在高山及高原地区(海拔3000米以上),空气稀薄、大气压和氧分压均低,人体对此低氧环境的适应能力不全或失调而引发的综合征,即称高原病(又称高山病)。在我国,海拔3000米以上的地区约占国土总面积的1/6,高原病时刻威胁着这些地区的原住民以及进入这些地区的其他人群,进而对国家的政治、经济、军事等方面带来严重影响。因此,如何防治高原病就成为我国高原生命科学需要着力解决的问题。世居青藏高原的藏族人民,在几千年的历史中创造了璀璨的文化,其中自成体系的藏医药文化正是我国民族医药园圃中绽放的一支奇葩。可以说,世界上少有像藏族这样熟悉高原、热爱高原、适应高原的族群,他们“因地制宜”地孕育出的藏医药文化,“天生”地包含着防治高原病的丰富资源,是贡献给世界的一笔极宝贵的财富。然而稍显遗憾的是,虽然藏医药在高原病防治方面独具优势,但其用药特点及配伍原则等尚缺乏系统的整理、挖掘,藏药作用高原病的机制也还不够清晰、具体;虽然记载藏族医者的临床经验、心得体会的书籍文献不断产出,但是学科发展的脉动仅靠传统手工检索的方法已不能准确捕捉。如何从纷繁浩瀚的文献信息中提取对高原病研究有用的知识,是个重要的课题。文献计量学、知识可视化、数据挖掘等方法正是解决上述问题的有效手段。本研究聚焦于高原病,以有效的知识发现为目标,联合应用文献计量学知识图谱、数据挖掘、网络药理学方法,针对高原病构建多维的文献研究模式;通过分析国内外高原病研究的现状,发现其热点与趋势,探索藏医药治疗高原病的用药规律,揭示藏药作用高原病的机制,凸显藏医药防治高原病的优势。目的:(1)通过对国内外高原病研究进行文献计量学及知识图谱可视化分析,整理高原病研究领域发展主体线索,展示其代表研究单位及学科领军人物,剖析知识领域构造,发现该研究领域热点,预测发展趋向,为科研工作者提供数据参考。(2)通过对藏医药高原病类方的系统分析,挖掘藏医药治疗高原病的代表药物、用药模式、核心组合等,发现藏医药防治高原病的用药规律及配伍机制,为临床诊疗、药物筛选提供依据。(3)以数据挖掘得到的藏医药防治高原病高频基础组合方三果汤散为例,预测三果汤散作用高原红细胞增多症的关键靶点及显著通路,为藏医药防治高原病机制的知识发现提供新思路。方法:(1)基于SCI、CNKI数据库的高原病研究文献,应用词频分析法、共现分析法从年代、作者、来源机构等方面对国内外高原病领域文献进行文献计量分析,发现主要研究团体、领军人物;利用信息可视化软件Cite Space3.8R1绘制国内外高原病研究知识图谱,通过文献共被引聚类分析、关键词共现聚类分析,识别出国内外高原病领域的研究热点及研究前沿、发展趋势。(2)以“高原病”、“高原红细胞增多症”、“高山症”、“高原不适”、“慢性高原病”、“高原血压异常”、“多血”、“血隆”、“查培”等相关术语为关键词、主题词,搜索《藏药方剂辞典》《民族药成方制剂》《基础藏药学》和四川藏药成方制剂数据库等满足纳入标准的高原病方剂,并参考《藏医学》《中国药典》《中华本草·藏药卷》《晶珠本草》《中国藏药材大全》《中国民族药辞典》等标准规范,建立藏医药防治高原病类方数据库,输入中医传承辅助平台,采用关联规则、熵聚类等数据挖掘方法进行频次统计、组方规律、新方组合等分析,探求藏医药防治高原病的用药特点。(3)通过TCMSP数据库筛选诃子、余甘子2味单味药的化学成分,利用PharmMapper进行靶点的预测分析,将得到的潜在靶点导入MAS 3.0数据库进行靶点注释与分析,结合KEGG数据库进行通路分析,最后采用Cytoscape软件,构建诃子-余甘子的“成分-靶点”、“靶点-通路”网络图,对诃子-余甘子治疗继发性红细胞增多症疗效机制进行预测,为三果汤散的作用机制研究提供方法学参考。(4)以诃子-余甘子组合的作用机制研究方法为基础,结合三果汤散指纹图谱、血清药化研究及TCMSP数据库的口服利用度和类药性分析功能,筛选出三果汤散化合物中的有效成分群,针对HAPC发病机制,通过ChemMapper服务器进行靶点的预测分析。运用相关数据库,将预测的靶点进行注释与通路分析。利用CKK-8法、酶联免疫吸附(ELISA)法进行细胞学实验验证分析。结果:(1)基于文献计量知识图谱分析得出:(1)国际高原病研究文献分析:2011—2017年1月,美国、英国、中国、瑞士是高原病研究的主体国家,高原病研究共涉及59个研究方向,内容以呼吸系统、心血管系统、生理等为主,基金资助论文所占份额较多,且以公立基金为主。研究热点为:“高海拔”、“缺氧”、“肺动脉高压”、“基因表达”等。(2)国内高原病研究文献分析:2006—2016年,国内高原病研究主要涉及31个研究方向,包括内分泌、军事医学、心血管等学科。共现频次前两位作者为崔建华、崔森,中心性最高的是高钰琪。基金资助文献的比例大于50%,以国家级和省级基金为主。研究热点为:“高原红细胞增多症”、“高海拔”、“急性高原病”、“慢性高原病”、“细胞凋亡”、“高原缺氧”、“肺动脉高压”等。