子宫肌瘤是女性生殖器最常见的良性肿瘤，由平滑肌及结缔组织组成[1]。常见于30～50岁妇女，近年来发病率逐渐增高[2],临床主要表现为经量增多、经期异常、下腹包块和白带增多等，极大影响女性的工作和生活。现代医学治疗本病以药物和外科手术为主，但不良反应及并发症较多。

中医药疗法可明显改善症状，且不良反应发生率低，治疗本病具有一定的优势，与之相关临床试验、名医经验颇多，但作用机制尚未完全阐明，且缺乏系统整理[3]。本研究旨在运用数据挖掘技术，探索中医学治疗子宫肌瘤的用药规律，并运用网络药理学方法，预测其潜在作用机制，为临床治疗子宫肌瘤提供理论支撑。

1、材料收集

1.1 文献来源与检索方法

计算机检索中国知网(CNKI)、万方数据库(WanFang)、维普数据库(VIP),收集中医药治疗子宫肌瘤的文献。检索方式：主题词与自由词相结合；检索词：“中医”“中药”“中医药”“中医治疗”“论治”“经验”“子宫肌瘤”“子宫平滑肌瘤”“子宫平滑肌肿瘤”“子宫纤维瘤”“子宫纤维肌瘤”;检索年限：2000年1月至今。

1.2 文献纳入标准

①符合《子宫肌瘤诊治的中国专家共识(2017年版)》[4]的诊断标准；②子宫肌瘤的临床研究，包括随机对照试验、临床验案和专家经验等；③口服中药汤剂治疗，并明确提及药物组成、剂量和临床疗效；④有复诊的只录入首次处方。

1.3 文献排除标准

①不符合子宫肌瘤诊断标准，或符合标准但合并有其他疾病；②动物实验、综述、理论探讨或系统评价等研究类型文献；③非口服中药汤剂治疗、联合其他治疗、组成及剂量不明确或研究单味中药的文献；④无法获取全文的文献。

1.4 文献筛选

共检索到文献3 334篇，运用EndNote软件进行管理，去重后得到2 378篇，阅读题目和摘要进行初筛后获得文献635篇，精读后纳入文献329篇。

1.5 数据挖掘

根据2020年《中华人民共和国药典》[5]统一规范处方中的药物名称，未收录的，参考中国中医药出版社“十四五”规划教材《中药学》[6]和《中华本草》[7]予以规范，如“丹皮”规范为“牡丹皮”,“乌贼骨”规范为“海螵蛸”。将规范后的药物输入Excel 2016建立数据库，复方中含有此味中药记为“1”,反之记为“0”,进行关联规则以及聚类分析时将“1”和“0”替换为“Y”和“N”。应用IBM SPSS Modeler 18.1对中药进行关联规则分析，应用IBM SPSS Statistics 28.0对数据进行聚类分析。

2、方法

网络药理学所涉及数据库，见表1。

表1网络药理学所涉及数据库及其网站信息

2.1 活性成分及靶点筛选

借助中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)进行检索，筛选标准为口服生物利用度OB≥30%、化合物类药性DL≥0.18。使用TCMSP检索活性成分的靶点蛋白，删除无靶点的活性成分，借助UniProt数据库校正靶点蛋白的基因名，整理获得所有药物的活性成分和靶点蛋白信息。

2.2 疾病靶点筛选

以“Uterine Myoma”为关键词检索GeneCards、OMIM、PharmGkb、TTD、DrugBank疾病数据库，删除重复项，得到子宫肌瘤的疾病靶点。

2.3 药物-活性成分-作用靶点网络构建和分析

将药物靶点与疾病靶点的交集作为中药治疗子宫肌瘤的潜在作用靶点，借助Cytoscape 3.9.0软件构建药物-活性成分-作用靶点网络图，根据度值(Degree)来评价药物活性成分的重要性。

2.4 PPI网络构建与分析

将交集靶点蛋白输入STRING网站构建蛋白相互作用(PPI)网络。网络中各节点的重要程度使用Cytoscape 3.9.0中的CytoNCA插件计算相关参数来评价，根据度值(Degree)、中心性(BC)、紧密度(CC)、网络中心性(NC)、特征向量中心性(EC)以及局部平均中心性(LAC centrality)筛选得到核心靶点，从而获得PPI核心子网络。

2.5 GO和KEGG分析

将交集基因输入Metascape数据库，设置P<0.01、最小计数值3和最小富集因子1.5为筛选标准，进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析。各类别富集分析结果用微生信在线作图平台展示。

2.6 分子对接

从蛋白质结构数据库下载PPI网络图核心靶点蛋白的PDB格式文件，从TCMSP数据库下载度值前6的活性成分的MOL2格式文件。将含有受体蛋白与配体分子结构信息的文件导入AutoDock Vina软件，转化为Pdbqt格式后进行模拟对接，计算结果使用热图展示。

