基于数据挖掘和网络药理学探讨冠心病合并抑郁用药规律和作用机制

李东方 黄乐曦 侯季秋 李 艳 赵海滨

1.北京中医药大学东方医院，北京 100078；2.浙江省中医院全科医学科，浙江杭州 310003；3.北京市丰台中西医结合医院，北京 100072

随着“双心医学”模式的建立，心理因素在冠心病发生发展中的重要作用逐渐受到重视。冠心病合并抑郁是一种在器质性心脏病基础上并存心理障碍从而导致“身心同病”的综合性疾病[1]。抑郁已被证实是冠心病的独立危险因素，可导致冠心病患者预后恶化[2]。一项关于中国冠心病患者抑郁症的患病率荟萃分析显示，冠心病与抑郁症的共病率为51%，其中合并严重抑郁症者为3.1%～11.2%[3]。目前西医对本病的治疗除了冠心病二级预防联合抗抑郁药物外，尚有心理、音乐、运动支持疗法[4-5]，但效果不甚理想，且存在一定心理依赖性和副作用[6]。而中医中药对本病的治疗具有独特优势，通过个体化辨证施治，能够显著改善临床症状和提升生活质量[7]。但目前对于其用药规律及作用机制缺乏深入研究。基于此，本研究收集整理了近20 年中医药治疗冠心病合并抑郁的临床文献，挖掘用药规律和分析潜在作用机制，以期为中医药治疗冠心病合并抑郁的临床用药和可能的作用机制提供参考。

1 资料与方法

1.1 文献来源

分别使用中国知网、万方数据库、维普、中国生物医学文献服务系统的“专业搜索”功能[8]。以中国知网为例，检索项选择“主题”，检索词为“冠心病合并抑郁”或“胸痹”“郁证”+“中医”或“中药”或“中医药”或“中西医结合”，检索时限为建库至2021 年7 月。

1.2 纳入标准

①冠心病合并抑郁诊断明确，其中冠心病诊断参照WHO 制定的《缺血性心脏病的命名及诊断标准》[9]，抑郁诊断参照《中国精神障碍分类与诊断标准（CCMD-3）》中抑郁症的诊断标准[10]；②开展临床随机对照、队列、回顾性研究的文献；③专家经验、个案报道，多次就诊者采用首诊方；④所载文献中药处方服用方法为口服，且有明确的药物组成和详细剂量；⑤中药方剂被证实有一定疗效。

1.3 排除标准

①综述、实验、科普类文献；②重复发表或处方相同的文献，仅选取其中1 篇；③采用针灸、推拿、穴位贴敷等其他中医治疗方法的研究。

1.4 中药名称规范

通过《中华人民共和国药典》（2020 年版）[11]和《中药学》[12]进行规范，如生晒参、红参统一为人参，山萸肉、山芋肉均按山茱萸处理等。

1.5 统计学方法

运用“中医传承辅助平台V2.5”软件，本软件由中国中医科学院中药研究所提供。为避免测量偏倚[13]，确保数据的可靠性，由双人负责逐个核对，将纳入处方中的所有中药录入到中医传承辅助平台软件。进入中医传承辅助平台软件系统，运用“统计报表”模块中“基本信息统计”功能，进行四气五味归经分析；运用“数据分析”模块中“方剂分析”功能，进行频次统计、组方规律及新方分析。将治疗冠心病合并抑郁的核心药物录入到中药作用机制在线分析软件BATMANTCM（http：//bionet.ncpsb.org/batman-tcm/）[14-15]，探讨核心药物治疗本病的作用机制。

2 结果

2.1 药物频次分析

将符合纳入条件的70 首方剂中的中药进行药物频次分析，共使用中药108 味，按照从高到低的频次排序，使用频次≥15 的中药共18 味。具体药物、频次及分类见表1。

表1 用药频次≥15 的中药

2.2 四气、五味与归经分析

108 味中药药性分布以温、寒居多，平次之，见表2。五味中以苦、辛、甘为主，见表3。归经使用频次中肝、心、脾居于前三位，见表4。

表2 药物四气频次分布

表3 药物五味频次分布

表4 药物归经频次分布

2.3 基于关联规则的组方规律分析

应用关联规则算法，对70 首方剂进行“组方规律”分析，将支持度个数设为15，置信度设为0.85，得到高频药物组合共30 对，其中出现频次最高的组合为“柴胡，白芍”，见表5。对得出的药物组合进行关联规则分析，提取出14 条关联规则，见表6。并绘制中药之间的网络展示图，见图1。

