基于隐结构模型和R语言的中药治疗慢性胆囊炎的证治规律与特点分析

章文浩; 黄乙颖; 瞿涵潇; 张阳阳; 胡蓝烁; 毛一清; 赵迎盼

doi:10.12404/j.issn.1671-1815.2508088

科学技术与工程 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (22) :9316-9325 DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2508088

基于隐结构模型和R语言的中药治疗慢性胆囊炎的证治规律与特点分析

章文浩 ¹ ,
黄乙颖 ² ,
瞿涵潇 ² ,
张阳阳 ¹ ,
胡蓝烁 ³ ,
毛一清 ¹ ,
赵迎盼 ⁴^,^*

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Exploring Rules and Characteristics of Syndrome Differentiation and Treatment of Chronic Cholecystitis with Traditional Chinese Medicine Based on Latent Structure Model and R Language

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摘要

为了探讨慢性胆囊炎(chronic cholecystitis, CC)的中药治疗用药规律,通过检索五大中英文数据库,筛选CC中医药治疗研究文献,利用频数分析、隐结构模型、关联规则分析等方法对数据进行挖掘,统计CC临床常见证型、高频中药、性味归经及药物功效,并通过Lantern 5.0与R 4.5.3软件对所获得中药数据进行隐结构模型及关联规则分析,探讨临床CC治疗常用方剂及药物配伍。结果表明CC共涉及11类中医证型、229种中药。高频中药包括柴胡、金钱草、甘草等,主入肝、脾、胃经,四气五味以寒性药、苦味药为主,涉及补虚药、理气药、利水渗湿药等15类药物。隐结构模型分析共获得22个隐变量、5类综合聚类模型,通过以方测证推测CC常见证型有肝胆气滞证、肝胆湿热证、气滞血瘀证、肝郁脾虚证与肝阴不足证。关联规则分析显示支持度最高的为金钱草-柴胡、置信度最高的为白芍-黄芩-柴胡。可见CC病机以实证为主,以“湿、热、气滞”为核心病机,日久可致虚致瘀,故临床治疗当清热利湿、疏利肝胆为主,并结合病程及症状表现结合理气活血、柔肝健脾和养阴清热等治法。

Abstract

To explore the medication rules of TCM (traditional Chinese medicine) in the treatment of CC (chronic cholecystitis), relevant TCM treatment studies on CC were screened by searching five major Chinese and English databases. Data mining was conducted using methods including frequency analysis, Latent Structure Model, and Association Rule Analysis to statistically summarize the common clinical TCM syndromes,HFH (high-frequency herbs), properties, flavors, meridian tropisms, and medicinal effects of CC. Lantern 5.0 and R 4.5.3 software were applied to perform Latent Structure Model analysis and Association Rule Analysis on the obtained HFH data, so as to explore the commonly used prescriptions and drug compatibility in clinical CC treatment. The results show that CC involves 11 categories of TCM syndromes and 229 kinds of high-frequency herbs. HFH include Bupleurum chinense, Lysimachia christinae Hance, Glycyrrhiza uralensis Fisch, etc. These herbs mainly belong to the Liver, Spleen, and Stomach Meridians. In terms of four natures and five flavors, cold-natured drugs and bitter-flavored drugs are dominant, covering 15 categories of herbs such as tonifying herbs, Qi-regulating herbs, and dampness-draining and diuretic herbs.Latent Structure Model analysis yields 22 latent variables and 5 comprehensive clustering models. By inferring syndromes based on prescriptions, the common TCM syndromes of CC are identified as Liver-Gallbladder Qi Stagnation Syndrome, Liver-Gallbladder Damp-Heat Syndrome, Qi Stagnation and Blood Stasis Syndrome, Liver constraint and spleen deficiency, and Liver Yin Deficiency Syndrome.Association Rule Analysis indicates that the drug pair with the highest support degree is Lysimachia christinae-Bupleurum chinense Hance, while the combination with the highest confidence degree is Paeonia lactiflora Pall-Scutellaria baicalensis Georgi-Bupleurum chinense.It can be concluded that the pathogenesis of CC is predominated by excess syndromes, with “dampness, heat, and Qi stagnation” as the core pathogenesis. Prolonged illness may lead to deficiency and blood stasis. Therefore, clinical treatment should focus on clearing heat and draining dampness, soothing the Liver and promoting Gallbladder Qi circulation, and combine with Qi regulation and blood activation, liver softening and spleen invigoration, and Yin nourishing and heat clearing according to the course of the disease and symptom manifestations.