(2)通过数据挖掘研究,共收录藏医药防治高原病方剂531首,治疗的常见症状有失眠、浮肿、耳鸣、头痛等;方中总共涉及539味药,总药频次为6138次,其中药用频次≥50的有诃子、肉豆蔻、木香、红花等33味,其中诃子使用频次最高,余甘子、毛诃子使用频次也在100次以上,使用频次排名靠前;高原病方剂中药味以辛味药为主,占43.834%;用于高原病的常用药物组合14个,以“木香-诃子”使用频次最高,以聚类算法分析,常用组合有:丁香-石灰华、虎耳草-降香、藏紫草-甘青青兰、鸭嘴花-降香、沉香-马钱子等。基于复杂系统熵聚类的核心组合13个,包括:大蒜-藏茴香-阿魏、碱花-寒水石-硼砂、木香-沉香-丁香-肉豆蔻、木香-广枣-沉香-肉豆蔻等。候选新方为:(1)大蒜,藏茴香,阿魏,木香,广枣,沉香,肉豆蔻。(2)木瓜,大米,酸藤果,小米辣,大托叶云实。(3)大黄,碱花,寒水石,硼砂。(4)荜茇,石榴子,肉桂,白豆蔻。(5)手参,黄精,天冬,喜马拉雅紫茉莉,蒺藜。(3)通过分析预测得到“诃子-余甘子”组合含有的24个化学成分,涉及261个作用靶点,筛选到117个靶点和59条通路与继发性红细胞增多症相关,其中MAPK1(丝裂原活化蛋白激酶1)、AR(雄激素受体)、ADH1C(醇脱氢酶1C)、ADH5(三级醇脱氢酶)、MET(肝细胞生长因子受体)、EGFR(表皮生长因子受体)为关键靶点,以视黄醇代谢通路(Retinol metabolism)为代表的细胞繁殖通路、代谢通路作用具有优势。(4)将三果汤散指纹图谱及血清药化实验结合网络药理学方法,共预测得到三果汤散潜在靶点193个和70条信号通路,内有24个靶点和25条通路与HAPC有关,其中MAPK14(丝裂原活化蛋白激酶14)、RAC1(RAS相关的肉毒杆菌毒素底物1)、MAPK12(丝裂原活化蛋白激酶12)、AKT1(RAC-α丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶)可能为关键靶点,VEGF signaling pathway(VEGF信号通路)、Fc epsilon RI signaling pathway(FcεRI信号通路)、Toll-like receptor signaling pathway(Toll样受体信号通路)等通路作用显著。三果汤散提取物可以抑制高红症细胞(模拟造模后的K562细胞)增殖,且呈一定的浓度依赖性;空白组上清液中VEGF的浓度最高,在实验组VEGF浓度较在空白组中明显下降,各组间比较差异显著(P<0.05),有统计学意义。结论:(1)欧美国家在高原病研究领域处于优势,国内外高原病科研投入呈上升趋势;藏医药优势未凸显;高原病研究方向分布不均衡;国内外高原病研究热点略有不同,二者均关注高原病病理研究外,国际还关注高原病基因层面研究,国内以高原红细胞增多症、慢性高原病为研究热点。我国应以欧美国家为标杆,继续加大科研投入和人员培养,加强机构合作与国际交流,探索符合国情的高原病研究方针与政策;继续深化以高原红细胞增多症为代表的国内热点的研究,特别应加强藏医药防治高原病研究,利用自身优势形成研究特色。(2)藏医治疗高原病的用药规律为:主要以诃子为代表的三果汤散为基本来源方,根据发病机制不同常配伍养心安神、温中行气、健脾和胃、温肾壮阳、活血祛瘀等高频组合类药物。清热凉血、消食健胃、生津止咳、清热解毒、收敛养血为主要用药倾向。(3)诃子-余甘子组合通过作用MAPK1、AR、ADH1C、ADH5、MET、EGF等关键靶点,影响细胞增殖、内分泌代谢、炎症反应等过程,对继发性红细胞增多症协同发挥疗效。此研究可为三果汤散作用HAPC的机制研究提供方法学参考。(4)研究结果表明,三果汤散中多元酚、黄酮类和萜类等主要有效成分通过参与细胞增殖、氧化反应、内分泌代谢、炎症反应等过程,增强机体免疫功能及低氧应激能力,从而多靶点、多通路协同发挥抗HAPC的作用,以此论证了课题前期研究结果,也为藏医药防治高原病机制的知识发现提供了新思路。创新点:(1)研究思路新颖——首次运用高原病多维文献研究的整体观本研究首次将文献计量学知识图谱、数据挖掘技术、网络药理学方法有效地整合,用于高原病研究趋势、藏医药防治高原病用药规律及机制的知识发现,力求保证研究结果的科学性与客观性,可为高原病规范化、标准化研究提供方法学参考。(2)首次将网络药理学方法引入藏药成方三果汤散防治高原病机制研究本研究紧跟国际前沿,选择成熟度较高的网络药理学方法作为研究技术手段,对化合物-靶点-疾病进行网络分析,整体研究一种多靶或与多种疾病间复杂网状关系,重点探索藏药复方干预高原病分子信号通路的调节机制,首次将这一新技术手段引入到藏药成方三果汤散及其代表药物组合研究中,研究手段先进,有利于知识发现,具有较强的创新性。(3)机制研究实例药物具有典型性与代表性本研究在藏医药理论指导下,通过数据挖掘发现藏医药治疗高原病用药规律,总结选用高原病的基础组合方——三果汤散。该方既是《四部医典》经典方,使用历史悠久,也是藏医放血疗法前的必用方,选择三果汤散作为藏医药防治高原病机制的研究模式药物,具有一定的典型性与代表性。