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一种中药药效的多指标评价新方法
摘要:目的建立一种多指标评价中药药效强弱的新方法。方法分析近年来医学上常用生物数学评价方法,借鉴其思路,结合中药药效特点,用数学公式建立一种新的评价中药药效的方法。结果目前常用生物数学评价方法各有优势和不足,提出的多指标评价中药药效的综合权重法,原理简单、应用方便、结果可信。结论综合权重法是一种适宜评价中药药效的新方法,突出了中药药效的特点。
关键词:多指标评价;中药药效;综合权重法
中药药效学研究是确证中药作用、评价作用强用数学方法评价中药药效就是将实验中所得到弱及特点的重要方法。目前中药药效学研究多采用相互独立的指标定性或半定量评价药效,缺少从综、整体上量化评价药效的方法。如朱氏[1 J的羟基红黄色素A对实验性脑缺血的保护作用,周氏[2 1的补还五汤对大鼠血管源性脑水肿的抗应激治疗作用,叶氏[3]的蕨麻提取物对小鼠缺血再灌注心肌损伤的保护作用等。由于中药的作用广泛,一个实验中多项实验指标结论可能不一致,根据几个特定指标确定中药药效的强弱或特点,似有武断之处。建立用数学方法综合定量评价中药药效强弱,是中药发展过程中迫切需要解决的难题之一。的繁杂、无序的指标数据整合起来,得到一个能较为科学、全面反映药物对抗疾病能力的量化结果[5 1。目前在生物学实验中较常用的数学评价方法有层次分析法、T o p s i s法、模糊综合评价法等,这些方法各具有其特点及适用范围。本文分析了目前常用的生物数学评价中药药效方法,并结合中药药效的特点,探讨建立一种新的评价中药药效的方法。
1常用生物数学评价方法
1.1层次分析法由美国匹兹堡大学教授T.L.S a a t y于1 9 7 7年提出的一种对复杂现象决策思维进行系统化、模型化、数量化的方法[6 1。它采用系统分析的方法,根据评价目的所确定的总评价目标,对评价对象进行连续性分解,得到各级(或各层)评价目标,并以最下层作为衡量目标达到程度的评价指标。然后依据这些指标计算出综合评分指数,以其大小来确定评价对象的优劣等级。
该方法的优点:原理比较简单、层次较分明、结果可靠,既能用于同一单位不同时期的纵向比较,也能用于不同单位同一时期的横向比较;适合用于难以完全定量化的复杂问题;对原始数据不做任何变量变换,可保留原始信息量,使评价结果具有真实性;指标对比等级划分比较细,可以充分显示权重作用。
该法的缺点:构建层次结构的过程较复杂,计算繁琐;在权重的确定上,难免受评价人主观因素的影响。
1.2 T o p s i s法从基于归一化后的原始数据矩阵中找出有限方案中的最优方案和最劣方案(分别用最优向量和最劣向量表示),然后分别计算各个评价对象与最优方案和最劣方案问的距离,从而获得各评价对象与最优方案的相对接近程度,以此作为评价优劣的依据。
该方法的优点:本法的排序结果充分利用原始数据信息,能定量反映不同评价单元的优劣程度;对数据分布及样本含量、指标的多少无严格限制,计算不复杂;可以消除不同量纲带来的影响,对原始数据信息利用最充分,其结果能够精确地反映出评价对象间的差距。
该方法的缺点:本法只能反映各评价对象内部的相对接近度,灵敏度不是太高。
1.3模糊综合评价法由美国自动控制专家L_A.Z a d e h于1 9 6 5年提出,属于应用模糊数学的理论。该法针对评价对象在定性和定量上的模糊性,应用模糊关系合成相关原理,根据多个评价因素,对评判事物隶属等级状况进行综合评价I S]。
该方法的优点:可以对蕴含大量信息的模糊性资料通过数字化处理,对评价对象作出量化评价;由于评价结果是一个向量,而不是一个点值,所以既可以较为准确地描述评价对象的信息,又可以做进一步的加工处理,得到更多参考信息。
该方法的缺点:计算相对复杂;当指标个数较多时,在权重和为1的条件下,使得结果分辨率会很差,也许会无法区分出谁的隶属度更高,甚至会造成评判结果失败;对指标权重主要靠主观定权法确定,主观性较强。
1.4其他已有文献报道可用于中药药效评价的数学方法还有综合评判法l 9 l、M e t a分析法『l 0 j、功效系数法l l】】、秩和比法[“等。这些药效学评价方法各有其优缺点和适用范围,如层次分析法对于相互关联、相互制约的多因素构成的复杂系统评价应用较多,T o p s i s法常和秩和比法联合应用,模糊综合评价法适用于评价指标个数较少的评价。由于这些评价方法中有的过程复杂、操作繁琐,有的灵敏度低、评价结果不直观,有的只是独立的评价单个指标,忽略了指标的综合影响等,使其应用范围受到了限制…]。在分析现有药效评价方法的基础上,结合中药药效实验指标的特点,提出了一种计算简单、有较强综合性、结果可靠的中药药效综合评价的数学方法——综合权重法。