Graphical abstract

关键词

慢性胆囊炎 / 隐结构模型 / R语言 / 用药规律 / 数据挖掘

Key words

chronic cholecystitis / latent structure model / R language / medication rules / data mining

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章文浩, 黄乙颖, 瞿涵潇, 张阳阳, 胡蓝烁, 毛一清, 赵迎盼. 基于隐结构模型和R语言的中药治疗慢性胆囊炎的证治规律与特点分析[J]. 科学技术与工程, 2026, 26(22): 9316-9325 DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2508088

ZHANG Wen-hao, HUANG Yi-ying, QU Han-xiao, ZHANG Yang-yang, HU Lan-shuo, MAO Yi-qing, ZHAO Ying-pan. Exploring Rules and Characteristics of Syndrome Differentiation and Treatment of Chronic Cholecystitis with Traditional Chinese Medicine Based on Latent Structure Model and R Language[J]. Science Technology and Engineering, 2026, 26(22): 9316-9325 DOI:10.12404/j.issn.1671-1815.2508088

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慢性胆囊炎(chronic cholecystitis, CC)为肝胆系统常见病症,其病程较长,患者常出现右上腹疼痛、恶心、呕吐等症状,严重影响生活质量。相关流行病学调查表明,中国CC患病率为0.78%~3.91%,且随着中国人民饮食结构的改变、生活水平的提高及人口老龄化加剧,其发病率逐年攀升^[1-2]。当前西医治疗CC多采用药物保守治疗,若合并结石则建议行胆囊切除术^[3],但上述治疗方法存在一定弊端:甲硝唑片、山莨菪碱、复方阿嗪米特肠溶片等药物虽可抗菌消炎、解痉止痛,改善嗳气、腹胀等消化系统功能紊乱临床症状,但长期用药不良反应明显,且症状易反复^[1,4];胆囊切除虽可快速缓解症状,但术后易发生消化不良、腹泻等胆囊切除术后综合征^[5],且胆囊缺如,胆汁酸节律与代谢失调,进而导致肠道微生态紊乱,增加结直肠癌发病风险^[6]。

中医药治疗CC优势显著,通过辨证论治选用不同药物方剂治疗,可发挥延缓炎症进展、降低术后并发症发生率、改善远期预后的全过程治疗作用^[7-10]。因此,现基于确有疗效的CC临床研究文献分析CC常见中医证型,挖掘组方用药规律,以期为临床工作提供指导。

1 资料与方法

1.1 检索策略

检索5大中英文数据库,包括中国知网(CNKI)、万方(WanFang)、维普(VIP)、中国生物医学文献数据库(Sinomed)、PubMed。检索年限限定为建库至2025年11月4日,检索范围包括期刊论文、学位论文,限制语种为中文或英文。采用高级检索,以CNKI为例,检索式为[主题:慢性胆囊炎+慢性胆囊炎症+慢性结石性胆囊炎+慢性非结石性胆囊炎]AND[主题:中药+中医药+草药+中医]。

1.2 文献筛选标准

1.2.1 纳入标准

①使用中药方剂干预治疗的临床研究,且药物组成、剂量信息完整;②类型为期刊论文、学位论文;③符合CC中、西医诊断标准,中医诊断标准参照《胆囊炎中西医结合诊疗专家共识(2025年)》^[1];西医诊断标准参照《胆囊良性疾病外科治疗的专家共识(2021版)》^[11];④文献报道中药治疗CC疗效确切,主要结局指标存在统计学差异(P<0.05)。