图1 用药模式网络化展示

表5 出现频次≥15 的药物组合

表6 药物组合关联规则（置信度≥0.85）

2.4 基于复杂系统熵聚类的组方规律分析

运用复杂系统熵聚类功能进行层次聚类分析，依据处方数量，结合经验判断和不同参数提取数据的预读，将“相关度”设为8，“惩罚度”设为4，演化出核心药物组合共16 组，得到新方8 个。见表7～8。新方可视化网络展示图见图2。

图2 潜在新处方网络展示图

表7 基于熵聚类的新方组合

2.5 基于BATMAN-TCM 分析柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸枣仁核心中药配伍治疗冠心病合并抑郁的潜在作用机制

2.5.1 分析柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸枣仁配伍疾病富集 将“Score cutoff”设为80，“Adjust P-value”设为0.01，柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸枣仁核心中药配伍作用靶点数≥4 富集的疾病共有33 种，其中包括未特指的心血管疾病、未特指的焦虑症和抑郁症。见表9。

表8 基于熵聚类的候选新方

表9 柴胡、白芍、川芎、茯苓、白术配伍富集疾病分析

2.5.2 分析柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸枣仁配伍潜在作用信号通路 在潜在目标信息学分析结果中，柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸枣仁配伍≥9 个的生物学KEGG信号通路共有37 条。见表10。潜在靶点、信号通路与疾病网络可视化见图3。

图3 靶点-通路-疾病网络可视化图

表10 KEGG 通路富集分析结果

3 讨论

冠心病合并抑郁属于现代医学“双心疾病”的范畴，祖国医学多将其归属“胸痹心痛”“郁证”“脏躁”等。中医学认为，心为“君主之官，神明出焉”，具有“主血脉”“主神明”的生理功能，“血脉之心”与“神明之心”融为一体，两者生理相依、病理互损[16]。正如《景岳全书·郁证》云：“至若情志之郁，则总由乎心，此因郁而病也。”提示祖国医学早就认识到心与情志因素的密切关系，可见冠心病可致抑郁的发生。抑郁证的基本病机为气机郁滞导致肝失疏泄，“气结则血凝”，气机不畅影响血液的正常运行，导致瘀血的发生，瘀阻心脉，乃发胸痛。因此，抑郁亦可导致冠心病的出现。提示冠心病合并抑郁的主要病机是气血运行的失常。以下结合数据挖掘结果详细探讨，并对可能通路机制予以预测说明。

从四气分析来看，冠心病合并抑郁的用药以温性最多，此类药物既具有疏肝理气、活血化瘀之功，亦有益气补血、养心安神之效。本病初期的临床表现多以气滞血瘀实证为主，病程迁延缠绵可转化为气虚血瘀、心神失养的虚实夹杂证，而温类药多可贯穿疾病的始终。药味方面，用药以苦、辛、甘为主，苦入心，可助药效直达病所，且具有清泻心肝火热的作用；辛类药能行、能散，可行气活血、宽胸散结；甘味药具有补益和中、缓急止痛的特点，有助于减轻气短乏力、情绪低落、胸痛的症状。《素问·阴阳应象大论》曰：气味辛甘发散属阳，酸苦涌泄为阴，“苦、辛、甘”的药味特点体现了治疗本病“气血同调、阴阳兼顾”的组方思路。从归经分析，肝心脾经合计占三成之多。肝藏血，心主血脉，脾主统血，三脏对全身血液的正常运行发挥关键作用。另外，肝主魂，心主神，肝与心可共同调节人体情志活动。故入肝、心、脾经的药物可畅血脉、调气机、定神志。综上，四气五味归经的结果可大致反映冠心病合并抑郁的用药特点，为临床药物选择提供参考依据。

通过对70 首组方分析得出，使用频次≥15 的中药共18 味。其中柴胡居于所有药物频次首位，虽然属于中药类别中的辛凉解表药，但处方中多取其疏肝理气之功。《本草纲目》曰：柴胡，上品也，苦、平，主治“心腹，去肠胃中结气，饮食积聚，寒热邪气，推陈致新；补五劳七伤，除烦止惊，健忘”。不难发现，柴胡具有调畅气机、安神镇惊等多种功效，而冠心病合并抑郁临床多表现为胸闷心悸、气短乏力、食欲不佳、心境低落、烦躁失眠等气郁不畅、心神不宁之象，可见柴胡恰契合病机。现代网络药理学研究亦证实[17]，柴胡主要活性成分中的皂柴胡-白芍苷A 和皂苷D 具有抗抑郁作用，通过调节PI3K-AKT、MAPK、RAS 等信号通路发挥功能。进一步从药对分析，“柴胡-白药”组合使用频次最高，且处于用药模式网络化展示图中核心位置。此药对出自《太平惠民和剂局方》，是疏肝解郁方剂中的经典配伍。前者重在调“气”、后者偏于养“血”，二者相伍则气血同调、散收并用、疏柔相济，与冠心病合并抑郁气血运行失常的病机紧密相符。实验研究显示[18]，柴胡-白芍药对可上调抑郁大鼠模型海马单胺类神经递质5-HT、NE 和DA 水平，通过影响神经递质的变化而改善抑郁症状。最后从复方分析，柴胡、白芍、川芎、枳实、陈皮、香附、甘草是柴胡疏肝散的药物组成，具有疏肝解郁、行气止痛之效；白芍、川芎、当归是四物汤的主要药物组成，配合丹参，具有补血和血、活血化瘀之功；酸枣仁、川芎、茯苓分别是酸枣仁汤的君、臣、佐药，可清热除烦、养血安神。上述三方药物的配伍使用，可“气血并举”“双心同调”，值得临床进一步研究和推广。总之，单味药及药对、复方的配伍综合体现了中医药治疗冠心病合并抑郁疏肝理气、活血化瘀、养心安神的组方用药规律。

