国家专利的中药复方治疗原发性骨质疏松症用药规律研究

靳鸽 冯志海 李先行 王晓静 冯文帅 史素琴 邓小鸽

1.河南中医药大学，河南 郑州 450003 2.河南中医药大学第一附属医院，河南 郑州 450003

基金项目： 河南省首批中医药人才培养项目[豫中医科教(2018)16号]

原发性骨质疏松症(primary osteoporosis，POP)是以骨量减少、骨组织微结构受损、骨脆性增加、易发生骨折为特征的骨代谢疾病[1]。研究[2]显示，随着人口老龄化日趋严重，我国60岁以上老年人POP患病率高达36 %，以女性尤为突出，POP已成为我国面临的重要公共健康问题。POP发病机制复杂，临床治愈率低，骨折再发风险高达50 %，如患者前期治疗不当，严重者可致终身残疾、独立生活能力丧失，甚至诱发死亡[3]。目前，西医治疗以骨吸收抑制剂、骨形成促进剂、外源性补充维生素D、钙剂等为主，其中多数药物疗效良好，但存在一定局限性[4]。POP属中医“骨痿”、“骨痹”、“骨枯”等范畴，中药复方治疗POP具有多靶点、多途径调控效应，临床疗效显著，可与西医结合，互为补充[5-6]。中药复方专利是集知识产权、经济和技术为一体的综合信息资源，更是中医从业者临床经验的结晶、中医药宝库的精华[7]。本研究基于数据挖掘技术对国家知识产权专利库中治疗POP的中药复方专利进行分析研究，以探寻其临证诊疗思路及理法方药配伍规律，旨为新药开发、临床用药提供参考和借鉴。

1 材料和方法

1.1 资料检索

数据来源于2010年1月至2020年7月国家知识产权局的中国专利公布公告平台(http://epub.sipo.gov.cn/)发布的与POP相关的中药复方专利。检索格式为：名称=“骨质疏松症 and 中药/草药”、“骨痿 and 中药/草药”、“骨痹 and 中药/草药”、“骨枯 and 中药/草药”，对上述条目分别进行检索、归纳整理，构建组方数据库。

1.2 纳排标准

纳入标准：①纳入用于治疗“原发性骨质疏松症”内服方式的中药复方专利；②专利名称中不含“原发性骨质疏松症”字样，但专利详情页中表述可用于治疗POP的专利。

排除标准：①用于治疗“继发性骨质疏松症”、“特发性骨质疏松症”的中药复方专利；②非用于人治疗“原发性骨质疏松症”的中药复方专利及外用专利(外敷、膏药、熏蒸方等)、药酒、食品、保健品类专利。

1.3 统计学处理

参照搜索标准，共检索到与POP相关的中药复方专利数据345项，其中符合本研究的有246项。依照2020版《中国药典》[8]同时参考《中药学》[9]对数据包含的中药名称进行规范，对产地、炮制方法不同的药物统一规范处理，如“生/炙甘草”统一为“甘草”，“怀牛膝/川牛膝”统一为“牛膝”，“旱莲草”统一为“墨旱莲”等。双人双机独立将上述内容输入Excel 2016软件建立数据库，第3人审核并进行一致性校验。采用Python-World Cloud、IBM SPSS Modeler 18.0及IBM SPSS Statistics 23软件对数据进行词云可视化分析、关联规则分析、聚类分析等数据处理方法。

2 结果

2.1 单味中药使用情况词云可视化分析

本研究运用Python-World Cloud技术，根据单味药物使用频次及频率大小集中显示高频词汇，图中字体越大表明其频次越高、频率越大。相较频次统计图表，词云可视化分析图视觉冲击力强，更为直观高效。如图1示，246项数据含药290味，累计出现频次2 662次，单味中药使用频次较高的药物分别是：杜仲(108 次，43.90 %)、淫羊藿(102次，41.46 %)、熟地黄(98次，39.84 %)、牛膝(81次，32.93 %)、枸杞子(80次，35.52 %)。

图1 词云可视化分析图Fig.1 Visual chart of World Cloud analysis

2.2 高频药物中药类别分析(频次≥30)