3、结果

3.1 频次分析

共筛选得到364个有效处方，涉及229味中药，中药总频数4 354次，频数前20位的中药详见表2。

3.2 关联规则分析

使用IBM SPSS Modeler 18.1软件进行关联规则分析，设置最低条件支持度20%,最小规则置信度80%,最大前项数为2,提升度≥1,共得到63组药物组合。见表3。

表2中药治疗子宫肌瘤的高频药物(前20位)

表3中药治疗子宫肌瘤关联规则分析

3.3 复杂网络分析

通过SPSS Modeler 18.1 Web复杂网络制作中药复杂网络分析图，设置可显示最大链接数80,弱链接上限为15,强链接下限为35。以线条粗细程度表示两种药物之间关联度的强弱，线条粗者为强链接，线条细者为弱链接，如图1显示桂枝、茯苓、赤芍、桃仁、牡丹皮、三棱、莪术间关联性较强。

图1中药复杂网络分析  

3.4 聚类分析

通过SPSS Statistics 28.0的系统聚类对频次前20味药物进行聚类分析，可以得出2个药物组合，见图2。组合一为莪术、三棱、牡蛎、夏枯草、鳖甲、白术、党参、黄芪、甘草、川芎；组合二为赤芍、桃仁、桂枝、牡丹皮、茯苓、枳壳、薏苡仁、红花、香附、当归。

图2聚类分析  

4、结果

4.1 活性成分及靶点的筛选结果

根据数据挖掘结果，桂枝、赤芍、桃仁、牡丹皮、茯苓、三棱、莪术间关联性较强、出现频次较高，为本研究的核心药物，选取这七味药进行网络药理学分析。通过TCMSP数据库检索及筛选，最终共得到93个中药活性成分，其中赤芍29个，莪术3个，茯苓15个，桂枝7个，牡丹皮11个，三棱5个，桃仁23个，并通过UniProt数据库筛选得到208个靶点名。

4.2 疾病靶点结果

在GeneCards数据库，设定相关性分数>1,得到171个靶点基因。OMIM检索到子宫肌瘤相关靶点3个，PharmGkb检索到7个，DrugBank检索到81个，TTD未检索到相关信息，删除重复靶点，共得到245个靶点。将药物靶点与疾病靶点取交集得到42个共同靶点，对应36个有效成分，其中赤芍11个，茯苓3个，桂枝6个，牡丹皮6个，三棱5个，桃仁15个，详见表4。

图3药物与疾病交集靶点韦恩图  

4.3 药物-活性成分-作用靶点网络构建和分析

整理中药治疗子宫肌瘤的靶点和活性成分，通过Cytoscape 3.9.0构建药物-活性成分-作用靶点网络，如图4,Degree值排名前6位的活性成分见表5。

表4中药有效活性成分信息

表5排名前6位的活性成分

4.4 PPI网络的构建与分析

将42个共同靶点输入STRING,设置物种为人，最小互作分数为0.4。图中节点表示蛋白质，边表示蛋白质之间的关联，共42个节点、389条边，平均节点度为18.5,平均聚类系数为0.757,P-value < 1.0×10-16,如图5。以Degree、BC、CC、EC、NC以及LAC Centrality大于中位数(Degree>17,BC>10.22,CC>0.63,EC>0.14,NC>15.25,LAC Centrality>14.11)为条件，筛选出15个核心靶点基因，如图6,分别为ESR1、TP53、IL6、TNF、VEGFA、EGFR、PTGS2、CXCL8、PTEN、CCL2、SERPINE1、NOS3、CAV1、EGF、MMP2。

4.5 GO与KEGG富集分析

运用Metascape数据库对42个共同靶点进行GO功能及KEGG通路富集分析，共得到GO功能富集条目330条，其中包括生物过程(BP)244个，细胞组成(CC)32个，分子功能(MF)54个，见图7;通过KEGG富集分析得到127条通路，见图8。

4.6 分子对接

利用AutoDock Vina软件对6个核心药物活性成分及15个核心靶点进行分子对接验证。对接结果显示，核心药物活性成分与核心靶点最低结合能最差为-5.6 kJ/mol,平均最低结合能为-7.67 kJ/mol,关键靶点与重要化合物的对接能量均小于0 kJ/mol,对接构象稳定。见图9。

图4“药物-活性成分-作用靶点”网络  

图5蛋白相互作用网络

图6核心子网络筛选  

图7 GO功能富集分析  

5、讨论

子宫肌瘤在中医学中属于“癥瘕”的范畴[8]8],多由于正气不足、外邪入侵或情志因素、房劳所伤、饮食不当，导致脏腑功能失和，气血失调，瘀血、痰饮、湿浊等有形之邪蕴结于胞宫，逐渐形成。现代医学认为，子宫肌瘤的发生与遗传易感性、性激素水平和干细胞功能失调密切相关[4]4]。

