杜爭, 吳宿慧, 李寒冰, 李根林*, 徐江雁

(1.河南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院, 鄭州 450046; 2.河南中醫(yī)藥大學(xué), 鄭州 450046; 3.河南省健康衰老產(chǎn)業(yè)工程研究中心, 鄭州 450046)

近現(xiàn)代以來,中西藥結(jié)合發(fā)展取得了長足發(fā)展?！夺t(yī)學(xué)衷中參西錄》[1]作者張錫純認(rèn)為:“欲求醫(yī)學(xué)登峰造極,誠非溝通中西醫(yī)不可”。全國名中醫(yī)劉寶厚教授經(jīng)過多年臨床探索,提出“中西醫(yī)雙重診斷,中西藥有機(jī)結(jié)合”的臨床醫(yī)學(xué)模式,認(rèn)為中醫(yī)病名多以癥狀命名,而辯證論治才是中醫(yī)的精髓。中醫(yī)的辯證與西醫(yī)的診斷應(yīng)有機(jī)結(jié)合起來,這樣才能全面地了解患者情況,準(zhǔn)確判斷中西藥各自的治療優(yōu)勢,取長補(bǔ)短,進(jìn)行中西醫(yī)結(jié)合治療[2]。諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者屠呦呦在諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮也說到:“中西醫(yī)藥各有所長,兩者有機(jī)結(jié)合,優(yōu)勢互補(bǔ),當(dāng)具有更大的開發(fā)潛力和良好的發(fā)展前景[3]。中西醫(yī)結(jié)合發(fā)展,更是受到國家層面的重視,“中西醫(yī)并重”已經(jīng)成為中國醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展的基本方針,國家領(lǐng)導(dǎo)人更是在多個(gè)場合強(qiáng)調(diào)“中西醫(yī)結(jié)合”的重要意義。有研究表明,中西醫(yī)結(jié)合在治療疾病過程中,相對于單一中醫(yī)或西醫(yī)療法具有獨(dú)特優(yōu)勢,取得了較好療效,特別是新冠疫情防治中表現(xiàn)突出,從第五版《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行版)》開始,“中西醫(yī)并重”就成為中國防治新型冠肺炎的基本政策[4]。因此針對中西醫(yī)結(jié)合的理論和臨床研究也逐漸成為醫(yī)藥工作者的研究熱點(diǎn)。目前中外學(xué)者針對中西醫(yī)結(jié)合的研究,主要集中在臨床療效的報(bào)道上,而針對中西藥聯(lián)合使用的用藥規(guī)律及相互作用機(jī)制研究卻鮮見報(bào)道。

數(shù)據(jù)挖掘是指從大量的數(shù)據(jù)中通過算法搜索隱藏于其中信息的過程,目前已經(jīng)在中醫(yī)藥領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。中外諸多學(xué)者采用了數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù),如采用關(guān)聯(lián)規(guī)則算法分析中藥方劑中的藥物配伍規(guī)律;采用聚類分析對具有模糊性的中醫(yī)藥數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,分析中藥配伍的潛在關(guān)系[5-6]。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對中醫(yī)藥的本質(zhì)及規(guī)律的研究,在一定程度上解決了中醫(yī)藥配伍規(guī)律復(fù)雜、難以有效闡明配伍特點(diǎn)的難題[7-8]。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是一門融合了藥理學(xué)、生物信息學(xué)等多學(xué)科的系統(tǒng)生物學(xué)的理論技術(shù),在研究藥物的整體性,系統(tǒng)性及藥物成分與疾病相互作用方面具有優(yōu)勢,可從整體上闡明藥物的作用機(jī)制,與中醫(yī)的整體觀念具有一致性[9]。數(shù)據(jù)挖掘與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)技術(shù)聯(lián)用在中醫(yī)藥研究中也得到了廣泛應(yīng)用,為中醫(yī)藥研究提供了新的思路。而同時(shí)采用數(shù)據(jù)挖掘及網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法探究中西藥聯(lián)合用藥規(guī)律及作用機(jī)制的研究的報(bào)道也鮮見報(bào)道。

