鞏　璇，馬建偉，董　靜，支　艷，張　蕾，楊玉新

·論著·

基于聚類分析的2型糖尿病中醫(yī)證候規(guī)律研究

鞏璇，馬建偉，董靜，支艷，張蕾，楊玉新

[摘要]目的應(yīng)用聚類分析及主成分分析探討2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)中醫(yī)臨床證候的分布規(guī)律及各證候的主次癥，從而為臨床辨證提供客觀依據(jù)。方法選取我院中醫(yī)科、內(nèi)分泌科T2DM患者233例，收集其四診信息，對四診信息頻數(shù)≥10%的54個癥狀做變量進(jìn)行聚類分析，歸納出T2DM的中醫(yī)證候類型。對各證候的癥狀、體征、舌脈等進(jìn)行主成分分析，從而得到各癥狀對該證候的貢獻(xiàn)度，以此判定各證候的主癥與次癥。結(jié)果233例T2DM患者四診信息通過聚類分析后最終聚為5類，分別為脾腎氣虛證、肝腎陰虛證、陰虛熱盛證、氣陰兩虛夾痰濕證、陽虛血瘀證。并在此基礎(chǔ)上通過主成分分析初步明確了各證型的主次證。結(jié)論T2DM可分為5個證候類型，其中以脾腎氣虛證居多。采用聚類分析、主成分分析等統(tǒng)計學(xué)方法對T2DM進(jìn)行證候?qū)W研究具有一定的臨床意義。

[關(guān)鍵詞]糖尿病,2型；辨證分型;聚類分析;主成分分析

[DOI]10.3969/j.issn.2095-140X.2015.08.006

糖尿病(diabetes mellitus， DM)是由于胰島素分泌絕對或相對不足，以及機(jī)體靶組織或靶器官對胰島素敏感性降低引起的一組以慢性血糖水平增高為特征的代謝性疾病[1]。中醫(yī)藥在改善DM臨床癥狀、防治DM相關(guān)并發(fā)癥、提高患者生存質(zhì)量等方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢[2]。有研究表明，具有典型“三多一少”癥狀者僅占DM患者20%左右[3]。因?yàn)镈M患者自然病程的改變，加之部分患者常在體檢或出現(xiàn)并發(fā)癥后才被診斷，使得臨床證型與傳統(tǒng)的分型不一致。因此，開展DM中醫(yī)證候?qū)W調(diào)查有一定的現(xiàn)實(shí)意義。聚類分析是一種無指導(dǎo)的探索性多元統(tǒng)計方法，具有一定的科學(xué)性和客觀性[4]，為2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus， T2DM)中醫(yī)證型標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化提供客觀依據(jù)。

1對象與方法

1.1研究對象采用橫斷面、前瞻性的現(xiàn)場調(diào)查研究方法，調(diào)研對象來自2013年6月—12月空軍總醫(yī)院中醫(yī)科、內(nèi)分泌科門診及住院T2DM患者。共收集符合要求患者233例，其中男152例(65.2%)，女81例(34.8%)；年齡33~85(59.00±11.65)歲。

1.2診斷標(biāo)準(zhǔn)①西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)：采用1999年WHO T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]。②中醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)：T2DM中醫(yī)診斷和辨證分型依據(jù)“消渴病辨證診斷參考標(biāo)準(zhǔn)”[6]、“中醫(yī)臨床診療術(shù)語·證候部分”[7]為標(biāo)準(zhǔn)診斷，并由2名具有副高以上職稱臨床醫(yī)師，結(jié)合專業(yè)知識概括總結(jié)每個類別對應(yīng)的證型。

1.3納入標(biāo)準(zhǔn)①符合T2DM西醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)；②年齡18～85歲；③意識清醒，生命體征平穩(wěn)；④簽署知情同意書。

1.4排除標(biāo)準(zhǔn)①惡性腫瘤、肝腎疾病及甲狀腺?。虎诟窝?、結(jié)核等傳染病；③成人遲發(fā)性自身免疫性糖尿病(latent autoinunune diabetesin adults, LADA)及1型DM；④妊娠糖尿病、肝源性糖尿病、繼發(fā)性糖尿病(應(yīng)激性高血糖，內(nèi)分泌疾病如肢端肥大癥、庫欣綜合征，藥物或化學(xué)物誘導(dǎo)血糖升高等)；⑤糖尿病非酮癥性高滲綜合征、糖尿病酮癥酸中毒；⑥精神疾病。符合以上1條者即予以排除。

