基于数据挖掘和网络药理学的钱乙治疗小儿惊风用药规律探究*

刘妍琪,郭昱宁,杨帆倩,陈锦芳,谢伟,周鹏

(1.天津中医药大学中医学院,天津 301617;
2.天津中医药大学中药学院,天津 301617)

惊风是以抽搐、昏迷为主要临床症状的儿科急重病症[1],是“痧、痘、惊、疳”四大儿科要证之一。临床以1~5岁小儿为多见,年龄越小,发病率越高[2]。本病属现代医学“小儿惊厥”范畴,其持续状态或长程惊厥可能预后不良,导致惊厥性脑损伤的发生,增加癫痫的发病风险[3]。西医急性发作期以地西泮、咪达唑仑、苯巴比妥等药物止惊治疗,间歇期以地西泮、左乙拉西坦等药物短期预防复发,但对原发病无治疗作用,且多有不良反应的报道[4-5]。中医药辨治小儿惊风历史悠久,临床经验丰富,控制惊厥发作与预防惊厥复发作用明显[6]。北宋儿科名医钱乙所著《小儿药证直诀》为我国现存最早的儿科专著,其中对惊风证治见解独到,辨治精当,根据“阴阳动静”理论,将本病证分为急惊、慢惊两类,并提出“急惊合凉泻,慢惊合温补”的治疗大法[7]。但现今对钱乙惊风用药规律的总结多以经验归纳为主。本研究旨从惊风、急惊、慢惊等病证医案和处方入手,运用网络可视化、关联规则及聚类分析等数据挖掘及网络药理学技术,进一步挖掘钱乙治疗小儿惊风的用药规律,客观反映处方特点,探究相关中药及成分的现代药理作用,以期为相关药物研发及临床实践提供理论参考。

1.1 处方来源 选取钱乙在《小儿药证直诀》[7]卷上“脉证治法”、卷中“记尝所治病二十三证”、卷下“诸方”中收载的所有符合标准的处方,主要包括治疗惊风、急惊、慢惊、惊痫、惊搐等病证的处方。

1.2 纳入标准 所选处方参考2017年人民卫生出版社出版的《小儿药证直诀》中有关惊风脉证治法、惊风验案、惊风诸方篇中记录的小儿惊风治疗方药,包括“本方加以××解之”“以××治之”等。

1.3 排除标准(1)重复出现的方药;
(2)存在争议的方药;
(3)卷中“记尝所治病二十三证”篇中使用不当、病情反复之方;
(4)卷下“诸方”篇中“金牙石”“坯子胭脂”“银星石”“东行母猪粪烧灰”等现代临床已不再使用的药物。

1.4 中药药名规范方法 参考2020年版《中华人民共和国药典》[8]、《中华本草》[9],对处方中药物名称进行规范化处理,防止异名同药、同药异名。药物别名统一为常用名,如辰砂规范为朱砂,苦楝子规范为川楝子,龙脑、脑子规范为冰片,脑麝规范为冰片和麝香;
不同炮制方法的药物统一命名,如酒大黄、熟大黄统一为大黄,生白附子、炮白附子统一为白附子;
药物部分入药统一命名,如蝎尾规范为全蝎,去剑蝉壳、去足蝉壳规范为蝉蜕。

1.5 资料录入与核对 将符合标准的资料由双人录入Excel数据库,再由两位研究员核对录入数据的准确性,若出现分歧由第三方人员仲裁,审核无误后录入方药数据库。

1.6 统计学方法 采用Excel 2019建立方药数据库,进行药物及药性的频数统计和分析;
使用Cytoscape 3.8.2对常用药物进行可视化网络分析,研究钱乙治疗惊风的核心药物;
使用IBM SPSS Modeler 18.0建模,以Apriori算法进行关联规则分析,探究核心药物关联组合及惊风治疗法则[10];
使用SPSS Statistics 21.0对常用药物进行聚类分析,探讨处方用药配伍规律[11]。药物成分分析时将常用药物导入至TCMSP数据库,根据ADME参数OB≥30%、DL≥0.18筛选成分,TCMSP数据库未收录的药物于TCMID数据库查询补充。将中药与其活性成分对应关系导入Cytoscape3.8.2,进行网络关系构建,以分析和预测重要的药物和化合物。

