基于數(shù)據(jù)挖掘及網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法探討中藥復(fù)方抗上呼吸道感染的用藥規(guī)律及作用機(jī)制

何海 張小榮 趙沙沙 邵晶

摘要 [目的]研究中藥復(fù)方治療上呼吸道感染的用藥規(guī)律及核心中藥的作用機(jī)制。[方法]通過(guò)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)收集臨床用于上呼吸道感染的中藥復(fù)方，采用Excel 2010及SPSS 24.0 軟件對(duì)納入標(biāo)準(zhǔn)的中藥進(jìn)行頻次、性味歸經(jīng)、四氣五味及功效統(tǒng)計(jì)，并對(duì)頻數(shù)大于40的中藥進(jìn)行聚類分析;使用中藥系統(tǒng)藥理學(xué)分析平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)（TCMSP）對(duì)頻數(shù)較高且在聚類分析中聚為一類的配伍中藥進(jìn)行成分、靶點(diǎn)篩選，將其靶點(diǎn)與在 GeneCards 數(shù)據(jù)庫(kù)和Malacards數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選得到的上呼吸道感染的疾病靶點(diǎn)進(jìn)行匹配，獲取高頻中藥治療上呼吸道感染的關(guān)鍵靶點(diǎn);采用STRING 平臺(tái)對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行蛋白相互作用（PPI）網(wǎng)絡(luò)分析;采用DAVID 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行京都基因與基因組百科全書(shū)（KEGG）通路富集分析;通過(guò)Cytoscape 3.6.1軟件構(gòu)建“中藥-活性成分-關(guān)鍵靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行拓?fù)浞治?。[結(jié)果]共獲得符合標(biāo)準(zhǔn)的中藥復(fù)方464首，涉及中藥414味;其中以補(bǔ)虛藥、清熱藥較多見(jiàn)，歸肺、胃經(jīng)居多，以寒溫、苦辛為主;累計(jì)頻次最高且聚為一類的是黃芪、防風(fēng)、白術(shù)。獲得活性成分共32個(gè)，核心成分包括槲皮素、山柰酚、異鼠李素、漢黃芩素、β-谷甾醇、5-O-甲維阿斯米醇、防風(fēng)色原酮等;關(guān)鍵靶點(diǎn)175個(gè)，核心靶點(diǎn)包括AKT1、MAPK1、TNF、RELA、JUN、TP53、IL6等;通路137條，主要通路包括癌癥通路、PI3K-Akt信號(hào)通路、TNF信號(hào)通路、Toll樣受體通路等。[結(jié)論]治療上呼吸道感染的中藥復(fù)方中以補(bǔ)虛藥多見(jiàn)，常配伍清熱藥、止咳化痰平喘藥、消食藥等。組方中以黃芪、防風(fēng)、白術(shù)配伍頻次最高，其作用機(jī)制可能是通過(guò)槲皮素、山柰酚、異鼠李素、漢黃芩素、β-谷甾醇、5-O-甲維阿斯米醇、防風(fēng)色原酮等活性成分，作用于AKT1、MAPK1、TNF等關(guān)鍵靶點(diǎn)，及PI3K-Akt信號(hào)通路、TNF信號(hào)通路、Toll樣受體通路等，共同發(fā)揮治療作用。

關(guān)鍵詞 上呼吸道感染;中藥復(fù)方;數(shù)據(jù)挖掘;網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué);用藥規(guī)律;作用機(jī)制

中圖分類號(hào) R 285? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2022）03-0178-08

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.048

Exploring the Rule of Medication and Mechanism of Traditional Chinese Medicine Compound Prescription Against Upper Respiratory Tract Infection Based on Data Mining and Network Pharmacology Methods