1.2.2 排除标准

①动物实验研究、理论探讨、民族医药相关研究、综述等文献;②经验探讨及个案报告;③无法获取全文内容的研究;④通过外敷、熏洗等外用方式给药的临床研究;⑤中药处方报道不明确的文献;⑥重复发表文献。

1.3 数据提取与数据库建立

使用NoteExpress 4.0机器初步查重后,由2位研究者阅读标题与摘要排除明显不相关文献,再依据纳排标准进行全文浏览以文献筛选。应用Microsoft Excel 2019软件建立CC治疗数据库,并提取数据。

1.4 术语规范

中药名称以《中国药典》2020年版^[12]、《中华本草》^[13]为标准进行统一规范,并删除药物产地和炮制方法,如将“生军”“熟军”规范为“大黄”。由于“熟地黄”“生地黄”两者药性、药效差别较大,且在同一处方中存在联用情况,故予以保留。对中药药性进行规范,如将“微寒”规范为“寒”^[14]。此外,参照《中医临床诊疗术语第2部分:证候》^[15]对证型进行规范,如将“湿热蕴结证”“肝胆湿热蕴阻证”规范为“肝胆湿热证”,必要时请经验丰富的消化科主任医师协助规范,并将出现频次<1%的中医证型统一归纳为其他证型。

1.5 统计分析方法

使用Microsoft Excel 2019软件对中医证型、药物使用频次、性味归经、功效进行统计;使用Lantern 5.0软件的双步隐树分析(LTM-EAST算法)对CC中药构建隐结构模型;使用R 4.5.3软件中的Apriori算法进行关联规则分析;使用GraphPad Prism 10.0、R 4.5.3软件对数据进行可视化分析。

2 结果

2.1 文献纳入情况

共检索到文献3 081篇,经机器排重剔除重复文献1 213篇,通过阅读标题与摘要,排除民族医药、非CC相关研究、动物实验及理论探析、非中药研究等文献946篇;而后进行全文阅读复筛,排除病例报告及经验探讨359篇、中医证型不明确研究132篇,最终431篇文献纳入分析,涉及病例数40 301例。文献筛选流程如图1所示。

2.2 CC患者中医证型分布

对文献涉及的CC中医证型进行整理规范后,共统计出11种证型,统计结果显示肝胆湿热证占比最高(20 906例,51.87%),为CC主要中医证型,其次为肝胆气滞证(8 330例,20.67%)、肝郁脾虚证(3 257例,8.08%)等,如表1所示。

2.3 中药使用频次统计

研究纳入的中药复方共552首,涵盖中药229种,使用总频次为5 710次。其中频次≥10次的高频药物有69种。使用频率较高的中药分别为柴胡(401次,7.02%)、金钱草(312次,5.46%)、甘草(292次,5.11%)等,如表2所示。

2.4 高频中药性味归经及功效分布统计

对69味高频中药性味归经进行统计显示,高频药物涉及归经12条,以肝经(62次,18.56%)为主,其次为脾经(48次,14.37%)、胃经(47次,14.07%);四气分布以寒性药(71次,44.94%)为主,其次为温性药(43次,27.22%)、平性药(26次,16.46%);五味分布以苦味为主(117次,35.03%),其次为甘味药(85次,25.45%)、辛味药(70次,20.96%),如图2所示。

高频中药共涉及15类治疗功效,以补虚药(932次,17.78%)、理气药(877次,16.73%)、利水渗湿药(796次,15.19%)为主,如表3所示。补虚药以补气药使用频次最高(533次,57.19%),利水渗湿药以利湿退黄药使用最多(534次,67.09%)。

