基于R語言分析中藥治療小兒肺炎用藥規律*

萬潤之，孫麗平，王延博，李雅馨

1.長春中醫藥大學，吉林 長春 130117； 2.長春中醫藥大學附屬醫院，吉林 長春 130021

小兒肺炎喘嗽屬于中醫臨床常見的肺系疾病[1]，屬現代醫學中支氣管肺炎、大葉性肺炎及遷延性肺炎等肺系疾病[2]。任何年齡小兒皆可發生肺炎喘嗽，尤以嬰幼兒多發，且年齡越小病情越嚴重[3]。近年來，因小兒肺炎的發病率逐年上升[4]，臨床對小兒肺炎的重視也逐年增加。中醫藥治療小兒肺炎在改善患兒臨床癥狀及體征、降低經濟成本及減少抗生素方面具有明顯優勢[5]。

辨證治療小兒肺炎分為風寒閉肺證、風熱閉肺證、痰熱閉肺證、毒熱閉肺證、陰虛肺熱證、肺脾氣虛證[6]，針對不同的證型和具體情況，配合不同的方劑加減進行治療，但臨床缺乏對方劑中中藥應用的整體分析。

R語言是一款編程語言，主要用于數據統計和作圖[7]，幫助實現各種數據分析功能，與近幾年在中醫藥數據挖掘領域常使用的中醫傳承輔助平臺[8]相比，R語言覆蓋了更多的領域，能夠實現更加復雜的數據處理，且處理效果較好[9]。

本研究通過篩選中文文獻庫中治療小兒肺炎的不重復的方劑配伍，并采用R語言進行數據挖掘分析，探析選方中的中藥用藥規律，并進行總結，為以后的研究提供新思路。

1 資料與方法

1.1 資料來源與檢索策略選擇中國知網、萬方醫學數據庫、維普資訊，檢索詞為“小兒肺炎”OR“兒童肺炎”，并選擇中文文獻，檢索時間限定為2010年1月至2021年8月。

1.2 文獻納入標準(自擬)①中藥方劑配伍治療小兒肺炎的研究；②藥物組成明確的湯劑、顆粒、丸劑；③核心期刊以上發表的文獻。

1.3 文獻排除標準(自擬)①同一復方的不同文獻研究，同一名稱的方劑詳細對比是否配伍相同，相同則排除；②中藥外治法治療小兒肺炎的文獻；③單味中藥、民族醫藥治療研究。

1.4 建立數據庫將篩選的中藥數據納入Excel進行整理，通過查詢《中華人民共和國藥典》[10]將篩選中藥的功效、性味、歸經錄入，并進行標準化處理：①統一不同炮制方法的藥物名稱，如“炙甘草”統一為“甘草”，“法夏”“姜半夏”統一為“半夏”，“炒萊菔子”統一為“萊菔子”。②統一道地藥材的名稱，如“云苓”統一為“茯苓”。③統一同一藥物的不同名稱，如“杏仁”統一為“苦杏仁”，“二丑”統一為“牽牛子”。④藥物部位用藥統一為藥物名稱，如“瓜蔞皮”和“瓜蔞仁”統一為“瓜蔞”。

1.5 數據分析將整理好的數據導入R語言的集成開發環境RStudio，加載頻繁項集挖掘包“arule”和其可視化擴展包“arulesViz”，對數據進行Apriori關聯規則分析，并利用plot函數可視化結果。

2 結果

2.1 文獻篩選結果本研究檢索15 365篇中文文獻，通過文獻標題、摘要、主要內容篩查，共得出不同配伍方藥164首，涉及中藥189味，出現兩次及以上的中藥為129味。

2.2 中藥頻次分析對篩選方藥中的中藥進行頻次統計得知，方藥中使用頻次高于20次的中藥有20味，其中使用頻次居于前5位的依次為甘草(91次)、苦杏仁(88次)、麻黃(75次)、黃芩(68次)、石膏(58次)，見表1。