2.1 钱乙治疗小儿惊风常用药物频数分析 本研究共纳入处方48首,药物105味,总频数为309。出现频数≥3的药物共34味,累计频率达71.52%(221/309)。其中频数较高的前10味药物分别是朱砂、麝香、冰片、青黛、牛黄、全蝎、轻粉、天南星、甘草、牵牛子,功能分类属平肝息风药、开窍药、化痰止咳平喘药、泻下药及安神药者使用频率较高。(见表1)

表1 钱乙治疗小儿惊风常用药物频率分布比较(频数≥3)

2.2 钱乙治疗小儿惊风常用药物的自然属性、性能和剂型分析 所纳入的105味药物中,共涉及自然属性8类、毒性4类。所用药物自然属性以草(40.00%,42/105)、玉石(19.05%,20/105)、木(17.14%,18/105)居多,此三者自然属性累计频率为76.19%(80/105)。所用药物毒性以无毒为主,其频率为79.05%(83/105)。(见表2)

表2 钱乙治疗小儿惊风常用药物的自然属性及毒性分布

所纳入药物共涉及药性7种、药味7种、归十二经,药性以寒(34.29%)、温(26.67%)为主;
药味以苦(42.86%)、辛(40.00%)、甘(40.00%)为主;
归经以肝经(18.79%)、肺经(15.96%)、胃经(14.54%)为主,心经(13.48%)和脾经(12.41%)次之。其中剂型以丸、散剂为主,因为软金丹为皂子大薄荷汤下,故纳入丸剂中,栝蒌汤、钩藤饮子、治虚风方、虚风又方均研末、煎汤调下,故纳入散剂中。(见表3~4、图1~2)

表3 钱乙治疗小儿惊风常用药物的药性分布

表4 钱乙治疗小儿惊风常用药物的药味分布

图1 钱乙治疗小儿惊风常用药物归经分布图

图2 钱乙治疗小儿惊风处方剂型分布图

2.3 核心药物可视化网络分析 运用Cytoscape 3.8.2对频数≥3的药物进行可视化网络分析。图中节点越大则频数越高,表示对该病的权重较大;
节点颜色越深代表度值(degree)越高,表示与该节点连线的条数越多,药物与本病的关联程度越高;
连线越粗表示药物间共现程度越高。结果显示,朱砂、麝香、冰片、牛黄4味药物的连线最粗,关联性最强,属于核心药物。(见图3)

图3 钱乙治疗小儿惊风常用药物网络可视化分析图

2.4 常用药物三项关联分析 对频数≥3的药物进行关联规则分析,根据Apriori算法,设置最低条件支持度为10%,最小规则置信度为80%,最大前项数为5。共产生33条规则,其中最小支持度为10.417%,最大支持度20.833%,最小置信度80%,最大置信度100%。对药物进行三项关联分析,治疗惊风最常用的三项关联药物为牛黄、冰片和麝香,三者清心开窍,凉肝息风之力较强,体现钱乙在治疗小儿惊风时,治以开窍息风,豁痰清热的基本思想。(见表5)

表5 钱乙治疗小儿惊风三项关联药物组比较

2.5 常用药物聚类分析 通过SPSS Statistics 21.0对频数≥3的药物进行聚类分析。结合临床经验与中医理论,得到8个聚类群,可较直观地显示钱乙治疗小儿惊风的配伍规律。(见表6、图4)