1.5研究方法參照第7版《中醫(yī)診斷學(xué)》[8]、“糖尿病中醫(yī)藥防治指南”(2007版)[9]，選取DM相關(guān)證候78個，其中癥狀或體征(病征)45個，舌脈33個。設(shè)計《糖尿病中醫(yī)證候臨床調(diào)查表》進(jìn)行四診信息數(shù)據(jù)采集。由筆者在2名副高以上職稱臨床專家指導(dǎo)下進(jìn)行臨床癥狀采集。癥狀、體征按無、輕、中、重4個等級,分別計為0、1、2、3分；舌脈按有無記分，有記1分，無記0分。采用數(shù)據(jù)雙錄入方法將數(shù)據(jù)輸入Excel 2003數(shù)據(jù)庫中，輸入完成后交叉核對，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

1.6統(tǒng)計學(xué)方法應(yīng)用SPSS18.0 進(jìn)行統(tǒng)計，①一般計數(shù)資料進(jìn)行頻數(shù)統(tǒng)計分析；②癥狀、體征、舌脈等四診信息進(jìn)行聚類分析，歸納出T2DM中醫(yī)證候類型；③將聚類后的各證候分別行KMO檢驗(yàn)及Bartlett球型檢驗(yàn)，進(jìn)行主成分分析，判定每種證候的主要癥狀及次要癥狀。

2結(jié)果

2.1四診信息頻數(shù)分布通過對233例T2DM患者四診信息的頻次分析，可了解癥狀、體征、舌脈的分布規(guī)律。將調(diào)查表中78個變量進(jìn)行頻次分析，刪除<10%的變量，最后得到54項辨證變量信息作為中醫(yī)四診的觀察指標(biāo)，其中頻數(shù)較高的前10位癥狀依次為：口渴喜飲、神疲乏力、肢體麻木、視物模糊、腰膝酸軟、口干、畏寒肢冷、失眠、口唇紫暗、大便干燥。具體四診信息頻數(shù)分布見表1。

表1　233例2型糖尿病患者四診信息頻數(shù)分布

2.2四診信息的聚類分析為了進(jìn)行T2DM中醫(yī)證型分布研究，揭示T2DM中醫(yī)證型分布的客觀規(guī)律，根據(jù)四診信息頻次分析結(jié)果，將54項常見證候作為辨證變量進(jìn)行聚類分析,因樣本量較少，聚類定義類數(shù)量不可過多。將54項變量聚為3~7類，對各類別聚集情況進(jìn)行探索性研究，通過聚類過程表及樹狀圖(圖1)分析，取標(biāo)尺15合并為5個證候群時證型分布較清晰，且都有實(shí)際含義，故最終聚為5類，見表2。

圖1　233例2型糖尿病患者四診信息聚類樹狀圖

表2　233例2型糖尿病患者四診信息聚類結(jié)果

由表2可知，5組類別與某些中醫(yī)證型相類似，依據(jù)“消渴病中醫(yī)分期辨證與療效評定標(biāo)準(zhǔn)”[6]、“中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)·中醫(yī)臨床診療術(shù)語證候部分”[7]等標(biāo)準(zhǔn)，并由2名具有副高以上職稱的臨床專家判定每類中所含癥狀代表的癥候，從而確定證候名稱。結(jié)果確定證候名稱為脾腎氣虛證、肝腎陰虛證、陰虛熱盛證、氣陰兩虛夾痰濕證、陽虛血瘀證五類。

2.3聚類結(jié)果主成分分析分別以每一類四診信息為變量，進(jìn)行KMO檢驗(yàn)及Bartlett球型檢驗(yàn)，結(jié)果提示可進(jìn)行主成分分析。經(jīng)主成分分析，得出各成分的特征根值、方差貢獻(xiàn)度。提取特征根值>l的成分為主成分，取載荷0.4以上的癥狀，見表3。根據(jù)各主成分累積貢獻(xiàn)度并結(jié)合中醫(yī)學(xué)專業(yè)知識，擬定主要及次要癥狀，并確定每一類證型名稱。見表4。

