管内皮细胞缺氧损伤有显著的保护作用[24]。根据挖掘结果显示，新组分的配伍产生的药效及作用机制值得进一步研究，并有望投入临床市场研究。

4 结语

组分配伍规律是传统中医学理论与现代科学技术相交融发展的结果，是中医整合调节与靶向效应相结合与发展的趋势。本研究对治疗CIRI的中药进行数据挖掘，获得了治疗该病高频用药，如补阳还五汤、川芎嗪注射液、黄芪提取物、血栓通注射液等，印证及推测出隐藏的构成单味中药或中药复方的药效基础，如丹参、三七等的活性成分，血栓通注射液和脑心通胶囊的药效物质基础等，并发现新的组分配伍，如芍药苷-阿魏酸配伍、黄芪甲苷-藁本内酯-阿魏酸配伍等。关联规则的CIRI用药分析为中药的药效基础的研究提供参考，同时为组分配伍研发提供依据和参考。由于本研究推测出的药效基础及新的组分配伍尚缺乏临床实践，需结合中医药传统理论与临床实际情况综合分析与评价，本研究为脑缺血再灌注损伤的临床新药研发与应用提供指导依据。

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（本文编辑  贺慧娥）