2综合权重法的建立
中药药效的多靶点性,使药效指标多为数个,有的是核心的指标,有的是重要指标,有的是相关指标;药效作用强度也有强、中、弱之别。为了不忽略每个指标及强弱对实验结果的影响,中药药效评价需要对多因素、多指标及各自的强弱进行综合评定。如何根据不同的药效结果作出一个客观准确结论有一定的困难,因为每一个具体指标在相应药效中所占的份量不同,应考虑各指标的权重,区别对待各指标因素。故可按照核心、重要、相关等设立权重系数;对效应的结果可根据强、中、弱也设立权重系数;综合各方效应强度及权重,量化分析后,做出客观准确判断。
综合权重法基本方法:针对药效学指标,选出核心指标(I级指标)、相关指标(I I级指标),确定核心指标、相关指标的权重系数;根据药效指标的作用强弱,对每个具体指标给出评价分值和评价等级;再确定每个评价等级的权重系数,然后根据数学公式计算出各组综合权重评价分值,找出一个合适的综合评价药效等级的总分值范围,对评价对象进行分析和评价,以决定各组优劣。
2.1综合权重法建立的具体步骤
2.1.1确定核心指标与相关指标的权重系数根据药效指标在实验中地位,将指标分为核心指标(I级指标)、相关指标(I I级指标)(也可进~步分等级、权重),确定核心指标与相关指标的权重系数,如确定两者的权重系数为0.7:0-3。
2.1.2设定评价等级根据每个指标的结果和已知信息,给出评价分值和评价等级。如将用药组与模型组相比,若为正向指标,设定疗效率(V)=(Y—M)/M x1 0 0%,若为负向指标,设定疗效率(V)=(M—Y)/M x1 0 0%(其中Y为各用药组指标值,M为模型(空白)组相应的指标值)。可根据具体实验结果划分实验评价等级及等级权重系数,举例如表1。
2.1.3计算指标积分每个用药组的综合权重评价分值为P。
P=I级指标分值×I级指标权重系数+I I级指标分值x I I级指标权重系数……
=(m x O.4+n x O.3+p x O.2+q x O.1)×O.7+(mx O.4+n x0.3+p x O.2+q x O.1)×O.3……其中m为作用显著的个数;n为有效的个数;P为相对有效的个数;q为无效的个数。
2.1.4确定强弱等级根据综合分值P的高低,找出一个合适的综合评价等级的总分值范围,对评价对象进行分析和评价,如表2。
3举例与讨论
3.1举例以毛冬青总黄酮与总皂苷不同配比组对T I A小鼠模型干预作用的实验为例。按基线等比增减设计方法将毛冬青总黄酮与总皂苷分为1 0:0组、1 0:2组……等不同配比组,通过药效学实验确定毛冬青总黄酮与总皂苷最优配比组分。用综合权重评价法对结果进行评价。
本实验选择的T I A动物模型药效学指标有脑组织病理切片、神经症状评分,脑匀浆N O、N O S、S O D、M D A水平等。将脑组织病理切片、神经症状评分作为I级指标,将脑匀浆N O、N O S、S O D、M D A作为I I级指标,并确定I级指标的权重系数为0.7,I I级指标的权重系数为0_3。用药组与模型组相比,若为正向指标,设定疗效率(V)=(Y—M)/M x 1 0 0%;若为负向指标,设定V=(M—Y)/M×1 0 0%(其中Y为用药组指标值,M为模型组同一指标值)。整理疗效率结果如表3。
根据疗效率结果合理划分评价等级,等级标准确定如表4。
根据以上有效率结果及评价等级标准,将实验结果再次整理,根据综合权重评价分值公式计算出各组分值,结果如表5。
根据综合权重评价分值高低,判定各组优劣等级,见表6。
毛冬青有效成分毛冬青总黄酮与总皂苷不同配比组对T I A小鼠模型干预作用实验优劣等级见表7
3.2对综合权重法评价药物作用的分析该方法的优点:原理简单,无需复杂的运算,易于操作;对数据的分布、指标的多少无严格要求,适用范围较广;对原始数据进行相对化处理,消除了不同指标间量纲的影响;采用两套有效率标准值,在标准值范围内,对评价对象进行定位,对量化指标值利用充分,结果精确,还可根据单项指标的功效系数对单项指标好坏优劣做出直观的判断;在等级化过程中,由于采用了两套有效率计算方法,从而保证了指标处理上的一致性。
该方法的缺点:由于本方法中权重作用较明显,易夸大权重大的因素和掩盖权重小的因素。指标及疗效权重系数系根据经验和已有文献确定,如确定的偏差大,可能影响最后结果的判断。但可根据临床及实验的具体情况,通过对权重系数的调整得以控制。