糖尿病發(fā)病機(jī)制包括遺傳、血液流變遺傳、肥胖等多種復(fù)雜因素[10-11],中國更是糖尿病患者最多的國家,二甲雙胍或鹽酸二甲雙胍是中外治療糖尿病的首選藥物,無論是單獨(dú)使用或聯(lián)合其他藥物,均在降低糖尿病患者高血糖癥狀方面具有良好療效。研究發(fā)現(xiàn),二甲雙胍可通過激活腺苷酸蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase,AMPK),抑制糖異生基因轉(zhuǎn)錄;抑制胃腸道對血糖的吸收;同時(shí),二甲雙胍還可通過促進(jìn)外周組織對葡萄糖的攝取,發(fā)揮降血糖作用[12]。然而二甲雙胍在治療糖尿病過程中,也存在諸多不良反應(yīng),臨床常見的有伴隨腹瀉、嘔吐的胃腸道系統(tǒng)損傷、肝損傷、中樞神經(jīng)系統(tǒng)等[13-14],這也限制了二甲雙胍的臨床使用?，F(xiàn)代研究表明,中西藥聯(lián)合治療糖尿病,均取得了較好的效果,同時(shí)也減輕或消除了二甲雙胍的不良反應(yīng)[15]。因此,現(xiàn)以糖尿病為出發(fā)點(diǎn),采用數(shù)據(jù)挖掘與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)聯(lián)機(jī)分析臨床上中藥聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病的用藥規(guī)律、相互作用的機(jī)制,為中西醫(yī)聯(lián)合用藥、中西醫(yī)結(jié)合的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

采用高級(jí)檢索方式,以“二甲雙胍AND糖尿病OR消渴”為關(guān)鍵詞,在中國知網(wǎng)(CNKI)、萬方數(shù)據(jù)庫、維普數(shù)據(jù)庫、Pubmed檢索相關(guān)文獻(xiàn),檢索自建庫至2021年8月20日的文獻(xiàn)。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)

①文獻(xiàn)為臨床實(shí)驗(yàn)研究;②文獻(xiàn)需為中藥復(fù)方聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病;③文獻(xiàn)中處方完整,中藥組成及劑量明確;④用藥方式為口服。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)

①動(dòng)物實(shí)驗(yàn)類文獻(xiàn);②處方不完整,用藥劑量不明確,中藥組方含隨證加減的文獻(xiàn);③重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn);④使用二甲雙胍外,同時(shí)使用其他西藥的文獻(xiàn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

將收集到的中藥名稱、功效以及性味歸經(jīng),參考2020版《中國藥典》及《中藥大辭典》進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。如田七、田三七同一規(guī)范為三七,生甘草、甘草、炙甘草統(tǒng)一規(guī)范為甘草,生山楂、山楂、焦山楂統(tǒng)一規(guī)范為山楂,懷山藥、淮山藥、生山藥統(tǒng)一規(guī)范為山藥,云苓、茯苓、赤茯苓統(tǒng)一規(guī)范為茯苓,生大黃、酒大黃、制大黃、大黃統(tǒng)一規(guī)范為大黃,山梔、梔子統(tǒng)一規(guī)范為梔子,山茱萸規(guī)范為山萸肉,川厚樸規(guī)范為厚樸,粉丹皮、丹皮、牡丹皮統(tǒng)一規(guī)范為牡丹皮,衛(wèi)矛規(guī)范為鬼箭羽,元參規(guī)范為玄參,生石膏規(guī)范為石膏,地黃、生地統(tǒng)一規(guī)范為生地黃,醋元胡統(tǒng)一為延胡索,清半夏、姜半夏、法半夏統(tǒng)一為半夏,旱蓮草統(tǒng)一為墨旱蓮。

1.5 中藥聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病的臨床用藥規(guī)律分析

將規(guī)范好的中藥復(fù)方輸入Excel中,使用IBM SPSS Statistics、進(jìn)行藥物使用頻次、用量、性味歸經(jīng)、聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等分析及可視化處理。

