基于R 语言数据挖掘技术分析针灸治疗咳嗽变异性哮喘的取穴规律

熊 坚，黄 慧，张颖春，王姿雯，郑倩华，罗 欢，齐文川，梁繁荣*

1.成都中医药大学针灸推拿学院，四川 610075；2.四川省针灸临床医学研究中心；3.广西中医药大学壮医药学院；4.广西中医药大学护理学院；5.成都中医药大学护理学院

咳嗽变异性哮喘（cough variant asthma，CVA）是呼吸科常见病，以慢性咳嗽为主要症状或唯一表现。咳嗽变异性哮喘常在冷空气、刺激性气味、油烟、粉尘和花粉等因素刺激下诱发和加重[1⁃3]。因缺乏特异性症状，易误诊为支气管炎或呼吸道感染，影响病人规范用药，进而发展为典型哮喘。因咳嗽变异性哮喘发病隐匿、病程长、易加重和反复发作，给病人及其家庭造成了极大的困扰。近年来，咳嗽变异性哮喘发病率呈逐年上升趋势。研究显示，咳嗽变异性哮喘是我国慢性咳嗽的主要病因[4⁃5]；欧美国家报告显示，咳嗽变异性哮喘是慢性咳嗽第二大诱发因素[6]。慢性咳嗽患儿中，咳嗽变异性哮喘占41.95%，约30%的患儿进展为典型哮喘[7⁃8]。咳嗽变异性哮喘诊疗指南推荐的治疗方法与典型哮喘类似，主要采用吸入支气管扩张剂、抗组胺药、白三烯受体拮抗剂及糖皮质激素等药物治疗[9⁃10]，疗程多在8 周以上。长期用药可能导致头晕、恶心和心律失常等反应，停药后有复发和耐药等风险。研究显示，针刺、艾灸、穴位贴敷、耳穴和穴位注射等疗法治疗咳嗽变异性哮喘具有一定潜能和优势[11⁃21]。中医学中无咳嗽变异性哮喘相应的病名及治则、治法，针对咳嗽变异性哮喘的针灸相关疗法临床方案尚不完善。针灸通过刺激腧穴发挥疗效，如何选穴成为深入研究的难题。数据挖掘技术(data mining technology,DMT)基于人工智能、机器学习、统计学和可视化技术等方法，应用聚类分析、关联分析、贝叶斯网络、人工神经网络和随机森林等分析算法，能从数据库的海量信息中揭示具有潜在价值的规律，有助于临床做出正确的决策。目前，基于数据挖掘技术的“针灸临床处方-数据挖掘分析-知识发现”模式为腧穴选择、用法规律提供了参考，在针灸临床方案的制定和优化方面应用广泛[22⁃35]。R 语言具有开源性、免费、全面和易用性等特点，集统计分析与图形显示于一体，是开展数据挖掘实践的有效工具。本研究对针灸治疗咳嗽变异性哮喘临床研究进行收集、整理，运用R 语言数据挖掘技术进行分析、归纳，以期总结其干预方法和取穴规律，为针灸疗法融入咳嗽变异性哮喘治疗、护理和康复提供参考。

1 资料与方法

1.1 文献来源与检索策略 采用主题词和自由词结合 检 索 方 法，检 索PubMed、The Cochrane Library、EMbase、中国知网、万方和维普数据库，筛选针灸治疗咳嗽变异性哮喘相关文献，检索时间为建库至2022 年3 月13 日，语言限定为中文或英文。中文检索式：（“针刺”OR“针灸”OR“电针”OR“耳针”OR“火针”OR“艾灸”OR“放血”OR“体针”OR“腹针”OR“温针灸”OR“头针”OR“眼针”）AND（“咳嗽变异性哮喘”OR“隐匿性哮喘”OR“咳嗽性哮喘”OR“过敏性咳嗽”OR“咳嗽型哮喘”OR“过敏性支气管炎”）；英文检索式：（“acupuncture”OR“needle”OR“moxibustion”OR“acupuncture therapy”OR“acupuncture treatment”OR“acupoint”）AND（“cough variant asthma”OR“cough type asthma”）。

1.2 文献纳入标准 ①文献类型：公开发表的针灸治疗咳嗽变异性哮喘的临床研究、报道、医案类文献；②研究对象：明确诊断为咳嗽变异性哮喘病人；③干预措施：文献中治疗组的干预措施主要是针刺、艾灸和电针等，单独或联合其他方法应用，刺激点主要是腧穴；④语种限定：中文或英文。

1.3 文献剔除标准 ①文献类型：学术理论探讨、综述、指南、系统评价、评论和动物实验研究文献等；②干预措施：非针灸相关治疗手段文献，如激光针、冲击波等；刺激点非腧穴或情况不明；③重复发表和研究结果雷同的文献；④数据缺失或存在明显错误的文献。