表1 治療小兒肺炎的高頻藥物使用頻次及頻率

2.3 藥物功效分析統計使用頻次前20位的藥物功效，并按《中藥學》中的藥物功效進行分類，可見藥物功效以化痰止咳平喘藥和清熱藥為主，見表2。

表2 使用頻次前20位中藥功效

2.4 藥物性味歸經分析對篩選出的189味中藥進行性味歸經分析，藥物四氣頻次依次為寒(65次)、溫(23次)、平(15次)、微溫(13次)、涼(8次)、大寒(2次)、熱(1次)，見圖1。藥物五味頻次依次為苦(60次)、甘(56次)、辛(47次)、咸(9次)、微苦(9次)、酸(6次)、淡(6次)、澀(4次)、微辛(1次)，見圖2。藥物歸經頻次依次為肺(79次)、胃(54次)、肝(44次)、脾(42次)、心(34次)、腎(23次)、大腸(18次)、膽(17次)、小腸(5次)、心包(4次)、三焦(2次)，見圖3。

圖1 藥物四氣頻次分布

圖2 藥物五味頻次分布

圖3 藥物歸經頻次分布

2.5 關聯規則分析關聯分析中，支持度(support)代表高頻藥對組合占總體方藥的比例，置信度(confidence)代表兩方藥交集的相同藥物占某一方藥的比例，采用Rstudio對164首方藥進行關聯規則分析，設置支持度為≥0.2，置信度為≥0.8，統計兩種藥物關聯規則支持度前10位分析見表3，三種及以上藥物關聯規則支持度前10位分析見表4，利用plot函數可視化關聯規則見圖4。

表3 兩種藥物關聯規則支持度前10位分析

表4 3種及以上藥物關聯規則支持度前10位分析

圖4 關聯規則可視化圖

2.6 聚類分析對頻次≥10次的中藥進行層次聚類分析，結果見圖5。從可視化聚類結果中提取最常用藥物組合：麻黃-苦杏仁-石膏，半夏-桔梗-貝母，魚腥草-陳皮-茯苓，連翹-金銀花，黃芪-白術，麥冬-沙參，柴胡-蘆根-萊菔子，桑葉-枇杷葉-地黃，百部-地龍-款冬花，薄荷-生姜，以及甘草、黃芩、半夏等藥物常與其他藥物組合搭配使用。

圖5 層次聚類分析圖

3 討論

中藥治療小兒肺炎臨床效果確切，而中藥方劑治療小兒肺炎的病例研究和臨床試驗類文獻數量巨大，各類中藥湯劑種類繁多。因此，臨床對中藥方劑治療小兒肺炎的用藥規律進行數據挖掘具有積極意義。本研究采用R語言，對篩選的164首方劑中的中藥配伍規律進行數據挖掘，用以發現規律，并用以解決臨床實踐中遇到的問題和發現新的研究方向，從客觀規律中發現未來有研究價值的內容。

在中藥頻次分析中，排名前10位的藥物是甘草、苦杏仁、麻黃、黃芩、石膏、半夏、桔梗、陳皮、魚腥草、桑白皮。甘草益氣健脾，與他藥一起使用有調和諸藥之功；麻黃發汗解表、宣肺平喘、利水消腫，臨床上麻黃制劑也多用于肺系疾病[11]；麻黃、石膏、杏仁、黃芩等合用，可加強清肺止咳化痰之效[12]；半夏、桔梗、陳皮用于化痰止咳，《醫效秘傳》卷三里有記載桔梗半夏湯主治痰氣中阻，脾胃升降失常[13]；魚腥草用于清熱解毒、痰熱喘嗽[14]；桑白皮以瀉肺為主。

