新安医家徐春甫《古今医统大全》治疗消渴用药规律及生物信息学分析*

李家劼，徐慧茹，奚德荣，袁慧伦，方朝晖，江爱娟，申国明△

（1.安徽中医药大学中西医结合学院，安徽 合肥 230012；2.安徽中医药大学第一附属医院，安徽 合肥 230031；3.安徽省中医药科学院中医药防治糖尿病研究所，安徽 合肥 230031）

《古今医统大全》为明代著名新安医家徐春甫所著，始纂于明嘉靖三十五年（1556年），后共成书100卷，位列中国“十大医学全书”之首。全书著述颇丰，囊括了明代以前我国诸多的重要医学典籍和医学成就，并在国外产生了一定影响。消渴，作为传统医学病名，现代医学中以糖尿病（diabetes mellitus，DM）多见。在多种因素的影响下，我国成人糖尿病患病率持续升高，达到11.9%，是世界上糖尿病患者最多的国家[1]。伴随着糖尿病患病率在中国和世界其他国家中的不断增长，给社会和经济发展带来了较大负担[2]。近年来，中医药防治糖尿病工作取得较好成果，新安医学学术理论得到充分发挥[3]，中医药治疗糖尿病的优势突显[4-5]。为进一步探究《古今医统大全》在治疗糖尿病临床应用方面的参考价值，传承古代中医临床经验，本文整理《古今医统大全》论治消渴的66首方剂，通过数据挖掘与生物信息学技术，结合消渴论治的学术思想，分析、总结中药治疗消渴的用药规律及其可能存在的作用机制。

1 资料与方法

1.1 资料来源 方剂来源于《古今医统大全》卷之五十二“消渴门”所载药方篇，篇中包含消渴通治剂、上消诸剂、中消诸剂、下消诸剂、酣饮消渴证剂、强中消渴证剂等，整理得到治疗消渴的方剂共66首。

1.2 纳入标准及排除标准 纳入标准：1）“消渴门”所载药方篇中用药记载完整的方剂；2）方剂用药采用内服治疗。排除标准：1）“消渴门”所载治法篇中出现的方剂；2）药方篇中的易简诸方；3）方剂记录不全，或治疗用法不明确；4）方剂重复出现。

1.3 数据录入及规范化 严格遵守数据规范化的要求，将所载方剂用药由两人分别录入Office 2016，第三人通过查阅《古今医统大全》筛选、审核所录数据，以确保数据的准确性，再统一合库，构建中药数据库。以2020年版《中华人民共和国药典》[6]为依据，参照全国高等中医药教材《中药学》[7]统一规范中药名称，如麦门冬统一为麦冬，破故纸统一为补骨脂，瓜蒌仁统一为瓜蒌子，条芩统一为黄芩等，以及整理药物的性味归经、功效分类。因书中多首方剂出现了甘草（半生半炙）的记载，即甘草与炙甘草同时使用，故此次数据明确区分甘草和炙甘草，以保证数据的真实性。

1.4 数据分析 1）描述性分析：使用Office 2016对方剂用药进行分析，统计药物的使用频数以及四气五味、归经、功效分类的频数、频率；2）关联规则分析：对使用频数≥5次的中药，采用IBM SPSS Modeler 18.0中的Apriori模块进行关联规则分析，并绘制中药关联复杂网络图；3）聚类分析：对使用频数≥5次的中药，通过SPSS 26.0统计软件进行系统聚类分析，度量区间采用平方Euclidean距离，使用Ward联接方法得到树状聚类谱系图；4）因子分析：药物的主成分因子分析通过SPSS 26.0中的降维模块进行，并对因子展开适应型检验，包括KMO检验、Bartlett球形检验；5）生物信息学分析：运用中药分子机制研究在线生物信息学分析工具BATMAN-TCM（bioinformatics analysis tool for molecular mechanism of traditional Chinese medicine）[8]，输入以上数据挖掘分析得出的方剂高频关联药对，对药对有效成分的潜在靶点进行疾病与KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）生物学通路富集的两种功能分析。

2 结果

2.1 中药频数分析 66首治疗消渴的方剂中共使用中药148味，用药总频数达563次，其中频数≥5次的有30味，使用频数最高的为人参，达29次（43.94%），其次为甘草、天花粉、茯苓、麦冬等（见表1）。

