中药药理与临床

股骨头坏死用药规律及机制数据挖掘和网络药理 

来源:中药药理与临床 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-06-29

0 引言 Introduction

股骨头坏死的致病因素繁多且尚不完全明确,目前因高致残率不断升高而越来越被重视。股骨头坏死可能会导致渐进性的塌陷,随后是髋关节退行性关节炎[1]。由于在器官移植抑制排斥反应和白血病及其他骨髓性疾病的辅助治疗中越来越多地使用激素,股骨头坏死的发病率越来越高[2-3]。研究表明中国新发的股骨头坏死患者为15 万-20 万/年,以青壮年(30-50 岁)为主要患病群体[4-5]。关节置换无疑是一种有效消除疼痛、恢复关节功能的治疗股骨头坏死的方法,然而对于年轻和活跃的股骨头坏死患者而言,行关节置换意味着将面临假体松动、下沉等问题而导致的髋关节翻修,因此研究者一直在致力于探究安全、有效的保髋方法[6-7]。

股骨头坏死的病因、病理机制复杂,对其干预时机、干预方法及疗效评价目前无统一标准。中医药物治疗股骨头坏死常作为辅助手段且治疗方法过于单一,不能从整体进行辨证论治,从而偏离了中医“辨证论治、辨证与辨病”相结合的治疗原则[8]。广州中医药大学第一附属医院三骨科何伟教授曾师从中国著名中西医结合骨伤科专家、股骨头坏死诊疗专家袁浩教授,是全国中医髋关节病重点专科学术带头人,从事股骨头坏死的临床、科研工作达40 余年,在研究和治疗股骨头坏死方面作出了许多卓有成效的开拓性工作,从诊断、保髋治疗(保留患者自身髋关节的治疗)康复等方面,提出了一系列新理论、新观点与新方法,如提出股骨头坏死“围塌陷期”的新概念、诊断标准,以及针对“围塌陷期”设计的微创病灶清除、打压和支撑植骨等系列保髋治疗新方法,取得了满意的临床疗效[9]。近几年来,在充分发挥中医药优势下,临床上对股骨头坏死的治疗已取得较好的效果[10]。

文章收集整理广州中医药大学第一附属医院三骨科保髋病区治疗股骨头坏死的有效处方,建立处方数据库,进而通过中医传承辅助平台(V2.5)软件的数据挖掘方法,研究处方中药物的使用频次及配伍关系,总结保髋病区治疗股骨头坏死的用药规律。并通过网络药理学的方法,研究处方中药物的有效成分、作用靶点和相关的通路,为治疗股骨头坏死发现新靶点及新通路,为股骨头坏死的临床治疗提供新思路。

1 资料和方法 Data and methods

1.1 处方资料来源由第一作者收集2017-01-01/2019-12-31 在广州中医药大学第一附属医院三骨科保髋病区住院部治疗股骨头坏死患者的中药处方,共筛选出处方加减126 首(如桃红四物汤和独活寄生汤等)。该方案经广州中医药大学第一附属医院伦理委员会批准,批准号:NO.Y.[2019]118。

1.2 纳入和排除标准

1.2.1 纳入标准 ①住院患者符合股骨头坏死诊断标准[11],ARCO分期为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲa 期[12];②治疗期间未行相关保髋手术;③单纯治疗股骨头坏死的住院处方。

1.2.2 排除标准 ①诊断不属于股骨头坏死或ARCO 分期属于Ⅲb 或Ⅳ期的患者;②患者在接受中医药治疗的同时行相关保髋手术者;③住院期间患者其他内科疾病(如感冒、腹泻等)需要使用中药调理。

1.3 数据挖掘将收集得到的有效处方录入中国中医科学院中药研究所中医传承辅助平台软件(V2.5),并由另外一位研究者对录入的方药进行核对。操控软件进行“数据分析”,探究处方使用中药的规律。并进一步进行“频次统计”“组方规律”“新方分析”,最后挖掘潜在新方组合[13-14]。

1.4 新处方有效成分及靶点收集将上述数据挖掘所得的“新方组合1”(下称“新处方”),打开中药药理学系统数据(TCMSP:traditional Chinese medicine system pharmacology; ,输入新处方的中药组成“桃仁-黄芪-牛膝-当归-独活”,按特定条件[口服利用度(OB)≥30 及类药性(DL)≥0.18]进行筛选有效成分[15-17],并把所得的有效成分在TCMSP数据库收集相关作用蛋白靶点。将所得所有蛋白靶点名导入UniProt 数据库(

1.5 疾病靶点获取通过GeneCards( 及OMIM在线数据库( of Femoral Head”和“Femoral Head Necrosis”进行搜索与股骨头坏死相关的基因,设置关联分数(Relevance score)≥10,结果导出为Excel 文件。

1.6 治疗股骨头坏死活性成分筛选将人类靶点的基因名与疾病相关基因名进行对比匹配处理,共同靶标结果就是新处方治疗股骨头坏死的关键靶点基因,反向筛选出抗股骨头坏死潜在活性成分,并使用R 软件(Version R x64 3.5.1)绘制维恩图,主要观察新处方靶点与股骨头坏死靶点集合。

1.7 药物-活性成分-基因靶点-疾病网络构建通过Cytoscope 3.7.0 软件,把上述所得的药物活性成分及基本相关的基因靶点导入,建立可视化网络(活性成分-靶点基因-疾病),节点(node)代表疾病、靶点基因及活性成分;边(edge)用来连接疾病与基因、基因与活性成分、活性成分与药物的关系,节点的大小与连接度值呈正相关关系。

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