HE Hai，ZHANG Xiao-rong，ZHAO Sha-sha et al

（Gansu University of Traditional Chinese Medicine，Lanzhou，Gansu 730000）

Abstract [Objective]To explore the medication rule of traditional Chinese medicine compound against upper respiratory tract infection （URTI） and the mechanism of action of core traditional Chinese medicine （TCM）.[Method]All compounds of clinical research treating upper respiratory tract infection were collected from CNKI database. Excel 2010 and SPSS 24.0 software were used to make statistics of the frequency， nature， taste， meridian tropism， four properties and five flavors and their efficacy of the TCM， and systematic cluster analysis was carried out on the Chinese medicines with frequency more than 40 times. The TCM with higher frequencies and being clustered together were searched for their components and targets through the TCMSP database， and those matched with the disease targets of URTI screened in GeneCards database and Malacards database， so as to obtain the key targets of high-frequency TCM against URTI. The key targets were then used to construct and analyze PPI network and KEGG pathway with STRING and DAVID database. “The network of traditional Chinese medicine-active ingredient-key target-pathway” was constructed by Cytoscape 3.6.1 software， and the topology analysis was carried out. [Result]A total of 464 Chinese herbal compounds were obtained， involving 414 Chinese herbal medicines. Among them， TCM that restoring deficiency and heat-clearing drug， with lung and stomach tropism， cold， warm and bitter and pungent in flavor， were shown the most common;The Astragali radix， radix sileris and Atractylodes macrocephala Koidz were the most frequently used and being clustered together. A total of 32 active components were obtained， and the core components included quercetin， kaempferol， isorhamnetin， wogonin， β-sitosterol， 5-O-Methylvisamminol， divaricatol and so on. There are 175 key targets against URTI， and the core targets include AKT1， MAPK1， TNF， RELA， JUN， TP53， IL6， etc. There are 137 pathways involved， including cancer pathway， PI3K-Akt signaling pathway， TNF signaling pathway， toll-like receptor pathway and so on. [Conclusion]Commonly used TCM for the traditional Chinese medicine compound were those restore deficiency， and they are often combined with heat-clearing drugs， drug for relieving cough， phlegm and asthma， and digestant drugs. The compatibility of the astragali radix， radix sileris and Atractylodes macrocephala Koidz is the most common compound， it may be mainly through quercetin， kaempferol， isorhamnetin， wogonin， β-sitosterol， 5-O-Methylvisamminol， divaricatol and other active ingredients to act on key targets such as AKT1， MAPK1， TNF， and PI3K-Akt signal pathway， TNF signal pathway and Toll-like receptor and other signaling pathways，to take effects together.

Key words Upper respiratory tract infection;Traditional Chinese medicine compound prescription;Data mining;Network pharmacology;Rule of medication;Mechanism of action

基金項(xiàng)目 蘭州市城關(guān)區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目（2020-2-2-2）;甘肅省中藥制藥工藝工程研究中心開(kāi)放課題（ZYGY202004）;甘肅中醫(yī)藥大學(xué)科學(xué)研究與創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2020KCZD-2）;中醫(yī)藥公共衛(wèi)生服務(wù)補(bǔ)助專項(xiàng)子課題（2305191901）。

作者簡(jiǎn)介 何海（1997—），男，甘肅山丹人，碩士研究生，研究方向：中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及質(zhì)量控制。

通信作者，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及質(zhì)量控制研究。

收稿日期 2021-04-19

呼吸道感染是當(dāng)前世界導(dǎo)致人類死亡的主要原因之一，全世界有超過(guò)10億人受到影響[1-2]。其中，上呼吸道感染（upper respiratory tract infection，URTI）是由細(xì)菌、病毒、自身免疫缺陷等因素誘發(fā)[3-4]，在臨床上發(fā)病率較高，且治療控制不及時(shí)就容易使炎癥深入蔓延，鼻炎、咽炎、喉炎、扁桃體炎等都屬于上呼吸道感染的類型[5]。臨床常用抗生素作為治療上呼吸道感染的首選藥物，但由于使用抗生素產(chǎn)生的不良反應(yīng)、耐藥性以及濫用抗生素導(dǎo)致的問(wèn)題，補(bǔ)充和替代療法在預(yù)防和治療上呼吸道感染中成為研究熱點(diǎn)[6]。中醫(yī)是一種基于臨床實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)性醫(yī)學(xué)，從中醫(yī)角度來(lái)說(shuō)，上呼吸道感染屬于感冒的范疇，病因多為“正虛邪戀”[7]，許多相關(guān)的基礎(chǔ)試驗(yàn)和臨床用藥都表明中醫(yī)藥在治療上呼吸道感染方面具有優(yōu)勢(shì)。為了更好地繼承眾醫(yī)家的用藥經(jīng)驗(yàn)，該研究借助數(shù)據(jù)挖掘與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析方法，對(duì)治療上呼吸道感染的中藥復(fù)方進(jìn)行整理分析，挖掘中藥治療上呼吸道感染的用藥規(guī)律，并探索高頻中藥的可能作用機(jī)制，從而為提高中醫(yī)藥治療上呼吸道感染的有效性和科學(xué)性提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)（https：//www.cnki.net/），將“上呼吸道感染”和“中醫(yī)藥”作為主題詞，檢索有關(guān)中醫(yī)藥治療上呼吸道感染的相關(guān)文獻(xiàn)（1991年10月—2020年12月）。獲得文獻(xiàn)626篇，內(nèi)含相關(guān)組方700余首。