表6 钱乙治疗小儿惊风常用药物聚类分析结果比较

图4 钱乙治疗小儿惊风常用药物聚类分析树状图

2.6 常用药物成分分析 筛选出频数≥3药物的主要活性成分共527种,提取其中出现频数≥2的化合物,应用Cytoscape 3.8.2绘制药物-化合物网络关系图。(见图5)该图共包含39个节点,左侧为21个中药节点,右侧为18个化合物节点。网络分析显示Degree值排名前10位的药物为麻黄、甘草、天麻、全蝎、蟾蜍、牵牛子、天南星、人参、大黄、防风,排名前5的成分为β-谷甾醇、谷甾醇、植物甾醇、胆固醇、山奈酚、亚油酸乙酯(麝香、牛黄、冰片等动物药或矿物药相关化合物数据库收载较少,基本为其独有的化合物)。

图5 钱乙治疗小儿惊风常用药物-化合物网络图

3.1 常用药物频数及特点分析 钱乙在《小儿药证直诀》中治疗小儿惊风的常用药物共105味,使用频数最多的前10味药物分别是朱砂、麝香、冰片、青黛、牛黄、全蝎、轻粉、天南星、甘草、牵牛子,使用频率大于30%的药物共2种,使用频率大于20%的药物共6种,使用频率大于10%的药物共23种。高频药物朱砂、麝香、冰片、牛黄,功能镇惊安神和芳香醒神,说明钱乙在治疗小儿急惊时,以治标为急,重视使用金石香开之品,促使患儿苏醒[12],如金箔丸、辰砂丸、大惺惺丸、小惺惺丸等治疗方剂中选用其为基本药物,再行加减化裁。使用频数居首位的朱砂是清心安神镇惊要药,但其毒性临床驾驭较为困难,稍有不慎则有致残、致死之弊[13]。据统计含朱砂及其复方制剂共17方,朱砂用量为1分至2钱之间者共计10方,半钱匕~2钱匕者2方,半两~2两之间者2方,5钱者仅1方,未记载用量者2方。其次,仅1方为外用浴体法,用丸者有13方,比例高达76.5%。结合2020年版《中华人民共和国药典》中朱砂的日用量为0.1~0.5 g,多入丸散,可知朱砂是至关重要的治疗药物,严格控制用量和采用丸剂口服法是保证临床药效、避免中毒的关键之一。此外,亦可选用性味功效类同、安全有效之品代之,如邓铁涛擅用琥珀末代朱砂[14],以取其减毒不减效之意。

3.2 常用药物自然属性、性能和剂型分析 常用治疗药物以草木、无毒药居多,玉石、有毒药次之,说明钱乙在治疗中重视小儿正气,以固本为第一要义。常用药物的性味以苦寒为主,辛甘温次之,是因为急惊风常用苦寒或苦温药泻下解热豁痰,或辛温或辛寒之品宣肺解表、祛风透热,急以治标;
而慢惊风多以甘温药培本补虚,以疗病本。药物的归经以肝、肺、胃经为主,心、脾经次之,与急惊风主要病位在心、肝,而慢惊风主要病位在脾、肝、肾基本一致。而归肺经的药物使用频数位居第二,乃因痰浊或痰火多是导致惊风的重要病理产物,需用肺经药物如牵牛子、天南星、僵蚕、半夏、茯苓等迅开壅结,去痰降热而止喘嗽;
其次,急惊风多与外感风温热毒引动肝风有关,需用肺经药物如蝉蜕、麻黄、藿香、薄荷、葛根等解表宣肺,清散风火以除在表之邪。此外,归肺经的甘草、茯苓、人参、山药、阿胶等能扶正益肺、兼以补脾、调心、益肾。药物的剂型以丸、散、膏剂内服为主,用蜜、面糊或梨膏等制成黍米大、绿豆大或芡实大,并以龙脑水、薄荷汤或蜜水等调下,缓和药性,取其从微从缓,清泻而不伤正。

