基于数据挖掘技术分析中药空气消毒处方的用药规律*

莫谦，杨婷媛，韦增钊，陶玲，付艾妮，张磊

（江汉大学医学院，湖北 武汉 430056）

目前常用的空气消毒法有紫外线照射、机械通风过滤和过氧化物类为主的化学消毒法等[1]，存在造价成本高、技术难度大、对人体有毒副作用和对器械有腐蚀性等不足之处。如紫外线、臭氧消毒不宜在有人条件下进行；化学消毒剂喷洒具有腐蚀性、刺激性，易对人体和设备造成损害等。章洁等[2]发现在住院病房中运用中药复方进行熏蒸消毒后，其消毒效果与紫外线相当；吕鹏等[3]报道中药香囊对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等均有一定的抑制作用，对空气中的细菌也具有清除效果。近年来研究发现，中药在空气消毒领域具有良好消毒效果，较其他消毒方法而言，具有纯天然、无毒、安全系数高等优势，已较为广泛地运用到生活和医疗领域中[4]，但目前尚无此类数据挖掘的文献报道，基于此，本研究拟通过对中药空气消毒的相关临床研究文献及中国专利公布公告中的专利数据进行深入分析，运用数据挖掘技术，探讨中药空气消毒的用药规律及特点，以期为临床空气消毒或新型中药空气消毒制剂的研发等提供借鉴。

1 资料与方法

1.1 资料来源 中国期刊全文数据库（CNKI）、中文科技期刊全文数据库（VIP）、中国生物医学文献数据库（Sinomed）、万方数据库（Wanfang）以及国家知识产权局中国专利公布公告（http://epub.sipo.gov.cn/gjcx.jsp）。

1.2 检索条件①选用检索词为“中药”或“中草药”或“中医药”和“空气消毒”，检索项选择“主题”，文献类型限制为“期刊论文”，检索年限为上述数据库建库至2021年1日31日；以CNKI检索为例：检索式为：SU=空气消毒AND SU=（中药+中草药+中医药）进行检索。②国家知识产权局中国专利公布公告中，摘要/摘要说明项处填写“空气消毒”，类型选择为“发明公布”，检索年限为1990年7月4日至2021年1月31日。

1.3 处方筛选

1.3.1 纳入标准①中药空气消毒的临床研究文献消毒效果确切，达到卫生部《消毒管理办法》Ⅲ类环境标准（≤500 cfu·m-3）及以上；或发明专利中的中药组方介绍可用于空气消毒；②中药空气消毒处方组成明确，剂型不限。

1.3.2 排除标准①综述、Meta分析、动物实验研究；②重复发表及中药空气消毒处方相同者，只取1次/篇；③中药空气消毒制剂或组方构成不明确者；④处方中含有《中药大辞典》[5]中未收录的中药；④单味中药处方。

1.4 数据提取及规范化处理 运用Excel 2016对所纳入的文献或专利按照作者、标题、治疗方式、处方等进行储存管理；建立“中药空气消毒的处方数据库”的文献数据库，参考《中药大辞典》[5]和《中华人民共和国药典》[6]2020年版第一版，对录入数据库中的中药名称等进行规范化处理。如双花、银花规范为金银花等。

1.5 统计学方法 运用Excel 2016对中药空气消毒处方中的中药名称、归类等进行频次分析；运用SPSS Modeler 18.0进行关联规则分析；运用SPSS Statistics 26.0进行聚类分析。

2 结果

2.1 筛选结果 初步检索得到相关结果共1687条，其中发明专利848项，数据库文献839篇（CNKI 205篇、VIP 122篇、Sinomed 249篇、Wanfang 263篇）。根据纳入及排除标准，最终筛选出符合标准的文献49篇，发明专利65项；经整理后共得到处方117首。

2.2 频数统计

2.2.1 中药频次分析 对录入数据库中的117首中药空气消毒处方进行频次统计，共计中药190味，累计使用频次789次。使用频次≥10的中药共20味，累计使用频次446次（56.53%），前5位中药依次为艾叶、苍术、广藿香、薄荷、金银花；频率（频次/117）均达24%以上，见表1。

2.2.2 高频中药的功效分析 对表1中药的功效进行频次分析。结果显示，20味中药共涵盖了6种功效分类，排名前3位的类别依次为清热药、化湿药和解表药，见表2。

表2 高频中药的功效分类

2.2.3 高频中药的性味、归经分析 对表1中药的性味、归经进行统计分析，同一味中药的多个药性、药味、归经分别统计。在20味中药中，药性累计出现446次，频次最高为温性，其次为寒性、凉性和平性；药味累计出现608次，频次最高为辛味，其次苦味和甘味；归经累计出现1255次，其中频次最高为肺经，其次为胃经、脾经和肝经等；见表3。

表1 中药频次分析（频次≥10）

表3 高频中药的药性、药味和归经分布统计

2.3 高频中药主要药理活性成分及抗病毒、抗菌情况 对表1中药的主要药理活性成分进行统计，结果显示，20味中药的药理活性成分以挥发油类成分常见，而该类成分在空气消毒的过程中发挥重要作用，见表4。

