1. 引言

糖尿病足溃疡是糖尿病最严重的并发症之一，是糖尿病患者血管、神经病变后出现的足部破溃[1]。临床治疗主要采用控制血糖[2]、药物抗感染治疗[3]、清创治疗[4]、局部减压治疗与敷料治疗[5]等综合治疗的方式。但是由于糖尿病足溃疡发病机制复杂，一些患者的治疗效果并不明显。中医对于糖尿病足溃疡的治疗有许多疗效显著的中药方剂，尤其是一些外治方剂，能够使药力直达病所，具有廉、简、便、验等特点，但临床使用过程中大多凭借医者的经验，没有一套完整的防治模式和优势方案，其具体作用机制仍不明确。

本文基于数据挖掘与网络药理学技术，通过国内外常用文献数据库收集中医药外用治疗糖尿病足溃疡组方，进行归纳分析，筛选出核心药物，进一步利用网络药理学分析核心中药在治疗糖尿病足溃疡中的关键靶点及相关信号通路，初步阐明外用中药治疗糖尿病足溃疡的潜在分子机制。为外治糖尿病足溃疡方剂中的应用规律研究提供依据，为其临床应用提供参考。

2. 方法

2.1. 数据采集

2.1.1. 文献来源

来源以“糖尿病足溃疡治疗”AND“中医OR中药OR中医药”为检索式，检索中国知网、万方、维普、中国生物医学文献等数据库；以“Diabetic foot”AND“Clinical Trial”AND“Chinese Medicine”为检索式，通过计算机检索Pubmed数据库。搜集各数据库自建库至2024年9月收录的中医外用方药治疗糖尿病足溃疡的临床观察类文献，建立糖尿病足溃疡外用处方数据库。

2.1.2. 纳排标准

纳入标准：① 研究类型为随机对照试验或临床对照试验；② 治疗措施为中草药外用治疗。排除标准：① 未设置对照组；② 样本量小于15；③ 采用重复中药处方；④ 药物信息不全。

2.1.3. 数据规范

参照《中华人民共和国药典(2020版)》和2020年版《中药学》统一处方中的中药名称、性味归经。

2.2. 数据分析

通过IBM SPSS Modeler 18.0及IBM SPSS Statistics 26.0软件进行关联规则及聚类分析。利用TCMSP、SymMap、DisGenet、Genecards、TTD、OMIM、DrugBank等数据库及Cytoscape、DAVID软件进行网络药理学分析。

3. 结果

根据关键词检索得到文献共182篇，根据纳入和排除标准进行筛查，最终得到可用文献164篇，文献包含糖尿病足溃疡外用方剂148首，由此建立糖尿病足溃疡外用处方数据库。

3.1. 治疗糖尿病足溃疡的单味中药使用情况

3.1.1. 中药频次统计

共得到中药178味，用药频次共计980次，找出高频核心药物6味(药物使用频次 ≥ 30)。使用最多的是黄柏(4.8%)、当归(3.98%)、冰片(3.78%)、血竭(3.78%)、白芷(3.57%)、紫草(3.06%)，其频次分布与百分比见表1。

Table 1. High frequency (frequency ≥ 30) drug analysis

表1. 高频(频次 ≥ 30)药物分析

3.1.2. 高频中药用量统计

糖尿病足溃疡外用方剂用法主要为敷贴、熏洗等通过皮肤吸收的给药方式为主，本文对治疗糖尿病足溃疡的高频药物的用量区间进行统计分析，将药物的使用剂量与2020版《中国药典》记载的用药剂量进行比较，结果发现，临床实际所使用药物的剂量大多会超出药典规定的标准用量区间。具体结果见表2。

Table 2. Analysis of high frequency (frequency ≥ 30) drug dosage

表2. 高频(频次 ≥ 30)药物用量分析

3.1.3. 高频中药功效统计

依据2020年版《中药学》为标准，对纳入的178味中药类型进行统计分析。频次最高为清热药(47次，26.40%)、活血药(30次，16.85%)、补虚药(21次，11.79%)。结果发现，糖尿病足溃疡外用中药治疗使用清热药味数最多，其次为活血药、补虚药、拔毒生肌祛腐药等。详见表3。

3.1.4. 高频中药性味统计

以2020年版《中国药典》和《中药学》的药性药味记载为标准，分别对治疗糖尿病足溃疡外治组方中包含的178味中药进行药性药味统计分析，同一味中药具有多个药性药味的，分别进行统计并记录。筛选得到的外用中药四气以寒、温为主，五味以辛、苦、甘为主，归经以肝经、脾经为主。见图1。

