基于数据挖掘的中药复方治疗血脂异常的组方规律及作用机制研究

赵志滨 李 李 陈欣燕 林嬿钊

1.广州中医药大学第二临床医学院，广东广州 510006；2.广州中医药大学第二附属医院省部共建中医湿证国家重点实验室，广东广州 510120

血脂异常是一种人体脂蛋白代谢异常的疾病，一般表现为血清中总胆固醇（total cholesterol，TC）和/或甘油三酯（triglyceride，TG）水平升高等，是动脉粥样硬化性心血管疾病的重要危险因素之一[1]。西医治疗血脂异常主要使用他汀类调脂药物，但长期服用调脂药物易发生肝酶升高、横纹肌溶解等不良反应。中医治疗血脂异常具有标本兼治、不良反应小的优点[2]。目前中医治疗血脂异常的临床研究较多，但用药处方各异，对医师的学习运用造成一定的困难。本研究通过数据挖掘及网络药理学方法对近十年治疗血脂异常的中药复方进行分析，研究其处方规律及作用机制，为临床诊疗工作提供参考。

1 资料与方法

1.1 数据来源

在中国知网（https：//www.cnki.net/）、中国生物医学文献数据库（http：//www.sinomed.ac.cn/）、万方数据知识服务平台（http：//www.wanfangdata.com.cn/index.html）、维普数据库（http：//www.cqvip.com/）中，以“高脂血症”“血脂异常”“中医”“中药”“中医药”“汤剂”等作为主题词进行检索，检索日期从2010 年1 月至2020 年12 月。

1.2 纳入标准

①中药复方干预血脂异常的临床研究，包括随机对照试验、队列研究等。②符合《中国成人血脂异常防治指南（2016 年修订版）》[1]、《中药新药临床研究指导原则》[3]中关于血脂异常的标准。③提供复方具体中药组成的文献。

1.3 排除标准

①中药熏洗、灌肠等外治法研究文献。②复方组成为中药提取物的文献。③合并急性脑血管意外、急性胰腺炎等急危重症的文献。④重复收录的文献。

1.4 数据规范

以双人双机的方式录入中药复方，录入数据后双人进行复核，并上传至古今医案云平台（http：//www.yiankb.com/），利用“标准化”程序对中药复方中的中药名进行自动标准化处理[4]。不能实现自动标准化的数据，参照2020 版《中华人民共和国药典》[5]人工进行替换，建立中药复方标准化数据库。

1.5 数据分析

将“1.4”中得到的中药复方标准化数据库导入古今医案云平台“分析池”，运用“数据挖掘”程序进行频次统计、关联分析，并对高频药物进行复杂网络分析。

1.6 网络药理学分析

根据“1.5”中得到的分析结果，选取最关键的6 味药物作为治疗血脂异常的核心药物，并通过中药系统药理学数据库和分析平台（traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform，TCMSP）[6]，以口服利用度（oral bioavailability，OB）≥30%、类药性（drug-likeness，DL）≥0.18[7]为标准，结合文献及Swiss Target Prediction 数据库（http：//www.swisstargetprediction.ch/）筛选核心药物的活性成分及靶点。以关键词“hyperlipidemias”“hypercholesterolemia”“hypertriglyceridemias”检索OMIM（https：//omim.org/）、DisGeNET（https：//www.disgenet.org/）、DrugBank（https：//www.drugbank.ca/）数据库获取血脂异常的疾病靶点。对活性成分靶点与疾病靶点取交集，利用DAVID 6.8（https：//david.ncifcrf.gov/）数据库[8]进行京都基因和基因组数据库（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）分析，并通过Cytoscape 3.8.0 构建“核心药物-活性成分-靶点-通路”网络。

2 结果

2.1 文献检索结果

本研究经过检索，再根据纳入及排除标准筛选后共纳入文献969 篇，建立中药复方标准化数据库，共790 首方剂。

2.2 中药频次分析结果

对中药复方标准化数据库进行药物频次统计，获得中药316 味，其中频次≥100 次的中药共22 味。见图1。对得到的所有中药按频次进行排序，排序前5 位的分别为净山楂（530 次，67.09%）、丹参（472 次，59.75%）、泽 泻（375 次，47.47%）、茯 苓（342 次，47.29%）、白术（291 次，36.84%）。

