基于相似度算法的痛風病因病機演變規律研究

石晗，李園白，楊衛彬，李宗友，韓鵬?

（1. 國家中醫藥管理局監測統計中心，北京 100027； 2. 中國中醫科學院中醫藥信息研究所，北京 100700； 3. 中國中醫科學院研究生院，北京 100700）

痛風（gout）是由多種原因引發機體嘌呤代謝紊亂和（或）尿酸（uric acid，UA）排泄障礙的一種全身性代謝疾?。?］。由于體內單鈉尿酸鹽沉積而出現高尿酸血癥（hyperuricemia，HUA）、晶體相關性關節炎和關節功能障礙等臨床癥狀表現，嚴重者會引發痛風石、腎功能損害，是慢性腎病、高血壓、糖尿病等多種疾病的獨立危險因素和過早死亡的獨立預測因子［2］。

“痛風”作為獨立病名最早見于元代《格致余論》的記載中［3］，但中醫藥治療痛風的歷史可追溯至秦漢時期，早在有關“痹癥”“歷節”“白虎風”的記述中［4-6］，就可窺見古代醫家對痛風的認識和辨治思想。中醫藥治療痛風有著悠久歷史和獨特優勢，隨著現代中醫學的發展，需要建立具有中醫自身特色的臨床證據分級及規范化推薦系統［7-9］，其中古籍和醫案是重要數據來源［10］。中醫藥傳承迭經朝代更替，對痛風中醫理論的研究，目前已進行了大量文獻挖掘和梳理工作［11-15］，但主要從共性治法和用藥出發，或多以尋章摘句為主，對該病理論演變的系統梳理和縱向把握還需進一步探索。如能從時間線角度將理論進行比較分析，發現其中的差異變化，將有助于理清疾病認識的發展脈絡。本研究通過相似度比較，以信息算法為橋梁，對不同時期醫家的痛風病因病機理論認識進行對比分析，構建痛風病因病機演變的體系性認識，探求適合中醫理論演變的研究方法。

1 資料

1.1 古代病名選定

參考《痛風及高尿酸血癥中西醫結合診療指南》《中國高尿酸血癥與痛風診療指南（2019）》《中醫大辭典》、全國普通高等教育“十五”“十一五”“十二五”全國規范化教材《中醫內科學》，以及既往學者有關現代痛風古代命名考據的研究報道［16-26］，通過專家咨詢，明確與現代痛風相關的古代疾病病名有：痛風、歷節（白虎歷節、歷節白虎）、白虎風、痹證、痹癥、痹病、痛痹、風痹。

1.2 數據來源和檢索

以選定的“痛風”“歷節”“白虎歷節”“歷節白虎”“白虎風”“痹證”“痹癥”“痹病”“痛痹”“風痹”病名為檢索詞，分別檢索古今醫案云平臺的古醫案庫和《中華醫典》，得到與檢索病名相關的所有論述。依托國家圖書館和中國中醫科學院圖書館的紙質書籍對檢索到的內容進行校對。

1.3 制定納入和排除標準

參照《痛風及高尿酸血癥中西醫結合診療指南》《中國高尿酸血癥與痛風診療指南（2019）》和中華人民共和國中醫藥行業標準《中醫內科病證診斷療效標準》（ZY/T 001.1—94）中痛風的診斷依據［27-29］。

1.3.1 納入標準

①與選定古代病名相關的論述；②“主癥”論述中涉及的癥狀表現與痛風典型癥狀相近：包括關節紅、腫、熱、痛，常見于四肢末梢關節，例如“歷節疼”“骨節急痛”；疼痛劇烈，例如“疼痛不可忍”“痛如虎嚙”“痛如刀割”；發作時間以夜間多發，可見“晝靜夜劇”等；關節疼痛反復發作，間歇發作，或時發時止，如包括“發作不定”“發作無時”等；③“次癥”論述中涉及除關節癥狀外的其他兼癥，可見體溫升高、頭痛、口干、疲乏、汗出、煩躁及胸脘滿悶等，如“發熱”“頭痛”“四肢懈惰”“黃汗出”“口干躁煩”“胸滿”等。凡滿足①、具備②“主癥”中的任意1項，包含或不包含③“次癥”中所列癥狀即可納入。

1.3.2 排除標準

①論述中涉及關節癥狀的描述與“主癥”相差甚遠，如“兩腳筋縮，腳根縮粘至腿”“癱瘓”，或所論兼癥與“次癥”相差甚遠者，如“胸高喘脹”“暴上氣而喘”等；②有關臟腑痹的論述；③同時期重復的論述。

