| 标题 | 从“虚”论治激素性股骨头坏死与OPG/RANK/RANKL系统相关性研究进展 |
| 范文 | 曹林忠 张晓刚 赵希云 宋敏 张宏伟 秦大平 汪小敏 摘要：近年研究表明，中医药治疗骨代谢疾病如激素性股骨头坏死疗效确切，受到广泛关注，但由于缺乏药效机制的分子生物学依据，尚未达到科学标准化治疗水平。OPG/RANK/RANKL系统的发现成为骨代谢疾病防治及研究的新切入点，激素性股骨头坏死“脾肾亏虚-由痰致瘀-因瘀致痹”的病机演变与该系统密切相关，从“虚”论治的效应最终可通过该系统轴向调控的微观信息来表达。本文初步探讨激素性股骨头坏死的中医辨治，并结合OPG/RANK/RANKL系统对骨代谢的调控机制阐述其相关性，为该病的防治及后续研究提供依据。 关键词：激素性股骨头坏死；OPG/RANK/RANKL系统；脾肾亏虚；综述 DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.04.034 中图分类号：R274.94 文献标识码：A 文章编号：1005-5304（2017）04-0123-04 Research Progress in Relationship Between Treating Steroid-induced Osteonecrosis of Femoral Head by Deficiency and OPG/RANK/RANKL CAO Lin-zhong1，2， ZHANG Xiao-gang1，2， ZHAO Xi-yun2， SONG Min1， ZHANG Hong-wei1， QIN Da-ping1， WANG Xiao-ming1 （1. Gansu University of Chinese Medicine， Lanzhou 730000， China； 2. Affiliated Hospital of Gansu University of Chinese Medicine， Lanzhou 730020， China） Abstract： Recent studies have shown that TCM treatment for bone metabolic diseases， such as steroid-induced avascular necrosis of the femoral head， has definite efficacy and has received extensive attention. However， due to lack of molecular biological basis of pharmacodynamics mechanism， it has not yet reached the standard of scientific treatment. The discovery of OPG/RANK/RANKL system has become a new breakthrough point in the prevention and treatment of bone metabolic diseases. The pathogenesis of “deficiency of spleen and kidney - blood stasis - caused by phlegm arthralgia caused by blood stasis” is closely related to the system. The effect of the final control of the system from the “deficiency” theory can be expressed through the axial micro-information. This article discussed the TCM syndrome differentiation of steroid-induced osteonecrosis of the femoral head and the relation of regulation of bone metabolism combined with the OPG/RANK/RANKL system， and provided the basis for prevention and treatment of this disease. Key words： steroid-induced osteonecrosis of femoral head； OPG/RANK/RANKL system； spleen and kidney deficiency； review 激素性股骨头坏死（steroid-induced osteonecrosis of femoral head，SONFH）是由于糖皮質激素（glucocorticoid，GC）的滥用导致机体微环境紊乱，骨组织代谢失衡，股骨头血供中断，引起局部缺血坏死，关节面塌陷，甚至引发骨折的骨代谢性疾病[1]。