3.3 核心药物可视化网络、关联和聚类分析 可视化网络结果显示,核心治疗药物为朱砂、麝香、冰片、牛黄,功效为镇惊开窍、清热豁痰息风,且清热之力较强,常用于急惊风凉泻之时。而三项关联药物表明常用药对为牛黄、冰片和麝香,提示此三药在治疗惊风时的核心地位,也佐证了镇惊开窍、解热豁痰搜风为治惊之本,与现代临床解热、豁痰、搜风的三大治则基本一致。现代药理学研究亦显示,牛黄有镇静、抗惊厥作用,冰片有镇静、脑保护作用,麝香能明显增强脑皮质电活动而有唤醒作用。与这3味药比较,朱砂、雄黄次之,其中雄黄虽为搜风镇惊之佳品,如《名医别录》云雄黄能疗“百节中大风”,而《本草纲目》亦载其能治“肝风,肝气,惊癎”,但由于雄黄所含的砷是金属毒物,现已严格控制使用[15]。聚类分析发现,治风用药多选用僵蚕、蝉蜕、全蝎、天麻等药物,在虫类搜风药的使用中,钱乙尤重全蝎,其性平专入肝经,长于定惊止搐搦,涉及的10首处方中,4首炒用、1首焙用,9首强调去毒,以缓解毒性。

3.4 常用药物及成分现代研究进展 本研究相关中药均具有一定的抗惊厥、镇静作用。如麻黄的有效成分麻黄碱、伪麻黄碱能镇痛抗炎,麻黄挥发油有显著的镇静催眠作用[16]。甘草有效成分甘草酸及甘草甜素均能抑制癫痫大鼠的海马神经元损伤,发挥神经保护作用;
其有效成分甘草多糖可有效抑制氧化应激及炎症反应,减轻神经病理损伤程度[17];
其甲醇提取物具有解痉、抗惊厥作用。天麻的有效成分天麻素具有改善心脑供血,保护神经细胞,抗惊厥、改善认知功能障碍等作用[18]。天南星能抗惊厥、祛痰,其炮制品胆南星的有效成分β-谷甾醇和鹅去氧胆酸可有效降低海马CA1锥体神经元兴奋性,联合应用抑制更显著,可发挥抗惊厥作用[19]。人参皂苷通过调节炎症因子和离子通道,具有抗癫痫和神经保护作用[20]。全蝎的有效成分蝎毒耐热蛋白能减轻癫痫大鼠海马组织病理损伤程度,上调海马组织脑源性神经营养因子和神经肽Y的表达,改善癫痫症状[21]。排名前四的化合物β-谷甾醇、谷甾醇、植物甾醇、山奈酚已有诸多实验或网络药理学研究证实其抗惊厥活性,主要机制涉及调节神经递质的平衡[22]、保护痫性放电神经元、抑制海马CA1锥体神经元兴奋性[19]、促进抗癫痫药物及代谢产物细胞内累积[23]等诸多方面。

综上,小儿惊风以抽搐、昏迷为主要表现,急当促使患儿从昏迷中苏醒,可用朱砂、麝香、冰片、牛黄等金石香开之品,芳香醒神和镇惊安神以促其苏醒。本病的病理因素主要为热、痰、风邪,因患儿的先天禀赋、正气、体质或病机不同会有不同的临床表现,所以常在解热、豁痰、搜风治疗的基础上加减变化,使用青黛、全蝎、天南星、天麻等清热豁痰,息风止痉。但钱乙认为小儿之“脏腑柔弱,易虚易实,易寒易热”,不可妄加攻伐,兼之本病病程缠绵,治疗药物应以无毒的草木类药为主,峻猛有毒之品需严格控制用量和炮制减毒,药物剂型应以丸、散剂为主,可辅以浴体和涂囟法等外用治疗。本研究筛选的核心药物、常用药对、药物聚类和化学成分可为相关临床治疗和药物研发提供参考。

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