张洪春教授治疗慢阻肺稳定期用药探析及网络药理学分析

目的:运用数据挖掘技术对张洪春教授治疗慢阻肺稳定期患者的处方进行分析,探究其用药规律、核心处方及核心药物。进而对核心药物进行网络药理学分析,探索核心药物治疗慢阻肺的作用靶点、信号通路及作用机制,为慢阻肺稳定期治疗的中药筛选及实验验证奠定基础。方法:(1)收集整理2015年1月至2019年5月张洪春教授治疗慢阻肺稳定期患者的处方。使用中医传承辅助平台软件(TCMISS),基于频数统计法对患者年龄、性别及药物性味、归经、使用频次、药物常用剂量进行分析;基于关联规则得出处方常用药物组合及用药规则,进而得出核心处方及处方核心药物;基于复杂系统熵聚类方法得到新处方。(2)在中药系统药理学研究平台(TCMSP)中查找并筛选核心药物的活性成分及靶点;在Pubmed规范慢阻肺英文名称后,使用GeneCards、TTD、DrugBank、DisgeNET、Digsee等数据库检索慢阻肺靶点,将药物靶点与疾病靶点取交集。然后利用Cytoscape 3.7.2软件绘制“药物-化合物-靶点-疾病”网络,运用String数据库构建交集靶点的蛋白质互作(PPI)网络,并得出网络中的关键基因。最后使用Bioconductor生物信息软件包及R软件对作用靶点进行GO功能富集及KEGG通路富集分析。经过分析得到张洪春教授的处方核心药物治疗慢阻肺稳定期患者的可能作用靶点及通路。结果:(1)处方分析部分:共纳入27例患者,111个处方。在纳入患者中男性患者居多(男:女为16:11),60岁以上老年患者占大多数(85%)。在纳入处方中,涉及中药106味,药性以温、寒、平为主,药味以甘、苦、辛为主,归经多归属于肺、脾、肝、肾经。其中使用频数较高的10味中药为甘草、当归、太子参、款冬花、山茱萸、五味子、茯苓、紫苏子、紫苏叶、紫菀。将支持度个数设置为39(支持度设置为30%),置信度设置为0.9,通过用药规律分析提取药物核心组合34个,置信度为1的用药规则38条。结合药物频数、药物组合、用药规则及药物用量得出

张洪春教授治疗慢阻肺的核心处方为:

当归15g、太子参30g、山茱萸15g、五味子15g、款冬花15g、紫菀15g、茯苓15g、紫苏子15g、紫苏叶15g、麻黄10g、甘草3g。

进行网络药物学分析的核心药物为:当归、太子参、山茱萸、五味子、款冬花。

将相关度设置为5,惩罚度设置为2,经过熵层次聚类分析得到新处方3个,分别为:

麻黄,蝉蜕,地龙,酸枣仁,紫菀;款冬花,远志,郁金,酸枣仁,紫菀;丹参,三七,杜仲,海螵蛸,牡丹皮。

(2)网络药理学分析部分:

将当归、太子参、山茱萸、五味子、款冬花五味核心药物进行网络药理学分析,以OB≥30%及DL≥0.18作为筛选条件,在TCMSP数据库中共查询到55种化学成分及182个相应靶点。在多个疾病数据库共查找到慢阻肺相关靶点647个。将核心药物对应的靶点与慢阻肺疾病靶点取交集,得到93个关键靶点。对“药物-化合物-靶点-疾病”网络进行分析,结果显示包含有效成分最多的药物为款冬花(13种)及山茱萸(11种);槲皮素、β-谷甾醇、木犀草素、山奈酚、豆甾醇、金合欢素等活性化合物在网络中通过连接较多靶点,发挥关键作用。通过对String平台构建的PPI网络图进行分析发现 IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、AKT1、VEGFA、MMP-2、MMP-9 等靶点在网络中连接节点较多,是核心药物治疗慢阻肺的关键靶点。GO功能富集分析共得到功能条目127个(P<0.05),富集程度较高的条目多与细胞因子及酶的活化相关。KEGG通路富集分析共得到141条信号通路(P<0.05),富集程度较高的通路多与病原微生物感染、炎症反应等相关。结论:通过处方分析,可以总结出张洪春教授治疗慢阻肺稳定期患者的治法以补益肺脾肾为主,兼以止咳化痰平喘、行气活血散瘀,分析得到的核心处方符合上述治疗思想,主要由

补益肺肾药(当归、太子参、山茱萸、五味子)、止咳平喘药(款冬花、紫菀、紫苏子、紫苏叶、麻黄)、健脾益气药(太子参、茯苓)等构成,治疗时可根据患者情况配伍活血化瘀药、温肾纳气药等。核心药物(当归、太子参、山茱萸、五味子、款冬花)有补益肺肾、止咳化痰的功效,最能代表张洪春教授治疗慢阻肺稳定期患者的用药特点,因此将这五味药进行网络药理学分析。通过熵层次聚类得出的3个新处方可以根据证候施用,对治疗慢阻肺有一定参考价值,但仍需进一步临床及实验验证。经过网络药理学分析可以得出核心药物治疗慢阻肺的潜在机制为:核心药物中含有的槲皮素、β-谷甾醇、木犀草素、山奈酚、豆甾醇、金合欢素等活性成分,作用于慢阻肺PPI网络中的IL-11β、IL-6、IL-8、IL-10、AKT1、VEGFA、MMP-2、MMP-9 等靶点,通过调节 IL-17、TNF等信号通路,在慢阻肺患者免疫、炎症反应、氧化应激等过程中发挥作用。...