表1 《古今医统大全》治疗消渴方剂的高频中药频数情况（频数≥5次）

2.2 中药四气五味及归经频数分析 对《古今医统大全》治疗消渴方剂中所使用的148味中药，进行四气五味、归经的频数统计，共涉及7种药性、9种药味、12条归经。具体分析得出药性以寒温并用，药味以甘、苦、辛并举，中药归经以脾（胃）、肺（大肠）、肾（膀胱）经为主（见表2～表4）。

表2 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药药性频数情况

表3 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药药味频数情况

表4 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药归经频数情况

2.3 中药功效分类频数分析 参照全国中医药教材《中药学》，对《古今医统大全》治疗消渴方剂中的全部药物进行功效分类，共出现19类，其中中药数＞20功效分类为补虚药、清热药（见表5）。

表5 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药功效分类情况

2.4 中药关联规则分析 通过关联规则，对《古今医统大全》治疗消渴方剂所用中药进行分析，取使用频数≥5次的中药作为关联对象。二项关联时，最小支持度设为9%，最小置信度设为65%，按规则支持度大小排序，得到27对中药关联组合。三项关联时，最小支持度设为7%，置信度均为100%，得到16组中药关联组合。从关联结果可以看出药物关联多与补虚药、清热药组合（见表6～表7）。设置阈值为绝对、强链接较粗，可链接大小显示强/正常/弱类别，生成高频中药关联规则复杂网络图，从关联网络图可以得知人参-甘草-麦冬之间关系紧密（见图1）。

图1 高频中药关联规则复杂网络图

表6 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药2项关联情况

表7 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药3项关联情况

2.5 中药聚类分析 为进一步归纳总结常用中药组合，对《古今医统大全》治疗消渴方剂的频数≥5次的30味中药进行系统聚类分析（见图2）。聚类分析结果显示，药物聚类分为9种，效果较好，并按照临床用药规律概括其主要功效（见表8）。

表8 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药聚类分析情况

图2 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药聚类分析图

2.6 中药因子分析 为验证总结《古今医统大全》治疗消渴方剂的常用治法及基础组方，对频数≥5次的30味中药进行因子分析，Kaiser-Meyer-Olkin=0.564，Bartlett球形度检验：χ2=919.388，df=435，P=0，表示具备统计学意义。坐标图建立时横轴表示中药因子序号，纵轴表示特征值，得到碎石图（见图3），因子的重要程度根据图中点间连线坡度的陡缓度进行判断。根据“旋转元件矩阵”生成中药旋转空间元件图（见图4），可直观看出各中药之间的空间分布与聚集关系。提取方法采用主成分分析，进行Kaiser标准化最大方差旋转，特征根＞1时，中药累计贡献率为73.426%，选取载荷系数＞0.4的变量组成公因子，共得到10个公因子（见表9）。

图3 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药因子分析碎石图

图4 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药旋转空间元件图

表9 《古今医统大全》治疗消渴方剂的中药因子分析情况

2.7 人参-麦冬药对的生物信息学分析 人参-麦冬作为2项关联中支持度最高的用药组合，单味药使用频数亦位居前列，在排除常用使药甘草（炙甘草）的影响下，关联规则网络图中两药链接最粗，故对人参-麦冬药对做以下生物信息学分析，得到成分-靶点-通路/疾病关联网络（见图5）。

图5 人参-麦冬药对的成分-靶点-通路/疾病关联网络图

2.7.1 人参-麦冬药对疾病富集分析 基于OMIM数据库（online mendelian inheritance in man）疾病基因关联对人参-麦冬药对进行疾病富集分析，设置score cutoff=80，得到药对化合物成分的潜在靶点关联的疾病247种，潜在靶点数≥2个的有15种（见表10），已知其中与消渴相关的疾病有非胰岛素依赖型糖尿病、酒精依赖、眼底白斑视网膜炎、肥胖。再设置adjusted P-value＜0.05，表中显著相关的疾病有10种，包括酒精依赖、精神分裂症、叶酸敏感型神经管缺陷、副神经节瘤和胃间质肉瘤、Dravet综合征、眼底白斑视网膜炎、丙酸血症、巨幼细胞性贫血、易感性嗜铬细胞瘤、胃肠道间质瘤。

表10 人参-麦冬药对OMIM疾病富集分析情况

2.7.2 人参-麦冬药对通路富集分析 基于中药分子机制研究的生物信息学，对人参-麦冬药对进行KEGG生物学通路富集分析，设置score cutoff=80，得到药对潜在靶点相关的KEGG通路157条，再设置adjusted P-value＜0.05，得到显著相关的通路37条，其中潜在靶点数≥15个的通路16条（见表11），其中与消渴（糖尿病）相关的生物学通路有神经活性配体-受体相互作用通路、5-羟色胺能突触、嘌呤代谢[9]、γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）能突触、碳水化合物代谢、胆碱能突触[10]、氧化磷酸化[11]、精氨酸和脯氨酸代谢、钙信号通路、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解[12]、谷氨酸能突触、昼夜节律的调控、催产素信号通路[13]。