从290味药物中可提取使用频次≥30次的高频药物30味，参照《中药学》教材进行中药类别分类及频次统计，绘制桑基能量分流图。桑基图是一种特定类型的流程图，可展示药物功效类别数据流，图中延伸分支的宽度对应数据流量的大小。如图2所示，高频药物一级分类有7大类，二级分类涉及12类。药物类别以补虚药(1110次，65.99 %)、活血化瘀药(385次，22.89 %)为主，具体可分为补阳药(489次，29.07 %)、补气药(255次，15.16 %)、活血调经药(214次，12.72 %)、补血药(207次，12.31 %)、补阴药(159次，9.45 %)，活血疗伤药(71次，4.22 %)、活血止痛药(46次，2.72 %)等。

图2 高频药物中药类别桑基图(频次≥30)Fig.2 Sankey-diagram of high frequency traditional Chinese medicine

2.3 高频药物性味归经分析(频次≥30)

参照2020版《中国药典》，对高频药物进行性、味、归经分析。若一味中药有多个性味、归经则全部统计在内。如图3、图4所示，高频药物药性以温(12次，40.00 %)，平(7次，23.33 %)为主，微温(6次，20.00 %)次之；药味以甘(21次)、苦(11次)最多，各占比45.65 %和23.91 %；药物归经主要归属肝经(22次，32.35 %)、肾经(18次，26.47 %)、脾经(10次，14.71 %)。

图3 高频药物性味雷达图(频次≥30)Fig.3 Traditional Chinese medicine taste

图4 高频药物归经柱状图(频次≥30)Fig.4 Meridian regression of traditional Chinese medicine

2.4 高频药物关联规则分析(频次≥30)

基于Apriori 算法对高频药物进行关联规则分析，设置最小支持度阈值为10 %，置信度80 %，最大前项数为5，提升度≥1 为挖掘条件，按置信度由高到低进行排序，并绘制关联规则web可视化布局图(结果详见表1，图5)，以反映项集之间的相互依存性和关联性[10]。

表1 高频药物关联规则(频次≥30)Table 1 Association rules of traditional Chinese medicine

图5 高频药物关联web图(频次≥30)Fig.5 Web diagram of association rules

2.5 高频药物聚类分析(频次≥30)

对高频药物运用组间连接聚类分析法，共得到8类药物组合(结果详见图6，表2)，这在一定程度上降低了中药数据处理的复杂度，便于从中探索隐藏信息，提炼规律[11]。

表2 高频药物聚类分析图表(频次≥30)Table 2 Cluster analysis of traditional Chinese medicine

图6 高频药物聚类分析谱系图(频次≥30)Fig.6 Diagram of cluster analysis pedigree

3 讨论

POP以肢体肌肉萎软无力、骨骼疼痛、脊柱变形或发生骨折为典型表现，病位主要在肾，与肝、脾密切相关。《灵枢·痿论》言：“肾气热腰脊不举，骨枯而髓减，发为骨痿”，中医认为肾主骨生髓，肝主筋，脾在体合肉。本病病机为肾精亏虚，精津不足，以致气血亏耗，筋骨失养，肢体萎软；或因肾阳渐虚，火不暖土以致脾肾亏虚，客气邪风痹阻经脉，导致脉络不通，气滞血瘀发为本病[12]。病机特点虚实夹杂，诚如古语云“不通则痛，不荣则痛”，治当虚虚实实，补不足，损有余，是其义也。

