作者：张 欢，范欣生，王崇骏，赵凤英，卞雅莉，陶静
【关键词】 哮喘；文献研究；数据挖掘
支气管哮喘是一种复杂的慢性气道炎症，以呼吸困难和喘息反复发作为特征，被世界卫生组织列为四大顽症之一。中医药在哮喘的病因病机、辨证论治、治法方药等方面都积累了大量的临床经验和文献资料，对这些资料进行整理，运用数据挖掘等方法来发现其中深层次的规律和价值，有助于我们更好地对其加以研究与应用。在前期工作中，我们应用关联规则中频繁项集的方法，对古今哮喘方药的配伍规律进行了分析，找到其各自配伍的特点以及两者之间的异同，探讨了临床用药规律的发展变化[1]。现在我们运用基于Apriori算法及欧几里德距离聚类的方法，进一步对哮喘文献中的治法进行分析。
1 资料来源
1.1 数据来源
在《中医方剂大辞典》、《中医方剂数据库》以及现代文献中收集的哮喘方剂的基础上，构建哮喘方剂数据库，建立哮喘方剂数据库和分层聚类与关联的检索形式。通过对近万首方剂的筛选，选择其中对支气管哮喘发作期症状指认度清晰的方剂，进行数据分析。
古方的方源包括《金匮要略》、《诸病源候论》、《备急千金要方》、《外台秘要》、《普济本事方》、《三因极一病证方论》、《玉案》、《寿世保元》、《普济方》、《仙拈集》、《医学集成》、《片玉心书》、《证治汇补》、《惠直堂方》、《医学心悟》、《医方类聚》、《景岳全书》、《幼幼新书》等。今方选自成药处方集、公开发表的临床疗效报道或者医案，如《全国中药成药处方集》、《中国中医急症》、《国医论坛》、《中医药临床杂志》、《中国医药学报》、《实用中医内科杂志》、《中国中医药信息杂志》、《古今名方》、《首批国家级名老中医效验秘方精选》等。
收纳标准：古方选择以治疗“哮”、“哮吼”、“呷嗽”、“喘鸣”等证候或者表现为支气管哮喘症状的方剂为标准；今方选择以具备明确的支气管哮喘的诊断标准、完整的药物组成及剂量、临床病例达25例以上为标准。
排除标准：无药物组成、药物组成不完整、主治证不明确、主治证过于庞杂或针对性不强的方剂均不予收录。
1.2 数据处理
根据《中华本草》对药名进行规范处理，如“甜葶苈”、“苦葶苈”统一为“葶苈子”，“芎·”统一为“川芎”，“云苓”统一为“茯苓”，“苦杏仁”统一为“杏仁”，“麦蘗”统一为“麦芽”，“萝卜子”统一为“莱菔子”，“橘皮”统一为“陈皮”，“京知母”统一为“知母”等。
利用Excel表建立哮喘方药数据库(见表1) 表1 方药输入格式，其中第1列为方名，第1行为药名，方中有该药就在药名下输入1，无该药则输入0。
2 数据挖掘方法
2.1 相关定义
聚类指将数据对象分组成为多个簇，在同一个簇中的对象之间具有较高的相似度，而不同簇中的对象差别较大。通常采用距离来作为对象间相似度的度量方式，这里运用欧几里德距离，其定义如下：
欧几里德距离越短，说明两个簇之间的相似度越大，而在方剂相似度的比较中，相同的药物越多，两首方剂的关系就越密切。因此，我们同时引进了Apriori算法，提出一种基于Apriori算法和最短欧几里德距离聚类的方法。
算法思路是：求数据集D的最大频繁项集l1 ，然后将数据集D中包含l1的所有事务放进簇C1；将簇C1中的所有事务从数据集D中删除，然后在剩下的数据集上重复以上操作，直至找不到最大频繁项集或数据集为空。
