基于数据挖掘的利水功效中药药性与有效成分关联规律研究(1)
摘要：目的呈现利水功效中药药性与有效成分的作用规律，揭示其间关联内涵。方法选取90味常见利水功效中药，以古今文献资料为基础数据建立数据集，利用数据挖掘技术，对这些中药的药性与有效成分的内在联系进行关联规则分析。结果归上焦利水功效中药以性温、味辛为主，其有效成分以黄酮类居多，萜类其次；归中焦利水功效中药以性平、味甘为主，其有效成分以萜类居多，甾体类其次；归下焦利水功效中药以性寒、味苦为主，其有效成分以萜类居多，黄酮类其次。结论通过对利水功效中药药性与有效成分的整理与关联规则分析，为利水中药理论研究与科学诠释提供借鉴。
关键词：中药药性；利水功效；有效成分；数据挖掘
中药药性理论是中药学理论体系的重要组成部分，是关于性、味、归经等特殊内在联系的复杂理论。而此理论又以中药性味理论为中心，中医性味理论则以物质为基础。因此，本文通过收集、整理、统计分析不同归经利水中药药性及有效成分的数据，研究药性与有效成分的关系，揭示中药药性与有效成分之间存在的规律与科学内涵。
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1、资料与方法
1.1 数据来源
首先，通过《中华人民共和国药典(2010年)》《现代中药学大辞典》《中华本草》《中药志》等文献，并请教中药专家，确定了常用具有利水功效中药122味；然后，利用《中药原植物化学成分集》(2009年)对122味利水功效中药的化学成分信息进行检索，去除动物药、矿物药以及尚未明确有效成分的植物药以后，得到植物药90味；最后，参考《中华医典》《中华人民共和国药典(2010年)》《中华本草》，对具有利水功效的90味中药性味归经、功效主治和有效成分信息进行系统收集整理。
1.2 方法
将90味利水功效中药的名称、科属、性味归经、功效主治、有效成分资料信息输入计算机，建立基础信息数据库。采用NetDraw与SAS 9.1.3软件对中药基本信息进行统计分析与数据挖掘。
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1.3 有效成分分类标准
参考《中药原植物化学成分集》(2009年)，确定中药的有效成分，然后根据成分“母核”的特征确定其归属的成分大类，具体分为萜、黄酮、甾体、生物碱、苯丙素、挥发油、脂肪酸、酚酸、糖、醌、有机含硫化合物等类。
2、结果与分析
2.1 药性分析
基于90味利水功效中药数据库，对性(寒、热、温、凉、平)，味(辛、甘、酸、苦、咸、淡)，归经(肺、心、脾、肝、肾、大肠、小肠、胃、胆、膀胱、三焦、心包)三个数据集进行统计分析，见表1至表3。
对90味利水功效中药的“四性”进行分析，结果显示，寒、热药性数据量分布差异较大，属于寒性药物59味，如京大戟、泽漆、苦参、芦根等，占总数的65.56%；热性药物4味，为巴豆、猪苓、莱菔子、牵牛子，占总数的4.44%；平性药物53味，如路路通、佩兰、郁李仁、川牛膝等，占总数的58.89%；温性药物41味，如干金子、刘寄奴、旋覆花、白术等，占总数的45.56%；凉性药物26味，如金钱草、番泻叶、丝瓜络、罗布麻等，占总数的28.89%。
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对90味利水功效中药的“五味”进行分析，结果显示，苦、甘、辛味属性的中药数量较多。属于苦味药77味，如苦参、川楝子、关木通、栀子等，占总数的85.56%；甘味药69味，如丝瓜络、薏苡仁、玉米须、白茅根等，占总数的76.67%；辛味药54味，如千金子、葱白、淫羊藿、佩兰等，占总数的60.00%。而淡、酸、咸味属性的中药数量较少，属于淡味药21味，如淡竹叶、通草、海金沙、鸭跖草等，占总数的23.33%；属于酸味药19味，如马齿苋、浮萍、昆布、虎杖等，占总数的21.11%；属于咸味药14味，如昆布、白薇、决明子、枳实等，占总数的15.56%。
对90味利水功效中药的归经进行分析，结果显示，归肝、肺经的中药数量较多，其中归肝经中药64味，占总数的71.11%；归肺经中药61味，占总数的67.78%；归脾、‘肾、心、胃、膀胱、大肠、小肠经中药分别为48、47、45、42、37、33、28味；归胆、三焦、心包经的数量分别为11、8、6味，分别占总数的12.22%、8.89%、6.67%。