1.2 處方納入標(biāo)準(zhǔn)

明確被診斷為上呼吸道感染的患者用藥處方，組方完整、療效確切且以口服入藥為主要用藥手段的處方。

1.3 處方排除標(biāo)準(zhǔn)

聯(lián)合用藥或用于動(dòng)物和細(xì)胞試驗(yàn)的處方，交叉重疊的處方，只錄入一篇。

1.4 數(shù)據(jù)處理

共篩選得到相關(guān)組方464首，將所有組方涉及的中藥按全國(guó)中醫(yī)藥行業(yè)高等教育“十三五”規(guī)劃教材《臨床中藥學(xué)》及2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》中所述，對(duì)其名稱、性味歸經(jīng)、功效進(jìn)行規(guī)范化處理，如將“仙靈脾”規(guī)范為“淫羊藿”，將“惡實(shí)”規(guī)范為“牛蒡子”，將“羚羊角粉”規(guī)范為“羚羊角”等，并將處理過(guò)的數(shù)據(jù)錄入Excel表格中，整個(gè)錄入過(guò)程由雙人核對(duì)完成。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel對(duì)已錄入的中藥及其性味歸經(jīng)、功效等分別進(jìn)行頻數(shù)統(tǒng)計(jì)。運(yùn)用Excel對(duì)上述中藥信息進(jìn)行處理，并以矩陣的形式導(dǎo)入SPSS 24.0軟件中進(jìn)行聚類分析，根據(jù)分析結(jié)果制作相關(guān)圖表。然后通過(guò)中藥系統(tǒng)藥理學(xué)分析平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)（TCMSP，http：//lsp.nwu.edu.cn/tcmspsearch.php）、Malacards數(shù)據(jù)庫(kù)（https：//www.malacards.org/）、 GeneCards 數(shù)據(jù)庫(kù)（https：//www.genecards.org/）等對(duì)聚類分析后所得的頻數(shù)較高且聚為一類的共性較大的中藥進(jìn)行成分和靶點(diǎn)的篩選。將篩選得到的靶點(diǎn)與上呼吸道感染的疾病靶點(diǎn)相匹配，獲取高頻中藥作用于上呼吸道感染的關(guān)鍵靶點(diǎn)。通過(guò)STRING 平臺(tái)（https：//string-db.org/）和京都基因與基因組百科全書(shū)（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行蛋白相互作用（protein-protein interaction，PPI）網(wǎng)絡(luò)分析和通路富集分析。最后，通過(guò)Cytoscape 3.6.1軟件構(gòu)建“中藥-活性成分-關(guān)鍵靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)圖，并進(jìn)行拓?fù)浞治觥?/p>

2 結(jié)果與分析

2.1 用藥頻次統(tǒng)計(jì)

對(duì)篩選得到的464首處方進(jìn)行用藥統(tǒng)計(jì)，共涉及中藥414味，累計(jì)應(yīng)用頻次4 439次。其中，使用頻次≥40次的中藥共有24味，使用頻次最多的是甘草，共計(jì)203次。排名靠前的中藥包括甘草、黃芪、防風(fēng)、白術(shù)、桔梗等。詳見(jiàn)表1。

2.2 性味歸經(jīng)統(tǒng)計(jì)