1.6 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)機(jī)制研究

結(jié)合1.5節(jié)的頻率統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)規(guī)則及聚類分析結(jié)果得到核心藥物,在中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫及分析平臺(tái)(TCMSP:https://tcmsp-e.com/)收集核心藥物化學(xué)成分,基于口服利用度(oral bioavailability,OB)≥30和類藥性(drug likeness,DL)≥0.18進(jìn)行篩選,剔除無潛在靶點(diǎn)成分,同時(shí)結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道對篩選后的成分進(jìn)行補(bǔ)充,最終確定其活性成分,通過Pub chem(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)檢索活性成分的Canonical SMILES,并將Canonical SMILES輸入Swiss TargetPrediction(http://www.swisstargetprediction.ch/),物種選擇智人,查詢活性成分對應(yīng)靶標(biāo)蛋白的基因名稱,最終確定核心藥物的活性成分及對應(yīng)靶點(diǎn),同時(shí)在GeneCards(https://www.genecards.org)數(shù)據(jù)庫中輸入關(guān)鍵詞“糖尿病”,收集疾病的相關(guān)靶標(biāo),在CTD(http://ctdbase.org/search/)數(shù)據(jù)庫、Swiss TargetPrediction中檢索糖尿病一線治療藥物二甲雙胍的對應(yīng)靶標(biāo)信息,將所獲得的靶標(biāo)取并集,去除重復(fù)項(xiàng),得到糖尿病的相關(guān)靶標(biāo)信息;將核心中藥、二甲雙胍對應(yīng)的靶點(diǎn)與糖尿病的靶點(diǎn)進(jìn)行匹配,得到核心藥物治療糖尿病的關(guān)鍵靶點(diǎn)。構(gòu)建中藥-成分-靶點(diǎn)關(guān)系可視化網(wǎng)絡(luò);將交集靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING平臺(tái),將物種設(shè)置為“homosapiens”,隱藏單獨(dú)靶點(diǎn),置信度設(shè)置為 0.9,構(gòu)建 PPI網(wǎng)絡(luò),將得到的TSV格式文件導(dǎo)入Cytoscape3.7.2進(jìn)行拓?fù)浞治?采用 HIPLOT分析平臺(tái),KEGG.DB選擇 public/db/keg/has-kegg-20210326.rds,org.DB選擇org.Hs.eg.db,設(shè)置 PCuttoff:0.01,Qcuttoff:0.05,對核心靶點(diǎn)進(jìn)行GO功能富集分析和 KEGG信號(hào)通路分析。

1.7 分子對接驗(yàn)證

通過TCMSP數(shù)據(jù)庫得到核心中藥-成分-交集靶點(diǎn)中度(Degree)值排名靠前的成分的mol2結(jié)構(gòu),通過PDB數(shù)據(jù)庫下載蛋白互作網(wǎng)絡(luò)中度(Degree)值排名靠前的靶點(diǎn)蛋白的3D結(jié)構(gòu),使用Open Babel-2.4.1軟件、AutoDockTools-1.5.7軟件分別對小分子和靶蛋白進(jìn)行加氫、去電荷等前處理,在AutoDock.1.5.7軟件將處理后的成分與靶點(diǎn)進(jìn)行分子對接,最后通過PyMOL軟件將對接結(jié)果進(jìn)行可視化。

2 結(jié)果分析

2.1 文獻(xiàn)納入情況

在中國知網(wǎng)(CNKI)、萬方數(shù)據(jù)庫、維普數(shù)據(jù)庫、Pubmed進(jìn)行高級(jí)檢索,中文檢索詞為“二甲雙胍AND糖尿病OR消渴”,英文檢索詞為metformin、diabetics進(jìn)行主題檢索,利用知網(wǎng)研學(xué)軟件進(jìn)行合并去重,得到文獻(xiàn)189篇,根據(jù)本研究的納入及排除標(biāo)準(zhǔn)篩選后,得到151個(gè)處方。

