基于数据挖掘探析中药促进HIV/AIDS患者免疫功能重建的用药规律▲

银艳桃 王建超 文 彬 邓 鑫

(1 广西中医药大学研究生学院,广西南宁市 530001; 2 广西柳州市中医医院脾胃病科,广西柳州市 545001;3 广西中医药大学附属瑞康医院艾滋病研究中心,广西南宁市 530011;4 广西中医药大学基础医学院,广西南宁市 530200)

AIDS是由HIV感染引起的全球重大传染性疾病。截至2020年底,全球约有3 770万存活的HIV感染者及AIDS患者(以下简称HIV/AIDS患者),且新发感染病例数仍在不断增加[1]。截至2020年底,我国存活的HIV/AIDS患者高达105.3万例,死亡患者共35.1万例[2]。AIDS以侵害宿主免疫系统为主,引起免疫细胞功能明显受损,进而造成细胞免疫缺陷。CD4+T淋巴细胞是HIV首要攻击且受损最严重的靶细胞,其计数是HIV/AIDS患者免疫功能、病情进展及预后的重要评估指标。目前,高效抗逆转录病毒疗法(highly active antiretroviral therapy,HAART)是全球公认的治疗AIDS最有效的方法。HAART可有效抑制血液中HIV的复制,使CD4+T淋巴细胞计数回升,减轻HIV对免疫细胞的损害,并可降低AIDS相关机会性感染和肿瘤的发生率,使患者的免疫功能得以重建[3]。由于个体差异化,不同患者接受HAART后可呈现出不同的免疫状态[4]。研究表明,有20%～30%的HIV/AIDS患者接受HAART后体内的CD4+T淋巴细胞计数仍无明显提升,出现免疫重建不良[5]。免疫重建不良极大地增加了各种机会性感染的概率,进而影响HAART的疗效,是当今治疗HIV/AIDS患者所面临的难点之一。

中医无HIV感染或AIDS的病名,据其病证特点、预后、转归等,可将其归为中医的“瘟疫”“秽毒”“疫毒”“虚劳”等范畴。中医理论认为,该病的病机是疫毒侵袭且迁延日久而致五脏六腑虚损,并累及全身血液系统、呼吸系统、淋巴系统及消化系统等,最终正气亏耗、气血阴阳失调。中医药治疗具有多靶点、多途径、多层次等特点,在提高机体免疫力方面具有一定优势[6]。本文采用数据挖掘的方法,从中医药促进免疫重建角度出发,从收集的相关文献中筛选出符合要求的中药处方进行分析,并挖掘潜在的药方新组合,以期为改善HIV/AIDS患者的免疫功能、促进其免疫功能重建从而提高其生存质量提供参考。

1 资料与方法

1.1 数据来源 以“艾滋病”“中医药”为主题词,在中国知网数据库中检索关于口服中药促进HIV/AIDS患者免疫功能重建的文献,检索时间为2010年1月至2020年9月。

1.2 文献筛选标准 纳入标准:(1)所有中药均为口服方式,且所服中药处方能提升患者的免疫功能;(2)研究类型为临床研究。排除标准:(1)综述、动物实验研究、理论探讨研究、细胞实验研究、会议论文;(2)重复发表的文献。

1.3 数据的录入及中药名称的规范 采用一人输入处方、另一人核对的方式录入数据。参照2015年版《中华人民共和国药典》[7]和《中药学》[8]对纳入的中药进行规范化命名,如半夏、法半夏统一命名为半夏,云苓规范命名为茯苓等;将不同炮制方法且具有不同功效的中药录为不同药物,如生姜与炮姜等;对具有前缀修饰词的中药性味进行统一,如将药性微温、微热、微凉、微寒统一录为温、热、凉、寒,将药味微辛、微甘、微酸、微苦、微咸、微酸、微涩统一录为辛、甘、酸、苦、咸、酸、涩。

1.4 统计学分析 (1)运用Microsoft Excel 2019软件对纳入处方所含中药的使用频次进行统计,获得高频中药(使用频次≥10次的中药),再对高频中药的药性、药味、归经、功效进行统计分析。(2)使用TCM Miner关联规则挖掘功能(基于Apriori算法)计算高频中药之间的置信度及支持度,通过设置支持度≥20%、置信度≥70%进行高频中药关联规则分析,筛选核心药对。(3)使用SPSS Modeler 14.1的网络模块对高频中药进行复杂网络分析,设置链接强度>10,提取核心中药。(4)使用SPSS 25.0的系统聚类模块对高频中药进行系统聚类分析,聚类方法选择“组间联接”,测量区间选择“皮尔逊相关性”,结果以树状谱系图展示。