Table 3. Usage of traditional Chinese medicine in different categories

表3. 不同分类中药使用情况

Figure 1. Proportion of Four Qi and Five Flavors

图1. 四气五味占比图

3.1.5. 中药关联规则分析

对178味中药进行关联规则分析，挖掘治疗糖尿病足溃疡外用中药的高频药物组合，最小支持度设置为15%，最小置信度设置为80%，最小提升度设置为1，得到药物组合共4个，排名前3的药物组合依次是乳香–没药(支持度21.28%)、黄柏–黄连(支持度18.46%)、白芷–血竭(支持度17.78%)。见表4。

Table 4. Analysis of association rules between drugs

表4. 药物之间关联规则分析

3.1.6. 中药聚类分析

运用SPSS Statistics 25.0软件对9味高频(频数 ≥ 20次)中药进行系统聚类分析并绘制树状图，组间联接分析法得出谱系图。皮尔逊相关性为10时，聚类分析得到2类药物组合和3味单味药，第1类：白芷、血竭、紫草、当归；第2类：大黄、黄柏。见图2。

Figure 2. High frequency drug clustering analysis (frequency ≥ 20)

图2. 高频药物聚类分析(频数 ≥ 20)

Figure 3. Core traditional Chinese medicine disease target network diagram

图3. 核心中药疾病靶点网络图

3.2. 核心中药作用机制研究

3.2.1. “核心中药–活性成分–疾病靶点”网络模型

基于数据挖掘结果，确定“黄柏、当归、冰片、血竭、白芷、紫草”为治疗糖尿病足溃疡核心中药，利用TCMSP和SymMap数据库筛选到活性成分2441种；通过Swiss Target Prediction数据库预测活性成分对应267个疾病基因靶点。

通过分析构建的“治疗糖尿病足溃疡外用核心中药–活性成分–疾病靶点”网络模型发现，6味核心中药活性成分中关联度排名靠前的为槲皮素(quercetin)、棕榈酸(pimaric acid)、山达海松酸(sandaracopimaric aci)、熊果酸(ursolic Acid)、(2S)-5-甲氧基黄烷-7-醇((2S)-5-Methoxyflavan-7-ol)、β-谷甾醇(beta-sitosterol)；其对应排名前6的疾病靶点为STAT3、TP53、AKT1、IL6、TNF、HSP90AA1。见图3。

3.2.2. 糖尿病足溃疡疾病靶点数据库

Figure 4. Analysis of drug disease intersection target network

图4. 药物疾病交集靶点网络分析

Figure 5. Intersection target Venn diagram

图5. 交集靶点韦恩图

通过在DisGeNET等数据库检索去重后，共获得疾病靶点656个，比对治疗核心中药所对应的疾病靶点与糖尿病足溃疡疾病靶点，获得共有靶点163个。糖尿病足溃疡疾病靶点与6味外用核心中药靶点共有49个相同靶点。见图4、图5。

3.2.3. “活性成分–糖尿病足溃疡靶点”及PPI网络模型

基于治疗糖尿病足溃疡外用核心中药活性成分及对应的糖尿病足溃疡基因靶点构建的网络图显示，按关联度排名靠前的糖尿病足溃疡相关靶点有ESR1、EGFR、IL6、AKT1、TNF、HSP9OAA1、TP53、STAT3。见图6、图7。

Figure 6. PPI network model

图6. PPI网络模型

3.2.4. 核心中药作用靶点GO功能及KEGG通路富集分析

对治疗糖尿病足溃疡外用核心中药作用靶点进行GO功能富集分析，共筛选得到3026个条目，其中生物过程(BP) 2787个、细胞组分(CC) 176个、分子功能(MF) 63个。在P值排名靠前的条目中，BP主要涉及上皮细胞增殖、炎症反应的调节、对细菌来源分子的反应、对脂多糖的反应、MAPK级联反应的正调节、对营养水平的反应等；CC主要包括含膜筏、膜微结构域、囊腔、细胞质囊腔、分泌颗粒管腔、含胶原蛋白的细胞外基质等；MF主要涉及磷酸酶结合、细胞因子活性、内肤酶活性受体配体活性、DNA结合转录因子结合及细胞因子受体结合。

Figure 7. Bubble chart of top 10 target points in correlation ranking

图7. 关联度排名前10靶点气泡图

Figure 8. Potential target GO pathway analysis diagram

图8. 潜在作用靶点GO通路分析图

KEGG信号通路分析共富集到183条，P值排名靠前的条目主要涉及PI3K-Akt信号通路、脂质与动脉粥样硬化、AGE-RAGE信号通路、流体切应力与动脉粥样硬化、肿瘤中的蛋白多糖、卡波西肉瘤相关疱疹病毒感染、乙型肝炎、甲型流感、HIF-1信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、前列腺癌、Fox0信号通路、恰加斯病、胰岛素抵抗、IL-17信号传导通路、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药，表明外用核心中药主要通过调节上述多条通路发挥治疗糖尿病足溃疡作用。见图8、图9。