1.4 数据与名词规范 腧穴名词、定位和归经参考《针灸学》[36]和《腧穴名称与定位》标准[37]；根据文献描述记录经验穴纳入分析；保留眼针、头针、腹针和耳针等以部位纳入统计；同一文献有辨证分型和择时配穴的针灸组方，根据辨证和配穴分别录入，采用1 条主穴+n条配穴=n条处方提取的原则；多臂试验凡是采用针灸相关疗法的组别都作为一组处方保留。

1.5 数据库的建立 由2 名研究者根据筛选和规范标准独立筛选文献、提取信息，遇到分歧时由第3 名研究者进行校对裁决。通过阅读文献题目和摘要信息，应用EndNote X9 进行文献管理和筛选。在Excel 2010 收集和整理处方，建立针灸治疗咳嗽变异性哮喘的处方数据库，提取信息包括题目、第一作者、干预方法和腧穴选择等。

1.6 统计学方法 采用R 4.1.2 软件对纳入数据进行频次分析、聚类分析和关联分析。聚类分析主要应用系统聚类法，对前20 个穴位进行聚类分析，选择分类⁃系统聚类，选择全部纳入变量，最小聚类数设置为5，最大聚类数设置为10。关联规则分析主要采用R 语言arules 软件包；用arulesViz 可视化软件包生成散点图、网状图及Paracoord 图等。关联规则所用的算法为Apriori 算法，包含支持度、置信度和提升度3 个指标。

2 结果

2.1 检索结果 共检索到针灸治疗咳嗽变异性哮喘相关文献186篇，其中中国知网60篇、万方数据库70篇、维 普 数 据 库40 篇、PubMed 5 篇、EMbase 5 篇、the Cochrane Library 6 篇。在EndNote X9 阅读标题和摘要，排除重复文献85 篇，综述8 篇，Meta 分析3 篇，非针灸相关疗法7 篇，非咳嗽变异性哮喘1 篇，方案1 篇，动物 试 验1 篇，成 果1 篇，不 相 关1 篇，最 终 得 到78 篇 文献，其中英文文献1篇，中文文献77篇。78个研究有3个研究涉及辨证配穴，拆分得到11 个针灸处方，最终提取87 个处方。

2.2 干预措施 87 个处方中，艾灸加中药干预17 个，占19.54%；针刺加中药干预14 个，占16.09%；3 种及以上干预措施14 个，占16.09%；针刺干预12 个，占13.79%；针刺加艾灸干预5 个，占5.75%；针刺加拔罐干预5 个，占5.75%；针刺加穴位贴敷干预5 个，占5.75%；针刺加西药干预3 个，占3.45%；艾灸干预2 个，占2.30%；艾灸加西药干预2 个，占2.30%；针刺加穴位注射干预2 个，占2.30%；中药加耳穴干预1 个，占1.15%；穴位贴敷干预1 个，占1.15%；艾灸加推拿干预1 个，占1.15%；针刺加拔罐干预1 个，占1.15%；针刺加耳穴干预1 个，占1.15%；艾灸加穴位贴敷干预1 个，占1.15%。可见，围绕针灸治疗咳嗽变异性哮喘相关干预措施具有丰富多样的组合协同治疗，艾灸加中药、针刺加中药和3 种以上干预措施占据主导地位。

2.3 腧穴频次 分析87 个处方发现，针灸治疗咳嗽变异性哮喘共选用腧穴66 个，其中十四经腧穴52 个，耳穴8 个，经验穴6 个。66 个腧穴总应用频次为470 次，平均每次7.12 穴。排名前20 位的腧穴累计频次395 次，占总频次的84.04%，表明针灸治疗咳嗽变异性哮喘用穴范围较广，但选穴集中。肺俞、足三里、肾俞、大椎和脾俞是本病的高频腧穴。见表1。

表1 针灸治疗咳嗽变异性哮喘腧穴前20 位分析

2.4 腧穴所属经脉分析 针灸治疗咳嗽变异性哮喘选取的66 个腧穴涉及人体十二经脉和奇经八脉中的任脉和督脉。足太阳膀胱经选取频次最高，其次为足阳明胃经、手太阴肺经、任脉和督脉；总体腧穴选取以阳经经脉为主。见表2。