表11 人参-麦冬药对KEGG通路富集分析情况

3 讨论

3.1 消渴属热，分内外虚实，寒温为治

《古今医统大全》载[14]：“夫消渴本乎热也，而热有内外虚实之分。”根据对所用中药药性药味的分析可以发现，治疗消渴的方剂寒温并用，具体药以甘温、苦寒、辛温之品。用药如《内经》所言，以甘苦之剂治疗热淫，以甘为泻，以辛为润。观察中药功效分类情况可知，清热药使用频数位居第2，前20位高频中药有天花粉、黄连、知母、生地黄、石膏、黄芩、黄柏7种清热药。关联规则中，包含清热药组合知母-石膏，以及围绕两药与多种补虚药形成的2项、3项关联组合，知母与石膏皆味辛、甘寒，均入肺、胃经，均可清热泻火，功善气分热盛证，其中知母兼入肾经，善于滋阴降火，于清中有润，多用于里热盛而津伤，如阴虚火旺所致口渴多饮之消渴病[15]，临床上，2药常相须为用，石膏配伍知母，更能增强其清热泻火、除烦止渴的效用，聚类C2中亦出现2药组合。聚类C5（因子F7）、C9均有清热泻火之功，不同的是C9亦有生津止渴之效。因子F8黄连与乌梅2药酸苦相伍，达到清热燥湿而不伤阴、涩肠生津而不碍邪的作用效果，共奏清热泻火、调中解毒之功。因子F10源于麦门冬饮子加减变化，天花粉、葛根与五味子均奏润燥止渴之效，以治消渴阴虚燥热。

3.2 消渴三焦受病，分上中下为治

3.2.1 上焦受病，治以养肺降火润燥 徐春甫引刘完素《三消论》言：“消渴之疾，三焦受病也，有上消、中消、肾消。”上焦受病，多饮、食少，燥在上焦，属于肺，又称“膈消病”。中药归经频数所示，肺经用药使用频数排名第一。膈消者，《古今医统大全》中载以白虎加人参汤主之，方中所用人参、甘草位居用药频数前2位[16]。以人参、甘草为代表的补虚药使用频数位居第一，在关联规则中，与人参、甘草相关联的组合较为常见，尤以3项关联为多。聚类C7亦是以人参、甘草为组合，奏补气清热生津之功，C7与C2知母、石膏相合实乃白虎加人参汤方，治上焦消渴引饮。因子F1中炙甘草以调和诸药为用，F8中甘草助黄连、乌梅清热生津之效。而对于心火刑炼肺金所致上焦渴，则宜降心火清肺热，以知母、黄柏加升麻，引清气上升而渴自止[17]，在关联规则中出现较多且3药之间相互组合。徐春甫认为，降火润燥而不效者，宜升清气，可投知母、黄柏、升麻合用；聚类C1与因子F1用药源于东垣生津甘露汤，除包含3药外，又伍柴胡以升提清气，合石膏、当归等共奏养肺降火润燥之效。郭乃刚等[18]临床研究报道，生津甘露汤通过提高胰岛素分泌功能、减少胰岛素抵抗，有效控制了血糖，并改善了患者中医证候，从而达到治疗脾虚胃热型2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的良好效果。

3.2.2 中焦受病，治以清热理气和胃 中焦受病，多饮、多食且渴，小便黄，热在中焦，属于胃，又称“消中”。徐春甫将加减三黄丸列为“消渴通治剂”，在三黄丸中大黄与黄连、黄芩相配伍，聚类C5与因子F7皆有体现。调胃承气汤与三黄丸中均有大黄，对于胃与大肠热结而渴者，以大黄为主，辅以清热药，荡涤肠胃，走而不守，通便泄热以清热泻火。聚类C4与因子F3、F6伍用人参可构成人参白术汤，书中归为“中消诸剂”，可治胃膈瘅热烦满，饥不欲食，而成中消。“夫五味入于口，藏于胃，脾为之行其精气。溢在脾……此人必素食甘美而多肥……故其气上溢，为消渴”。《内经》以脾胃为重，认为过食肥甘、内热炽盛是消渴主要病机[19]。在此基础上，结合中药归经频数来看，归脾、胃经的药物总使用频数在各表里经结合的总频数中达到第一，进一步明确了脾胃两脏腑对于消渴发病的重要性。因此，对于中焦消渴，饮食入于胃，若传输过急，津液未生，食后则饥，乃胃中有火，以黄芩、石膏清泄胃火主之，又常配以理气药，如聚类C3木香、枳壳，健脾和胃，行气调中，以治过食肥甘所致脘腹胀满、气而上溢为渴。