經(jīng)統(tǒng)計(jì)（表2），414味中藥的屬性中，性寒的藥物最多，占37.44%;五味屬苦的藥物最多，占46.86%;歸肺經(jīng)的藥物最多，占53.14%。

2.3 主要功效統(tǒng)計(jì)

根據(jù)2020版《中華人民共和國(guó)藥典》和《臨床中藥學(xué)》教材，對(duì)414味中藥進(jìn)行主要功效分類統(tǒng)計(jì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表3），使用頻次較高的是清熱藥和補(bǔ)虛藥，均占19.08%，解表藥和止咳平喘藥次之，各占10.39%和8.70%。補(bǔ)虛藥中又以補(bǔ)氣藥居多，占44.30%。

2.4 高頻中藥系統(tǒng)聚類分析

運(yùn)用 SPSS 24.0 軟件對(duì)頻次≥40次的中藥進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，共分為6類，如圖1所示。黃芪、防風(fēng)、白術(shù)聚為一類且出現(xiàn)次數(shù)最高。

2.5 高頻藥組抗上呼吸道感染作用機(jī)制研究

2.5.1 成分及靶點(diǎn)篩選。

在TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)中，以生物利用度（oral bioavailability，OB）≥30%、類藥性（drug like，DL）≥0.18為篩選條件[8]，得到黃芪、防風(fēng)、白術(shù)的活性成分?jǐn)?shù)量分別為20、18、7。刪除各自無(wú)靶點(diǎn)的成分，最終得到黃芪、防風(fēng)、白術(shù)活性成分分別為11、17、4個(gè)，共計(jì)32個(gè);對(duì)應(yīng)靶點(diǎn)218個(gè)。

2.5.2 抗上呼吸道感染關(guān)鍵靶點(diǎn)的篩選 。

在GeneCards數(shù)據(jù)庫(kù)和Malacards數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索得到與上呼吸道感染相關(guān)的疾病靶點(diǎn)分別為79、6 798個(gè)，合并刪除重復(fù)項(xiàng)共得到疾病靶點(diǎn)5 331個(gè)。將5 331個(gè)疾病靶點(diǎn)與黃芪、防風(fēng)、白術(shù)的218個(gè)活性成分靶點(diǎn)匹配映射，得到共同靶點(diǎn)175個(gè)，即為黃芪、白術(shù)、防風(fēng)抗上呼吸道感染的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

2.5.3 “中藥-活性成分-關(guān)鍵靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

將中藥、活性成分、關(guān)鍵靶點(diǎn)導(dǎo)入Cytoscape 3.6.1 軟件，初步構(gòu)建“中藥-活性成分-關(guān)鍵靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)。其中網(wǎng)絡(luò)中有210個(gè)節(jié)點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)的平均度值為3.75。將Select選擇為Degree Filter，以度值≥3.75為界構(gòu)建出最終的“中藥-活性成分-關(guān)鍵靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)，見(jiàn)圖2。其中網(wǎng)絡(luò)中有49個(gè)節(jié)點(diǎn)（3味中藥、22個(gè)核心活性成分、24個(gè)核心靶點(diǎn)），180條邊。大于平均度值的核心成分見(jiàn)表4。其中槲皮素（quercetin）、漢黃芩素（wogonin）、山柰酚（kaempferol）、β-谷甾醇（beta-sitosterol）、異鼠李素（isorhamnetin）等化合物的度值較大，表明這些化合物可能在含抗上呼吸道感染的復(fù)方中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2.5.4 關(guān)鍵靶點(diǎn)PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

將黃芪、防風(fēng)、白術(shù)作用于上呼吸道感染的175個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)輸入STRING數(shù)據(jù)庫(kù)，將Organism 設(shè)置為“Homo Sapiens”、combined-score值設(shè)置為 0.9，將得到的數(shù)據(jù)以TSV格式導(dǎo)出，將得到的TSV文件導(dǎo)入Cytoscape 3.6.1軟件中，得到蛋白互作網(wǎng)絡(luò)，見(jiàn)圖3。度值越大說(shuō)明靶點(diǎn)在PPI網(wǎng)絡(luò)中的位置越重要，表明黃芪、防風(fēng)、白術(shù)治療上呼吸道感染的核心靶點(diǎn)包括AKT1、MAPK1、TNF、RELA、JUN、TP53、IL6等，具體見(jiàn)表5。