2.2 藥物使用頻次分析

出現(xiàn)頻次較高的中藥分別是黃芪、茯苓、山藥、甘草、黃連、葛根。使用頻次≥20的藥物共有23味,如表1所示。

表1 聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病處方中使用頻次20以上的中藥

2.3 性味歸經(jīng)分析

根據(jù)2020版《中國藥典》及《中藥大辭典》的分類標(biāo)準(zhǔn),對納入的中藥的性味歸經(jīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果顯示藥性以平(36.89%)、寒(31.07%)為主;藥味以甘(32.37%)、苦(24.10%)、辛(21.58%)為主;歸經(jīng)以肝經(jīng)(20.09%)、肺經(jīng)(16.17%)、脾經(jīng)(14.55%)為主。

2.4 用量分析

對使用頻次排名前5的中藥(黃芪、茯苓、山藥、甘草、黃連)進(jìn)行用量分析,結(jié)果如圖1所示。由圖1可知,黃芪的最大為500 g,最小劑量為6 g,臨床常用劑量為30 g;茯苓臨床最大使用劑量為100 g,最小劑量為10 g,使用頻次最高的為15 g;山藥最大使用劑量為150 g,最小劑量為10 g,臨床常用劑量為15 g;甘草使用頻次最高的為6 g;黃連使用頻次最高的10 g。

圖1 高頻中藥用量與頻次

2.5 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析

將數(shù)據(jù)整理成N和Y的格式,即用了這味藥標(biāo)記為Y,沒有用這味藥的標(biāo)記為N,通過源節(jié)點(diǎn)導(dǎo)入IBM SPSS Modeler 18軟件,將數(shù)據(jù)類型選擇為標(biāo)記,角色為任意,與圖型選項(xiàng)板下的網(wǎng)絡(luò)相連接,選擇所有藥物,按照連接強(qiáng)弱分為高、中、低進(jìn)行繪圖,制作出網(wǎng)絡(luò)圖,如圖2所示,由圖2可見,黃芪、茯苓、山藥、甘草、丹參具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,其中連線的粗細(xì)代表了連接強(qiáng)度的大小,表明在臨床和二甲雙胍聯(lián)合治療糖尿病的中藥處方,以上藥物經(jīng)常共同出現(xiàn)。

圖2 聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病(Diabetes)的中藥關(guān)聯(lián)規(guī)則

在模型選項(xiàng)版下選擇Apriori節(jié)點(diǎn),與類型節(jié)點(diǎn)連接,設(shè)置最小置信度80%,最低支持度10%,最大前項(xiàng)為5,對藥物進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則分析,根據(jù)Apriori算法,共產(chǎn)生41條規(guī)則,關(guān)聯(lián)規(guī)則如表2～表4所示。

表2 藥對組合

表3 3種中藥組合關(guān)聯(lián)規(guī)則

表4 4種中藥組合關(guān)聯(lián)規(guī)則

2.6 聚類分析

對使用頻次≥20的藥物進(jìn)行聚類分析。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入IBM SPSS Statistics 26.0中,選擇分析菜單下,分類項(xiàng)下的系統(tǒng)聚類,由于不清楚分類結(jié)果,設(shè)置聚類范圍在5～10,進(jìn)行嘗試性分析,連接方式為組間連接,方法為皮爾遜相關(guān)系數(shù),生成聚類分析樹狀圖,如圖3所示。由圖3可知,聚類為5時(shí),結(jié)果為類1(黃芪、丹參、生地黃、天花粉、麥冬、川芎、五味子);類2(茯苓、山藥、白術(shù)、澤瀉、山茱萸、黨參、牡丹皮、熟地黃);類3(甘草、葛根、);類4(黃連、玄參、黃芩、蒼術(shù)、);類5(白芍)。

圖3 常用中藥聚類分析

2.7 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可視化分析

將IBM SPSS Modeler 18軟件生成的關(guān)聯(lián)規(guī)則數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Cytoscape3.7.2軟件中制作可視化網(wǎng)絡(luò),如圖4所示。顏色越深,越靠近中心位置,代表連接度越高,由圖4可知,黃芪,茯苓、山藥、甘草、白術(shù)、葛根,連接度較大,為臨床中聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病的核心中藥組成藥物。