2.5 隐结构模型分析

将69味高频中药作为显变量,使用Lantern 5.0软件中的LTM-EAST算法构建隐结构模型,最终获得22个隐变量,分别记为Y0~Y21。其中,隐变量节点内括号中的数字,如Y1(2)、Y11(3),分别表示Y1包含2个隐类,Y11包含3个隐类。使用贝叶斯信息准则(Bayesian information criterion, BIC)对构建模型进行评价,为负分计量,其绝对值与模型拟合度呈正相关,最终模型BIC评分为-11 086.85,表明模型拟合度良好。构建的隐结构模型如图3所示。

在隐结构模型基础上,对22个隐变量进行综合聚类,归纳临床常用药物组方,同时结合中医证候相关知识,通过以方测证,得到5个常见潜在证候(编号Z1~Z5)。以Z2为例,涉及隐变量Y0、Y18、Y20,包括没药、穿山甲、枳壳、三棱、桃仁、丹参、赤芍、红花、牡丹皮、白花蛇舌草等中药,所构成的核心处方为血府逐瘀汤、复元活血汤,具有理气活血、利胆止痛之功,通过以方测证推测其对应中医证型为气滞血瘀证。另外,综合聚类模型Z1~Z5的BIC评分绝对值均较高(-7 032.52 ~-1 213.53),表明模型拟合度良好,如表4所示。

2.6 关联规则分析

基于R 4.5.3软件中的Apriori函数对CC处方潜在药物关联规则进行探索,通过支持度、置信度及提升度衡量药物间关联强度。设定最小支持度为15.00%,最小置信度为80.00%,共挖掘得到52条关联规则,其中两药组合13种,三药组合29种,三药以上组合10种。两药组合关联规则包括金钱草-柴胡、甘草-柴胡、白芍-柴胡等,三药组合关联规则包括金钱草-郁金-柴胡、白芍-甘草-柴胡、甘草-金钱草-柴胡等,其提升度范围在1.10~1.94,如表5所示。对药物关联规则进行可视化处理,如图4~图6所示。

3 讨论

3.1 CC常见证型分布规律

结果表明,CC以湿热内蕴证、肝胆气滞证及肝脾不和证等实证或虚实夹杂证为主;肝阴不足、脾胃虚弱等虚证占比较低。《通俗伤寒论》载:“若受湿遏热郁……,气机不畅,胆中相火乃炽”,《医学正传》又言:“气郁则生湿,湿郁则成热。”上述条文指出湿、热、气滞为CC重要发病病机,且常相互作用,互为因果,贯穿CC发生发展始终。《胆囊炎中西医结合诊疗专家共识(2025年)》等专家共识均认为肝胆疏泄失职、胆腑气机郁滞是促使CC发生的重要机制,其中气机郁滞通过阻碍胆汁泄,为湿热毒邪提供蕴育场所;反之湿热毒邪损伤胆络,加重气滞,日久可因胆络失养而致虚、致瘀,转变为虚证或虚实夹杂证^[1,16]。

3.2 高频中药使用情况统计

CC治疗高频中药包括柴胡、金钱草、甘草等,涉及15种大类功效,其中以补虚药、理气药、利水渗湿药、清热药、活血化瘀药为主。另外,解表药中发散风热药(如柴胡)出现频次为419次,其占比亦较高。

药物使用体现CC虚实夹杂而以实证为主的基本病机。在治疗上,实证当清利,常用理气、利湿、清热类药物,由于此类药物寒热偏性较为明显,为避免药物伤及脾胃,故常配甘草等性味平和的补虚药调和全方药性;对病程日久体质偏虚者当审查标本虚实,酌加补益之品,常用补气、补血之品,如白术、白芍等。其中单药使用频次最高的中药为柴胡、金钱草。柴胡虽属解表药,味辛、苦,走入肝胆。