3.2.3 下焦受病，治以滋阴补肾固精 下焦受病，小便多而淋浊如膏油，形瘦，下焦阴虚，属于肾，又称“肾消”。李东垣认为“肾消”宜以六味地黄丸之类。徐春甫将其类方归为“下消诸剂”，如：加减肾气丸、加减八味丸、补肾地黄丸等，体现为聚类C6与因子F2。其中熟地黄质润滋腻，滋补肾阴效佳，与收涩药五味子、山茱萸合用固肾益精；茯苓健脾渗湿，治肾阴亏虚、失于固摄所致尿频量多；肉桂则以益肾引火归原与泽泻清泄火热，是为治肾气虚耗，热之所作。结合中药分类功效分析，除补虚药、清热药外，用药最多的为收涩药，是以针对消渴下焦受病伴小便淋浊之症，行补肾涩精、收敛固摄之功。而对于肾气不足、肾水枯竭，不能上润心火，心火上炎，不能既济肾水，而致心烦燥渴，可加聚类C7、C8与因子F5，以人参、黄芪佐六味地黄丸之类益气生津止渴，以麦冬养心阴、清心火而除烦。

3.3 人参-麦冬药对治疗消渴的相关疾病/通路特点

通过对高频关联药对人参-麦冬的生物信息学分析，发现化合物成分潜在靶点≥2的关联疾病中，非胰岛素依赖型糖尿病、酒精依赖、眼底白斑视网膜炎、肥胖与消渴均相关，其中以非胰岛素依赖型糖尿病（即T2DM）与消渴最为相关，其典型症状“三多一少”亦是消渴的主要临床表现。目前认为肥胖症、不健康的饮食包括酒精依赖型饮酒等不少生活方式都是引致T2DM的重要因素[20]。伴眼底白斑视网膜炎等多种疾病发生的糖尿病视网膜病变，在T2DM病史超过15年的患者中发生率高达78%，是最常见的糖尿病微血管并发症，严重者可致失明[21]。除以上几种相关疾病，疾病富集分析得到的精神分裂症、叶酸敏感型神经管缺陷、副神经节瘤和胃间质肉瘤、丙酸血症、巨幼细胞性贫血、胃肠道间质瘤等多种疾病，与T2DM之间的相关性研究尚须深入。经过KEGG通路富集分析，筛选得到的神经活性配体-受体相互作用通路，与人参-麦冬药对化合物成分相关的潜在靶点数高达51个，推测药对可能通过促进配体-受体的相互作用以改善体内神经细胞的生理功能。研究表明，生济化瘀方通过上调糖尿病伤口愈合小鼠模型皮肤组织匀浆中的内核通路、神经活性配体-受体相互作用，有效提高了糖尿病伤口愈合的进程[22]，证实了神经活性配体-受体相互作用通路对治疗糖尿病的相关影响。对于5-羟色胺能突触、GABA能突触、氧化磷酸化等富集通路，相关实验研究亦有证明其在T2DM发病或治疗方面发挥的重要作用[23-28]，表明人参-麦冬药对治疗消渴具有一定研究价值，可进一步通过实验等方法进行研究，以开拓靶向治疗T2DM的新思路。

4 结论

通过对《古今医统大全》治疗消渴方剂的遣方用药进行数据挖掘，结合“消渴门”所载治法篇论述，揭示了消渴阴虚燥热的基本病机，从消渴属热、分内外虚实以及三焦受病立论，以养肺降火润燥、清热理气和胃、滋阴补肾固精立法，不拘泥于一脏一腑的单独论治；具体用药以寒温并用，治疗以白虎加人参汤、三黄丸、人参白术汤、六味地黄丸类方等为主，形成了论治消渴的重要思路与方法。本研究基于徐春甫所著《古今医统大全》，探索了古代医家治疗消渴的用药规律，以期为现代临床治疗T2DM提供重要参考，但通过生物信息学分析得到的神经活性配体-受体相互作用通路等作用机制仍需实验、临床的进一步验证。