2.8 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)機(jī)制研究

根據(jù)頻數(shù)、關(guān)聯(lián)規(guī)則、聚類分析、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)綜合分析,結(jié)合中醫(yī)用藥特點(diǎn),甘草為調(diào)和藥性的常用藥味,故認(rèn)為中藥黃芪、茯苓、丹參、山藥、葛根、白術(shù)為聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病的臨床常用的核心中藥組成,對核心中藥成分、靶點(diǎn)進(jìn)行篩選,共得到成分96種,如表5所示,靶點(diǎn)1 116個(gè);檢索得到糖尿病相關(guān)靶點(diǎn)16 793個(gè),檢索得到二甲雙胍靶點(diǎn)906個(gè),利用韋恩圖獲得核心中藥靶點(diǎn)、二甲雙胍及糖尿病三者交集靶點(diǎn)204個(gè),如圖5所示,為核心中藥與二甲雙胍聯(lián)合治療糖尿病的共同作用靶點(diǎn)。

圖5 核心中藥、二甲雙胍及糖尿病靶點(diǎn)交集圖

表5 核心中藥成分信息

將中藥的活性成分及交集靶點(diǎn)導(dǎo)入Cytoscape3.7.2,構(gòu)建“中藥-成分-交集靶點(diǎn)”可視化網(wǎng)絡(luò),如圖6所示,其中來源于黃芪的華良姜素、異鼠李素、Garcinone-B、木犀草素、槲皮素為度(degree)值排名靠前的成分,在中藥聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病中發(fā)揮著重要作用。將交集靶點(diǎn)導(dǎo)入STING數(shù)據(jù)庫,隱藏單獨(dú)靶點(diǎn),設(shè)置得分為0.9,得到的結(jié)果導(dǎo)入Cytoscape3.7.2,靶點(diǎn)的自由度越大,表明靶點(diǎn)在治療糖尿病的過程中發(fā)揮作用的可能性越大,核心靶點(diǎn)互作網(wǎng)絡(luò),如圖7所示,其中,顏色越深,形狀越大,代表在中藥聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病過程中發(fā)揮作用的可能性越大,結(jié)果表明,腫瘤抗原p53 (tumor antigen p53,TP53)、絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase 3,MAPK3)、蛋白激酶Bα(protein kinase Bα,AKT1)、絲裂原激酶的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase 1,MAPK1)、等基因在核心中藥聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病治療具有重要作用。利用HIPLOT在線分析平臺(tái)對交集靶點(diǎn)進(jìn)行基因本體(GO)功能與信號(hào)通路(KEGG)富集分析。結(jié)果表明,生物過程中,主要涉及對無機(jī)物的應(yīng)答、對氧化應(yīng)激應(yīng)答、細(xì)胞對化學(xué)刺激的應(yīng)答等靶點(diǎn)、在細(xì)胞組成中,主要涉及神經(jīng)元胞體、細(xì)胞膜、細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)等方面;在分子功能上,主要涉及蛋白激酶活性及DNA合成等方面,如圖8所示;KEGG信號(hào)通路分析結(jié)果顯示,交集靶點(diǎn)顯著富集在癌癥相關(guān)通路、乙型肝炎、細(xì)胞凋亡、胰島素抵抗、內(nèi)分泌等相關(guān)通路上,如圖9所示。

圖6 中藥-成分-交集靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)分析

圖7 交集靶點(diǎn)蛋白互作網(wǎng)絡(luò)

圖8 GO基因功能富集分析

圖9 KEGG信號(hào)通路分析

2.9 分子對接驗(yàn)證

通過分子對接技術(shù),對網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測結(jié)果進(jìn)一步分析,選取“中藥-成分-交集靶點(diǎn)”度(Degree)值靠前的華良姜素、Garcinone-B、葛根素、異鼠李素、木犀草素5個(gè)成分與“交集靶點(diǎn)蛋白互作”中度(Degree)值靠前的TP53、MAPK3、MAPK1、AKT1、RELA個(gè)核心靶點(diǎn)進(jìn)行對接,對接結(jié)果一般用結(jié)合能來評(píng)估成分與靶點(diǎn)的結(jié)合能力、結(jié)合能≤0表明可以自由結(jié)合、結(jié)合能越低,表明小分子與靶點(diǎn)蛋白之間的親和力越大,二者相互作用的可能性越高。各成分與靶點(diǎn)對接結(jié)合能結(jié)果(表6)。 選取結(jié)合能最低的“成分-靶點(diǎn)“進(jìn)行可視化處理(圖10),其中藍(lán)色為蛋白質(zhì)受體,紅色為小分子配體,黃色虛線為氫鍵,表示配體與受體結(jié)合較穩(wěn)定。