2.5.5 關(guān)鍵靶點(diǎn)KEGG通路。

將175個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)基因?qū)隓AVID 數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取KEGG數(shù)據(jù)文件。獲得的數(shù)據(jù)文件通過(guò)文本文檔導(dǎo)入Excel表格，結(jié)果顯示，175個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)基因涵蓋了137條通路。根據(jù)靶點(diǎn)基因數(shù)目及P值將前 20 條通路繪制氣泡圖（圖4），發(fā)現(xiàn)黃芪、防風(fēng)、白術(shù)作用上呼吸道感染的通路主要有癌癥通路、TNF 信號(hào)通路、HIF-1信號(hào)通路等。

2.5.6 “活性成分-關(guān)鍵靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

采用Cytoscape軟件構(gòu)建“活性成分-關(guān)鍵靶點(diǎn)-通路”網(wǎng)絡(luò)，見(jiàn)圖5。所選擇的通路為KEGG 通路分析結(jié)果的前20條通路，共包含93個(gè)靶點(diǎn)，20條通路中靶點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的中藥活性成分有26個(gè)，其中來(lái)自黃芪、防風(fēng)、白術(shù)的活性成分分別有 8、15、3 個(gè)。網(wǎng)絡(luò)中度值靠前的活性成分有槲皮素（quercetin）、漢黃芩素（wogonin）、山柰酚（kaempferol）、β-谷甾醇（beta-sitosterol）等;度值靠前的靶點(diǎn)有PTGS2、PIK3CG、MAPK1、AKT1等;度值靠前的通路有癌癥通路、PI3K-Akt 信號(hào)通路、TNF信號(hào)通路等。

3 討論

3.1 藥味性味歸經(jīng)分析

通過(guò)對(duì)篩選得到的464首處方所含中藥進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，臨床應(yīng)用于上呼吸道感染的中藥多歸肺、胃經(jīng)。其中，肺為清虛之體，易受邪氣入侵，

不耐寒熱，故有“肺為嬌臟，難調(diào)而易傷”的特點(diǎn)[9]。中醫(yī)認(rèn)

為，外感六淫，以風(fēng)為首，風(fēng)性數(shù)變，可夾寒熱致使肺臟發(fā)生病變。另外，飲食不當(dāng)，食積腸胃，蘊(yùn)而化熱，會(huì)造成上呼吸道感染的反復(fù)發(fā)生[10]。因此，治療上呼吸道感染的中藥常歸肺、胃經(jīng)。四氣五味分析表明，治療上呼吸道感染的中藥以寒溫，苦辛為主。其中，寒性中藥多具有清熱、滋陰、解毒等功效，溫性中藥多具驅(qū)寒、助陽(yáng)、溫里等功效，兩者都可以調(diào)節(jié)機(jī)體的偏性，抵御外邪入侵[11]?？辔端幎嗑哂星鍩?、瀉火、燥濕等功效，辛味藥多具有解表、發(fā)散、行氣等功效，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明兩者多具有抗炎、抗菌、抗病原微生物等作用[12]。這與上呼吸道感染的病因相一致。