2.2 算法描述
在数据集D中，事务Ti和Tj之间的相似度定义为：
其中，Ti(Ik＝1)表示事务Ti在属性Ik上的取值是否为1，为1时Ti(Ik＝1)＝true，否则Ti(Ik＝1)＝false。其中数据集算法思路同上。描述如下：
算法：基于最大频繁项集的单层聚类算法
输入：哮喘方剂数据集D
输出：聚类出的类别
① Vector cluster；//存放聚类结果
② Do｛
③ 用Apriori算法对整个数据集生成频繁项集，找出满足支持度计数(support Number)的最大频繁项集X[X＝(I1，I2，I，In)，其中Ij为一条事务的属性]
④ 将包含项集X的所有事务划分到一个类Ci中
⑤ Cluster.add(Ci)
⑥ 将Ci中的事务从数据集D中删去
⑦ While(数据集D不为空并且最大频繁项集X不为空)
⑧ If(数据集D不为空)将剩余的事务归为一类
⑨ Return cluster
3 结果
本研究共搜集治疗发作期哮喘的方剂423首，用药407种，将所有的药物进行聚类。定义共同药物的个数，分别得到以下几种结果。
3.1 8个共有药物的聚类
Class 0：白果，半夏，甘草，黄芩，款冬花，麻黄，苏子，杏仁
Class 1：白果，半夏，补骨脂，茯苓，黄芪，麻黄，五味子，淫羊藿
3.2 7个共有药物的聚类
Class 0：半夏，款冬花，麻黄，射干，五味子，细辛，紫菀
Class 1：陈皮，茯苓，黄芩，桑白皮，紫苏子，太子参，杏仁
Class 2：蝉蜕，地龙，麻黄，前胡，紫苏子，五味子，杏仁
Class 3：贝母，附子，甘草，麻黄，射干，五味子，细辛
Class 4：半夏，地龙，甘草，麻黄，紫苏子，葶苈子，杏仁
Class 5：半夏，贝母，防风，黄芩，桔梗，麻黄，杏仁
Class 6：白僵蚕，百部，甘草，麻黄，前胡，杏仁，紫菀
3.3 6个共有药物的聚类
Class 0：地龙，麻黄，紫苏子，葶苈子，杏仁，鱼腥草
Class 1：半夏，陈皮，甘草，麻黄，紫苏子，杏仁
Class 2：白前，甘草，麻黄，五味子，杏仁，紫菀
Class 3：甘草，款冬花，麻黄，射干，五味子，细辛
Class 4：地龙，甘草，麻黄，石膏，葶苈子，杏仁
Class 5：半夏，甘草，桔梗，麻黄，杏仁，紫苏子
Class 6：白僵蚕，地龙，甘草，麻黄，葶苈子，杏仁
Class 7：半夏，款冬花，麻黄，射干，五味子，细辛
Class 8：半夏，甘草，款冬花，麻黄，紫苏子，杏仁
Class 9：半夏，地龙，甘草，麻黄，葶苈子，杏仁
Class 10：白僵蚕，百部，甘草，麻黄，杏仁，紫菀
3.4 5个共有药物的聚类
Class 0：甘草，厚朴，麻黄，紫苏子，杏仁
Class 1：半夏，甘草，麻黄，石膏，杏仁
Class 2：甘草，款冬花，麻黄，杏仁，紫苏子
Class 3：甘草，桔梗，麻黄，石膏，杏仁
Class 4：甘草，桂枝，麻黄，五味子，细辛
Class 5：甘草，瓜蒌，紫苏子，杏仁，紫菀
Class 6：茯苓，甘草，桔梗，五味子，杏仁