《珍珠囊》称其可“去往来寒热,胆痹”,临床多用其疏利肝胆。现代药理研究发现柴胡中柴胡皂苷A、D可显著抑制环氧合酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)和诱导型一氧化氮合酶,从而减少一氧化氮(nitric oxide, NO)和前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)的合成,发挥良好抗炎效果^[17]。金钱草属利湿退黄药,其味甘、淡、咸,归肝、胆、肾、膀胱经,为清利肝胆及下焦湿热要药,具利湿退黄、解毒消肿之效,常用于治疗湿热黄疸、胆胀胁痛之证。胆囊收缩素(cholecystokinin, CCK)能增强胆囊的排空能力,血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide, VIP)可抑制胆囊的活跃程度,研究发现服用金钱草水煎剂可升高体内CCK水平并降低VIP水平,有助于促进胆囊收缩,并缓解乙酰胆碱引起的胆囊痉挛^[18-19]。

理气药中枳壳使用频次最高,其味辛、苦、酸,《主治秘要》中载其功效有四:“破胸下坚痞,一也;利胸中气,二也;化痰,三也;消食,四也。”其性以降为要,有理气宽中、消除胀满之效,适用于CC患者因暴饮暴食引起胃脘胀满不适,进而刺激胆囊,引起疼痛等症状^[20-21]。

药物性味归经统计结果显示,CC用药主入肝、脾、胃经,以寒性药为主,寒属阴,具清热、泻火等功效,其可抑制机体物质及能量代谢^[22],从而发挥改善机体炎症状态的临床功效。另外,入肝、脾、胃经的中药均以苦味为主,苦味具有“燥、泄、坚”之性,与CC基本病机“湿、热、气滞”相应,多用于肝胆湿热、肝胆气滞等实性病证。唐宗海言“木气冲和条达,不致遏郁。”肝喜条达,若遇湿热郁阻、气滞不畅,致肝失条达,胆用失能,则易发为CC,故治疗当以祛邪为主,使胆道通利。

3.3 基于隐结构模型的方药规律分析

隐结构模型作为一种无监督分析方法,能够通过对数据进行多维聚类分析,解决数据存在的模糊性,揭示潜在用药规律,并有效避免主观因素干扰,客观分析CC常用组方,为临床应用提供高效指导^[23-24]。基于隐结构模型对CC高频治疗中药进行分析,通过构建模型获得22个隐变量,通过综合聚类分析获得Z1~Z5这5类功效不同的治疗方剂。法从证立,方从法出,“中药-方剂-疾病”为目前中医药数据挖掘领域的重点^[25],“以方测证”是指通过方剂配伍规律逆向推导研究对象的证候属性,其以“方证对应”理论为逻辑基础,贯穿多种疾病的病机探究与证型辨识。基于该方法,结合综合聚类分析获得的5类方剂模块及相关中医学专业知识,推测CC综合聚类Z1~Z5的对应证型分别为肝胆气滞证、肝胆湿热证、气滞血瘀证、肝郁脾虚证和肝阴不足证。

肝胆气滞证、肝胆湿热证为CC发病的初始阶段。其病机可归纳为两点。一是湿热为患,郁于胆腑。湿邪为病,重浊黏滞,最易阻滞人体气机。气机不畅,湿遏热伏,湿中蕴热,热在湿中,难解难分,并有相互促进之势,正如《湿热病篇》中道:“热得湿则郁遏而不宣,故愈炽;湿得热则蒸腾而上熏,故愈横。两邪相合,为病最多。”湿热之邪灼伤胆络,胆腑失于通降,故见胁肋疼痛、脘腹满闷、嗳气不舒;胆汁上泛,则见口苦等症。二是饮食失调,气机内郁。进食油腻常为CC的诱发因素,膏脂常与“湿浊”相应,《慎斋遗书·古经解》又云:“清气不行,则邪浊之气,得充塞于空窍之际而为害。”膏浊本有涩滞与阻碍气机之性,常致肝失疏泄,充斥胆腑影响胆汁排泄。故CC初期若湿热偏重,常用大柴胡汤、龙胆泻肝汤、茵陈蒿汤等方清热利湿、利胆通腑;若气滞偏重则予柴胡疏肝散、金铃子散、四逆散加减以达疏肝利胆、理气止痛之效。