3.2 藥味主要功效分析

通過(guò)對(duì)篩選得到的中藥進(jìn)行功效分析發(fā)現(xiàn)，治療上呼吸道感染的中藥使用頻次較高的是補(bǔ)虛藥和清熱藥，解表藥和止咳平喘藥次之，其中補(bǔ)虛藥中又以補(bǔ)氣藥居多。其主要原因：中醫(yī)認(rèn)為疾病是由機(jī)體正氣不足和體質(zhì)頗偏，外邪入侵產(chǎn)生，如《素問(wèn)·評(píng)熱病論篇》中云“邪之所湊，其氣必虛”[13]。上呼吸道感染病位在肺，肺主一身之氣，當(dāng)病邪入肺，機(jī)體正虛而邪戀[14]，產(chǎn)生咳嗽、喉痛、鼻涕、鼻塞等一系列臨床癥狀[15]。另外，脾主運(yùn)化，脾胃虛弱，土不生金，肺的衛(wèi)外功能受到損傷，易導(dǎo)致反復(fù)上呼吸道感染。本病病因關(guān)鍵在于機(jī)體正氣虛弱[16]，御邪必先防衛(wèi)固表，因此治療多以補(bǔ)氣藥為主，并根據(jù)其癥候的不同配伍解表藥或清熱藥達(dá)到標(biāo)本兼治的效果。小兒發(fā)病率高，病例多，納入分析的處方較多是導(dǎo)致治療上呼吸道感染的中藥以補(bǔ)虛藥為主的又一重要原因。相關(guān)文獻(xiàn)表明成年人每年發(fā)生 2～4 次上呼吸道感染，而兒童發(fā)生6～8 次[17]。兒童的肌膚較為嬌嫩，衛(wèi)外功能較差，較成年人更容易患病[18]。另外由于兒童臟腑嬌嫩，發(fā)病率高，用藥不宜發(fā)散太過(guò)且需兼顧久病體虛，所以用藥多以補(bǔ)氣藥為主，解表藥為輔，達(dá)到扶正祛邪的目的[19]。上呼吸道感染尤其是急性病毒性上呼吸道感染多會(huì)誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生發(fā)熱、頭痛、痄腮、喉痛音啞等癥狀，屬于風(fēng)熱、感冒等范疇，故治療應(yīng)以清熱解毒、發(fā)散表邪、化痰止咳等為主[20]。因此清熱藥與化痰止咳藥在治療上呼吸道感染的處方中同樣占有較大比例。

3.3 系統(tǒng)聚類分析

為了進(jìn)一步分析上述所得高頻使用中藥之間的配伍關(guān)系及規(guī)律，該研究使用系統(tǒng)聚類分析進(jìn)行研究，通過(guò)配伍頻率分析，結(jié)果顯示治療上呼吸道感染的24味高頻中藥被聚為6組，其中配伍頻次最高的一組是黃芪、防風(fēng)、白術(shù)，表明此藥組在上呼吸道感染的預(yù)防和治療上表現(xiàn)出積極的作用。方中黃芪主要起補(bǔ)脾益肺的作用，白術(shù)可健脾養(yǎng)胃，兩者配伍，增強(qiáng)了黃芪補(bǔ)脾益肺的功效，契合中醫(yī)“培土生金”的思想;另外，黃芪配伍防風(fēng)，補(bǔ)中兼散、散中有補(bǔ)，有利于散邪而不傷正氣，3藥配伍益氣祛風(fēng)、扶正祛邪，可有效改善上呼吸道感染癥狀[21]。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，上述3味藥乃玉屏風(fēng)散的組成[22]。宋代黎民壽在《簡(jiǎn)易方》中記載：“《究原方》玉屏風(fēng)散：治腠理不密，易于感冒”。明代朱橚在《普濟(jì)方》中記載：“玉屏風(fēng)散：治腠理不密，易感風(fēng)寒，頭昏眩，甚則痛，項(xiàng)強(qiáng)，肩背拘急，噴嚏不已，鼻流清涕，續(xù)續(xù)不斷，經(jīng)久不愈”。表明黃芪、防風(fēng)、白術(shù)常用于治療腠理不密、機(jī)體氣虛引起的感冒，與該研究所得的治療上呼吸道感染多以補(bǔ)氣藥和解表藥為主的觀點(diǎn)相一致。由于黃芪、防風(fēng)、白術(shù)3味藥的配伍出現(xiàn)頻次最高且聚為一類，且有文獻(xiàn)表明3味藥配伍后對(duì)上呼吸道感染反復(fù)發(fā)作的有效率為100%[23]。為了更好地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究對(duì)中藥復(fù)方抗上呼吸道感染的作用機(jī)制進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，因此選取此藥組進(jìn)行下一步分析。