Class 7：蝉蜕，地龙，枇杷叶，杏仁，紫菀
Class 8：半夏，甘草，紫苏子，葶苈子，五味子
Class 9：白术，茯苓，黄芪，麻黄，杏仁
Class 10：白僵蚕，地龙，甘草，麻黄，杏仁
Class 11：半夏，甘草，黄芩，麻黄，杏仁
Class 12：地龙，麻黄，紫苏子，五味子，杏仁
3.5 4个共有药物的聚类
Class 0：甘草，麻黄，石膏，杏仁
Class 1：地龙，麻黄，紫苏子，杏仁
Class 2：半夏，甘草，麻黄，杏仁
Class 3：甘草，麻黄，葶苈子，杏仁
Class 4：甘草，麻黄，五味子，细辛
Class 5：陈皮，黄芩，麻黄，杏仁
Class 6：茯苓，甘草，五味子，杏仁
Class 7：地龙，甘草，黄芩，麻黄
Class 8：白僵蚕，蝉蜕，麻黄，杏仁
Class 9：甘草，黄芩，麻黄，杏仁
Class 10：地龙，麻黄，紫苏子，杏仁
Class 11：甘草，麻黄，石膏，杏仁
根据以上结果，可以得到哮喘方剂的几种用药配伍：①化痰止咳药配伍利水健脾药，如杏仁、麻黄配伍茯苓、白术；②宣肺化痰止咳药配伍清热药，如麻黄、半夏、杏仁、甘草配伍黄芩、鱼腥草、石膏；③宣肺化痰止咳药配伍补肾阳药，如白果、麻黄、半夏、五味子配伍补骨脂、黄芪、淫羊藿；④化痰止咳药配伍理气药，如甘草、麻黄、紫苏子、杏仁配伍厚朴、陈皮；⑤宣肺化痰配伍温里药，如贝母、甘草、麻黄、射干、五味子配伍细辛、附子；⑥化痰止咳药配伍祛风药，如麻黄、前胡、紫苏子、五味子、杏仁配伍蝉蜕、地龙、白僵蚕。
4 讨论
4.1 数据挖掘方法
本方法是在Apriori算法的基础上进行的聚类，Apriori算法保证了每一类结果都有相应的支持度，即具有一定的普遍性；聚类分析使各种结果具有特异性，即每一类都有不同于其他类的特点。这一算法正好符合不同证型的哮喘在治法上的差异，得到的结果可以较好地显示这些差异，同时也保证了结果的可信度。
4.2 治法分析
前期研究发现，古今医家治疗哮喘共同选择的核心药物为麻黄、甘草、杏仁、半夏、五味子等，核心药对为麻黄-杏仁、麻黄-甘草、半夏-杏仁、甘草-杏仁等，核心药组有麻黄-杏仁-甘草、半夏-麻黄-杏仁、半夏-甘草-麻黄等[1]。本研究结果也显示，聚类后的各组药物均有麻黄、甘草、杏仁、半夏、紫苏子、款冬花等以宣肺化痰为主要功效的药物，临证根据病情再予以加减。现根据以上结果选择较有代表性的几类进行分析。
4.2.1 宣肺降气、清热化痰 若痰热内蕴，风寒外束，肺气壅闭，宣肃不能，则见哮喘、咳嗽痰急、胸膈胀闷、痰稠色黄等症。以痰热内蕴、肺失宣肃为主要病机，故治疗当着眼于宣降肺气、清热化痰[2]。麻黄辛散苦泄，功能发散风寒，开宣肺气，杏仁味苦能降，可降肺气而止咳喘，麻黄、杏仁相配，一宣一降，是治疗风寒外束、肺气壅遏的常用组合；半夏辛温，可燥湿化痰，用于湿痰、寒痰证，与麻黄配伍，可外散风寒、内治寒痰停饮；甘草甘平，祛痰止咳，麻黄、杏仁相配，开宣肺气治疗风寒咳喘，半夏与之相配，燥湿化痰治疗湿痰咳喘；紫苏子辛温，有降气消痰、止咳平喘之功，与半夏配伍，可下气平喘，除胸膈满闷；白果甘涩，敛肺定喘、祛痰止咳；黄芩苦寒，清热燥湿、泻火解毒，可清肺热而化痰。