3.1 补益肝肾，以夯其基

如图1示，治疗POP的高频药物大多是济生肾气丸、右归丸、左归丸、六味地黄丸、八珍汤、身痛逐瘀汤、活血止痛散、仙灵骨葆胶囊、芪骨胶囊等方剂的重要组成部分。高频药物中使用频率排名前三味的中药分别为：杜仲、淫羊藿、熟地黄，它们的共同特点均具有补肝肾，强筋骨，益精髓之效，体现了补益肝肾为防治POP之“根基”。杜仲，归肝、肾经，《玉楸药解》记载：“益肝肾，养筋骨，去关节湿淫，治腰膝酸痛，腿足拘挛。”本品擅治肝肾不足、骨失濡养引起的筋骨无力，腰膝疼痛之症。药理研究[13-14]表明，杜仲可明显提升BMP-2蛋白活性，上调抗氧化应激Nrf2信号通路相关蛋白的表达，促进成骨细胞增殖，改善骨质矿化程度，增强骨密度，减轻或预防PMOP的发生发展。淫羊藿功擅补肾阳、强筋骨、祛风湿，为治疗筋骨痿软、风湿痹痛、麻木拘挛等症的要药。近年来多项研究[15-16]表明，淫羊藿总黄酮可通过上调Notch1、Smade4、Smade7通路蛋白的表达，刺激成骨细胞增殖、促进骨性分化，还可通过调控其上游基因Wnt/β-catenin通路对OPG/RANKL的比值，进而抑制骨吸收，维持骨结构，具有多组分多靶点抗POP的功效。熟地黄为滋阴填髓之圣药，《本草从新》记载“滋肾水，封填骨髓，利血脉...主一切肾阴亏，虚损百病，为壮水之主药”。研究[17]表明，熟地黄可通过调控离子通道状态，改变骨周围组织代谢，同时对心血管系统、免疫系统均具有一定调节作用。结合药物归经来看，治疗POP的高频药物亦以归肝经(32.35 %)、肾经(26.47 %)为主。肝藏血、肾藏精，二者精血相及，母子相眷，即所谓精血足则筋骨健，精血虚则骨失养。POP多见于绝经后女性和老年男性，肝为女子先天之本，绝经后女性肝血易亏难盈，肾为男子先天之本，老年男性常生精乏源，肝肾阴虚。因此，本研究说明治疗POP的中药复方专利常用补肝肾之药以充精填髓，健其根基，使药物直达病所，各司其职，效力专宏。

3.2 调补阴阳，以正其纲

高频药物性味分析及关联规则结果说明中药复方专利治疗POP注重“阴”与“阳”的配伍。阴阳是自然界的客观规律，天地万物运动变化之本原。因而，在辨治POP时保证阴阳的冲和调达乃为纲鉴。如图3示，高频药物药性以温、平为主，微温次之，药味以甘、苦为主，辛次之。根据五行理论将中药性、味进行阴阳分属，温、微温、甘、辛属阳，苦属阴，平性药兼具阴阳之性，伍阴伍阳均可达阴平而阳秘。由此看来，中药复方专利治疗POP在谴方上注重中药药性、药味的“阴”“阳”和合。从关联分析结果来看，本研究的数据虽出自不同医者的专利复方，但7组置信度较高的药组有明显的核心化倾向，均与熟地黄产生关联规则，并且药物也相对集中，主要为山药、菟丝子、山茱萸、枸杞子、杜仲，上述药物均出自于《景岳全书》中补肾阴、补肾阳之经典方左归丸、右归丸。肾之精气乃骨骼生长发育之根本，而肾精常以肾阴、肾阳为划分，二者相互依存、相互为用，是以肾者有阴阳之双面性。人至暮年，烦劳过度，天癸耗竭，常致肾精亏虚，髓减精空，骨失所养；或因命门火衰，虚寒内生，而致腰膝疼痛，髓弱骨冷；而又“无阴则阳无以生，无阳则阴无以化”，故临证治疗时不应独护于顾阴或顾阳，当重视辨证论治，调补阴阳，以正其纲。一者腰膝酸痛，手足心热，可予左归丸滋补肝肾，填精壮骨，方以熟地黄大补真阴，配以菟丝子补肝肾，强腰膝，健筋骨，取补阴药之山茱萸、枸杞子滋阴益髓，涩精敛汗，酌加温阳补气之品鹿角胶、山药壮元阳，补脾益肾；二者腰背冷痛，酸软乏力，可予右归丸补肾壮阳，强筋壮骨，方以鹿角胶、杜仲培补肾阳，同时配伍滋阴益肾之熟地黄、山茱萸、枸杞子、山药，是谓取其“阴中求阳”之意。临床研究[18-19]表明，左、右归丸能显著改善患者腰膝疼痛等不适症状，还具有提高血清钙、磷水平，增强骨密度等功效。药理研究[20]证明，左、右归丸可通过调节AMPK、mTOR mRNA的表达与改善蛋白磷酸化水平，进而抑制大鼠股骨成脂过度分化。由此，体现出中药复方专利治疗POP无论为“阴”为“阳”，都应注重以“平”为期，以“调”为用，重视熟地黄与补气、补阳、补阴类药物的配伍以达益气滋阴补血，温阳补肾涩精之效。

