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无尺度网络在2型糖尿病合并代谢综合征证候研究中的应用

怡康糖尿病论坛

  近年来,合并代谢综合征(Metablic syndrome,MS)的2型糖尿病人群呈逐年增加趋势。最新的一项前瞻性研究显示,中国成年人MS的发病率男性为9.8%,女性为17.8%;超重的发病率男性为26.9%,女性为31.1%。MS防治的主要目标是防止靶器官的损害和心脑血管事件的发生。鉴于MS临床表现的异质性、患病率的差异性、病理生理机制的复杂性、危险因子的可控性及临床后果的严重性等特征,其防治策略强调综合性干预、个体化防治。中医药防治MS的关键在于准确辨证。因此,认识和探讨2型糖尿病合并MS的证候特征,具有重要的临床意义和价值。既往文献有关2型糖尿病合并MS的证候研究多限于理论探讨。如有学者认为MS的中医病机包括郁、热、虚、损四个阶段;另有人从痰湿、瘀血论治。目前基于临床数据的有关本病的证候研究尚无文献报道。鉴于此,本研究运用无尺度网络,结合单证候因素分析,拟探讨2型糖尿病合并MS的中医证候分类特点,以期为临床辨证论治提供理论依据。
  在2004~2006年间,我们依托于结构化住院电子病历采集系统,收集了来自北京地区7家医院经筛选合格的265例2型糖尿病合并MS住院病人病例信息,所有资料均为动态、适时采集,并建立数据库,通过数据在线分析和处理系统(OLAP)完成对数据的预处理。运用单证候因素判别,结合计算机分析进行证候判断,并检验其是否符合幂律特征。满足以上条件后,按病程分组,运用无尺度网络模型建立关于症状及证候网络图,结合病程分析其症状及证候的空间位置关系,探讨其证候分布特征及演变趋势。
  为了证明2型糖尿病合并MS的症候群是否符合幂律特征,我们将265例2型糖尿病合并MS患者的所有的症候群,结合其频数分布,并运用无尺度网络的幂律公式:p(k):k-?琢。[其中?琢是无尺度网络的自由度(指数),k是结点的连接度]。检验其症状群是否复合幂律特征,结果发现:构成2型糖尿病合并MS的症状群、按频数多少而形成的结点与结点的关系以及结点与结点所形成的边的关系,三者的函数图像均近似二、四象限的斜线,说明其符合幂律特征。
  在论证了2型糖尿病合并MS的症状群属性特征后,根据单证候因素判别逐个对病例进行证候提取,然后利用计算机构建症状与证候的网络图。网络图反映的是症状与证候(包括气虚、阴虚、血虚、阳虚、热盛、血瘀、痰湿、湿热、寒湿等)的空间分布特征。症状、证候因病程不同而在网络中呈现有差别的位置分布,甚则缺如。我们认为,这种分布的差异具有时序效应、空间特征,是动态的。同时,症状间,“症—证”间、证候间的边的连接关系(紧密度)亦是动态发展的,当前的空间分布状态只是处于某一阶段的,相对稳定的疾病本质的外在表现。
  病程10年以上的2型糖尿病合并MS的症状与证候关系图中,其网络中心“气虚=17”、“血瘀=40”、“阴虚=42”构成了距离较近且联系紧密的几何三角;“血虚=39”、“热盛=18”、“湿热=26”、“寒湿=7”(注:阿拉伯数字为计算机自动编码)依次距中心位置较远;与气虚、血瘀、阴虚所构成的三角网络紧密簇聚的主要症状是:乏力、小便频、肢体发凉、腰痛、头晕、视物模糊、肢体麻木、健忘、小便多。其外围的症状群是:胸闷、畏寒、口渴喜饮、夜尿频、苔薄、多饮、脉弦细、脉沉细。同时这些症状群中的某一或某些症状与其他诸如血虚、血瘀、阴虚等证候仍有紧密联系。结合中医理论分析,可以认为病程10年以上的2型糖尿病合并MS的基本证候是:以气虚、血瘀为核心,阴虚、血虚、热盛、湿热是其兼夹证候。同样,经分析可以得出病程在5~10年以及病程小于5年的症状与证候分布特征。
  无尺度网络是一种描述组成复杂系统各元素时空关系的表现方式。该网络结构的发现是从研究随机网络开始而意外得到的收获。其发现者Albert-Laszlo Barabasi和Eric Bonabeau新近研究认为,许多网络包括因特网、人类社会、细胞代谢网络等,都是无尺度网络。其重要特征是:组成复杂系统的各元素被认为是多个结点的有机集合体,大部分结点间只有少数几个连结,某些结点却拥有与其他结点的大量连结。具有大量连结的结点被称为“集散结点”。集散结点与周围结点间连接的边的长短可以衡量结点间的紧密关系。几个或多个结点间的连接关系形成了一个结构相对完整、具备一定功能作用的网络结构,并成为网络整体的重要组成部分之一,其功能特征可以完整或部分地反映整体的特性。但并非所有复杂系统都可以运用无尺度网络进行分析,它有两个重要前提,除了组成元素符合幂律特征外,还必须为非正态分布。
  疾病证候研究的难点在于证候的复杂性,其复杂性与它的高维高阶性有着不可分割的关系,具有“内实外虚”、“动态时空”和“多维界面”等特征。证候的分析方法要能够将疾病本身的证候特征进行分解和提取,使其共性的本质特征——“内实”,个体化特征——“外虚”完整展现。对于2型糖尿病合并MS的中医证候而言,其症状间、症状与证候间经数学运算后均符合幂律特征,通过构建无尺度网络图后分析发现,其主要证候演变随病程增加呈现由阴虚热盛、气阴两虚到气虚血瘀的发展过程,兼夹证呈个体化分布。
  以上仅就无尺度网络在证候研究中的应用进行了一些初步探索。今后该算法还可以找出结点间的连接系数,根据系数值大小来判断各元素间的相关度。目前该方法已部分应用于医学生物领域如分子的结构、功能发现,新药开发等。实际上,作为复杂系统的认识方法和知识表现方法,无尺度网络在中医药研究中具有广泛的应用前景,如针灸处方中经穴配伍关系、经方药物配伍规律等,有待进一步深入研究。

  第一作者简介
  陈世波,男生于1974年,内分泌学博士,主治医师。目前在中国中医科学院博士后流动站做博士后工作。合作导师:王永炎院士、刘保延教授。主要研究领域:循证医学、中医药临床诊疗共性技术及疗效评价方法学研究。


日期:2007-04-05  来源: 怡康糖尿病健康网  编辑:admin
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