图8 KEGG通路富集分析  

图9分子对接热图  

数据挖掘发现临床治疗子宫肌瘤的核心药物有桂枝、茯苓、赤芍、牡丹皮、桃仁、三棱、莪术，关联规则分析表明，桂枝、茯苓、赤芍、牡丹皮、桃仁间关联性较高，由此五味药组成的桂枝茯苓丸可活血化瘀消癥，在《金匮要略》中明确指出可用于癥瘕疾病的治疗，为古今治疗癥瘕第一方。大量临床研究显示，使用桂枝茯苓丸作为基础方治疗子宫肌瘤可取得较好的临床疗效。研究表明，桂枝茯苓丸联合米非司酮治疗子宫肌瘤可有效改善临床症状，降低血清中性激素水平，抑制炎症反应，且安全性较高[9,10]9-10]。姚祺等[11]11]研究发现桂枝茯苓丸可能通过激活PI3K/AKT信号通路，促进细胞凋亡，从而抑制子宫平滑肌细胞的增殖，缩小子宫肌瘤。三棱、莪术药对同样显示较高的关联性，三棱、莪术药对为破血消癥的常用药，具有广泛的抗肿瘤作用[12]12],动物实验表明，三棱、莪术对子宫肌瘤有较好的抑制作用，可能通过PI3K/AKT通路实现[13]13]。聚类分析得到两个可供参考的药物组合，可看作是理冲汤和桂枝茯苓丸的加减变化，有待临床上进行验证。

本研究发现，核心药物治疗子宫肌瘤的关键活性成分为槲皮素、山柰酚、鞣花酸、β-谷甾醇、刺芒柄花素和黄芩素。有研究表明，槲皮素可通过调控PI3K/AKT/mTOR、Wnt/β-catenin和MAPK/ERK1/2通路对癌细胞和肿瘤发挥抗癌作用[14]14]。山柰酚作为一种黄酮类化合物，具有抗炎、抗糖尿病、抗氧化、抗菌、抗肿瘤和抗癌等多种药理学活性[15,16,17]15-17]。鞣花酸在微生物感染、癌症和神经退行性疾病的治疗上有较大的益处[18]18]。CCK-8细胞增殖实验显示，鞣花酸对多种癌细胞的增殖均有较强的抑制作用[19]19]。β-谷甾醇是一种植物甾醇，具有抗肿瘤、抗高胆固醇、抗炎和抗菌的特性[20]20]。刺芒柄花素通过调节多种信号通路诱导细胞凋亡和细胞周期阻滞，在体外和体内诱导抗肿瘤特性，抑制细胞增殖和侵袭，被认为在未来可以成为新的化疗药物[21]21]。黄芩素通过抑制肿瘤细胞增殖、诱导自噬和凋亡、抑制血管生成和转移等不同信号级联，在肿瘤治疗中具有良好的应用前景[22]22]。以上提示，核心药物或可通过多种具有协同作用的活性成分发挥抗肿瘤作用，与中医药配伍理论相吻合。

根据PPI分析，核心药物治疗子宫肌瘤的核心靶点基因为ESR1、TP53、IL6、TNF、VEGFA、EGFR、PTGS2、CXCL8、PTEN、CCL2、SERPINE1、NOS3、CAV1、EGF、MMP2,这些靶点基因均在肿瘤细胞的增殖与凋亡中发挥一定的作用。其中TP53是一种广谱肿瘤抑制基因，可介导细胞凋亡和DNA损伤的修复，大多数的癌症中存在着TP53的变异[22,23]22-23]。VEGFA是重要的血管生成因子，参与介导肿瘤血管的生成[24]24]。MMP2在癌症的转移中发挥关键作用，并与多种癌症的进展密切相关，研究发现MMP2在子宫内膜癌患者中呈现高表达，或许可以作为子宫内膜癌的生物标记物[25]25]。

GO功能分析表明核心药物治疗子宫肌瘤可能与细胞对有机环状化合物的反应、导管形态发生等有关，这些生物过程在薄膜筏、囊泡内腔、线粒体包膜等进行，其分子机制主要包括信号受体调节活性、类固醇结合、分子功能抑制剂活性等。从KEGG通路富集分析结果可以看出，信号多数富集在癌症的途径、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、化学致癌作用-受体激活通路等。分子对接结果表明，核心靶点与核心药物主要活性成分均拥有良好的对接活性，验证上述网络药理学预测结果的可靠性。

综上所述，本研究采用数据挖掘和网络药理学方法对中药治疗子宫肌瘤的用药规律及潜在作用机制进行分析，由于数据库的局限性以及化合物之间相互作用的复杂性，故研究预测的结果有一定的局限性，需要进一步进行实验和临床验证。

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基金资助:山东省泰山学者青年专家项目(NO.tsqn201909185);

文章来源:王欣,张一诺,师伟.基于数据挖掘和网络药理学探讨中医药治疗子宫肌瘤用药规律和作用机制[J].亚太传统医药,2024,20(02):124-131.