在藥物功效分析中，小兒肺炎主要使用化痰止咳平喘藥和清熱藥，可見小兒肺炎證型多為痰熱閉肺證或風熱閉肺證，治療上以清熱宣肺、滌痰定喘為主。

在藥物性味歸經分析中，使用藥物藥性多為寒藥(39.6%)、溫藥(14.02%)，藥味多為苦(36.59%)、甘(34.15%)、辛(28.66%)。小兒肺炎病因外因多為感受風邪，小兒寒溫失調，風邪外襲而為病，風邪多夾熱或夾寒為患，其中以風熱為多見，故使用清熱瀉火、化痰的苦寒藥較多。該類中藥歸經多為肺(48.17%)、胃(32.93%)、肝(26.83%)、脾(25.61%)。小兒肺炎病變主要在肺，肺氣以肅降為順，肝氣以升發為調，肺與肝一降一升，為全身氣機升降之樞紐[15]。脾主運化，胃主受納，若影響脾胃升降，濁氣停聚，大腸之氣不行，可出現腹脹、便秘等腑實證候。

在藥物關聯分析中，分別統計置信度兩種藥物關聯的前10位和3種藥物關聯的前10位，可看出核心藥物組合為麻黃、苦杏仁、黃芩、石膏、半夏、桔梗、甘草?？煽闯鲂悍窝字畏ㄒ孕纹酱?，清熱化痰為主，主要方劑配伍為麻杏石甘湯加減：方中麻黃為君藥，功用宣肺而祛邪熱，石膏為臣藥，助麻黃清肺去邪，杏仁降氣，甘草益氣和中、調和諸藥，又兼清熱之功[16]。

在藥物層次聚類分析中，可得出搭配使用的藥物有：①麻黃-石膏-杏仁：常搭配甘草、黃芩，用以解郁開閉、止咳平喘、清熱瀉火、宣肺止咳；②桔梗-貝母-陳皮-茯苓：常搭配半夏、紫蘇子、萊菔子，用以化痰止咳平喘；③連翹-金銀花：二藥配伍，輕清升浮宣散，清熱解毒之力倍增；④黃芪-白術：黃芪和白術以補為通，補虛而不壅滯，通腑而不傷正[17]，用以健脾益氣；⑤沙參-麥冬：沙參麥冬湯出自《溫病條辨》，用以治療小兒肺炎陰虛肺熱證，沙參、麥冬為君，滋陰潤肺，清熱生津[18]；⑥蘆根-萊菔子：用以清熱生津；⑦薄荷-生姜：用以辛涼解表；⑧百部-地龍-款冬花：常搭配紫菀，三藥配伍，潤而不燥，故溫熱之邪，肺經郁而不得疏泄、外感內傷的肺系疾病，皆可應用以潤肺化痰止咳[19]。

本研究利用R語言對中醫藥治療小兒肺炎的方藥進行數據挖掘，通過對中藥頻次、性味歸經頻次、關聯分析、層次聚類結果的分析，總結了組方和用藥規律，研究結果發現：甘草、苦杏仁、麻黃、黃芩、石膏、半夏、桔梗、陳皮、魚腥草、桑白皮是治療小兒肺炎組方常用的藥物，藥物多為化痰止咳平喘藥和清熱藥。藥物性味多為寒、溫、苦、甘、辛，歸經以肺、胃、肝、脾為主，可發現目前治療小兒肺炎以治痰、治熱為主，治肺兼顧脾、胃、肝，治法歸結為清熱化痰、止咳平喘。關聯規則獲得了以麻黃、杏仁、石膏等治療小兒肺炎的核心藥物，組成方藥為麻杏石甘湯加減。層次聚類分析發現了以麻黃-石膏-杏仁、桔梗-貝母-陳皮-茯苓等7組藥對為主的組方規律。本研究為小兒肺炎臨床組方用藥提供了理論依據，在以后的研究中有待更進一步利用信息技術和數據挖掘相結合，提取更多的臨床經驗和學術思想，為臨床數據挖掘研究提供新思路和方法。