1.4 數據篩選和錄入

將檢索到的內容按照納排標準采用雙人錄入的形式進行篩選，雙人核對后篩選出的內容參照紙質書籍校對。將校對后的內容中涉及病因病機的數據項分朝代摘錄至Microsoft Excel。

1.5 數據標準化處理

將錄入的病因病機數據項參照《中醫藥主題詞表》《中醫臨床診療術語國家標準證候部分》《中醫臨床診療術語國家標準疾病部分》進行標準化處理，對存在爭議的內容保留原文。具體見表1。

表1 數據標準化示例

2 方法

本研究選用文本相似度（textual similarity）算法中的本體概念相似度作為計算方法。本體概念相似度屬于文本相似度中的語義文本相似度［30］，此方法通過制定特定文本語義詞典，區分詞典中不同文本之間的含義，從而判斷文本間語義關系，即在語義詞典基礎上計算每個文本數據項在詞典層次體系中的節點長度（數），從而得到兩者之間的相似度［31］。其結果范圍0～1，0 代表完全不同，1 代表完全相同，數值越大表示相似度越高。本體概念相似度計算公式［32］如下：

其中，Lcan（ci，cj）表示兩個被比較對象ci、cj在詞典中相同節點的路徑長度，即兩者共有的層級數。IC（ci）、IC（cj）分別表示所比較對象ci、cj在詞典中的層級數［32-33］。

2.1 語義詞典建立

通過專家咨詢和專家論證的方式，確定數據項間的語義層級，利用Xmind軟件建立痛風病因病機語義詞典。詞典中囊括經標準化處理后的所有痛風病因病機數據項。本研究建立的痛風病因病機語義詞典共有119 個數據項、119個節點，其中包括一級節點1個，二級節點5 個，三級節點14 個，四級節點32 個，五級節點48 個，六級節點17個，七級節點2個。語義詞典示例見圖1。

圖1 痛風病因病機語義詞典示例

2.2 病因（病機）間相似度計算

根據語義詞典，計算每個病因或病機在詞典層次體系中的節點長度（數），從而得到兩者之間的相似度。如計算外感風寒暑濕和風熱阻絡的相似度為0.667。關系圖見圖2。

圖2 外感風寒暑濕和風熱阻絡語義關系圖

2.3 朝代間相似度計算

朝代間相似度計算采用聚類分析中的組間聯接算法，即計算兩個朝代兩兩病因病機相似度的平均值，得到兩個朝代間的相似度。如計算秦漢與晉南北朝間的病因病機相似度為0.632。結果見表2。

表2 秦漢與晉南北朝病因病機相似度比較

3 結果

3.1 基本數據結果

本研究最終納入143 部中醫著作中有關痛風病因病機理論數據，包括中醫論著、方書、本草和醫案醫論，年代跨度從秦漢、晉、南北朝、隋、唐、宋、元，到明、清。

3.2 相似度算法結果

3.2.1 病因病機相似度

根據計算結果，晉南北朝與隋唐的病因病機相似度最高（56.0%），宋元間相似度最低（28.5%）。從秦漢到隋唐相似度呈上升趨勢，從隋唐到宋的相似度開始下降（35.1%）。隋唐以前，醫家對該病的認識較為集中，從宋代以后認識逐步深入，相似度值的變化趨于平緩。結果見圖3。

圖3 朝代間病因病機相似度比較結果趨勢圖

3.2.2 病因相似度

對病因相似度做單獨比較。本研究病因分外感、內傷兩部分，外感包括外感風邪、寒邪、熱邪、濕邪，內傷分為內生五邪、陰陽失調、氣血津液失調及病理產物致病和飲食內傷四類。其中內生五邪包括內生寒邪、熱邪、濕邪，陰陽失調包括陽虛、陰虛兩部分，氣血津液失調及病理產物主要包括氣滯、血瘀和痰飲。

宋之前病因的相似度較高，從宋之后呈下降趨勢，并逐漸趨于平穩。宋之前醫家對該病病因的認識較為集中，以外感為主，主要是外感風寒濕邪，散在有氣血兩虛和寒邪內生的內傷認識。宋之后出現更多內傷病因，包括陽虛、陰虛、內熱、內濕、痰飲、血瘀，以及飲食內傷。元代出現氣滯記載。到了明清時期，內傷以內熱、血虛、氣虛記述最多，氣滯、血瘀、陰虛、內生濕邪次之。結果見圖4。