GC是一把双刃剑，临床滥用导致SONFH的发病率呈逐年上升趋势，占非创伤性股骨头坏死的50%以上，致残率极高，甚至发生瘫痪，增加死亡率[2-3]。GC问题已然成为影响患者生活质量的重大公共课题，也是中医药防治SONFH的难点和热点。 中医理论认为，肾为先天之本，以主骨生髓为核心，肾精为基础，至虚则精亏，骨枯髓减；脾为后天之本，化生气血之源，主湿，脾虚失健运，聚湿为痰，阻塞脉络，四肢百骸及筋骨失养，骨枯而髓削，足不任身，发为骨痹[4-5]。因此，“脾肾亏虚，由痰致瘀，因瘀致痹，乃至骨枯髓空，骨肉不相亲”成为骨痹的病机关键，治疗应以补虚为主，活血祛痰为辅，三者兼顾，后天以养先天。长期临床研究表明，从“虚”论治SONFH行之有效，但由于缺乏药效机制的分子生物学依据，尚未达到科学标准化治疗水平。本文基于OPG/RANK/RANKL系统对SONFH的信号调控作用，探讨从“虚”论治SONFH的分子生物学机理，为该病的防治及后续研究提供依据。 1 以“虚”发微的中医辨治机理 SONFH属中医“骨痹”“骨痿”等范畴，GC可归属中医“药邪”范畴。药邪入侵，蕴结骨骸、经脉，损及脏腑，脾肾亏虚，精血不足，日久骨枯髓空，骨肉不相亲，发为本病，故本病发病诱因为药邪，病位在骨（股骨头），病性多虚，脏属脾肾，且与肝、肺、胃等关系密切，以“脾肾亏虚，由痰致瘀，因瘀致痹，乃至骨枯髓空，骨肉不相亲”为其主要病机关键[6-8]。在中医典籍中多有从“虚”发微探讨骨痹的论述，《灵枢·刺节真邪》“虚邪之入身也深，寒与热相搏……内伤骨为骨蚀”，认为本病的发病多以虚为主，并与脾肾密切相关。肾藏精，主骨生髓，为元阴元阳之宅，精盛则髓足，脾主运化气血，以养先天之本，充养肾精；若肾精亏虚，则骨髓乏源，日久必致骨痹，又《脾胃论》曰：“脾病则下流乘肾，土克水……是为骨蚀，令人骨髓空虚。”脾虚失运化，气血乏源，又主湿，化湿成痰，阻塞脉络则为瘀，髓海失于濡养，则骨髓日涸，亦可致痹。又因藥邪致痰，蕴阻脉络，气血运行受阻，津液不布，骨失所润，即“因痰致虚”[5]。中医理论秉承辨证论治之道，多以经验方、中成药为主，以证立法，以法取方，陈卫衡教授[9-10]根据药邪的诱发机制，奠定“股骨头坏死的三期四型辨证思路”的原则。处方遣药多选淫羊藿、苓桂术甘汤、六味地黄丸、右归饮等补肾填精、健脾祛痰、充髓壮骨。 2 OPG/RANK/RANKL系统与激素性股骨头坏死易感因素的相关性 2.1 OPG/RANK/RANKL系统 OPG/RANK/RANKL系统的发现为骨代谢的研究开创了新纪元，其三联体组成部分均是肿瘤坏死因子-α（TNF-α）受体超家族成员。骨保护素（osteoprotegerin，OPG）是缺乏胞质结构域和跨膜的一种可溶性分泌蛋白，通过调节骨代谢来诱导骨的形成；核因子-κB受体活化因子配体（RANKL）是TNF-α家族的Ⅱ型同源三聚体糖蛋白，其结合裂具有独特的OPG触头，与OPG特异性结合，有效抑制RANKL刺激破骨细胞（osteoclast，OC）形成[11]；目前已知核因子-κB受体活化因子（RANK）是唯一的RANKL受体激活剂，与RANKL的C端结合引发细胞内的信号传导级联，诱导OC的形成，促进其功能活动及生存[12]。 2.2 OPG/RANK/RANKL信号调控与骨细胞凋亡 研究表明，长期使用、短时间内大量使用或者滥用GC均会诱导成骨细胞（osteoblast，OB）和骨细胞凋亡，这与SONFH有很大的关联性[13]。OPG、RANK及RANKL在SONFH的表达比正常股骨头结构区域内明显升高，GC通过抑制WNT/β信号蛋白通路，上调RANKL的表达，诱导OC分化与骨溶解，抑制OB活性，降低骨生成与诱导，并上调DDK1表达，抑制WNT通路的信号传导，减少OPG在SONFH中的表达，导致骨细胞凋亡[14-15]。研究表明，OPG/RANK/ RANKL系统的三联体构件的受体活化部分可调节OC和OB之间的平衡，认为这种信号调控机制在SONFH坏死区域内对骨重建及血管重塑的发挥有着重要的作用[16]。 2.3 OPG/RANK/RANKL系统与血管内皮细胞生长因子 GC使机体微环境发生改变，血管壁内膜结构异常，血管壁硬化，股骨头血供中断，从而导致低氧血症而引发SONFH[14]。血管内皮细胞生长因子（VEGF）是参与调控血管重塑的重要因子。OPG在血管壁上的血管平滑肌细胞和内皮细胞中相应表达[17]，而RANK和RANKL在血管壁硬化区域内也相应表达[18]。OPG可通过抑制RANK/RANKL活性，诱导VEGF表达上调，促进血管生成，加强对SONFH坏死区域的修复[14]。因此，股骨头坏死后恢复正常的血运和坏死区域的修复是早期治疗SONFH的潜在靶点[19]。 此外，雌激素水平、脂质合成代谢、细胞因子等易感因素在SONFH发生过程中均与OPG/RANK/ RANKL系统有着较大相关性。长期使用GC导致股骨头骨组织中RANKL mRNA表达升高，OPG mRNA表达下降，并通过下调OPG/RANKL比值来促进OC形成，增强活性，促进骨吸收，导致SONFH的发生[20]。