基于数据挖掘技术探析中医乌发专利方药规律

罗世春 赖 鹏 熊 坚 邹思婷 刘佳敏 裴谊辉 蒋 筱*

1.广西中医药大学，广西 南宁 530001；2.成都中医药大学，四川 成都 610075

白发症(Canities)是一种常见的人体发色改变症状，根据发病原因不同可分为生理性白发、先天性白发及早老年性白发。生理性白发随着年龄的增长自然发生，先天性白发一出生时候就出现，有时也伴随某些疾病发生。早老年性白发既有遗传性因素常有家族史，也有后天的精神心理、感染、身体素质、营养摄入及药物等因素。在现代人群中白发症的发病率越来越高，尤其是早年白发。调查研究发现,亚洲人白发发病年龄一般为35～40岁,高加索人为(34±9.6)，黑人为(43.9±10.3)岁[1]，白发不仅是衰老表现之一，还是引起自卑等社会交际障碍的重要原因[2]。

目前西医尚无特效疗法，染色剂遮盖白发无法从根本上改善白发情况，并能诱发各种疾病，如接触性皮炎、白血病、骨质疏松甚至癌变等[3]。中医药蕴含有诸多乌发方药和疗法，具有方法简单、疗效显著、副作用小等特点。本研究对中国期刊全文数据库(CNKI)专利数据库中乌发专利制剂和方组进行收集、整理，运用数据挖掘技术进行分析、归纳，以期总结出专利方组的中药使用规律为临床治疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 文献检索方法 应用主题词与自由词结合方法，全面检索中国期刊全文数据库(CNKI)专利数据库,检索时间为建库至2019年12月；检索词为“乌发”OR“白发”OR“黑发”AND“中医”OR“方药”OR“药”OR“组方”；共检索到的中医乌发方药专利文献799篇，剔除不符合文献纳入标准和重复发表的专利文献20篇，得到纳入779篇文献。

1.2 文献纳入标准 已获授权公开在专利数据库的文献，明确疗效为乌发、黑发等，专利组成主要是中药、中药提取物和方剂等，单独或结合应用，关键药物是中药。

1.3 文献剔除标准 非中医药方药治疗的文献，如物理疗法、医疗器械和合成药物等；功用非乌发、黑发及缓解白发情况；重复出现文献。

1.4 数据的规范及数据库的建立 数据的规范：中药用词、性味归经、分类依据《中国药典》[4]、《中药学》[5]；据原文献描述区分中药名与中药别名，并进行规范合并；保留教材外中药名并将原文献信息纳入分析。数据库的建立：运用Microsoft Excel 2013收集整理文献专利文献，建立中医乌发专利处方数据库。

1.5 统计与分析 运用Microsoft Excel 2013收集分类整理后的文献，对中药的药性、药味、归经、分类进行分析。在Microsoft Excel 2013、SPSS 17.0与SPSS Modeler 14.1 进行数据统计与分析计算；数据统一采用四舍五入法，保留小数点后2位。

2 结果

2.1 中药频次分析 分析纳入研究的779条处方发现，中医乌发专利方药共应用582味中药，药物出现总频次为7983次，每味药平均出现频次为13.7次/味。运用频次10次以上的高频药物137味，出现频次6956次，占总用药频次的87.14%；表明中医乌发方药用药范围较广，但核心用药较为集中。运用频次较高中药为：何首乌、芝麻(黑)、枸杞、熟地黄、黑豆、当归、桑葚、女贞子和墨旱莲。频数大于10的中药具体统计信息，见表1。

表1 药运用频次分析(≥10)

续表1 表1 药运用频次分析(≥10)

2.2 药性频次频率分析 高频药物137味药中，温性药出现频次最多为45味，平性药次之为40味，寒性药出现频次28味，微温性药出现频次10味。温、平和微温占比82.59%。这表明温平性味药在中医乌发方药中应用最多。详细情况见表2。

表2 中药药性频次频率分析

2.3 药味频次频率应用分析 在137味高频药中，甘味、苦味、辛味占比最大，分别为83味、48味、43味。总共占比为95.55%。表明在中医乌发方药中以甘味、苦味、辛味为主。甘能补能和能缓，具有补益、和中、调和药性和缓急止痛作用，苦能泻能燥能坚，具有清泻火热、泻降气逆、通泻大便、泻火存阴作用，辛能散能行能缓，具有发散、行气、行血作用。详见表3。

表3 中药药味频次频率分析

2.4 中药归经分析 中医乌发专利方药应用高频137味中药归经涉及十二经脉。中药归经频次前5依次为：足厥阴肝经、足少阴肾经、足太阴脾经、手太阴肺经、手少阴心经。其中足厥阴肝经、足少阴肾经和足太阴脾经共计726571次；占比为73.67%，表明中医乌发主要从肝、肾、脾等论治。详见表4。

表4 中药归经频次频率分析

2.5 药物功效分析 137味高频药所属归类前五为：补虚药、清热药、收涩药、解表药、理气药。占比分别为34.31%、11.68%、10.22%、7.30%、5.84%。这表明治疗本病药物功效类别以补虚药、清热药和收涩药为主，详见表5。

