地鱉蟲防治糖尿病腎病骨質疏松癥的研究進展

寧魯寧+劉德山

摘要：糖尿病腎病常伴骨質疏松癥，給患者帶來極大不便，臨床運用地鱉蟲治療常取得良好療效。通過查閱文獻，系統總結地鱉蟲治療糖尿病腎病骨質疏松癥的理論基礎與藥理研究進展，其療效可能與地鱉蟲促進骨生成細胞及軟骨細胞的活性與數量、促進成骨基因Cbfal的表達和抑制激素誘導下BMSCs成骨分化減少等作用有關，為臨床應用提供依據。

關鍵詞：地鱉蟲；糖尿病腎病；骨質疏松；研究進展

中圖分類號：R714.257文獻標志碼：A文章編號：1007-2349（2017）12-0087-03

地鱉蟲，原名蟄蟲，又稱土元、土鱉蟲、地烏龜、簸箕蟲等，是鱉蠊科昆蟲地鱉或冀地鱉的雌蟲干燥體。地鱉蟲是《中華人民共和國藥典》記載的正品藥材，屬傳統的活血化瘀類動物藥。古醫籍記載其“味咸、性寒、有小毒、歸肝經”，有破血逐瘀、消腫散結、續筋接骨、補骨止血等功效[1]。我國第一部藥物學專著《神農本草經》，最早記載了地鱉蟲的性能功效，“主心腹寒熱洗洗，血積癥瘕，破堅，下血閉。”《神農本草經疏》記載了地鱉蟲的藥用功效，“治跌打撲損、續筋骨有奇效。”現代藥理試驗已經證明地鱉蟲有溶解靜脈血栓、抗凝血、抑制血小板聚集、抗腫瘤抗癌、抗突變、耐缺氧、調節血脂、促進骨折愈合等廣泛的作用[2]。

糖尿病腎病常可伴發骨質疏松癥，地鱉蟲治療本病常有良效。筆者系統總結了糖尿病腎病骨質疏松癥的發病機理和地鱉蟲的藥理作用等，對相關機制進行了深入系統的綜述，以期為進一步研究和開發地鱉蟲的藥用價值提供參考資料，指導地鱉蟲治療糖尿病腎病骨質疏松癥的臨床實踐。

1發病機理及中醫病機認識

1.1發病機理骨質疏松癥（osteoporosis，OP）是以骨量減少，骨質量受損及骨強度降低，導致骨脆性增加、易發生骨折為特征的全身性骨病。其臨床表現主要有周身疼痛、身高降低、駝背、脆性骨折及呼吸系統受影響等[3]。糖尿病腎病是糖尿病常見的微血管并發癥，因其蛋白尿致蛋白質丟失、營養不良、運動減少，更容易導致OP的發生[4]。糖尿病骨質疏松癥屬繼發性糖尿病，缺失胰島素、高血糖毒性、糖尿病慢性并發癥的影響以及性激素減少所致OP更容易發生。

人體的骨骼組織不斷通過新陳代謝進行骨的重構。成骨細胞負責形成骨，破骨細胞負責吸收骨，兩種細胞在骨表面的同一部位相繼活動稱之為基本多細胞單位（BMU）。在一個BMU的完成過程中，骨重構分3個階段：破骨細胞吸附于骨表面吸收少量骨質、形成凹陷；成骨細胞進入凹陷形成新骨；骨基質礦化，新形成骨量相當于吸收骨量。若被破骨細胞吸收的骨質所形成凹陷未能被新骨填滿，則被吸收的骨量多于形成的新骨量時發生負平衡，導致總骨量丟失，從而引起OP[5]。