2.3 复方对药、角药关联分析

对中药复方标准化数据库进行关联分析，设置置信度（同时包含A 和B 的复方占包含A 复方的比例）≥70%，支持度（同时包含A 和B 的复方占所有复方的比例）≥20%，共得到16 条关联规则。提升度反映了药物之间的相关性，结果显示关联规则提升度皆＞1。分别对对药、角药的关联规则进行排序。见表1～2。

表1 复方对药关联分析

表2 复方角药关联分析

2.4 中药复杂网络分析

对中药复方标准化数据库进行复杂网络分析，共得到316 个节点、7372 条连接关系，以边权重≥300 对节点进行过滤以构建核心复杂网络，最后得到11 个节点，24 条连接关系。见图2。边权重指的是连接关系的紧密程度，边权重越高证明其越重要。按照边权重进行排序，排名前三的连接关系分别是“净山楂-丹参（边权重758）”“净山楂-泽泻（边权重610）”“泽泻-丹参（边权重510）”。

图2 复方中药的核心复杂网络

2.5 网络药理学分析

根据数据挖掘结果，选取净山楂、丹参、泽泻、茯苓、决明子、白术作为治疗血脂异常的核心药物。基于TCMSP 结合文献[9-11]，筛选获得128 个活性成分，结合Swiss Target Prediction 数据库获得420 个靶点，通过相关数据库获取血脂异常疾病靶点1767 个。活性成分靶点及疾病靶点交集得到132 个靶点，进行KEGG 分析。以P 值升序排列，排名前15 的核心通路与血脂异常相关的有缺氧诱导因子1 信号通路（HIF-1 signaling pathway）、胰岛素信号通路（insulin signaling pathway）、腺苷酸活化蛋白激酶信号通路（AMPK signaling pathway）、雌激素信号通路（estrogen signaling pathway）、过氧化物酶体增殖剂激活受体信号通路（PPAR signaling pathway）等9 条，以此构建“核心药物-活性成分-靶点-通路”网络。见图3。网络中活性成分共有62 个，根据度值中位数进行关键活性成分的筛选，度值大于中位数“5”的有山楂的槲皮素（quercetin）、山柰酚（kaempferol）、异鼠李素（isorhamnetin），泽泻的24-乙酰泽泻醇A（alisol A 24-Acetate）、泽泻醇A（alisol A）、23-乙酰泽泻醇B（alisol B 23-acetate），丹参的木犀草素（luteolin）、丹参酮ⅡA（tanshinone ⅡA）、二氢丹参内酯（dihydrotanshinlactone）、2-异丙基-8-甲基菲-3，4-二酮（2-isopropyl-8-methylphenanthrene-3，4-dione）、丹参酮Ⅰ（tanshinone Ⅰ）、隐丹参酮（cryp totanshinone）、4-亚甲丹参新酮（4-methylenemiltirone），茯苓的茯苓酸（pachymic acid），决明子的芦荟大黄素（aloe-emodin）。

图3 “核心药物-活性成分-靶点-通路”网络

3 讨论

3.1 高频中药

频次统计结果显示，高频中药大多为健运脾胃、燥湿化痰之品，还有活血化瘀、清肝通便之药。净山楂既可消食降脂，又可活血消瘀，使用频次排名第一，这提示作为药食两用的山楂可适用于各种证候的血脂异常。宁素云等[12]研究发现山楂可恢复高脂饮食小鼠的异常肠道菌群，改善血脂异常。祁静等[13]经体外实验发现，山楂可通过抑制胰消化酶活性以抑制血脂的摄入。丹参活血祛瘀、清心除烦，使用频次排第二，这提示血脂异常的治疗需紧扣“血浊”，注意活血化浊。有研究报道[10]，丹参可降低高脂饮食家兔的TC 水平，改善血管内皮情况。使用频次排名第三的泽泻功利水化浊。现代药理学证明其有良好的降脂功效，且具有抗动脉粥样硬化的作用[11]。