表3　233例2型糖尿病患者四診信息聚類結(jié)果主成分分析

2.4聚類分析后各證候的構(gòu)成比結(jié)合聚類分析結(jié)果及主成分分析結(jié)果，對233例患者進(jìn)行辨證分型，統(tǒng)計各證候患者例數(shù)。其中脾腎氣虛證71例(30.5%)，陽虛血瘀證49例(21.0%)，陰虛熱盛證45例(19.3%)，肝腎陰虛證38例(16.3%)，氣陰兩虛夾痰濕證30例(12.9%)。

3討論

DM等同于中醫(yī)“消渴病”，在現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合和中醫(yī)DM學(xué)領(lǐng)域已基本達(dá)成共識[10-11]。然而現(xiàn)代臨床所見DM患者“三多一少”癥狀已不明顯，且多數(shù)患者形體偏胖，這與古代消渴病形容不完全一致。傳統(tǒng)DM辨證多以“三消”辨證為主，但目前“三消”辨證已不能完全涵蓋傳統(tǒng)的DM辨證，已不能適應(yīng)臨床需要。因此，臟腑辨證、氣血津液辨證、病因辨證、八綱辨證在DM的辨證中尤顯重要。由于DM辨證方法及辨證模式的多樣性，使證候分類出現(xiàn)多元化，主要表現(xiàn)為證候類型的多樣化，故而制定統(tǒng)一、客觀的中醫(yī)證候診斷標(biāo)準(zhǔn)仍是目前中醫(yī)研究工作的關(guān)鍵[12]。隨著現(xiàn)代循證醫(yī)學(xué)的發(fā)展，數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中醫(yī)學(xué)證候的分類研究中,使中醫(yī)辨證由定性進(jìn)入定量，由宏觀進(jìn)入微觀，提高了中醫(yī)辨證分型的客觀性。

表4　233例2型糖尿病患者各類證型名稱及主次癥

聚類分析作為一種探索性分類方法，以數(shù)據(jù)自身規(guī)律進(jìn)行分類，從“客觀”的數(shù)據(jù)中挖掘出其“自然”的類別，可減少數(shù)據(jù)處理時的主觀性。聚類分析作為一種發(fā)展迅猛的數(shù)理分析手段，將其引入中醫(yī)證型的研究，具有一定的可行性及科學(xué)性[13]，近年來已有學(xué)者將聚類分析用于中醫(yī)證候、體質(zhì)的分類及臨床證型的探索研究中，并顯現(xiàn)了較好的前景[14-16]。主成分分析可實(shí)現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)向低維壓縮，使得其構(gòu)造更易解釋，只需少數(shù)幾個新變量(即主成分)，就可大致反映出所研究的對象。其優(yōu)點(diǎn)在于可以客觀反映各變量的綜合貢獻(xiàn)和各研究對象間的相互關(guān)系。中醫(yī)的證候一般由多個癥狀組成，癥狀指標(biāo)間具有一定的相關(guān)性，主成分分析可以將復(fù)雜的癥狀進(jìn)行降維，得出幾個獨(dú)立的綜合成分，從而建立癥狀和證候主成分之間權(quán)重關(guān)系。

本研究通過對四診信息的頻次分析發(fā)現(xiàn)，T2DM患者出現(xiàn)頻數(shù)較高的癥狀有口渴喜飲(59.7%)、神疲乏力(59.2%)、肢體麻木(54.1%)、視物模糊(53.2%)、腰膝酸軟(53.2%)、口干(52.4%)、畏寒肢冷(51.9%)、失眠(50.2%)。而證候聚類及主成分分析，則將T2DM分為脾腎氣虛證、肝腎陰虛證、陰虛熱盛證、氣陰兩虛夾痰濕證、陽虛血瘀證5個證候類型，其中脾腎氣虛證最多71例(30.5%)，其次為陽虛血瘀證49例(21.0%)，陰虛熱盛證45例(19.3%)，肝腎陰虛證38例(16.3%)，氣陰兩虛夾痰濕30例(12.9%)?？梢奣2DM病情復(fù)雜，病機(jī)虛實(shí)夾雜，其本虛證可見氣虛、陰虛、陽虛等證；實(shí)證可見熱盛、痰濕、血瘀等兼證，且與肝、脾、腎關(guān)系密切。隨病程增加，并發(fā)癥增多，個體癥狀趨于多樣。