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2.2 有效成分分析
90味利水功效中药有效成分归属的大类主要有：萜、黄酮、甾体、生物碱、苯丙素、挥发油、脂肪酸、酚酸，分别为47、40、31、29、21、17、13、12味。见表4。
2.3 利水功效中药数据的关联分析
2.3.1 利水功效中药的分类对90味利水功效中药的药性与有效成分大类数据集进行数据挖掘，所得相关数据信息分散，没有呈现出规律。因此，为寻找利水中药的性味、归经等与有效成分的关系，将90味中药按照三焦归经理论进行分类。
①上焦(26味)：葱白、地锦草、巴豆、干金子、泽漆、浮萍、牛蒡子、刘寄奴、秦艽、旋复花、紫菀、佩兰、麻黄、马齿苋、郁李仁、五加皮、蒲黄、淫羊藿、芫花、鱼腥草、桑白皮、葶苈子、香橼、桂枝、矮地茶、莱菔子。
②中焦(25味)：海金沙、芦根、淡竹叶、薏苡仁、玉米须、白茅根、丝瓜络、车前子、番泻叶、黄芪、杜仲、茯苓、猪苓、罗布麻、垂盆草、半边莲、白术、泽泻、女贞子、鸭跖草、木贼、通草、玄参、生地黄、川牛膝。
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③下焦(39味)：知母、金钱草、黄芩、益母草、泽兰、甘遂、京大戟、决明子、苦参、儿茶、防己、昆布、刺蒺藜、路路通、茵陈蒿、川楝子、拳参、蔚蓄、虎杖、羊蹄、白薇、香加皮、汉防己、关木通、赤芍、连翘、栀子、白花蛇舌草、桑寄生、桑枝、商陆、王不留行、草薜、石韦、牛膝、牵牛子、黄柏、枳实、槟榔。
2.3.2 中药药性-有效成分关联分析 中药药性与有效成分关联分析采用数据挖掘技术中的关联规则算法，支持度(support)与置信度(confidence)是此算法两个重要属性。支持度：P(xuY)，表示x和Y这两个项集在事务集D中同时出现的概率；置信度：P(Y|x)，表示在出现项集x的事务集D中，项集Y也同时出现的概率。两者分别代表关联规则的有用性与确定性。本研究对上焦、中焦、下焦利水功效中药的性、味与有效成分数据集进行数据挖掘，呈现中药药性有效成分的关联规律。现以归属上焦中药(26味)为例，详细表述中药药性有效成分的关联关系，并分析关联规律。中焦、下焦利水功效的关联关系与分析亦同。, http://www.100md.com(刘景亮 裴丽 李杨 史磊)
关键词：中药药性；利水功效；有效成分；数据挖掘
中药药性理论是中药学理论体系的重要组成部分，是关于性、味、归经等特殊内在联系的复杂理论。而此理论又以中药性味理论为中心，中医性味理论则以物质为基础。因此，本文通过收集、整理、统计分析不同归经利水中药药性及有效成分的数据，研究药性与有效成分的关系，揭示中药药性与有效成分之间存在的规律与科学内涵。
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1、资料与方法
1.1 数据来源
首先，通过《中华人民共和国药典(2010年)》《现代中药学大辞典》《中华本草》《中药志》等文献，并请教中药专家，确定了常用具有利水功效中药122味；然后，利用《中药原植物化学成分集》(2009年)对122味利水功效中药的化学成分信息进行检索，去除动物药、矿物药以及尚未明确有效成分的植物药以后，得到植物药90味；最后，参考《中华医典》《中华人民共和国药典(2010年)》《中华本草》，对具有利水功效的90味中药性味归经、功效主治和有效成分信息进行系统收集整理。
1.2 方法
将90味利水功效中药的名称、科属、性味归经、功效主治、有效成分资料信息输入计算机，建立基础信息数据库。采用NetDraw与SAS 9.1.3软件对中药基本信息进行统计分析与数据挖掘。
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1.3 有效成分分类标准
参考《中药原植物化学成分集》(2009年)，确定中药的有效成分，然后根据成分“母核”的特征确定其归属的成分大类，具体分为萜、黄酮、甾体、生物碱、苯丙素、挥发油、脂肪酸、酚酸、糖、醌、有机含硫化合物等类。
2、结果与分析
2.1 药性分析