1.2中醫病機認識根據中醫病因病機、臨床癥狀等，骨質疏松癥歸屬于“骨痹”、“骨痿”或“腰背痛”等范疇，主要病機乃腎虛為本。《內經》認為“少陰氣絕”、“寒氣至”和“腎氣熱”等；《金匱要略》則記載“恐能傷腎，腎傷則痿”[6]。在生理上腎寄真陰、寓元陽，為先天之本，主藏精，精生髓，髓可養骨，故骨為腎所主，“腎主身之骨髓”。腎陰可滋潤骨體、充養髓竅，腎陽可宣化精液、防御外邪，而腎精盛衰可影響骨生長、發育、強盛和衰弱的全過程。腎精充足則骨髓生化有源，骨得髓滋養堅固有力，“腎實則骨有生氣”[7]。腎虛則精虧，精虧則髓失所養，致腰痛酸軟、痿弱無力等，骨髓空虛導致骨質疏松癥，《靈樞》認為：“精傷則骨酸痿厥”。脾主運化，主肌肉，為后天之本，乃氣血生化之源，脾虛則化源不足而不能濡養筋骨，肌肉瘦弱、四肢痿廢不用，《證治匯補》記載，“胃氣一虛，百骸溪谷，皆失所養，故宗筋弛縱，骨節空虛”[8]。肝藏血，在體合筋，主筋，筋附于骨、聚關節，肝失調達、氣機不暢等可影響脾、腎。氣虛無力，脈絡凝滯，故成瘀血，血行不暢，骨髓失于濡養，則易發骨折。或陰虛生內熱，血熱互結；或因陽虛生內寒，寒凝血瘀；或年老情志失于調控，肝失疏泄，氣機不暢，脈道閉阻，氣血壅滯，骨失所養，則為此病。

總之，OP與腎虛、脾虛、肝郁等密切相關，常為糖尿病腎病的伴發癥狀，目前在中醫臨床應用中，應用地鱉蟲常起到較好療效[9]。

2藥理研究

鑒于地鱉蟲中包含許多活性成分，體外和體內動物或人體基礎研究數據顯示，它可能有以下幾個潛在的抗糖尿病腎病骨質疏松癥的藥物作用機制。

2.1促進骨生成細胞及軟骨細胞的活性與數量羅佩強[10]通過手術使家兔實驗性骨折，并飼喂含有地鱉蟲的飼料（生藥量1.1g/d），持續10～35 d。研究結果顯示，地鱉蟲可增加骨生成細胞的增殖和功能活性。同時有研究[11]證實，地鱉蟲水提物的有效部位，可促進IL-1β誘導的軟骨細胞增殖EC50，修復骨細胞活性；骨生成細胞的數量、部位及出現時間均明顯增強，致使骨基質形成好，鈣鹽沉積快，加速骨折愈合。亦有學者指出，骨的修復，完全依賴于成骨細胞、成軟骨細胞和成纖維細胞。這些細胞可分泌形成腔原纖絲，是結締組織特異細胞，可在腔原纖絲內將鈣鹽沉積結晶為骨組織[12]。骨愈合過程中組織迅速生長，為細胞活動提供必需營養物質，可增加骨生成細胞的活性和數量，加速鈣鹽沉積，從而升高骨密度，改善骨微結構，增強骨生物力學，修復骨損傷，促進骨形成[13]。這與古籍所載地鱉蟲接骨相吻合。

2.2上調成骨基因Cbfal的表達水平馮偉等[14]從分子水平上探討地鱉蟲促進骨損傷愈合作用機理：用地鱉蟲灌胃雄性SD大鼠采血制備的含藥血清，研究地鱉蟲對體外培養的成骨細胞中成骨相關基因mRNA表達影響，結果表明地鱉蟲有促進體外培養成骨細胞中成骨相關基因Cbfa1的表達作用。骨形成與骨修復是復雜多階段的，多種成骨相關基因參與該調節過程。BMP-2可誘導成骨細胞的前體細胞Cbfal基因表達，Cbfa1是成骨細胞分化調節因子和成骨細胞特異性轉錄因子，進一步可調控細胞形成部分的成骨性標志物，如骨橋蛋白、骨堿性磷酸酶、骨鈣素等，促進骨損傷的愈合[2]。有研究者對成骨細胞特異性表型之一的骨鈣素進行表達調控研究發現[15、16]，轉錄因子Cbfal可以通過結合OSE2，激活成骨細胞骨鈣素的特異基因而轉錄；并可在發育過程中，定型成骨性細胞呈現ALP陽性，表達可調節成骨細胞分化指揮基因Cbfal，使Cbfal比其他骨髓細胞表型提前出現，完全成熟的成骨細胞由這些細胞形成。