Figure 9. Potential target KEGG pathway analysis diagram

图9. 潜在作用靶点KEGG通路分析图

4. 讨论

糖尿病足溃疡属中医外科学“疮疡”范畴，中医药外用治疗该病具有悠久的历史。历代医家认为糖尿病足溃疡多属正虚邪实，病因主要为饮食不节、肾水亏虚、情志不畅及外伤等[6]。现代医家奚九一教授认为糖尿病足溃疡的病因病机是本虚邪实、瘀为变证、损伤为结果。消渴日久导致机体阴血损耗，脏腑功能失调，外邪趁虚入侵，致痰湿、瘀血内生，郁而化热，而出现肉腐筋伤[7]。因此，在治疗方面提出应以清热、解毒、祛湿、袪腐、生肌为主。

本研究中外用高频药物为黄柏、当归、冰片、血竭、白芷、紫草，这六味药物辨证后合理使用，既能针对糖尿病足溃疡患者的本虚，以补益调和气血，又能针对瘀热实邪以化瘀清热。其中，冰片辛、苦，微寒，能够发挥清热止痛，抗菌的作用[8]。现代药理研究发现，冰片能够不可逆地改变皮肤角质层的屏障功能，是一种天然的经皮吸收促透剂[9]。当归为补血之圣药，可用于痈疽疮疡、跌扑损伤。有研究发现当归具有抗氧化、抗炎作用[10] [11]，同时还可以促进神经修复[12]，在创面愈合中能够发挥重要的作用。黄柏清热燥湿、解毒疗疮，研究表明，黄柏可提高TGF-β1水平，降低基质金属蛋白酶活性，促进糖尿病足溃疡愈合[13]。紫草性寒味甘咸，具有清热凉血、活血解毒、透疹消斑的功效，现代研究表明紫草具有广谱的抗菌作用[14]；血竭性平味甘咸，咸入血分主归心肝经，能活血散瘀、消肿止痛、敛创生肌。现代药理学发现，血竭能够通过改变微血管形态及降低毛细血管通透性改善微循环状态[15]。

在药物剂量方面，外用中药的实际常用剂量多超出药典规定用量5~10倍。一方面是由于药典规定的药物用量多为口服剂量，缺乏对于外用中药使用剂量的明确标准。另一方面，外用药物一般属于局部给药，药物通过局部吸收发挥全身的治疗作用，在这个过程中，外用药物透过皮肤系统进入体内的量很难确定。现代中药的量效理论认为，增加药物的使用剂量可以提高药物的临床疗效[16]。但由于皮肤对药物吸收有限[17]，达到吸收阈值之后，增加药物用量不会明显增加皮肤对药物的吸收。在具体吸收阈值不明确的情况下，大剂量的中药外用能够维持恒定的有效血药浓度，确保药物对人体的治疗作用。

在性味归经方面，外治中药中以性寒居首位，性温次之；味苦、甘、辛居多，主要归肝、脾、心、肺经。苦寒者清热燥湿，能够清湿浊，化痰热，祛除湿浊痰邪；辛温者助气活血，能够活血化瘀；甘温者补益和中，可缓急止痛、补益气血；糖尿病足溃疡患者瘀滞日久，热盛血败肉腐，故在外治法治疗糖尿病足溃疡时，药物以苦寒泄热、辛散行血为主。肝藏血，脾生血，心主血脉。肝主筋，其华在爪，如气血生化乏源，或瘀血阻滞，失于濡润则易发此病；而肺合皮毛，且与气血功能关系密切，从肺论治糖尿病足溃疡亦能取得良好的效果[18] [19]。

在功效分类方面，统计分析发现清热药使用频次最高，其次为活血药。清热药能使深入气血、脏腑的热毒得以清解。现代药理研究证明，清热药主要具有抗菌[20]、抗炎[21]、调节机体免疫功能[22]等作用。活血药多入血分，可通畅血行、消散瘀血。现代药理研究表明，活血药一般都有扩张外周血管，增加器官血流量的作用，从而改善血液流变学和血流动力学，改善微循环[23]，加速血管新生和创面愈合。另一方面，糖尿病足溃疡在不同疾病阶段的治疗方案不一，早期主要以实证为主，症状较为轻微，治疗以清热、活血药物居多；而中晚期患者症状较为严重，多采用中西医结合等综合治疗方式，单独采用中药治疗方案较少。

