區(qū)通源，張昊亮，馬灶亮，馬建春

(廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，廣東 廣州 510080)

黑藥膏為某三甲醫(yī)院治療跌打損傷、筋骨瘀痛的醫(yī)院制劑(批準(zhǔn)文號(hào)：粵藥制字Z20110110)，該制劑由26味中藥組成，含有一定量的地方習(xí)用藥，制劑質(zhì)量控制存在一定困難。同時(shí)該制劑為軟膏劑，由原藥材粉碎過(guò)篩后的細(xì)粉添加凡士林制得，患處涂抹量較大。因此，本研究將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)之一的粗糙集理論運(yùn)用到黑藥膏處方優(yōu)選中，保留處方中的核心藥味，剔除對(duì)制劑發(fā)揮治療作用小或無(wú)效的藥味。通過(guò)本研究，既可以拓展粗糙集理論在名優(yōu)中藥二次開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，又可為醫(yī)院制劑規(guī)范化研究、促進(jìn)醫(yī)院制劑向新藥轉(zhuǎn)化提供參考。

1 材料

1.1 動(dòng)物

SPF級(jí)KM小鼠，體重(20±2)g，由廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物合格證號(hào)：0053351；動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào) SCXK(粵)2013-0002。試驗(yàn)前動(dòng)物置室內(nèi)適應(yīng)環(huán)境1周，室溫18～24 ℃。

1.2 藥物及試劑

黑藥膏處方由歸尾、川斷、紅花、赤芍、三七、獨(dú)活、威靈仙等26味藥材組成，各藥材均由廣東省藥材公司中藥飲片廠提供，經(jīng)廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院馬建春主管藥師鑒定，藥典收錄品種符合2015年版《中國(guó)藥典》規(guī)定；黃凡士林(南昌白云藥業(yè)有限公司，批號(hào)：20170225)。

2 方法

2.1 復(fù)方藥物分組

為了挖掘黑藥膏的配伍規(guī)律并優(yōu)化處方，首先根據(jù)各中藥的功效主治將黑藥膏處方中藥物分為五組，分別為清熱藥(芙蓉葉、黃芩、銀花藤等8味藥)、補(bǔ)虛藥(歸尾、川斷等6味藥)、活血祛瘀藥(紅花、土鱉蟲(chóng)等5味藥)、祛風(fēng)濕藥(獨(dú)活、威靈仙等4味藥)、止血藥(三七、鐵包金等3味藥)。根據(jù)粗糙集理論要求，將五組藥的劑量分為3個(gè)水平，分別為劑量1、劑量2、劑量3，其中原處方中藥物劑量為劑量2。三組藥物劑量呈等差關(guān)系。

按正交設(shè)計(jì)表L18(35)進(jìn)行組方-藥效正交試驗(yàn)。18個(gè)藥物組合按黑藥膏制備方法進(jìn)行提取并制備，進(jìn)行藥效實(shí)驗(yàn)。黑藥膏不同配比見(jiàn)表1。

表1 黑藥膏不同配比

2.2 動(dòng)物造模及處理

2.2.1 鎮(zhèn)痛試驗(yàn) 光熱致痛法[1]：取小鼠，雌雄各半，用聚光燈(12 V，75 W)持續(xù)照射小鼠尾部1/3處，以甩尾為痛反應(yīng)指標(biāo)。用藥前測(cè)定痛域2次，選取痛域3～10 s的小鼠，隨機(jī)分為十八組，每只每次尾部涂藥膏1 g，隔10 min涂1次，連續(xù)3次。用上法測(cè)定痛域，驗(yàn)證各中藥組方對(duì)小鼠抑制光熱致痛作用。

2.2.2 擊打致大鼠局部血瘀試驗(yàn)[2]將各組小鼠固定，選擇右側(cè)后腿外側(cè)臀部軟組織處用脫毛劑脫毛，暴露軟組織。用自制彈弓以相同力度擊打暴露部位2～3下，造成非開(kāi)放性軟組織損傷模型。造模成功標(biāo)準(zhǔn)：擊打后肉眼可見(jiàn)打擊部位皮下出血，20 min后手觸有明顯腫脹感，隨機(jī)分成十八組。造模30 min后，分別于擊打部位外涂相應(yīng)藥膏，每只每次涂藥膏1 g，每天早晚各涂相應(yīng)藥膏1次，連續(xù)給藥5天，記錄損傷指數(shù)。其中將損傷指數(shù)分為0分(損傷完全恢復(fù))；1分(僅有輕微腫脹感)；2分(表面有腫脹感，可見(jiàn)祛斑，面積在0.2 cm2左右)；3分(表面有腫脹感，可見(jiàn)祛斑，面積在0.6 cm2左右)；4分(表面有腫脹感，可見(jiàn)祛斑，面積在1.0 cm2左右)等5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，記錄5天后各組小鼠損傷指數(shù)。