2 结 果

2.1 文献检索结果及中药使用频次分析 共检索到1 336篇文献,根据纳入标准和排除标准筛选后,最终纳入112篇文献,共获得151首处方,所获处方包含207味中药,其中使用频次≥10次的中药(高频中药)有40味,见表1。

表1 高频中药的统计结果

2.2 高频中药的性味分布、归经和功效 高频中药的药性以温性为主,其次为平性、寒性,药味以甘、苦、辛为主,见图1。高频中药的归经以脾经、肺经为主,见表2。高频中药共有11种功效,以补虚药最为常见,其次为清热药,见表3。

图1 高频中药的性味分布情况

表2 高频中药的归经统计结果

表3 高频中药的功效统计结果

2.3 高频中药关联规则分析及复杂网络分析结果 设置支持度≥20%、置信度≥70%,得到8组核心药对,包括6组二项关联中药、2组三项关联中药,见表4。通过复杂网络分析提取得到29味核心中药:甘草、黄芪、黄连、五味子、人参、党参、半夏、大枣、女贞子、山药、川芎、干姜、当归、柴胡、栀子、桔梗、淫羊藿、熟地黄、生地黄、生姜、白术、白芍、茯苓、赤芍、金银花、防风、陈皮、麦冬、黄芩,见图2。

图2 核心中药复杂网络分析图

表4 高频中药关联规则分析结果

2.4 高频中药系统聚类分析结果 使用SPSS 25.0的系统聚类模块对40味高频中药进行聚类分析,结果以树状谱系图展示,取关联强度为25时,共分为5类,见图3及表5。

图3 高频中药的聚类分析树状图

表5 高频中药系统聚类分析结果

3 讨 论

HIV感染/AIDS所致免疫低下是以感受“疫毒”“湿温毒”等外邪,正气亏虚不能御病邪为基本病因病机[9]。因此,清热解毒、补虚调中为促进HIV/AIDS患者免疫功能恢复的基本治法。

本研究对纳入的151首中药处方(包含207味中药)进行统计分析,共得到40味高频中药,其中使用频次排前10位的中药依次为甘草、黄芪、茯苓、白术、黄芩、当归、人参、党参、白芍、半夏。甘草可健脾益气、补益心脾、调和缓中,素有“国老”之美誉;黄芪可甘温补虚、生津养血,为“补气升阳”之要药;茯苓、人参、白术可健脾益气、祛湿利水;当归可补血活血,补中有动,诚血中之气药;人参、党参可补脾益肺、养血益精,乃“补气之圣药”;白芍可敛阴养血,柔肝止痛;甘草、黄芪、茯苓、白术、当归、人参、党参可用于疫毒久滞,气血亏虚所致的AIDS;黄芩可清热燥湿、解毒,可用于湿热疫毒侵袭之AIDS;柴胡可解表退热、行气解郁,与人参、黄芪合用善补气升阳,适于邪盛正虚之AIDS;半夏可燥脾湿化浊痰、温肺而化饮,与柴胡、半夏、黄芩合用可治疗疫毒留滞,正邪纷争而致气、痰、热等邪伏体内之AIDS。此外,高频中药还包括丹参、川芎等活血化瘀药,与当归相配可用于疫毒久藏,久病致瘀之AIDS。

功效分析结果显示,高频中药以补虚药为主,其次是清热药,此外还有利水渗湿药、活血化瘀药等。其中,补虚药可纠正人体气血阴阳之偏向[10],提升人体机能。现代药理学研究表明,补虚药有增强机体特异性和非特异性免疫功能,调节免疫稳定的作用[11]。因此,用甘草、黄芪、当归、白术、人参等补益气血,有助于改善正气亏虚型HIV/AIDS患者的免疫功能。此外,湿热疫毒是AIDS的常见致病因素,部分HIV/AIDS患者的湿热体质较为明显,治疗上多给予清热利湿中药[12]。全国HIV/AIDS流行病学调查结果显示,2006—2015年我国HIV/AIDS患者多分布于云南、广西、广东等地[13],可能是因为云南、广西、广东等地的气候较为湿热,湿热夹杂易导致疫毒侵袭人体以致发病。药理学研究显示,清热类中药可以调控Toll样受体,促进T淋巴细胞、B淋巴细胞增殖,增强巨噬细胞吞噬活性,发挥抗炎、抗病毒及免疫调控的作用[14]。因此,要重视黄芩、黄连、泽泻、金银花等清热中药的配伍,以祛除疫毒、匡扶正气,促进免疫功能恢复。疫毒入侵并滞留人体,易致痰、瘀等病理产物形成,治疗上也应重视丹参、茯苓、陈皮、半夏、薏苡仁等中药辨证施治,以化痰除湿健脾、活血祛瘀。