3.2 关联分析与复杂网络分析

关联分析结果及核心复杂网络分析结果显示，山楂为降脂治疗的君药，配伍决明子，可以消积清热，加大降脂的功效；配伍泽泻，可以防止湿气困脾，增强山楂健脾、化浊的功效；配伍丹参，可以加强活血通浊的功效。胡慧明等[14]报道，山楂、决明子、泽泻提取物可以有效降低高脂饲料大鼠的血清TC、TG、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）及肝酶水平，并升高血清高密度脂蛋白胆固醇（highdensity lipoprotein cholesterol，HDL-C）水平，减少肝脏脂肪变性。

3.3 网络药理学作用机制分析

网络药理学分析结果显示，核心药物主要通过HIF-1 信号通路、胰岛素信号通路、AMPK 信号通路、雌激素信号通路、PPAR 信号通路等治疗血脂异常。王静静等[15]研究认为山楂果叶提取物可通过激活AMPK通路，下调胆固醇调节元件结合蛋白1（sterol regulatory element binding proteins1c，SREBP1）、乙酰辅酶A 羧化酶（acetyl-coA carboxylase，ACC）的表达，降低糖脂代谢紊乱小鼠的血脂水平。HIF-1 信号通路可调节脂肪组织功能，HIF-1α 的过度表达将抑制脂肪代谢，加剧脂肪组织增生及胰岛素抵抗[16]。有报道[17]指出，山楂提取物可促进HIF-1α 的分解。山楂中的槲皮素可通过增加肝内脂联素（adiponectin，ADPN）、脂联素受体2 的表达降低血脂水平[18]；异鼠李素可通过激活NHR-49/PPARα通路上调脂肪代谢相关蛋白酶的表达，并增加AMPK 亚基同源物，促进脂肪代谢以达到降脂作用[19]。Leng 等[20]实验证明丹参提取物可降低血清TC、TG 水平，并激活胰岛素信号通路、AMPK 信号通路，促进巨噬细胞极化以改善高脂饮食小鼠的胰岛素抵抗。泽泻的活性成分24-乙酰泽泻醇A可通过ADPN 激活AMPKα 信号通路，上调AMPKα的表达水平，抑制SREBP-1c、ACC 蛋白的表达，改善肝脏脂肪变性[21]。泽泻醇A 可激活AMPK/ACC 信号通路，降低血脂，并促进肝脏的脂肪代谢[22]。23-乙酰泽泻醇B 可通过上调雌激素受体α 的表达，降低血清TC、TG 水平[23]。Kim 等[24]研究发现茯苓提取物可促进ACC、SREBP-1c 的磷酸化，使其转录活性失活，并激活AMPK通路以降低细胞内TG 水平，其中以茯苓酸的降脂效果最为明显。刘淑敏等[25]研究证明，决明子提取物不仅能有效降低高脂血症模型小鼠的血清TC、TG 和LDL-C 水平，升高血清HDL-C 水平，还可以下调肌肉中PPARγ、SREBP-1c 的转录表达，以调节体脂代谢。有研究表明，芦荟大黄素能上调脂肪肝模型大鼠肝细胞中PPARγ 的表达，降低血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶、TC、TG 水平[26]。Song 等[27]研究证实，白术提取物能够上调AMPK、ACC 等蛋白质的表达，促进葡萄糖消耗，降低游离脂肪酸水平。

对近十年治疗血脂异常的中药复方进行数据挖掘及网络药理学分析，可以明确中医治疗血脂异常注重使用茯苓、白术、黄芪等健脾益气、调和脾胃；使用山楂、丹参等消食健胃、活血化瘀，配合泽泻利湿泻浊，决明子清肝通便，共奏消脂、化痰瘀之功。处方以净山楂、丹参、泽泻、茯苓、决明子、白术等核心药物为主，且核心药物治疗血脂异常具有分子靶点、化学通路层面的理论及实验依据，值得进一步深入研究。