根據(jù)聚類分析結(jié)果可知“脾腎氣虛”是本病的重要發(fā)病因素。傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)在DM辨證中即以注重腎虛為本,張仲景在《金匱要略》中就已提出胃熱腎虛為消渴病的主要病機(jī)，并應(yīng)用白虎加人參湯、腎氣丸等方劑治療,臨床醫(yī)家沿用至今。唐代《外臺秘要·消渴消腫門》提出:“消渴者,原其發(fā)動此則腎虛所致,每發(fā)即小便至甜”。后世醫(yī)家，如劉河間、趙獻(xiàn)可、張景岳、喻嘉言等皆推崇以腎為本治療本病，可見腎虛為本病發(fā)病的重要因素。近年來對DM病機(jī)的研究，在傳統(tǒng)以腎為本觀點(diǎn)上，越來越重視脾的功能，提出了脾氣虛弱、脾胰同病、氣陰兩虛、瘀血痰濁內(nèi)阻等新的病機(jī)理論[17-18]。有學(xué)者認(rèn)為脾胃功能異常是導(dǎo)致糖尿病的根本,臨床用藥以補(bǔ)脾養(yǎng)胃益氣為原則，療效顯著[19-20]。張延群等[21]通過癥候?qū)W調(diào)查發(fā)現(xiàn)氣虛證出現(xiàn)率占諸癥之首，無論病情輕重皆有氣虛表現(xiàn)，故提出氣虛是消渴病發(fā)病的基本病機(jī)。綜上所見，脾氣虛是消渴病的又一主要病機(jī)。

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(收稿時間：2015-07-06修回時間：2015-07-22)

A Study Based on Cluster Analysis for the Regularity of Type 2 Diabetes Mellitus Syndromes

GONG Xuan, MA Jian-wei, DONG Jing, ZHI Yan, ZHANG Lei, YANG Yu-xin

(Department of Traditional Chinese Medicine, General Hospital of Air Force, Beijing 100142, China)

[Abstract]ObjectiveTo investigate the distribution regularities of type 2 diabetes mellitus (T2DM) patients in traditional Chinese medicine (TCM) of clinical syndrome types and the main and secondary symptoms of each syndrome type using cluster analysis and principal component analysis so as to provide objective basis for clinical syndrome differentiation. MethodsInformations by four diagnostic methods of 233 T2DM patients were collected, and 54 symptoms (frequency ≥10%) were used as variables for cluster analysis to generalize TCM syndromes of T2DM. Principal component analysis was performed for the symptoms, signs, tongue and pulse conditions of each syndrome type, and then the contribution of each symptom to its syndrome was obtained in order to find out the main and secondary symptoms of each syndrome type. ResultsInformations of four diagnostic methods of the T2DM 233 patients were clustered into five types by cluster analysis, which included spleen-kidney Qi deficiency syndrome, syndrome of Yin deficiency of liver and kidney, deficiency of Yin and excessive heat syndrome, deficiency of both Qi and Yin with phlegm retention syndrome, and Yang deficiency and blood stasis syndrome, and then the primary and secondary symptoms of each syndrome type were preliminarily clarified by principal component analysis. ConclusionT2DM can be divided into five syndrome types, among which spleen-kidney deficiency syndrome is the most. Statistical methods such as cluster and principal component analyses for TCM syndrome study have some clinical significance.

[Key words]Diabetes mellitus, type 2; Syndrome differ classification; Cluster analysis； Principal component analysis

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼][中國圖書資料分類號]R587.1；R241.4A

[文章編號]2095-140X(2015)08-0024-06

[通訊作者]馬建偉，E-mail：mjw8166@163.com

[基金項目]首都醫(yī)學(xué)發(fā)展基金(SF-2009-I-13)；首都臨床特色應(yīng)用研究課題(Z121107001012011)
[作者單位]100142 北京，空軍總醫(yī)院中醫(yī)科