圖10 Garcinone-B-MAPK1分子對接圖

表6 核心成分與核心靶點(diǎn)對接結(jié)合能表

3 討論

3.1 基于藥性、歸經(jīng)及功效的中藥聯(lián)合二甲雙胍用藥規(guī)律分析

聯(lián)合用藥規(guī)律上看,使用最多的藥性為平、寒,可見,中醫(yī)在聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病時(shí),可能具有明顯寒涼偏向,這點(diǎn)也與中醫(yī)認(rèn)為“糖尿病”即“消渴”以陰虛津虧,內(nèi)熱偏勝為主的觀點(diǎn)一致[16]。藥物的歸經(jīng)則主要?dú)w肝經(jīng),肝臟的功能失調(diào)與糖尿病的發(fā)生發(fā)展具有密切關(guān)系,肝臟功能失調(diào)則氣血津液及精微物質(zhì)輸布代謝失常,是引起糖尿病的重要因素之一,此外,中醫(yī)學(xué)認(rèn)為,肝與情緒相關(guān),而情緒因素也是導(dǎo)致糖尿病的重要原因之一[17]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn),肝臟是機(jī)體代謝的重要場所,肝臟合成的肝酶,糖原等物質(zhì)與人體糖代謝,調(diào)節(jié)人體血糖水平?！鹅`樞·本藏》篇記載:“脾脆,善病消癉”,《金匱要略·消渴小便不利淋病脈證并治》記載:“虛則衛(wèi)氣不足,勞則榮氣竭…即為消渴”,可見,消渴的病機(jī)可能是“氣虛”。藥物關(guān)聯(lián)規(guī)分析中篩選的常見組合藥物為黃芪、山藥、白術(shù)、茯苓等與二甲雙胍聯(lián)用,其中黃芪、白術(shù)、山藥是補(bǔ)虛藥中最常用的藥物之一,此用藥特點(diǎn)亦符合中醫(yī)對消渴病機(jī)辯證特點(diǎn)。

3.2 基于增效、減毒的中藥聯(lián)合二甲雙胍用藥規(guī)律及作用機(jī)制分析

中藥配伍理論是中醫(yī)藥特色之一,通過藥物之間的配伍使用,可發(fā)揮增效減毒的臨床作用,使用藥更加安全、有效。中藥配伍理論,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,記載:“藥有陰陽配合,有單行者,有相須者,有相畏者,有相惡者,有相反者,有相殺者,凡此七情,和合視之?！敝兴幝?lián)合二甲雙胍治療糖尿病亦具有增效。本文研究表明,在中藥聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病的臨床應(yīng)用中,核心組方中藥分別為黃芪、茯苓、山藥、葛根、白術(shù)、丹參。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),核心中藥共有活性成分96種,GO富集分析結(jié)果表明,核心中藥可與二甲雙胍,共同作用于機(jī)體對無機(jī)物應(yīng)答、氧化應(yīng)激應(yīng)答、細(xì)胞對化學(xué)刺激應(yīng)答等生物過程;在細(xì)胞組成方面,可共同作用于神經(jīng)元胞體、細(xì)胞膜、細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)等;在分子功能上,主要涉及蛋白激酶活性及DNA合成等方面;同時(shí)KEGG信號(hào)通路分析結(jié)果顯示,核心中藥聯(lián)合二甲雙胍可共同作用于細(xì)胞凋亡、胰島素抵抗、內(nèi)分泌等相關(guān)通路上。此外,分析結(jié)果顯示,槲皮素為核心中藥中共有成分,槲皮素在研究中,被發(fā)現(xiàn)具有促進(jìn)胰島素分泌作用,在生理濃度范圍內(nèi),可激活CaMKKβ/AMPK通路和胰島素信號(hào)通路,增加細(xì)胞對葡萄糖的攝取,而發(fā)揮降血糖作用[18];同時(shí),來源于核心中藥組方的華良姜素、Garcinone-B、葛根素、異鼠李素、木犀草素與二甲雙胍均可共同作用于MAPK1、MAPK3、AKT1、TP53、RELA核心靶點(diǎn),現(xiàn)代藥理研究表明,核心中藥均具有降血糖、抗氧化等作用,黃芪主要活性成分黃芪甲苷具有清除自由基作用,可減少由高糖引起的胰臟氧化損傷[19];茯苓提取物具有降低空腹血糖、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝及抗氧化及改善胰島素抵抗[20];葛根中的葛根素可通過PI3K/Akt/GSK-3β信號(hào)通路增加肝細(xì)胞內(nèi)糖原含量,調(diào)節(jié)胰島素抵抗[21],來源于丹參藥材的有效成分丹酚酸B具有減輕氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡作用,降低胰島素敏感性胰島素受體底物1(IRS-1)的磷酸化和改善胰島素抵抗作用[22]。這些活性成分及途徑均可能是中藥聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病發(fā)揮治療協(xié)同增效作用的機(jī)制之一。