圖4 朝代間病因分布及相似度趨勢圖

秦漢時期是外感內傷致病理論“萌芽”階段，《金匱要略·中風歷節病脈證治》中所論“歷節”“少陰脈浮而弱，弱則血不足，浮則為風，風血相搏，即疼痛如掣”［5］，血弱受風，風邪入血則關節痛，“榮氣不通，衛不獨行，榮衛俱微……便為歷節也”。晉南北朝時期可見諸多治療風寒濕痹和寒熱風痹的藥物記載，《神農本草經》載治療寒濕風痹的茜草，治療內寒風痹的王不留行，以及主風熱邪氣的秦艽［34］。此時期的認識以外感為主。

到了隋代，《諸病源候論》對《金匱要略》的“飲酒汗出當風”做出解釋，“由飲酒腠理開，汗出當風所致也。亦有血氣虛，受風邪而得之者。風歷關節，與血氣相搏交攻，故疼痛”［4］，并承前人經驗認為“風寒濕三氣雜至，合而成痹。其風濕氣多而寒氣少者，為風濕痹也”，同時認為感邪之人是由于氣血兩虛感受風寒濕邪所致，“由血氣虛，則受風濕，而成此病”。唐代《新修本草》記載諸多《本經》及《本草經集注》中治療風濕痹痛的藥物［35］。隋唐有了明確氣血兩虛兼外受風寒濕邪致關節痛的記載。

宋之前相似度較高，以圍繞外感為主。宋時期對歷節、痛風關節痛的認識雖以外感風寒邪氣為主，但已出現內在氣血不足、氣血不暢的病因，并且病變過程中有熱化趨勢，是從外感認識到內傷過渡階段。宋·楊士瀛在《仁齋直指方論》言：“一方，治酒濕痰痛風”［36］，第一次出現治療飲酒所致痛風的方藥記載?！短绞セ莘健份d針對肝腎不足、外受風寒濕邪關節痛的萆薢丸方［37］，并載虎杖散針對血脈結滯之白虎疼痛，發無定時，以及《世醫得效方》治療肝腎虛、外受風寒濕邪之川膝煎［38］。出現痰濕、氣滯、血瘀，以及郁而化熱的病機認識，并第一次出現歷節關節痛忌食生冷魚肉油膩之品的記載。

元代病因病機的重心開始從外向內轉變，相關理論主要見于朱丹溪的著作中。朱丹溪提出血熱理論，是病因病機認識的重要轉折點，認為痛風病在血分，根據癥狀特點，分血虛生熱、痰氣交阻和濕熱血瘀的不同，病程后期伴有陰血不足。此時期開始出現氣滯的認識。

明清醫家對丹溪的血熱理論做進一步闡釋。陳士鐸《辨證錄》提到“火郁于中上二焦”［39］，肝膽氣郁不宣，下克脾土，耗傷氣血，經絡不榮而痛。對病因認識已脫離外感病的范疇，認識到該類病是一種內傷疾病。病因病機涉及肝膽火旺、腎虛火旺、濕熱、痰熱、血熱、血虛生熱、久病化熱，也涉及氣滯、血瘀、痰濁、肝腎陰虛。同時，此時期注意到發病與天氣有關，受涼、受濕會誘發關節痛，飲酒、勞累也會誘發，并且提出肥胖多痰熱，瘦人多痰火，“痰”與患痛風有著密切關系?！冻煞角杏谩诽岢銎⒛I兩虛外受風濕［40］?！夺t述》中提到胃熱之熱痹［41］。到清代，對病因病機有了更全面的認識。

3.2.3 病位相似度

對病位相似度做單獨比較。病位的劃分以臟腑辨證為主，涉及肝、腎、膽、脾、胃、肺和三焦。

明代之前朝代間病位相似度都為0，明清間病位相似度為0.481。秦漢時期涉及肝、腎、三焦病位；晉南北朝、隋唐和元代不涉及臟腑辨證；宋代臟腑辨證在肝、腎、肺；明代涉及肝、腎；清代涉及肝、膽、腎、脾、胃、肺?？梢?，圍繞肝、腎、脾、胃辨證為多，結果見圖5。

圖5 朝代間病位分布圖

《金匱要略》描述歷節為：“寸口脈沉而弱……沉即為腎，弱即為肝”，論其成因“味酸則傷筋……咸則傷骨……榮氣不通，衛不獨行，榮衛俱微，三焦無所御”［5］，這里提及偏嗜酸咸傷肝腎，“三焦無所御”更多的是指感受外邪所致。

宋代《太平圣惠方》對《諸病源候論》中的痹病方藥做了補充［37］，從“堅骨益筋”角度治療風寒濕痹的萆薢丸方，祛風除濕同時加入補肝腎的牛膝?！妒泪t得效方》記載針對肝腎虛外受風寒濕邪之川膝煎［38］。此時期有明確病位在肝、腎。