在用药关联规则中，乳香–没药、黄柏–黄连、白芷–血竭为外用治疗糖尿病足溃疡中药中强关联性的3组药对。药对中血竭活血化瘀、敛疮生肌，紫草清热凉血、活血消肿，此药对以活血化瘀、清热解毒为主。乳香活血行气止痛，消肿生肌，没药散瘀定痛，消肿生肌，乳香与没药相配，共助散瘀行气之效，以促活血生肌之功；黄柏清热燥湿，泻火除蒸，解毒疗疮，黄连清热燥湿，泻火解毒，二者同用，入中下二焦，热退肿消，泻湿火，疗湿疮；血竭活血化瘀、敛疮生肌，白芷祛风燥湿止痛，此药对以活血化瘀燥湿止痛为主。

聚类分析中，组合1中的血竭、紫草、当归、白芷是《外科正宗》中生肌玉红膏的主要组成，可活血祛腐，解毒生肌。能够用于痈疽、发背等疮，溃烂流脓，以及疔疮、疔根脱出需长肉收口等多种常见外科疾病。组合2中大黄、黄柏合用以泻热毒，破积滞，行瘀血，该药对在金黄散、如意金黄散等诸多外治方剂中广泛使用，使用频率在古代文献及现代文献中均较高。

利用网络药理学分析核心药物成分及对应靶点，发现频次靠前的活性成分为槲皮素、棕榈酸、山达海松酸等。这些成分通过抑菌、抗炎、抗氧化、促血管新生等方式多途径、多靶点的干预创面修复的进程，促进创面愈合。现代药理学研究发现，槲皮素是一种天然黄酮类化合物，具有清除自由基、止痛等多种生物活性，可抑制炎症介质生成[24] [25]。棕榈酸作为一种长链饱和脂肪酸，有研究表明[26]，其与胰岛β细胞功能障碍及胰岛素抵抗密切相关，而胰岛β细胞功能障碍是II型糖尿病发病的重要病理过程。除此之外，药理学研究还表明，棕榈酸有较强生物活性，具有抑菌、抗细胞凋亡等作用[27]，在细菌感染、心脑血管疾病防治等方面具有广阔的应用前景。山达海松酸作为海松酸型树脂酸的一种，能够抑制动物T细胞的免疫作用，具有一定的的抗炎作用，可以被用来治疗各种炎性疾病。[28]。受限于海松酸型树脂酸的构效关系、活性机理等基础理论，其生物活性和药理作用有待进一步发掘。

作用核心靶点主要有ESR1、EGFR、IL6、AKT1、TNF等，这些基因能够在创面愈合的炎症期、增殖期等多个时期发挥重要作用。其中，在炎症阶段，ESR1、IL6、TNF基因能够调控炎症细胞(如巨噬细胞)的功能[29] [30]，激活免疫细胞，促使免疫细胞向创面聚集，从而有效清除创面的细菌、坏死组织等。在增殖阶段，创面成纤维细胞、内皮细胞等的广泛活化，能够促进血管新生，形成肉芽组织，促进创面愈合。有研究表明，ESR1、IL6基因能够增强成纤维细胞和内皮细胞的增殖能力[31] [32]，促进肉芽组织的形成，在创面愈合的过程中发挥重要作用。

涉及的信号通路包括PI3K-Akt、AGE-RAGE等，这些通路主要通过发挥抗炎、抗缺氧及促进血管生成等作用，共同发挥对糖尿病足溃疡的治疗作用。PI3K/Akt信号通路作用在血管生成过程中起着至关重要的作用，研究表明PI3K/AKT信号通路能够通过激活GSK3、mTOR等上调HIF-1α表达，继而增加VEGF表达，促进血管网络的形成，调控内皮细胞的增殖和存活，促进慢性感染性创面愈合[33] [34]。AGEs-RAGE信号通路是糖尿病足溃疡重要发病机理之一。糖尿病患者体内AGEs明显增多，内皮细胞RAGE的表达也增强，从而导致内皮细胞功能发生改变。此外，AGEs升高还会导致成纤维细胞的形态及增殖功能受到影响，抑制成纤维细胞合成胶原的能力[35]，影响创面愈合。

本研究主要通过数据挖掘和网络药理学技术，找到了中医外用方药中治疗糖尿病足溃疡的高频核心药物，并初步揭示了其潜在作用机制。为临床治疗糖尿病足溃疡提供参考，并为进一步深入研究物质基础和分子机制提供了思路。

基金项目

国家自然科学基金资助项目(82205127)；内蒙古自治区卫生健康委医疗卫生科技计划项目(202201189)；内蒙古自然科学基金面上项目(2022MS08021)；内蒙古医科大学面上项目(YKD2021MS023)。

NOTES

^*第一作者。

^#通讯作者。

参考文献