相對于中藥配伍增效作用,減毒亦是中藥聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病的重要機(jī)制之一。研究發(fā)現(xiàn)二甲雙胍在臨床使用中的不良反應(yīng)有胃腸道系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝功能損傷等[13],其中最主要的是胃腸道不良反應(yīng),這也是限制二甲雙胍臨床使用的最主要因素[14]。在臨床常與二甲雙胍聯(lián)合使用的中藥中,白術(shù)具有強(qiáng)烈的胃腸道作用,可調(diào)控胃腸道運(yùn)動(dòng),促進(jìn)排空,可對二甲雙胍發(fā)生的胃脹氣等消化道系統(tǒng)不良作用有緩解作用[23],黃芪中有效成分黃芪甲苷具有保護(hù)胰臟作用[19],同時(shí)促進(jìn)自噬過程,而起到改善糖尿病所致的肝臟損傷[24]。糖尿病主要危害在于多種并發(fā)癥,其中醛糖還原酶是多元醇代謝的關(guān)鍵限速酶,機(jī)體在高糖環(huán)境下會(huì)多元醇代謝被激活,產(chǎn)生的代謝物質(zhì)山梨醇會(huì)在體內(nèi)積聚,對機(jī)體造成損傷[25]。而槲皮素及其衍生物是天然的醛糖還原酶抑制劑,可降低醛糖還原酶活性[26]。這些研究表明,中藥聯(lián)合二甲雙胍在治療糖尿病上,可起到降低二甲雙胍毒副作用的特點(diǎn),符合中藥配伍減毒的理論。

3.3 分子對接分析

由分子對接結(jié)果可以看出,聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病的核心中藥成分華良姜素、Garcinone-B、葛根素、異鼠李素、木犀草素與核心靶點(diǎn)均能形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),且均具有氫鍵,表明核心成分可能為核心中藥聯(lián)合二甲雙胍共同作用的主要有效成分,且主要作用于AKT1、MAPK1、MAPK3、RELA、TP53等核心靶點(diǎn)。

4 結(jié)論

綜上所述,中藥聯(lián)合二甲雙胍治療糖尿病的主要用藥為平、寒藥物,以對癥治療糖尿病即“消渴”病“陰虛內(nèi)熱”為主要思路,得到的核心中藥為:黃芪、茯苓、山藥、葛根、丹參、白術(shù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及分子對接及結(jié)果表明,核心組方與二甲雙胍聯(lián)合用藥可共同作用與AKT1、MAPK、RELA、TP53等核心靶點(diǎn),共同發(fā)揮治療糖尿病作用,此外中藥復(fù)方可降低或緩解二甲雙胍的不良反應(yīng),中藥聯(lián)合二甲雙胍在治療糖尿病中可發(fā)揮協(xié)同作用,起到增效減毒作用,可為中西醫(yī)聯(lián)合治療糖尿病的進(jìn)一步研究和臨床用藥提供科學(xué)指導(dǎo)。