因此，OPG/RANK/RANKL信号调控系统成为各种易感因素调节SONFH的最终环节，广大学者热衷于将其作为探究中药机理的切入点或共通点。 3 从“虚”论治激素性股骨头坏死的现代研究 GC的长期大量应用或者滥用通过负反馈调控信号，减少促肾上腺皮质激素的分泌，导致神经-内分泌-免疫网络调控机制紊乱，伤口愈合迟缓、肌肉萎缩，乃至骨质疏松、股骨头坏死接踵而至。这与SONFH的“脾肾亏虚-由痰致瘀-因瘀致痹，乃至骨枯髓空，骨肉不相亲”病机相吻合，其实质就是骨肌结构与供血功能的破坏。从“虚”论治的治疗理念也是着眼于对骨肌结构和供血功能的调节。随着干细胞、分子生物学、细胞生物学等在SONFH研究中的不断深入，骨髓基质干细胞（MSC）多向分化、骨细胞凋亡、基因多态性、血管内凝血与VEGF等被认为与SONFH的发生发展有密切联系，为其发病机理的探究开辟了新的捷径[21]。研究表明，补虚方药可通过调节骨代谢相关细胞因子、基因、生长因子、信号通路等发挥关键的治疗作用。然而，OPG/RANK/RANKL信号通路自发现以来便成为中医药防治SONFH研究过程中解释其药效学机理的分子生物学靶点，广大学者在应用补虚方药治疗SONFH的过程中，热衷于探求OPG/RANK/RANKL的信号调控作用[22-23]。宋红梅等[24]研究发现，温阳补肾方药（巴戟天、淫羊藿、骨碎补、鹿角胶、丹参、牛膝等）能激活OPG/RANK/ RANKL通路，抑制RANKL、RANK mRNA表达，并提高RANKL mRNA在股骨头坏死区域的表达性，从而抵抗GC的诱导作用，抑制OC活性，促进骨重塑，进而达到治疗目的。相关临床与药理研究发现，骨碎补、淫羊藿、补骨脂等补肾方药通过抑制巨噬细胞集落刺激因子和RANKL，促进OPG mRNA的表达，抑制OC的形成，加强OB的增殖、分化，有效抑制GC对OPG/RANKL/RANK系统的影响，直接或间接防治SONFH[25-28]。 4 以“虚”论治激素性股骨头坏死中OPG/RANK/RANKL信号调控机制 研究表明，长期应用GC导致OPG/RANK/RANKL信号调控紊乱，SONFH可能与其调控OPG mRNA和RANKL mRNA表达有关[29]。颜冰[30]在此基础上建SONFH脾肾亏虚型大鼠模型，应用活血补肾方药后发现在基因水平上可下调RANKL mRNA的表达，并上调OPG mRNA的表达，通过对OPG/RANKL mRNA的调控，达到抑制OC的生成和活化，促进OB功能的恢复，同时上调股骨头局部VEGF的表达，促进股骨头空骨陷窝组织的修复。认为VEGF与OPG/RANKL mRNA相互促进，在加强骨组织修复的同时促进股骨头内微血管的增殖，改善局部的血液供应。这与中医学“肾藏精，主骨生髓，精盛则髓足，化生气血，筋骨得养；脾之运化通畅，气血化生精气，以养先天之本，滋养肾精”的理论相一致。肖春生等[8]研究發现，利用右归丸、苓桂术甘汤佐以补阳还五汤在维持OPG/RANKL比率方面对GC表现出一定的拮抗作用，能明显增加OPG的分泌、合成，并抑制OC的生成和活化，诱导OC调亡，并通过抑制RANKL的活性表达，使OPG/RANKL比率上调，OC活化池缩小，OB/OC偶联向成骨方向发展，同时诱导VEGF表达上调，促进股骨头局部再血管化，加强股骨头坏死区域骨小梁的修复能力，防止SONFH的发展，达到治疗的目的。陈汉尧[31]釆用激素联合脂多糖建造肾虚型SONFH大鼠，模型可见股骨头呈空骨陷窝状，存在成簇性的云片状坏死细胞，骨小梁变细、断裂；在利用不同剂量的补肾活血汤灌胃时，发现随着剂量的增加能显著上调OPG的表达，并抑制股骨头破骨因子TRAF-6、RANKL表达，并且高剂量的补肾活血汤效果最佳，促进骨重建，加强骨小梁微结构的修复，达到防治SONFH的目的。 总之，补“虚”疗法可调节OPG/RANK/RANKL信号传导紊乱，抑制OC的活化和生成，促进重建骨代谢的平衡，使股骨头局部再血管化，股骨头塌陷组织重塑，达到防治SONFH的目的。 OPG/RANK/RANKL信号调控系统不仅阐明了SONFH发生的分子学机制，而且为该病防治及研究开辟了广阔的前景。在OC分化、生成、成熟、活化过程中，OPG/RANK/RANKL系统是各种激素、免疫因子、神经基质、细胞因子等机体众多信使调节骨代谢的最终环节。可以说OPG/RANK/RANKL系统是中西医交融的“共同语言”。本研究仅通过OPG/ RANK/RANKL信号调控系统对其药效学进行分子生物学方面的阐释，但从“虚”论治SONFH的药效学机制非常复杂，目前对OPG/RANK/RANKL信号调控系统上游环节的研究尚未成熟。若能把OPG/ RANK/RANKL信号调控系统作为中医药靶向治疗的中心环节，从分子生物学角度出发，进一步深入研究，将为中医药防治SONFH开辟新的捷径。 参考文献： [1] MOYA-ANGELER J， GIANAKOS A L， VILLA J C， et al. 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