2.3 基于粗糙集的黑藥膏配伍規(guī)律決策規(guī)則模型的建立[3-5]

運(yùn)用粗糙集理論，篩除對(duì)藥效相關(guān)性小的指標(biāo)，保留關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的指標(biāo)。粗糙集理論的流程主要包括：數(shù)據(jù)提取，數(shù)據(jù)預(yù)處理(補(bǔ)齊不完整數(shù)據(jù)，指標(biāo)賦值)，屬性約簡(jiǎn)，規(guī)則生成(規(guī)則提取分析)等，其中屬性約簡(jiǎn)較為重要。屬性約簡(jiǎn)是指在保持知識(shí)庫(kù)分類(lèi)能力不變的條件下，刪除其中不相關(guān)或不重要的指標(biāo)，保留與研究相關(guān)性的指標(biāo)，從而簡(jiǎn)化原有的系統(tǒng)。

本研究應(yīng)用粗糙集理論時(shí)，由黑藥膏藥方中5組中藥組方組成條件屬性集，記為C0，各屬性分別記為C1～ C18。D為決策屬性集，由證候指標(biāo)痛域指標(biāo)和損傷證候指標(biāo)組成，屬性值為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了痛域試驗(yàn)和擊打致大鼠局部血瘀試驗(yàn)，得到的藥理學(xué)指標(biāo)包括藥后痛閾延長(zhǎng)時(shí)間和損傷指數(shù)2個(gè)指標(biāo)。但2個(gè)指標(biāo)的單位不同，指標(biāo)值變化范圍也不同，因此首先把指標(biāo)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化，把5個(gè)中藥組合共18組數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放，統(tǒng)一縮放到[0，100]之間，將2個(gè)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)組成新的指標(biāo)值T，各指標(biāo)占比為50%。對(duì)表1中的各屬性分別進(jìn)行離散化，離散化的取值區(qū)間由等間隔劃分法計(jì)算得出，將證候指標(biāo)T作為決策屬性加入決策表中。

3 結(jié)果與驗(yàn)證

3.1 屬性約減結(jié)果

對(duì)T屬性集進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)，得約簡(jiǎn)后的屬性集包括活血祛瘀藥、祛風(fēng)濕藥、止血藥，即對(duì)于指標(biāo)T，活血祛瘀藥、祛風(fēng)濕藥、止血藥在組方中起著決定性作用。它們的權(quán)系數(shù)為 {0.4216、0.3047、0.2737}，其中活血祛瘀藥權(quán)重系數(shù)最大，為處方中最重要指標(biāo)。清熱藥、補(bǔ)虛藥沒(méi)出現(xiàn)在約簡(jiǎn)結(jié)果中，說(shuō)明它們對(duì)于證候指標(biāo)的影響作用較小。

將粗糙集理論約減后的結(jié)果作為最后優(yōu)化中藥組方的依據(jù)，結(jié)合中醫(yī)理論中各味藥物的功效主治，選擇去掉處方中的清熱藥、補(bǔ)虛藥，以活血祛瘀藥、祛風(fēng)濕藥、止血藥共12味藥作為對(duì)黑藥膏原方優(yōu)化后新的中藥組方。

3.2 新中藥組方驗(yàn)證

構(gòu)建粗糙集理論處方優(yōu)化預(yù)測(cè)模型，將18個(gè)表1組方-藥效實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)作為學(xué)習(xí)樣本，以?xún)?yōu)化后的3個(gè)隨機(jī)組方-藥效作為驗(yàn)證樣本。驗(yàn)證樣本各組藥物配比見(jiàn)表2，藥效結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，優(yōu)化后的組方與原方比較，藥效無(wú)顯著性差異。同時(shí)可知，加大活血祛瘀藥的使用，可在一定程度上提高藥效。