归经分析结果显示,高频中药主要以脾经、肺经、心经、肝经、肾经等为主。脾乃后天之本,气血生化之源,脾虚则五脏不安,机体虚便是免疫下调的表现。脾脏参与机体免疫调节,是“免疫-神经网络-内分泌”调节系统的重要组成部分[15-17]。因此,HIV/AIDS患者免疫功能低下与脾虚紧密相关。临床上应重视白术、黄芪、党参等归脾经中药的应用。肺主气、司呼吸,朝百脉,肺络乃周身血液散布及全身气机运行的通路和载体,可宣散卫气、固护机表,具有免疫防御作用[18]。此外,研究表明,肺可通过化学性防御作用、巨细胞吞噬作用等发挥防御系统的作用[19],因此,通过服用补益肺气之中药,如人参、山药、麦冬等,能增加机体免疫球蛋白、白蛋白等免疫活性物质水平,从而提升机体免疫功能。心主血脉,HIV通过血液灌注人体,经血液循环导致更多机会性感染,使全身机能下降,免疫系统功能丧失[20],因此,服用如大枣、人参等补血养心中药有助于直接或间接提高机体免疫功能。肾为先天之本,先天藏精气,经后天脾濡养,精血相生,与免疫功能关系密切。有学者指出肾阳虚可导致免疫系统-内分泌-神经功能紊乱,出现周身乏力等不适症状,使人体机能下降[21]。肝主疏泄,肝络疏泄不畅导致脾胃气机升降失司;肝肾同源,肝之功失责累及肾气,肝肾亏虚则元气虚损,精气外泄。故清肝、滋肝等中药可协同补脾肾等中药增强脏腑免疫功能,如黄芩、白术、生地黄等配伍。可见心、肝、脾、肾相互濡养不足,则免疫功能下降,加速AIDS进程,因此促进HIV/AIDS患者免疫功能重建,应注重健脾益肺、补肾调肝、补养心血。

本研究高频中药的药性分析结果显示,药性以温性为主,其次为平性、寒性。有研究表明,温热药能改善机体功能低下,甘温类药物可调节机体免疫功能[22]。高频中药中平性药多以补虚药为主,药味多偏甘,其性平力缓,适于久病体虚、免疫功能低下的HIV/AIDS患者;寒性中药多清热利湿,可畅三焦、调气机。此外,高频中药的药味以甘、苦、辛多见。甘味中药多具补益之效,而补血、补气、补阳等中药多对细胞免疫或体液免疫有提升作用,如当归、人参、黄芪等能通过促进巨噬细胞吞噬作用,调节免疫微环境,增强机体免疫功能[23-24]。苦味中药多能燥湿、清热解毒。例如,黄芩味苦,黄芩苷能有效抑制慢性乙肝患者的HBV-DNA复制,显著提升患者的T淋巴细胞计数、自然杀伤细胞活性,说明黄芩苷能增强细胞免疫功能,具有抗病毒作用[25]。辛味中药的化学成分多为挥发油,中药挥发油可调节T淋巴细胞亚群和巨噬细胞活性,促进体液免疫和细胞免疫[26]。朱晓宇等[27]通过建立小鼠脾脏淋巴细胞增殖模型和热应激模型,发现苍术挥发油可促进模型小鼠脾脏的淋巴细胞增殖,且效果优于苍术的其他活性成分。