2.3抑制激素誘導下BMSCs成骨分化減少李樹強等[17]應用大劑量激素（濃度1×10-6mol/L）干預BMSCs后，發現地鱉蟲含藥血清可逆轉激素誘導下BMSCs內堿性磷酸酶的含量，降低骨鈣素和Ⅰ型膠原mRNA表達；對抗激素對BMSCs成骨分化的抑制，促進成骨分化，從而得出地鱉蟲可抑制激素誘導下BMSCs成骨分化的減少，還可改善股骨頭的微循環。BMSCs是骨髓中與造血干細胞不同的成體干細胞，有向骨、軟骨、肌肉、脂肪等多種組織細胞的分化能力，可以在體外大量增殖并有克隆形成的能力。在自然條件下，BMSCs大多分化為成骨細胞，很少會分化成脂肪細胞。研究表明成骨細胞和脂肪細胞有相同細胞表型，在一定的條件下可以在不同分化方向之間進行相互轉化；成骨和成脂肪之間，似乎是相互牽制與此消彼長的關系[18]。很多學者通過實驗證明大劑量的激素可使BMSCs向脂肪細胞進行轉化，從而阻礙其向成骨細胞的轉化[19]。

實驗中在激素誘導時加入地鱉蟲含藥血清，結果顯示成骨標志物：ALP、BGP與Ⅰ型膠原mRNA的表達均明顯升高，說明地鱉蟲可阻止激素誘導下的BMSCs成骨分化減少，促進成骨分化。這種阻止作用或因地鱉蟲含藥血清在BMSCs分化成脂肪細胞的某個或某些過程中起作用，其具體的作用機制有待進一步討論。

2.4其他另有研究證明，地鱉蟲可促進血管形成、增強破骨細胞活性、促進動物骨骼再生、調節體內微量元素平衡、促進礦物質在骨中沉積等作用。這些作用機制尚不清楚，但對OP的治療及臨床癥狀的緩解，可能起著重要作用。

馮偉等[14]研究發現，使用含地鱉蟲成分血清可提前毛細血管擴充的時間，促進血管形成，血管形成速度快，且數量高于對照組，提前骨局部良好血供的時間，促進局部血液循環，為骨愈合提供條件。楊耀芳等[20]對血虛小鼠應用地鱉蟲后，破骨細胞出現的時間、數量與功能活動均明顯強于對照組，認為破骨細胞發揮功能作用，與地鱉蟲的活血化瘀通絡功效相關，骨的局部血供良好，骨愈合僅靠成骨作用，斷端無法充分恢復正常，應同時將多余骨質吸收，改建方可順利進行，再通髓腔。地鱉蟲提取物可顯著延長大鼠的游泳力竭時間，提高抗氧化酶活性，上調3種抗氧化酶編碼基因表達水平，有學者推測其可能機理之一是：地鱉蟲提取物上調運動大鼠肌肉中的抗氧化酶編碼基因表達水平，顯著提高了試驗動物骨骼肌中SOD、CAT、GST活性，有效對抗了肌肉細胞內過氧化反應，延緩運動疲勞發生[21]。有學者研究通過小鼠熱板法與扭體法研究地鱉蟲的鎮痛作用，證實地鱉蟲可延長小鼠痛的反應潛伏期，并提高小鼠痛閾，明顯減少小鼠20min內的扭體次數，說明地鱉蟲有較強的鎮痛功效；并且在醋酸致小鼠扭體反應實驗中證實，地鱉蟲短效鎮痛作用較好[22]。地鱉蟲中，正己烷、正丁醇萃取物均有一定的鎮痛作用[23]。

3小結

糖尿病腎病常可伴發OP。有報道稱，OP已經成為第三大老年病[24]。現階段最常用的治療方法是藥物治療，但補骨藥物存在副作用，增加患冠心病等疾病的幾率等。基于最近的臨床試驗結果，地鱉蟲以其安全、有效、低毒的優勢，在治療糖尿病腎病骨質疏松癥很有前途[2]。目前國外對地鱉蟲的研究幾乎空白，國內對地鱉蟲鑒定得到的有效活性成分不多，藥理作用及作用機制尚未非常明確；藥用地鱉蟲主要就是全蟲，加工產品單一；以地鱉蟲為主要成分的中成藥，開發研制速度緩慢、水平偏低[9]；實驗研究的檢測指標較少，多數為動力學參數、骨靜力學和抗彎力等，從分子生物水平反映骨代謝與機體平衡的研究較少，缺乏一定的說服力[25]。同時針對地鱉蟲干預糖尿病腎病骨質疏松癥的臨床研究有限，且主要集中于含地鱉蟲成分的復方中藥。因此探明地鱉蟲對成骨細胞的藥物靶點、作用機制，可闡釋中藥配伍機理，為臨床處方用藥提供依據，是深入開發應用該昆蟲藥物的前提和基礎[14]。在將地鱉蟲大規模推薦治療糖尿病腎病骨質疏松癥及其他疾病前，尚需更多的有效性、安全性和作用機制數據支持。

參考文獻：

[1]劉輝.地鱉蟲在骨科中應用驗案3則[J].光明中醫，2016，31（22）：3343-3344.