气滞血瘀证、肝郁脾虚证为CC两种不同转归。《景岳全书》中道“血瘀之证,皆由气滞而成。故气行则血行,气滞则血瘀。”肝胆皆喜条达,胆腑气滞,疏泄失司,日久则致血瘀。临床可见右胁胀痛或刺痛、胸部满闷、善太息、舌质紫暗、脉弦或弦涩等症,治疗上常予血府逐瘀汤以理气活血、利胆止痛。仲景言:“见肝之病,知肝传脾。”肝胆气滞最易乘及脾土,致肝脾不和。患者常出现右胁胀痛、腹痛欲泻、体倦乏力、脘腹胀满、大便溏薄等症状,临床常用逍遥散、小柴胡汤、四君子汤等方剂加减以疏肝健脾、柔肝利胆。

肝阴不足证为CC的后期阶段,疾病迁延日久,或湿热久羁耗伤阴液,或气滞日久肝胆失于濡养,均可致肝阴不足之证,此时治疗主张滋阴清热,治以一贯煎、增液汤养阴柔肝、清热利胆。

3.4 药物关联规则分析

通过Apriori算法,对所有复方中潜在药物关联规则进行探索,分析发现支持度最高的药组为金钱草-柴胡,置信度最高的药组为白芍-黄芩-柴胡。“金钱草-柴胡”具有退热利湿、行气消石之效。两药均可增加胆汁流量,通过柴胡皂苷类、酚类化合物等有效促进胆汁分泌及胆囊排空,并通过降低胆汁谷胱甘肽(glutathione, GSH)和血清γ-谷氨酰转肽酶(γ-glutamyl-transferase, γ-GT)水平,减少胆内α-异硫氰酸萘酯蓄积、提高血清环磷酸腺苷(cAMP)和NO水平等方式,实现消炎利胆之效^[26-28]。“白芍-黄芩-柴胡”为大柴胡汤的核心配伍药组,大柴胡汤常用于胆系疾病如胆囊炎、胆结石的治疗^[29]。仲景言大柴胡汤主治“呕不止,心下急,郁郁微烦”之证。三药相配,疏肝解郁而无肝阴被劫之虞,清热收敛而无肝气郁结之忧。柴胡、黄芩配伍相须,可清泄胆腑实热兼以和解少阳,《本草汇言》云“清肌退热,柴胡最佳,然无黄芩不能凉肌达表”。现代研究表明,黄芩中的黄芩苷通过抑制COX-2活性发挥显著的抗炎作用^[30];白芍中的芍药总苷可抑制脂质过氧化产物生成等过程发挥抗炎作用^[31]。且通过三药配伍可显著提高组方药物成分的溶出率,从药效物质基础角度阐明了该药组配伍的合理性^[32]。

4 结论

综上,通过多元数据挖掘方法探讨了CC不同证型下中药治疗遣方用药的规律,揭示了CC以“湿、热、气滞”为疾病病机,日久可致虚致瘀的疾病演变规律。通过频数分析及隐结构综合聚类,得到临床常用的高频药物如柴胡、金钱草等,柴胡疏肝散、大柴胡汤、血府逐瘀汤、逍遥散、一贯煎等临床常用方剂及金钱草-柴胡、白芍-黄芩-柴胡等药对。基于分析结果并结合相关专业知识,推测CC常见中医证型为肝胆气滞证、肝胆湿热证、气滞血瘀证、肝郁脾虚证及肝阴不足证,并提出不同证型的中医治法,为临床治疗CC提供诊疗思路及用药参考依据。

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原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

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中国中医科学院西苑医院名老中医经验传承研究专项(XYZX0101-46)

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Received	Published	Revised
2025-11-24	2026-08-08	2026-06-03
Online Date
2026-09-03

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