本研究中,通过高频中药关联规则分析共得到8组核心药对,支持度从高到低的二项关联中药依次为白术—甘草、茯苓—甘草、茯苓—白术、黄芩—甘草、当归—甘草、人参—甘草,支持度最高的三项关联中药为白术、茯苓—甘草,其次为黄芪、白术—甘草。故认为甘草、白术、黄芪、茯苓、黄芩、人参、当归为促进HIV/AIDS患者免疫重建的关键中药。现代药理学研究表明,甘草多糖可促进自然杀伤T淋巴细胞、自然杀伤细胞合成和分泌γ干扰素,而γ干扰素信号通路的激活可促进巨噬细胞的激活,进而发挥广泛的免疫增强作用[28];白术多糖能促进刀豆蛋白A诱导的T淋巴细胞活化,增强Th1和Th2免疫反应,调节CD3+T淋巴细胞、CD4+T淋巴细胞和CD8+T淋巴细胞亚群比例,改善免疫水平[29];黄芪多糖能够通过上调小鼠脾指数、胸腺指数、小肠黏膜组织白细胞介素12、白细胞介素 4、γ干扰素与分泌型免疫球蛋白A水平,以及上调小肠黏膜组织转录因子T-bet、GATA结合蛋白3的表达,来维持机体Th1/Th2的动态平衡,改善免疫功能[30];茯苓多糖可促进巨噬细胞、T淋巴细胞产生免疫因子白细胞介素 2、肿瘤坏死因子α,从而调节免疫功能[31];黄芩素不仅具有抗病毒功能,还能增强免疫功能,促进免疫功能恢复[32];人参皂苷作为人参的主要活性成分,具有正向调节免疫器官功能,促进人骨髓造血细胞、骨髓充质干细胞及胸腺细胞的增殖、分化,改善机体免疫状态的作用[33]。当归能促进T淋巴细胞和B淋巴细胞增殖,增强吞噬细胞的吞噬能力,从而提高机体特异性免疫能力[34-35]。甘草、白术、黄芪、茯苓、黄芩、人参、当归配伍,可奏健脾补肺、清热解毒之效。可见,促进HIV/AIDS患者的免疫功能重建重在补益。因此,以甘草、人参、茯苓及白术四味中药组成的四君子汤为基础方,随证配伍当归、川芎、丹参等活血养血中药或熟地黄、生地黄、白芍、山药等益气健脾、生津药材,调和气血阴阳,可重建HIV/AIDS患者的免疫功能。

本研究中,聚类分析将高频中药分为5类。第1类为灵芝、黄芪、女贞子、淫羊藿、丹参、虎杖、菟丝子、五味子。灵芝、黄芪、五味子可益气生津、安神,女贞子、淫羊藿、菟丝子可补益肝肾,丹参、虎杖可清利湿热、活血化瘀,诸药合用适于肝肾不足兼湿热瘀阻的HIV/AIDS患者。第2类为桔梗、泽泻、生地黄、赤芍、黄芩、栀子、柴胡、金银花、牡丹皮。柴胡、黄芩、栀子、金银花可清热解表,桔梗具有载药上行之功,生地黄、牡丹皮、泽泻、赤芍可清热不伤津,诸药合用适于湿热疫毒侵袭、三焦气机不畅的HIV/AIDS患者。第3类为甘草、麦冬、防风、熟地黄、人参、白芍、川芎、当归、党参、茯苓、白术。甘草、茯苓、人参、白芍、当归、白术、川芎及熟地黄乃八珍汤也,配伍党参可补脾益肺、防风固表护卫,麦冬可滋阴生津、清心除烦,诸药合用适于气血亏虚兼阴虚的HIV/AIDS患者。第4类为苍术、白花蛇舌草、薏苡仁、砂仁、山药。苍术、薏苡仁、砂仁、山药可祛湿行气、补益肺脾,白花蛇舌草可清热利湿、解毒,诸药合用亦适于湿热邪毒阻滞三焦的HIV/AIDS患者。第5类为桂枝、干姜、黄连、陈皮、半夏、生姜、大枣。桂枝、生姜、大枣、干姜合用可调和营卫,黄连可降诸上冲逆之火,陈皮、半夏属陈皮半夏汤,可正气化痰、调和脾胃,诸药配伍共奏扶正固表、调和脾胃之效,适用于素体虚弱、感受外邪的HIV/AIDS患者。

综上所述,HIV感染/AIDS主要由湿热疫毒外邪内侵、正气亏虚导致,治疗法则多以益气补血、清热解毒利湿为主,兼以活血化瘀。临床上可用四君子汤(甘草、人参、茯苓及白术)、八珍汤(人参、白术、茯苓、当归、川芎、白芍、熟地黄及甘草)化裁达气血双补,另可辨证配伍活血化瘀、利水渗湿等中药。本研究结果或可为临床提供用药依据,但本研究的检索来源较单一,纳入处方量不足,且未对AIDS证型及中药剂量等进行分析,以上因素均可能导致研究结果存在一定偏倚,今后还需深入研究以证实所得结论。