基于90味利水功效中药数据库，对性(寒、热、温、凉、平)，味(辛、甘、酸、苦、咸、淡)，归经(肺、心、脾、肝、肾、大肠、小肠、胃、胆、膀胱、三焦、心包)三个数据集进行统计分析，见表1至表3。
对90味利水功效中药的“四性”进行分析，结果显示，寒、热药性数据量分布差异较大，属于寒性药物59味，如京大戟、泽漆、苦参、芦根等，占总数的65.56%；热性药物4味，为巴豆、猪苓、莱菔子、牵牛子，占总数的4.44%；平性药物53味，如路路通、佩兰、郁李仁、川牛膝等，占总数的58.89%；温性药物41味，如干金子、刘寄奴、旋覆花、白术等，占总数的45.56%；凉性药物26味，如金钱草、番泻叶、丝瓜络、罗布麻等，占总数的28.89%。
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对90味利水功效中药的“五味”进行分析，结果显示，苦、甘、辛味属性的中药数量较多。属于苦味药77味，如苦参、川楝子、关木通、栀子等，占总数的85.56%；甘味药69味，如丝瓜络、薏苡仁、玉米须、白茅根等，占总数的76.67%；辛味药54味，如千金子、葱白、淫羊藿、佩兰等，占总数的60.00%。而淡、酸、咸味属性的中药数量较少，属于淡味药21味，如淡竹叶、通草、海金沙、鸭跖草等，占总数的23.33%；属于酸味药19味，如马齿苋、浮萍、昆布、虎杖等，占总数的21.11%；属于咸味药14味，如昆布、白薇、决明子、枳实等，占总数的15.56%。
对90味利水功效中药的归经进行分析，结果显示，归肝、肺经的中药数量较多，其中归肝经中药64味，占总数的71.11%；归肺经中药61味，占总数的67.78%；归脾、‘肾、心、胃、膀胱、大肠、小肠经中药分别为48、47、45、42、37、33、28味；归胆、三焦、心包经的数量分别为11、8、6味，分别占总数的12.22%、8.89%、6.67%。
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2.2 有效成分分析
90味利水功效中药有效成分归属的大类主要有：萜、黄酮、甾体、生物碱、苯丙素、挥发油、脂肪酸、酚酸，分别为47、40、31、29、21、17、13、12味。见表4。
2.3 利水功效中药数据的关联分析
2.3.1 利水功效中药的分类对90味利水功效中药的药性与有效成分大类数据集进行数据挖掘，所得相关数据信息分散，没有呈现出规律。因此，为寻找利水中药的性味、归经等与有效成分的关系，将90味中药按照三焦归经理论进行分类。
①上焦(26味)：葱白、地锦草、巴豆、干金子、泽漆、浮萍、牛蒡子、刘寄奴、秦艽、旋复花、紫菀、佩兰、麻黄、马齿苋、郁李仁、五加皮、蒲黄、淫羊藿、芫花、鱼腥草、桑白皮、葶苈子、香橼、桂枝、矮地茶、莱菔子。
②中焦(25味)：海金沙、芦根、淡竹叶、薏苡仁、玉米须、白茅根、丝瓜络、车前子、番泻叶、黄芪、杜仲、茯苓、猪苓、罗布麻、垂盆草、半边莲、白术、泽泻、女贞子、鸭跖草、木贼、通草、玄参、生地黄、川牛膝。
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③下焦(39味)：知母、金钱草、黄芩、益母草、泽兰、甘遂、京大戟、决明子、苦参、儿茶、防己、昆布、刺蒺藜、路路通、茵陈蒿、川楝子、拳参、蔚蓄、虎杖、羊蹄、白薇、香加皮、汉防己、关木通、赤芍、连翘、栀子、白花蛇舌草、桑寄生、桑枝、商陆、王不留行、草薜、石韦、牛膝、牵牛子、黄柏、枳实、槟榔。
2.3.2 中药药性-有效成分关联分析 中药药性与有效成分关联分析采用数据挖掘技术中的关联规则算法，支持度(support)与置信度(confidence)是此算法两个重要属性。支持度：P(xuY)，表示x和Y这两个项集在事务集D中同时出现的概率；置信度：P(Y|x)，表示在出现项集x的事务集D中，项集Y也同时出现的概率。两者分别代表关联规则的有用性与确定性。本研究对上焦、中焦、下焦利水功效中药的性、味与有效成分数据集进行数据挖掘，呈现中药药性有效成分的关联规律。现以归属上焦中药(26味)为例，详细表述中药药性有效成分的关联关系，并分析关联规律。中焦、下焦利水功效的关联关系与分析亦同。, http://www.100md.com(刘景亮 裴丽 李杨 史磊)