表2 针灸治疗咳嗽变异性哮喘腧穴所属经脉分析

2.5 特定穴应用分析 针灸治疗咳嗽变异性哮喘特定穴选用较为集中，选用最多的特定穴类别为背俞穴，其次为五腧穴、交会穴和下合穴。见表3。

表3 针灸治疗咳嗽变异性哮喘特定穴类别统计分析

2.6 腧穴聚类分析 应用R 软件对频数前20 位的腧穴进行聚类分析，依据树状图，可得到5 个有效聚类群集。第1 类：大椎⁃脾俞⁃肾俞⁃肺俞⁃足三里；第2 类：孔最⁃风门⁃膻中⁃天突⁃定喘⁃丰隆；第3 类：鱼际⁃列缺⁃尺泽；第4 类：章门⁃夹脊穴；第5 类：太溪⁃太渊⁃中脘。基本反映了针灸治疗咳嗽变异性哮喘的腧穴配伍集群。见图1。

图1 针灸治疗咳嗽变异性哮喘腧穴聚类树状图（前20 位）

2.7 腧穴关联分析 采用R4.1.2 软件关联规则分析功能，设置最低支持度为0.05，最低置信度为0.10，提升度>1，共得到223 条关联规则。其中2 阶腧穴关联规 则80 条，3 阶 腧 穴 关 联 规 则102 条，4 阶 腧 穴 关 联 规则36 条，5 阶腧穴关联规则5 条。根据支持度大小对规则进行排列发现足三里⁃肺俞、肾俞⁃足三里⁃肺俞、大椎⁃脾俞⁃足三里⁃肺俞和大椎⁃脾俞⁃章门⁃足三里⁃肺俞分别为2 阶、3 阶、4 阶和5 阶腧穴关联支持度最高的规则，见表4、表5。运用R 软件对前50 条关联规则绘制网状图和散点图进行可视化分析，见图2、图3。网状图中腧穴之间通过有向箭头组成一条规则，箭头指向次数多的腧穴提示为核心腧穴，圆圈的大小表示支持度，面积越大表示该规则的支持度越大；圆圈的颜色深浅表示提升度，颜色越深代表规则的提升度越大，肺俞、足三里、肾俞和脾俞是箭头指向最多和圆圈面积最大的腧穴。散点图表示求出的强关联规则支持度和置信度分布，每个点颜色的深浅表示提升度的大小。从图中可以看出，关联规则的支持度偏低，分布较为均匀，提升度总体远远>1，表示强规则均有意义，临床上针灸治疗咳嗽变异性哮喘在腧穴选择上差异较大。

图2 针灸治疗咳嗽变异性哮喘前50 项关联规则分析网状图

图3 针灸治疗咳嗽变异性哮喘支持度与置信度散点图

表4 针灸治疗咳嗽变异性哮喘2 阶和3 阶腧穴关联分析支持度前10 项

表5 针灸治疗咳嗽变异性哮喘4 阶和5 阶腧穴关联分析支持度前5 项

3 讨论

咳嗽变异性哮喘以哮喘为名归属，但以咳嗽为主要症状，当属中医学“咳嗽”范畴，邪犯肺表⁃肺失宣肃⁃肺气上逆发为咳嗽。本病病位在肺，与脾、肾联系密切，病因病机为本虚邪实，肺、脾、肾等脏腑虚损为本，外邪侵袭肺卫合而为病，肺气宣肃失司，上逆发为咳嗽。《素问·宣明五气论》指出本病脏腑病位在肺，五气所病，肺为咳；《素问·咳论》进一步提出，本病病理机制以“外邪犯肺”和“脏腑功能失调”为主，清楚论述“皮毛受邪气，邪气以从其合也”和“五脏六腑，皆令人咳，非独肺也”等，阐明了咳嗽致病因素有外邪和内伤脏腑。现代研究表明，咳嗽变异性哮喘发病与哮喘类似，与遗传、免疫、感染和社会等多种因素相关，嗜酸性粒细胞性气道炎症、变应原致敏、气道高反应性和气道重塑组织病理学改变情况与典型哮喘类似[38]。但本病没有明显的可逆性气道阻塞，不表现典型哮喘的发作性呼吸困难症状[39⁃44]。多种炎症细胞、细胞因子和炎症介质一起参与并相互作用，促成本病的非特异性的慢性炎症反应，间接表现为特征性气道高反应及咳嗽受体高敏态。炎症细胞的浸润和炎症细胞因子的基因表达，表明咳嗽变异性哮喘和典型哮喘可能具有相同的炎症进展过程[45]。多数研究从免疫⁃炎症反应机制入手，发现Th17/Treg 失衡也是咳嗽变异性哮喘发病的重要机制[46⁃47]。针灸相关疗法能缓解咳嗽、气促、胸闷、咳痰和咽痒等症状，降低血清炎症因子水平，调节免疫，降低复发率，发挥治疗咳嗽变异性哮喘作用[48⁃49]。临床研究和动物实验发现，针刺可以改善肺的通气功能、抗感染、提高机体免疫力、调节神经⁃内分泌等方面，多途径、多水平、多环节、双向调节治疗哮喘。艾灸通过整体调整机体炎性因子表达情况，降低血清特异抗体IgE 水 平，从而 控制哮喘[50⁃51]。