通过复杂系统熵聚类演化得到治疗冠心病合并抑郁8 首新处方，综合分析各新处方的药物组成，结合高频次药物及药物组合，最终选择柴胡、白芍、川芎、茯苓、酸枣仁等5 味核心中药作为研究对象，利用BATMAN-TCM 软件分析上述5 药配伍治疗冠心病合并抑郁潜在作用机制。结果发现，与本病密切相关的信号通路为瞬时受体电位（transient receptor potential，TRP）离子通道（inflammatory mediator regulation of TRP channels）、钙信号通路（calcium signaling pathway）及环磷酸鸟苷-蛋白激酶G（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）信号通路。近年来国内外研究发现，TRP通道是一类位于细胞膜上的非选择性阳离子通道超家族，广泛分布于心血管系统，目前在哺乳动物中已被证实的有7 个亚组，即TRPC、TRPM、TRPV、TRPA、TRPML、TRPP 和TRPN[19]。其中关注热点之一为TRPV1，研究显示[20]，TRPV1 的功能表达与动脉粥样硬化关系密切，血管平滑肌细胞中TRPV1 的激活，可降低细胞对低密度脂蛋白的摄取，从而减少平滑肌细胞的泡沫化，最终阻止动脉粥样硬化斑块的形成。同时，TRPV1 已被证实在炎性环境下或疾病模型中能激活炎症信号通路促进小胶质细胞的激活，最终导致抑郁症的发生[21]。cGMP-PKG 信号通路在心脏功能的调节中发挥重要作用，cGMP 作为细胞内一种重要的第二信使，有3 个主要作用靶点，其中最重要的为环磷酸鸟苷依赖的PKG[22]。研究发现，PKG 可介导内皮依赖的血管舒张，调节血管平滑肌细胞的收缩和舒张、抗心肌肥大、抗动脉粥样硬化和抗血管损伤等[23]。同时，cGMP 在大脑和海马区均有表达，参与了突触可塑性和抑郁症的发生。相关动物实验研究显示[24]，在小鼠悬尾急性应激模型中，芍药苷可能会下调cGMP 介导的相关信号通路，降低cGMP 的表达，最终发挥抗抑郁作用。Ca2+是心肌细胞收缩过程中关键的离子电流，作为细胞中重要的信号分子，与体内多种钙信号通路紧密结合，发挥不同的生理作用。早有研究揭示[25]，氧化低密度脂蛋白诱导的巨噬细胞凋亡，通过引起钙信号传导的改变可导致斑块破裂，而Ca2+信号通路在控制动脉粥样硬化方面具有易感性。另外，钙通道阻滞剂可影响钙信号通路，降低外周血管阻力，减少心肌收缩，从而减轻心绞痛的症状[26-27]。钙调蛋白激酶（CaMK）是控制Ca2+流动的主要信号通路，CaMKⅡ作为其类型之一在脑组织中高度表达，活化的CaMKⅡ可激活相应受体，从而改变神经元的兴奋性，在抑郁症及抗抑郁治疗机制中发挥重要作用[28]。由此可见，中医药治疗冠心病合并抑郁作用的潜在通路可能为TRP 离子通道、钙信号通路及cGMP-PKG 信号通路，但具体通路机制和影响因素本文尚未能揭示，需要进一步深入研究。

综上所述，本研究采用文献研究结合网络药理学的方法，运用中医传承辅助平台和BATMAN-TCM 软件，挖掘分析中医药治疗冠心病合并抑郁的用药规律和潜在作用机制，为临床治疗本病和基础研究提供一定参考依据。但新方的临床疗效尚需大样本予以验证，潜在信号通路的具体作用机制亦需不断的实验研究加以阐释，为下一步的研究工作指明了方向。