3.4 高頻藥組抗上呼吸道感染的作用機(jī)制分析

3.4.1 關(guān)鍵成分分析。

研究表明，黃芪可調(diào)控細(xì)胞因子（T細(xì)胞和B細(xì)胞）以及免疫球蛋白IgG[24]，從而對(duì)反復(fù)發(fā)作的小兒上呼吸道感染進(jìn)行預(yù)防和治療[25-26]。防風(fēng)具有解熱、鎮(zhèn)痛、抗炎、增強(qiáng)體液免疫等藥理作用[27]，與其降低血清中IL-1β、IL-6和TNF-α的水平有關(guān)[28]。白術(shù)可通過(guò)促進(jìn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化、改善免疫細(xì)胞的機(jī)能[29]以及抑制MAPK和NF-κB通路，抑制炎癥反應(yīng)[30]而發(fā)揮治療上呼吸道感染的作用。該研究通過(guò)“中藥-活性成分-關(guān)鍵靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)，在治療上呼吸道感染的中藥復(fù)方中，黃芪（槲皮素、山柰酚、異鼠李素）、防風(fēng)（漢黃芩素、β-谷甾醇、5-O-甲維阿斯米醇、防風(fēng)色原酮）和白術(shù)（3β-乙酰氧基蒼術(shù)酮）的活性成分均是其發(fā)揮治療上呼吸道感染作用的可能活性成分。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，槲皮素具有較強(qiáng)的抑菌作用，且抗菌譜較廣[31]，可通過(guò)抑制炎癥細(xì)胞因子、炎癥酶[32]，調(diào)控PI3K/AKT/NF-B信號(hào)通路發(fā)揮抗炎作用[33]。山柰酚具有抗菌、抗炎、增強(qiáng)免疫力的作用，與其改變細(xì)胞周期[34]，抑制p38 MAPK信號(hào)通路[35]，降低炎癥因子水平有關(guān)[36]。異鼠李素可通過(guò)抑制蛋白激酶、PI3K/AKT/NF-B信號(hào)通路發(fā)揮抗炎作用[37]。漢黃芩素可抑制NF-κB信號(hào)通路和TGFβ1/Smad3通路減輕炎癥因子的表達(dá)[38]。β-谷甾醇具有抗炎、增強(qiáng)免疫力的作用，其作用機(jī)制與提高抗炎活性因子、降低炎癥細(xì)胞因子、抑制巨噬細(xì)胞、增強(qiáng)淋巴細(xì)胞增殖等有關(guān)[39]。研究表明[28，40-41]，5-O-甲維阿斯米醇和防風(fēng)中的其他色原酮成分具有解熱、抗炎的作用，其作用機(jī)制與降低細(xì)胞炎癥因子有關(guān)。白術(shù)中的蒼術(shù)酮可降低細(xì)胞ERK、JNK、NF-κB等蛋白的表達(dá)并抑制炎癥通路，從而表現(xiàn)出顯著的抗炎作用[42]。綜上分析，黃芪、防風(fēng)、白術(shù)可能通過(guò)解熱、鎮(zhèn)痛、抗菌、抗炎、免疫調(diào)節(jié)等途徑共同發(fā)揮抗上呼吸道感染的作用。

