基于数据驱动分析的抗病毒中药分布规律 [复制链接]

摘要：目的挖掘抗病*中药分布规律，为中药抗病*活性筛选和当前疫情防控候选方药筛选提供依据。方法以《抗病*中草药的研究与应用》以及中国知网（CNKI）、WebofScience中的抗病*中药文献为信息来源，对相关信息进行标准化处理，通过频数分析、共现分析及系统发育树构建方法挖掘具有抗病*作用的中药药性、科属、有效成分及活性分布规律。结果共筛选出味抗病*中药，包含了新型冠状病*肺炎（coronavirusdisease，COVID-19）“三药三方”所涉及的48味中药中的41味。它们多具有性寒、味苦，归肺经、肝经等药性，其中板蓝根、*芩、金银花等最常见；涉及冠状病*科数据条，高频中药为柴胡、甘草、板蓝根等，且发现年非典时期研究最多的中药为板蓝根、苦豆子，而年COVID-19疫情时期，对桑白皮的研究占据首位；抗病*中药的有效成分以多糖类、*酮类为主；具有抗病*作用的中药共涉及个基原物种，在系统发育树上具有明显的聚集性，主要分布在种子植物门的菊分支和蔷薇分支，其中菊科、唇形科、豆科、蔷薇科等的抗病*中药最多。结论抗病*中药以味苦、性寒，归肺经、肝经为主，来源菊科、唇形科、豆科等科属中药更有可能具有抗病*作用，其有效组分多为*芪多糖、板蓝根多糖、槲皮素、咖啡酸、熊果酸等多糖类或*酮类成分，而且这些规律与抗COVID-19疫情中推广使用的“三药三方”基本一致，这为抗病*中药活性筛选，尤其为当前COVID-19疫情防控候选中药的筛选提供了参考依据。

新型冠状病*肺炎（coronavirusdisease，COVID-19）疫情爆发以来，已在全球蔓延[1]。此次新型冠状病*命名为严重急性呼吸综合征冠状病*2（severeacuterespiratorysyndromecoronavirus2，SARS-CoV-2），该病*传播迅速，主要通过呼吸道飞沫在人与人之间传播[2]，且无症状感染者亦具有传染能力。SARS-CoV-2疫情是继H1N1病*、脊髓灰质炎病*、埃博拉病*、寨卡病*之后被世卫组织公布为国际公共卫生突发事件[3]。由于各类病*传播途径广泛，病*变异迅速，一旦变异，特效药也就失去了效用，产生的后果不可估量。而与有效成分明确的化学药相比，中药由于其复杂的成分，具有多层次、多靶点、多通路的特点，发挥整体的效应，病*的变异并不会对其疗效产生太大的影响[4]。在SARS和COVID-19的防治中，中医辨证论治，运用中药组方，针对发病的各个阶段进行治疗，取得了明显成效[5]，在改善症状和降低死亡率和复发率方面显示出令人鼓舞的结果[6]。

病*性疾病在中医中属于“疫病”的范畴，中医药在与瘟疫的几千年斗争历史中，积累了丰富的理论与实践经验。中药在治疗病*性疾病的应用中有其独特优势，从中药中筛选抗病*药物已经成为国内外研究的热点。因此对具有抗病*作用的中药进行全面的数据挖掘并采用各种方法来分析其数据是非常有意义的。而在以往的抗病*数据研究中，多数研究者对抗病*中药进行统计及关联规则分析[7]，或根据中药抗病*机制展开综述[8-9]，缺乏对抗病*中药药性、基原物种分布规律的研究。

本研究通过查阅《抗病*中草药的研究与应用》及检索中国知网和WebofScience数据库，收集具有抗病*作用的中药信息，通过频数统计、共现分析挖掘其药性和抗病*种类分布规律，并通过构建系统发育树的方法分析抗病*中药基原物种在中药系统发育树的分布，为抗病*中药的筛选提供理论依据和基础资料，以应对当前以及未来可能爆发的疫情。

1资料与方法

1.1数据来源与纳入标准

1.1.1数据来源本研究的数据来源于3部分：（1）《抗病*中草药的研究与应用》[10]；（2）在中国知网（CNKI）中采用SU＝中药＋草药ANDSU＝抗病*＋抗流感的检索式，检索时间范围为年至年9月，共检索到篇文献；（3）在WebofScience采用TS＝antiviralANDTS＝ChinesemedicineORChineseherbsORtraditionalChinesemedicine的检索式，检索时间范围为年至年9月，共检索到篇文献。

1.1.2纳入标准有明确的抗病*药效实验（如抗病*活性实验）和实验数据指标[如半数效应浓度（EC50）、半数抑制浓度（IC50）]表明中药提取物或其化学成分具有抗病*作用，以及抗何种病*。每种中药抗一种病*作为一条数据。依据以上标准，纳入分析的数据为（1）《抗病*中草药的研究与应用》中筛选出条数据；（2）从CNKI共检索到篇文献，筛选出条数据；（3）从WebofScience共检索到篇文献，筛选出条数据。数据内容包括中药名称、中药基原、中药成分、提取溶剂、所抗病*全称、实验方式（体内/体外）、抗病*机制。

1.2数据预处理

1.2.1标准化根据《全国中草药汇编》[11]、《中国药典》[12]、《中华本草》[13]、《中药大辞典》[14]标准化处理中药名称、基原物种，导入性、味、归经以及科属信息。

对病*名称进行标准化，对具有多种名称的病*统一名称，如将“人类免疫缺陷病*”“艾滋病病*”统一表示为“人类免疫缺陷病*”（humanimmunodeficiencyvirus，HIV）。

所抗病*依据国际病*分类委员会（InternationalCommitteeonTaxonomyofViruses，ICTV）第10次病*分类报告中修定的MasterSpeciesList进行标准化科属分类。根据读秀（