4.2.2 宣肺化痰、益气温阳 哮喘久发，痰气瘀阻，肺肾两虚，摄纳失常，则见声低、气短息促、动则喘甚等症。以肺失宣降、肾阳虚衰为主要病机，治当宣肺止咳、益气温阳。“肺为气之主，肾为气之根”[3]，若肾的纳气功能减退，摄纳无权，即见动则气喘，呼多吸少；同时肾阳虚衰，使得津液无法正常运化，故用麻黄辛散，宣肺平喘；半夏辛温，燥湿化饮降逆；白果苦涩，敛肺化痰定喘，并防麻黄过于耗散；茯苓甘淡，利水渗湿、健脾安神；黄芪甘温，健脾温中；五味子酸涩甘温，收敛肺气；补骨脂苦辛温燥，善壮肾阳、暖水脏；淫羊藿辛甘温燥、补肾壮阳。各药相合，宣肺化痰、益气温阳。
4.2.3 温肺散寒、化痰平喘 寒痰伏肺，遇感而发，痰升气阻，则呼吸急促而哮鸣有声，肺气郁闭，不得宣畅，则膈满闷如塞，咳反不甚而咯痰量少，阴盛于内，阳气不能宣达，故面色晦滞，发为寒哮。麻黄辛散，发散风寒、开宣肺气；射干苦寒，善治痰盛之咳喘证，细辛辛温，归肺经，温肺化饮，蠲饮降逆，两药相合，温肺化痰，豁痰利咽；紫菀、款冬花化痰止咳，五味子敛肺平喘。
4.2.4 清热肃肺、健脾化痰 脾失健运，痰湿内生，蕴久化热，痰热内蕴，肺失清肃，肺气上逆，则喘而气急，胸膈胀闷，痰稠色黄。以脾失健运，痰热内蕴，肺失清肃为病机，治当清热肃肺、健脾化痰。黄芩主入肺经，善清泻肺热；桑白皮味甘性寒，清泻肺热兼泻肺中水气而平喘；杏仁、紫苏子化痰降逆，止咳平喘；茯苓甘淡，健脾利水渗湿；陈皮辛温，健脾理气，燥湿化痰；太子参甘平，健脾补气。上药合用，功能健脾化湿、清热肃肺。健脾化痰，使脾运功能正常，水湿不得蓄积，则可去除哮喘的宿根；同时清热化痰、清肃肺气而治标。
4.2.5 祛风化痰、降气平喘 哮喘为宿根因外风而动，风动气逆，肺气失宣而发作，现代医家强调用祛风解痉的方法加以治疗，疏利上焦以散风邪，透邪外出，舒张气道，解痉平喘。蝉蜕甘寒，疏风解痉又有清透之性，治上焦如羽，非轻不举，其味轻薄，可上行入肺，其药性轻灵，利于宣畅肺气，药性轻扬透达，意在顺其生机，因势利导；僵蚕咸辛，微寒，可祛肝肺二经之风以解痉；地龙咸寒，可清热熄风、清肺定喘、利尿通淋、通行经络，是治疗气道痉挛咳嗽哮喘的重要药物[4]。麻黄、杏仁相配，宣降结合，紫苏子降气平喘，五味子敛肺止咳。降气平喘药与地龙、僵蚕等祛风药相配，使风邪去而痰自消，肺气得宣而喘哮减。
5 结论
根据药物聚类的结果，可推知古今医家治疗哮喘的方法，在宣肺化痰的基础上，临证加以不同的变化，或健脾利水、或清热、或补肾阳、或温里、或行气、或祛风解痉。这几种治法对应了哮喘发作期的几种主要证型，如热哮、寒哮、虚哮、风哮等。说明基于Apriori算法及欧几里德距离聚类的方法对于中医治法的挖掘具有一定的意义，可以进一步加以应用。
参考文献
1 张 欢，范欣生，王崇骏，等.古今哮喘方用药规律对比的关联规则研究[J].中国中医药信息杂志，2009，16(3)：94－96.
2 谢 鸣.方剂学[M].北京：人民卫生出版社，2002.294.
3 张介斌.景岳全书[M].北京：中国中医药出版社，1994.235.
4 王 强，孙增涛.祛风解痉挛法治疗咳嗽变异性哮喘[J].吉林中医药， 2007，27(10)：23－24.