3.4.2 關(guān)鍵靶點(diǎn)分析。

該研究通過(guò)PPI網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)，黃芪、防風(fēng)、白術(shù)治療上呼吸道感染的核心靶點(diǎn)包括 AKT1、MAPK1、TP53、JUN、RELA、TNF、IL6、MAPK14、EGFR、MAPK8等。其中AKT1屬于AKT組織特異性的亞型之一，可通過(guò)磷酸化NF-κB蛋白誘導(dǎo)細(xì)胞存活[43]。Liu等[44]研究發(fā)現(xiàn)小檗堿可以通過(guò)AKT 1/SOCS 1/NF-κB信號(hào)通路，預(yù)防DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎。MAPK1是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，在多種細(xì)胞的增殖、生存、黏附、遷移和分化過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用[45]。HU等[46]研究發(fā)現(xiàn)，MAPK1可以通過(guò)激活p38信號(hào)通路，啟動(dòng)級(jí)聯(lián)反應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫應(yīng)答。TP53是具有激活免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)相關(guān)基因（趨化因子、細(xì)胞因子、細(xì)胞外基質(zhì)調(diào)節(jié)因子）功能的一種基因靶點(diǎn)[47]，其突變可顯著增加免疫檢查點(diǎn)（調(diào)節(jié)系統(tǒng)性免疫穩(wěn)態(tài)與耐受的信號(hào)通路），并激活T-效應(yīng)器和干擾素信號(hào)[48]。JUN是轉(zhuǎn)錄因子AP-1家族成員[49]，在炎癥的表達(dá)過(guò)程中起重要作用，Chu等[50]研究表明JNK/c-Jun信號(hào)通路可啟動(dòng)協(xié)同信號(hào)級(jí)聯(lián)，提高小球膠質(zhì)細(xì)胞炎性小體NLRP3的炎癥活性。NF-κB家族成員RELA是一種廣泛表達(dá)的轉(zhuǎn)錄激活因子，可通過(guò)接觸病原體和炎性細(xì)胞因子，激活多種炎癥和免疫應(yīng)答基因的表達(dá)[51]。據(jù)此推斷，黃芪、白術(shù)、防風(fēng)中的有效成分作用于上述靶點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞的增殖、分化、消亡，增加細(xì)胞免疫檢查點(diǎn)，激活T-效應(yīng)器和干擾素信號(hào)等一系列途徑抑制炎癥反應(yīng)，到達(dá)治療上呼吸道感染的目的。

3.4.3 關(guān)鍵通路分析。

KEGG 通路分析發(fā)現(xiàn)，黃芪、防風(fēng)、白術(shù)抗上呼吸道感染的主要通路有癌癥通路、PI3K-Akt信號(hào)通路、TNF信號(hào)通路、Toll樣受體通路等。其中PI3K-Akt信號(hào)通路在細(xì)胞的增殖、生長(zhǎng)、凋亡等過(guò)程中起重要作用，當(dāng)上呼吸道感染病原微生物時(shí)，PI3K-Akt通路被激活，通過(guò)B細(xì)胞和T細(xì)胞受體的免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能[52-53]。TNF信號(hào)通路與機(jī)體的炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答密切相關(guān)[54]，可激活NF-κB信號(hào)通路，釋放炎性因子，誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)[55]。Toll樣受體通路與機(jī)體的先天性免疫和適應(yīng)性免疫有關(guān)[56]，同時(shí)，其還可以調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)通路，加速炎癥因子的釋放。分析結(jié)果顯示，黃芪、防風(fēng)、白術(shù)改善上呼吸道感染的狀況可能是通過(guò)調(diào)控上述相關(guān)信號(hào)通路，減輕炎癥反應(yīng)、調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答實(shí)現(xiàn)的。

4 總結(jié)

該研究總結(jié)了中醫(yī)藥治療上呼吸道感染的用藥規(guī)律及高頻藥組的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)治療上呼吸道感染的中藥多以補(bǔ)虛藥為主，常配伍解表藥、清熱藥等，既體現(xiàn)了上呼吸道感染“正虛邪戀”的病因特點(diǎn)，又體現(xiàn)了中醫(yī)扶正祛邪、標(biāo)本兼治的用藥原則。補(bǔ)虛藥中又以補(bǔ)氣藥為主，體現(xiàn)了補(bǔ)氣藥在上呼吸道感染的治療過(guò)程中發(fā)揮的重要作用。治療上呼吸道感染的處方中最常見(jiàn)的基礎(chǔ)配伍為黃芪、防風(fēng)、白術(shù)（玉屏風(fēng)散）。但目前有關(guān)玉屏風(fēng)散治療上呼吸道感染的“活性成分-關(guān)鍵靶點(diǎn)-通路”的綜合機(jī)制研究資料較少，該研究通過(guò)處方挖掘和數(shù)據(jù)處理得出，其可能主要是通過(guò)槲皮素、山柰酚、異鼠李素、漢黃芩素、β-谷甾醇、5-O-甲維阿斯米醇、防風(fēng)色原酮、3β-乙酰氧基蒼術(shù)酮等活性成分，作用于AKT1、MAPK1、TP53、JUN、RELA等關(guān)鍵靶點(diǎn)，以及PI3K-Akt信號(hào)通路、TNF信號(hào)通路、Toll樣受體通路等，共同發(fā)揮預(yù)防和治療上呼吸道感染的作用。

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