表2 驗(yàn)證樣本藥物配比

注：原處方中藥物劑量為劑量2。

表3 藥效結(jié)果比較

組別藥后痛域延長(zhǎng)時(shí)間(s)損傷指數(shù)*(分)對(duì)照組0.68±0.601.93±0.81原方組4.25±2.141.02±0.57*組方13.95±3.261.21±0.84*組方24.03±1.950.98±0.45*組方33.87±1.251.08±0.65*

注：＊為第5天用藥后結(jié)果，與對(duì)照組比較，＊P<0.05。

4 討論

醫(yī)院制劑雖然有來(lái)源于臨床的優(yōu)勢(shì)，但臨床早期研究的不規(guī)范將此優(yōu)勢(shì)大大減弱，配伍不合理、藥物數(shù)過(guò)多的問(wèn)題客觀存在。通過(guò)對(duì)《廣東省醫(yī)院制劑規(guī)范》(2015年版)185個(gè)制劑處方味數(shù)進(jìn)行分析可知，藥味數(shù)超過(guò)12味的制劑品種占所有品種的45%左右。藥味過(guò)多常常給制劑生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制帶來(lái)困難，同時(shí)導(dǎo)致主藥不突出，除在療效上有可能發(fā)生拮抗作用、相互抑制外，在成分上還會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而降低有效成分含量，進(jìn)而降低療效。有學(xué)者對(duì)醫(yī)院制劑痛經(jīng)寶顆粒進(jìn)行可處方優(yōu)化，處方藥物由9味精簡(jiǎn)為4味，功效保持不變[6]；有學(xué)者對(duì)醫(yī)院制劑復(fù)方“回乳抑增一號(hào)”進(jìn)行處方優(yōu)化，處方藥物由10味精簡(jiǎn)為7味，功效較原處方有一定程度的提高[7]。

目前關(guān)于中藥處方優(yōu)化方法的文獻(xiàn)較少，多數(shù)學(xué)者采用撤藥分析法[8]，即將全方中的各藥物輪流減去，分為不同的試驗(yàn)組進(jìn)行研究。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可評(píng)價(jià)各藥味在全方中的作用，不適于藥味過(guò)多處方的優(yōu)化。有學(xué)者將處方藥物按照“君臣佐使”分類(lèi)，分析君、臣、佐、使等藥物對(duì)藥效的影響。本研究中的黑藥膏處方中藥過(guò)多無(wú)法按照撤藥分析法或“君臣佐使”分類(lèi)法進(jìn)行優(yōu)化，因此按照中藥功能主治法將處方中藥物分成5類(lèi)，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)判斷不同種類(lèi)藥物對(duì)藥效的影響。

黑藥膏具有散瘀活血、舒筋止痛功效，經(jīng)過(guò)處方優(yōu)化，保留活血祛瘀藥、祛風(fēng)濕藥、止血藥共12味藥組成新的處方。保留的處方藥物與藥效關(guān)系密切，在減少處方藥物的同時(shí)，保留了藥效成分，保證了療效。

有學(xué)者應(yīng)用粗糙集理論構(gòu)建右歸丸不同配比藥物與證候指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型，分析右歸丸中各藥物的重要性，對(duì)藥方進(jìn)行優(yōu)化并給予驗(yàn)證?；诖植诩ǖ膬?yōu)化藥方后，各項(xiàng)指標(biāo)都比原方達(dá)到了更理想的預(yù)期值，說(shuō)明該預(yù)測(cè)模型對(duì)于中藥復(fù)方的優(yōu)化是可行的。因此，本研究借鑒文獻(xiàn)研究方法，將粗糙集理論運(yùn)用到醫(yī)院制劑處方的優(yōu)化中，拓展了信息技術(shù)在中藥處方優(yōu)化的應(yīng)用[3-5]。

作為數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)之一的粗糙集理論已成為信息科學(xué)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。本文嘗試性地將粗糙集理論應(yīng)用于中藥大處方的優(yōu)化中，利用粗糙集強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析、處理、加工能力，挖掘藥效指標(biāo)與藥物變量之間的相關(guān)關(guān)系，保留藥效成分的同時(shí)剔除與藥效相關(guān)性小的成分。本研究擬在前期處方優(yōu)化基礎(chǔ)上，運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)優(yōu)化后的處方劑量進(jìn)行重構(gòu)，保證黑藥膏處方藥效達(dá)到最佳狀態(tài)。