表4 高频中药主要药理活性成分及抗病毒、抗菌情况

2.4 关联规则分析 运用SPSS Modeler 18.0对处方数据进行关联规则分析，建立“数据源-类型-网络-Apriori”的关联规则数据流；设置支持度为10%，置信度为70%，最大前项数为2，提升度>1等条件挖掘空气消毒处方中的潜在中药组合，共计得到中药关联规则9组，见表5；使用频次≥10的中药关联网络化展示见图1。

表5 中药空气消毒的常用中药关联规则（支持度≥10）

图1 中药空气消毒常用中药关联性网络图

2.5 聚类分析 运用SPSS Statistics 26.0对高频中药（使用频次≥10次）进行聚类分析，采用组间联接的聚类分析方法；结合中药学相关知识，共得到4类中药聚类组合，类1：黄芩、黄柏、厚朴、金银花、鱼腥草、板蓝根、野菊花；类2：艾叶、苍术、广藿香、佩兰、石菖蒲；类3：连翘、桂枝、白芷、贯众；类4：丁香、荆芥、大青叶。再绘制其聚类树状图，见图2。

图2 中药空气消毒高频中药聚类分析树状图

3 讨论

中药是我国中医药传统瑰宝之一，用于空气消毒的历史悠久且应用广泛，早在《肘后备急方》便首先提出了中药烧熏的空气消毒法，如“太乙流金方……中庭烧，温病人亦烧熏之”等。近年来，医院环境中运用中药空气消毒制剂进行临床实验的研究日益增多，研究表明，中药空气消毒法是一种经济安全、快捷有效，独具中医药特色的方法[4]。

本研究共纳入117首处方，其中使用频次≥10的中药共计20味，占全部药味的10.53%，占总用药频次的56.53%；这表明中药空气消毒处方的用药较为集中，其中使用频次较高的中药有艾叶、苍术、广藿香、薄荷、金银花、连翘等；韩轶等[27]报道过艾叶挥发油可在体外抑制呼吸道合胞病毒和流感病毒；此外，苍术[8]、广藿香[9]、薄荷[10]、金银花[11]、连翘[12]均有文献报道在体内外具有抑制和杀灭病毒的药理活性。从高频中药的功效分析结果来看，频次最高的中药主要为清热药，而清热药中又以清热解毒药常见。从高频中药的性味、归经分析结果来看，四气以温性为主，五味以辛味为主，归经以肺、胃经为主。从高频中药的主要药理活性成分来看，其中绝大部分中药均含有挥发油类成分，中药挥发油类活性成分在空气消毒时，不仅可抑制或杀灭空气中病原微生物，还可经呼吸分布到人口鼻呼吸道黏膜上，对进入到口鼻呼吸道的病原微生物有直接杀灭作用[28]。

基于关联规则的Apriori算法得到支持度≥10%的中药组合共9组，置信度≥80%的中药组合有佩兰、广藿香→艾叶和佩兰、艾叶→苍术，提示相关性高的中药组合主要集中在艾叶、苍术、佩兰、广藿香的相互组合；图1中线条粗细代表着中药之间的关联强度，越粗表示中药间关联性越强，其中艾叶、苍术、广藿香、厚朴之间的链接颜色较深，即表明关联度较强。由此可知，艾叶、苍术、广藿香、佩兰、厚朴等这类具有密切关联的核心中药组合配对，是中药空气消毒处方的首选。

聚类分析可聚为4类。类1包括黄芩、黄柏、厚朴、金银花、鱼腥草、板蓝根、野菊花，主要为清热解毒类中药，7味中药均具有抗感染的药理活性，如金银花活性成分可以抗击呼吸道合胞病毒[29]；板蓝根煎剂可以干扰DNA、RNA的复制，抑制病毒的增殖[17]。类2包括艾叶、苍术、广藿香、佩兰、石菖蒲，以化湿药为主，均有芳香辟浊化湿的作用，可除四时秽浊之气，其挥发油成分均有抗感染的药理活性，如佩兰挥发油可以抗击流感病毒[14]。类3包括连翘、桂枝、白芷、贯众；该类中药主要活性成分挥发油均有抗病毒的药理活性，如桂枝挥发油可以抗击甲型流感病毒与柯萨奇病毒B3[30]。类4包括丁香、荆芥、大青叶，3味中药挥发油都具有抗病毒的药理活性，如荆芥挥发油可以抗击甲型H1N1病毒[31]。

4 小结

综上所述，本研究通过数据挖掘技术揭示了中药空气消毒处方核心中药的配伍规律，得出以下结论：中药空气消毒处方以清热药、化湿药最多，其次为解表药，且暂无不良反应的报道。同时，基于中医思想对潜在核心中药组合、聚类组合等进行了科学性与合理性分析，在一定程度上可为临床空气消毒或新型中药空气消毒制剂的研发提供参考。但基于数据挖掘方法本身存在的局限性，所得结果还应通过实验研究来进一步验证，今后将针对上述问题展开进一步研究。