《明醫雜著·卷之四·風癥》中對丹溪所論血熱痛風做進一步闡釋，“蓋肝藏血而主風，又肝氣為陽為火，肝血為陰為水。若肝火旺則肝血必虛”［42］，指出血熱是由于肝火旺血熱，火旺肝血虛，肝經風火，血燥生風。同時提到骨節痛而熱者歸屬腎虛生熱，并以涌泉處、兩足生熱為多。明代對血熱痛風有了臟腑病位的劃分，主要在肝、腎。

清代《黃帝內經素問集注》中指出“歷節黃汗出，此言毀傷筋骨，故肝與腎脈并至，而其色蒼赤”［43］，病位在肝腎?！冻煞角杏谩诽峒捌?、腎，“此類歷節病，由風濕外邪，而兼脾腎俱虛之方也”［40］?！夺t述》中記錄兩種關節紅腫疼痛的情況［41］，“痛痹一證，肝腎為病，筋脈失于榮養，虛火乘于經絡，紅腫疼痛……又有過服熱藥，胃中蘊熱日深，筋脈不利，手足腫痛如錐，以陽明主宗筋”，一種是由于肝腎陰虛，虛火乘于經絡，筋脈失榮而致紅腫疼痛，另一種是胃中蘊熱日久，陽明主宗筋，而出現筋脈不利、手足關節腫痛如錐?！侗孀C錄·卷之三·遍身骨痛門（四則）》認為痛風是由于風濕入絡，甚者風濕入骨髓，“風濕入于經絡則易去，風濕入于骨髓則難祛，以骨髓屬腎”“人亦以為痛風也，誰知乃火郁于上中二焦……蓋火生于郁。則肝膽之氣不宣，木必下克脾胃之土，而土氣不升，則火亦難發，以致氣血耗損，不能灌注于經絡而作痛矣”［39］，肝膽氣郁不宣，下克脾土，耗傷氣血，不榮經絡而痛。此時期也提出脾胃虛弱致痹，“腿并臂間發作不定，此脾胃虛，衛氣不溫分肉”。清代對因脾胃受損致病有了更多認識，肝膽火旺、木克脾土，脾腎兩虛，外受風濕致歷節關節痛，胃中蘊熱、胃中濕熱，或肝木犯胃射肺，而出現筋脈熱痛。

4 討論

通過對醫家認識演變過程的比較性梳理，我們可以總結出醫家對痛風的認識呈現從分散到集中，再到完善的過程，對病因病機的認識從以外感為主到向內傷過渡，并逐步深入和具體。痛風總屬本虛標實之證，主要為肝腎陰（血）虛血熱，氣滯、痰濕熱瘀，其中核心病機是痰濕熱瘀、氣滯，次要病機包括脾胃兩虛，胃熱，肝膽氣郁火旺，外感風寒濕邪是常見誘發病因。此外，與現代痛風發病相關的飲食、飲酒內傷，或飲食禁忌也有較多記載。本研究利用相似度算法，將文字表述轉化為可量化的數字形式展示，串聯出整個歷史時期對痛風理論認識的線性變化趨勢。

文本相似度算法通過制定一定策略，將兩個或多個實體（文本、詞語等）的相似度進行數值量化，通過概念的語義組織和概念間的關系，將文本表示與上層應用［44］，以及文本潛在信息之間創建聯系［30］，具有良好的結構信息和人機可讀屬性［45］，是處理海量數據，挖掘有價值信息的關鍵技術。目前被廣泛應用于工業技術、文字信息處理、人工智能和計算機網絡等領域，并已日漸成為生物醫學領域組織資源的重要方式［45］。文本相似度算法大致分為表面文本相似度和語義文本相似度兩類［30，46］。本研究選用的本體概念相似度是基于文本含義確定文本間差異［31］，根據兩個概念節點在本體語義網絡中的位置距離來比較兩者不同，是屬于基于知識庫的語義文本相似度的一種［47］。通過比較的概念將一段時間中的變化串聯有助于掌握這段時間變化的整體趨勢。人們對事物的認識受到歷史因素的限制，將疾病的研究建立在歷史觀的基礎上有助于對整個認識過程的把握。通過相似度比較將認識的過程進行量化，幫助建立全局概況，找到關鍵節點，形象展示其中的演變趨勢。雖然相似度算法在中醫領域應用較少，但既往有學者做了相關探索，在中醫醫案、證候、處方用藥相似度和中醫領域本體庫構建方面進行嘗試［48-51］。中醫理論包含大量文本專業術語，將文本術語量化、結構化，將相似度算法應用于中醫理論研究，對中醫理論深入挖掘探索，以及中醫診療標準化工作的推進不無裨益。