[2]王鳳霞，吉愛國.藥用土鱉蟲化學成分及藥理作用研究進展[J].中國生化藥物雜志，2009，30（1）：61-64.

[3]張智海，劉忠厚，李娜，等.中國人骨質疏松癥診斷標準專家共識（第三稿·2014版）[J].中國骨質疏松雜志，2014，20（9）：1007-1010.

[4]李寅，徐晶鴻，王新華，等.中西醫結合治療糖尿病腎病骨質疏松癥108例臨床觀察[J].中醫藥信息，2013，30（3）：102-104.

[5]黃火強.骨質疏松癥發病機理及臨床藥物治療[J].標記免疫分析與臨床，2010，17（3）：205-208.

[6]劉忠厚.骨礦與臨床[M].北京：中國科學技術出版社.2006：237-249，956-959.

[7]伍豫軍.補腎方劑治療原發性骨質疏松癥30例臨床觀察[J].咸寧學院學報：醫學版），2009，23（6）：479-480.

[8]王新祥，張允嶺，王少杰，等.骨質疏松癥與李東垣“骨蝕”病的探討[J].北京中醫藥大學學報.2009：32（7）：446-449.

[9]李紅寧，康哲，劉萍，等.地鱉蟲藥用價值研究進展[J].貴州科學，2015，33（4）：22-25.

[10]羅佩強.土鱉蟲促進骨折愈合的實驗研究[J].中國骨傷，1992，5（6）：6-7.

[11]張立國，馬東升，程佳佳，等.中藥揮發油/水提物的細胞抗炎、免疫及骨細胞修復活性的比較[J].中藥新藥與臨床藥理，2015，26（1）：34-39.

[12]張安寧，桂仲爭.地鱉蟲的利用價值及其開發前景[J].生物學雜志，2008，25（2）：59-61.

[13]王丹.藥用地鱉蟲的研究進展[J].科技經濟市場，2010，（6）：108-109.

[14]馮偉，傅文彧，魏義勇，等.單味中藥對成骨相關基因表達的影響[J].中醫正骨，2004，16（3）：6～8.

[15]Otto F，Thormell AP，Crompton T，et al.Cbfal，a candidate gene for cleidocranial dyspasia syndrome，is essntil for osteoblast differentiation and bone development[J].Cell，1997；89：765.

[16]Cooper LF，Harris CT，Bruder SP，et al.Incipient analysis of mesenchymal stem-cell-derived osteogenesis[J].J Dent Res，2001；80（1）：314.

[17]李樹強，于濤，齊振熙，等.土鱉蟲對激素誘導骨髓間充質干細胞成骨分化的影響[J].中國骨傷，2010，23（12）：921-924.

[18]Ahdjoudj S，Lasmoles F，Oyajobi BO，et al. Reciprocal control of osteoblast/chondroblast and osteoblast/adipocyte differentiation of multipotential clonal human marrow stromal F/STRO-1（+）cells[J].J Cell Biochem，2001，81：23-38.

[19]Schecroun N，Delloye C.Bone-like nodules formed by human bone marrow stromal cells：comparative study and characterization[J]，Bone，2003，32（3）：252-260.

[20]楊耀芳，彭名淑，楊翊雯，等.土鱉蟲對血虛小鼠紅細胞免疫功能的實驗研究[J].中國免疫學雜志.2003，19（10）：686-689.

[21]彭利偉，楊海新.中藥土鱉蟲對兔下頜骨牽張成骨作用的研究[J].中華整形外科雜志，2013，29（2）：125-130.

[22]楊耀芳，楊翊雯，王賽前，等.土鱉蟲口服液鎮痛、活血化瘀與紅細胞免疫研究[J].中成藥，2003，6（25）：496-498.

[23]盧穎，江佩芬.土鱉蟲化學成分的研究[J].1992，17（8）：487-489.

[24]羅情，巫秀美，郭娜娜，等.地鱉蟲的化學成分和藥理活性研究進展[J].中國醫藥科學，2015，5（17）：41-44.

[25]嚴紅梅，張振海，孫娥，等.中藥治療骨質疏松癥的研究進展[J].中草藥，2014，45（8）：1174-1178.

（收稿日期：2017-10-30）