3.3 谨守病机，扶正祛邪

通过对高频药物中药类别分析结果来看，补虚药与活血化瘀药是运用最为广泛的中药，尤以补阳药中杜仲、 淫羊藿、补骨脂以温补肾阳，补气药中黄芪、 山药、甘草以益气健脾，活血调经药中牛膝、丹参、红花以祛瘀通络，补血药中熟地黄、当归、何首乌以填精益髓，补阴药中枸杞子、女贞子、白芍以滋肝益肾。POP患者或因禀赋虚弱，或因年老肾气渐衰，或因房劳过度，皆可使气血阴阳亏损。气为血之帅，气虚则血脉运行无力，瘀血内生；肾为五脏六腑之大主，肾虚可加重瘀血内停，骨髓难充，即虚与瘀常相兼为患，互为因果。由此说明，在临证用药时不仅要究“不荣则痛”之内因，更应解“不通则痛”之外患，治当谨守病机，扶正去邪，重视补虚与泻实并重，一则可温肾补脾，益阴潜阳，二则可活血通络，温经止痛。

通过组间连接的聚类分析方法，得出8类常用药物组合。参照《中医药防治原发性骨质疏松症专家共识(2020)》[21]本病可分为肾阳亏虚、肝肾阴虚、脾肾阳虚、肾虚血瘀、脾胃虚弱、血瘀气滞6个证型，与本研究的聚类结果相比，既有相似之处，又不乏自身特色，其中有7个聚类与共识中的5个证型基本对应。C1：鹿角胶、山茱萸、菟丝子、山药、枸杞子、熟地黄、杜仲为左归丸、右归丸、济生肾气丸的重要组成部分，可用于肾阳亏虚证、肝肾亏虚证。临证遣方时若虚寒症状明显者，可酌加淫羊藿、骨碎补、肉苁蓉等以温阳散寒；若阴虚火旺明显者，可配伍龟甲、牛膝以滋阴降火；若至疾病后期，患者阴阳俱虚，可配伍C3：巴戟天、女贞子以阴阳并补。C2：白芍、何首乌、党参、茯苓、白术、川芎、甘草、当归为四君子汤、四物汤、八珍汤化裁的聚类方，可用于脾胃虚弱证。现代药理研究[22]显示，八珍汤作为气血双补代表方，具有提高免疫力，改善血流动力学，促进创伤恢复，加速骨折愈合等功效。C4：鸡血藤、牛膝，C5：三七、红花、续断，C8：丹参、骨碎补、淫羊藿3个聚类方中，其中鸡血藤、三七、红花活血补血，散瘀止痛；牛膝、续断、骨碎补、淫羊藿补肝肾，强筋骨，此类药物组合均为补肾药与活血药相配伍，可作为POP肾虚血瘀证基础方。C7：补骨脂、黄芪可用于脾肾阳虚证型。网络药理学研究[23]表明，黄芪具有多成分、多靶点、多过程抗POP作用特征，其可通过调控 Toll样受体、PI3K-Akt等相关信号通路参与骨代谢影响骨微环境。C6：狗脊、肉苁蓉、牡蛎为祛风湿、强筋骨的聚类，可用于寒湿痹阻证，这是唯一与共识不相对应的证型。

综上，本研究通过检索国家知识产权局中国专利平台中治疗POP的中药复方专利数据，运用词云可视化分析图、性味归经雷达统计图、桑基图能量分流图、关联规则web可视化布局图等数据处理方法反映出中药复方专利治疗POP有一定规律可循。常以补肝肾、强筋骨为基，活血化瘀为要，并辅以补气、补血、温阳、益阴、祛湿之法，且始终遵循“补益肝肾，以夯其基；调补阴阳，以正其纲；谨守病机，扶正祛邪”为宗旨。符合中医药治疗POP的理论基础，体现出对POP病因病机的标本并治，对临床合理用药提供了理论依据和参考，更大的发挥了中药在治疗POP的作用。