表5 频数≥10的药物类别，频次及构成比

2.6 用药配伍聚类分析 应用SPSS 17.0软件对频数大于20药物的进行聚类分析，依据冰柱图，按40个群集分类；树状图按15距离尺度大致可得到20个有效聚类群集：五味子-白术、黄芪-党参、麦冬-天冬、杜仲-肉苁蓉、黄精-沙苑子、菟丝子-牛膝-补骨脂、枸杞-茯苓、酸枣仁-淫羊藿、远志-地骨皮-香附-桑寄生-白芍-生地、牡丹皮-泽泻-甘草、桑白皮-五倍子、芦荟-苦参-生姜、人参-防风-红花、当归-川芎-丹参-天麻、侧柏叶-桑叶、女贞子-墨旱莲-何首乌、山药-花椒、大豆-粳米、黑豆-黑米-芝麻(黑)-核桃仁、大枣-黑木耳,基本反映了中医乌发方药治疗白发的中药聚类群组及配伍集群。药物聚类成员分布详见图1、图2。

图1 频数大于20中药聚类树状图

图2 频数大于20中药聚类冰柱图

2.7 关联规则分析 本研究对频数大于20的药物，采用 SPSS Modeler 18对药物进行关联规则分析。设置最低支持度10%，最小置信度50%，最大前项为5，对药物进行关联规则分析；根据Apriori算法，一共产生232条规则，网状图见图3，中药之间连线越粗，中药关联度越强。置信度为前项出现为条件下后项出现的机率，而支持度表示前项与后项同时在数据库处方中同时出现的机率，如两种药物组合关联何首乌出现为条件下，芝麻(黑)出现的机率为53.13%，支持何首乌-芝麻(黑)同时出现在处方中的机率为71.76%。频数大于20中药关联分析置信度与支持度前20项关联规则见表6、表7、表8。关联规则分析结果显示，两种药物组合关联规则中支持度最高为何首乌→芝麻(黑)，置信度最高为丹参→何首乌；三种药物组合关联规则中支持度最高为枸杞+何首乌→芝麻(黑)，置信度最高为女贞子+熟地黄→何首乌；四种药物组合关联规则中支持度最高为黑豆+芝麻(黑)+何首乌→枸杞，置信度最高为黑豆+桑葚+何首乌→芝麻(黑)。

图3 高置信度前20中药关联网状图

表6 常用两种药物组合关联规则置信度与支持度前10项

表7 常用三种药物组合关联规则置信度与支持度前10项

表8 常用四种药物组合关联规则置信度与支持度前10项

3 讨论

白发症，临床治疗中的早老年性白发属于中医“少白头”范畴，主要从肾、肝、脾三脏辨证，与肾关系最为密切，又有“发为血之余”，故又多从血辨证。目前学者将白发症的病因病机主要归纳为：肝肾不足，气血亏虚，血热上行，情志郁结[6]。本研究结果表明，中医乌发方药中主要以何首乌、芝麻(黑)、枸杞、熟地黄、黑豆、当归、桑葚、女贞子等中药为主，何首乌在《本草纲目》有载：“足厥阴,少阴药也。”“肾主闭藏,肝主疏泄。此物气温,味苦涩,苦补肾,温补肝,涩能收敛精气,所以能养血益肝,固精益肾,健筋骨,乌鬓发,为滋补良药。不寒不燥，功在地黄、天门冬之上。”芝麻(黑)《本草求真》:“胡麻，凡因血枯而见大便艰涩，须发不乌，益以甘缓滑利之味以投。”熟地黄《本草纲目》:“填骨髓……黑须发……”黑豆《本草求真》:“黑豆则尤通肾。加以盐引则豆即能直入于肾也。豆有五色。惟黑豆属水性寒。肾为寒水之经。故能治水消胀。制风热。而活血。”当归《本草纲目》：“治一切风，一切血，补一切劳。”桑葚《滇南本草》：“益肾脏而固精，久服黑发明目。”女贞子《本草纲目》：“强阴，健腰膝，变白发，明目。”本病中药性以平、温和微温为主，药味以甘、苦、辛为主。中药归经以足厥阴肝经、足少阴肾经、足太阴脾经为主，《素问·六节脏象论》:“肝者，罢极之本，魂之居也；其华在爪，其充在筋，以生血气。肾者，主蛰，封藏之本，精之处也，其华在发。”“脾主运化、主肌肉、主统血”,药物功效分析发现治疗本病药物功效类别以补虚药、清热药和收涩药为主。中医乌发聚类分析结果显示，可得到以女贞子-墨旱莲-何首乌为中心的20个有效聚类群集。关联规则分析结果显示，两种药物组合关联规则中支持度最高为何首乌→芝麻(黑)，置信度最高为丹参→何首乌；三种药物组合关联规则中支持度最高为枸杞+何首乌→芝麻(黑)，置信度最高为女贞子+熟地黄→何首乌；四种药物组合关联规则中支持度最高为黑豆+芝麻(黑)+何首乌→枸杞，置信度最高为黑豆+桑葚+何首乌→芝麻(黑)。

综上，研究基于数字挖掘技术对中医乌发专利文献进行了整理、分析和总结发现了一定的规律：选取的中药药性主要以温、平和微温为主，药味则以甘、苦和辛为主；代表性药物为：何首乌、芝麻(黑)、枸杞、熟地黄、黑豆、当归、桑葚和女贞子；重视肝脾肾归经中药的应用，体现出治疗主要从肝脾肾论治的规律；药物功效以补虚为主兼清热、收涩，以善滋补肝肾、滋阴补血、益精血和乌发功效为主；通过关联与聚类分析挖掘出以女贞子-墨旱莲-何首乌、黑豆+芝麻(黑)+何首乌→枸杞 、黑豆+桑葚+何首乌→芝麻(黑)为中心的配伍处方规律；以期对中医乌发方药应用临床实践与经验传承有一定的参考作用。