在中医学中咳嗽变异性哮喘并无对应的病名和治则、治法，应用数据挖掘方法系统总结该病的针灸相关疗法临床实践经验，对挖掘针灸治疗本病干预方法和腧穴配伍客观规律，增进中医针灸治疗本病认识及制定临床方案具有重要意义。本研究干预措施方面艾灸加中药、针刺加中药和3 种以上干预措施占据主导地位，表明针刺、艾灸、中药联合多种干预方法是主要措施。数据分析结果显示，针灸治疗咳嗽变异性哮喘选用腧穴主要为肺俞、足三里、肾俞、大椎和脾俞。肺俞位于背部，属足太阳膀胱经，内应于肺，为肺之背俞穴，具有调畅肺气、清热补虚功效。《铜人腧穴针灸图经》载肺俞主治传尸骨蒸劳、肺痿咳嗽。《针灸资生经》曰“凡有喘与哮者……皆为缪刺肺俞……”足三里为足阳明胃经合穴、下合穴，可以调理脾胃、扶正祛邪，是强壮保健要穴。《灵枢·五邪》云：“阴阳俱有余，若俱不足，则有寒有热，皆调于足三里”。《针灸真髓》指出：“三里养先后天之气”。肺与胃经络联属密切，“肺手太阴之脉，起于中焦……还循胃口”，且肺属金，脾胃属土，刺激足三里有“培土生金”之效。大椎位于后正中线上，属督脉和手、足三阳经的交会穴，具有调节诸阳经，振奋一身阳气，发挥通阳解表、疏风散寒、宣通肺气的作用。《类经图翼》载，大椎主治“五劳七伤乏力，风劳食气……肺胀胁满，呕吐上气……”。肾俞和脾俞为背俞穴，属足太阳膀胱经，配伍使用共奏培补脾肾、固肾纳气之功。归经分析发现，针灸治疗咳嗽变异性哮喘主要从足太阳膀胱经、足阳明胃经、手太阴肺经、任脉和督脉论治，且总体以阳经为主。足太阳膀胱经主一身之表，从头走足，循行广泛，联络众多脏腑，五脏六腑之气均输注于相应背俞穴，能直接调整脏腑功能状态，体现《素问·咳论》论治原则，“治脏者治其俞，治腑者治其合……”阴病治阳之理。手太阴肺经主治肺系病变，体现“经络所过，主治所及”循经取穴治疗规律。足阳明胃经为多气多血之经，脾胃为后天之本；督脉为阳脉之海；任脉为阴脉之海，久咳必伤本导致阳虚阴伤，针灸刺激三经共奏培补先后天之本、调整阴阳之效。特定穴中背俞穴应用频次最高，背俞穴位于背部，乃脏腑经气输注之处。脏属阴，背属阳；《素问·阴阳应象大论》指出: “善用针者，从阴引阳”；《素问·咳论》言：“治脏者治其俞”；本病病位在肺，属五脏之病变，因此主取背俞穴。从高频腧穴、经络和特定腧穴选择情况可知，针灸治疗咳嗽变异性哮喘以脏腑理论为主要依据，呈现综合干预，主取背俞，从肺论治，培补脾肾，扶正祛邪，标本同调。配伍聚类分析发现，本病选穴可以分为主要的5 类，第一类核心穴组大椎⁃脾俞⁃肾俞⁃肺俞⁃足三里，体现“主取背俞，肺脾肾同调”的治疗原则；第二类远近配穴为主，风门⁃膻中⁃天突⁃定喘临近肺部，配伍四肢部位的孔最⁃丰隆；第三类：鱼际⁃列缺⁃尺泽穴组均属于手太阴肺经，体现“循经取穴”；第四类章门⁃夹脊穴，章门为八会穴之“脏会”，可通治五脏的病症；夹脊穴为经外奇穴，能调整相应神经节段脏腑功能。配伍关联分析和网络图显示足三里⁃肺俞、肾俞⁃足三里⁃肺俞、大椎⁃脾俞⁃足三里⁃肺俞和大椎⁃脾俞⁃章门⁃足三里⁃肺俞为高支持度关联规则穴组，以足三里⁃肺俞为核心关联组，搭配肾俞、脾俞、大椎和章门，体现了针灸治疗本病以脏腑理论为中心，辨证论治的思路。

综上所述，本研究针对针灸疗法治疗咳嗽变异性哮喘干预方法和腧穴配伍规律进行了挖掘，推荐以艾灸或针刺、艾灸、西药多种措施相结合的方法治疗；以大椎⁃脾俞⁃肾俞⁃肺俞⁃足三里为主穴，基于经络脏腑辨证论治理论和腧穴配穴规律取穴。