雌激素治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的研究進(jìn)展

劉 云，羅曉婷，李 崇，廖世杰，林成森，李波香，謝天裕，紀(jì)舒妤

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院a.骨科； b.藥學(xué)部； c.全科醫(yī)學(xué)病區(qū)，南寧 530021)

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(PMO)是屬于原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥的一種，也稱為Ⅰ型骨質(zhì)疏松癥，是指由絕經(jīng)后雌激素及相關(guān)內(nèi)分泌改變引起的骨量減少、骨微結(jié)構(gòu)破壞，從而導(dǎo)致骨強(qiáng)度下降、骨脆性增加，并易發(fā)脆性骨折為特征的骨代謝性疾病。據(jù)統(tǒng)計[1-3]，約10%～20%絕經(jīng)后女性患有不同程度骨質(zhì)疏松，而絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥相關(guān)脆性骨折發(fā)生率和發(fā)病率很高，喪失勞動力者非常多見，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量；其中產(chǎn)生的費(fèi)用也會給整個醫(yī)療救助體系造成一個巨大的負(fù)擔(dān)，并且這種負(fù)擔(dān)也會隨著老齡人口的逐年增加而日益沉重。有研究[4]報道，卵巢切除(OVX)的野生型小鼠(WT)和FSH受體缺失(FORKO)小鼠與假手術(shù)組小鼠相比，循環(huán)雌激素水平迅速下降，骨密度(BMD)顯著降低，且以腰椎BMD下降最為顯著。將同種異體卵巢移植到OVX小鼠體內(nèi)后，小鼠BMD較前明顯改善。同時，通過對FORKO小鼠與WT小鼠的進(jìn)一步研究，證實(shí)了卵巢分泌的產(chǎn)物，尤其是雌激素和卵巢外周雄激素向雌激素的轉(zhuǎn)化可以改變骨內(nèi)平衡。由此可見，雌激素水平下降是誘發(fā)絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的主要原因。以雌激素為基礎(chǔ)治療在一定程度上可促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖、抑制破骨細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松作用。本文對近年來雌激素在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥治療中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥提供參考與思路。

1 雌激素及其來源

雌激素是一種類固醇激素，主要包括雌酮、17-β雌二醇和雌三醇，其中以雌二醇生物活性最強(qiáng)。女性在絕經(jīng)前體內(nèi)雌激素主要由卵巢分泌，絕經(jīng)后體內(nèi)卵巢分泌的雌激素明顯減少，但卵巢基質(zhì)細(xì)胞繼續(xù)分泌雌激素和腎上腺皮質(zhì)分泌的睪酮，可在脂肪組織和骨等其他組織轉(zhuǎn)化為雌二醇和雌酮，成為絕經(jīng)后婦女體內(nèi)雌激素的主要來源[5-7]。

2 雌激素受體的表達(dá)及作用

雌激素受體(ER)是屬于甾體類激素核受體家族成員，主要包括ERα和ERβ 2個亞型。PMO一般發(fā)生在女性絕經(jīng)后5～10年，主要原因是絕經(jīng)后女性雌激素水平下降引起骨代謝紊亂[8]。隨著過去幾十年學(xué)者們對雌激素與骨代謝關(guān)系的深入研究，目前已證實(shí)雌激素通過ER發(fā)揮骨代謝調(diào)節(jié)作用。骨組織是雌激素重要的靶器官，ERα和ERβ在骨和骨髓中廣泛表達(dá)[6]。1988年KOMM等[9]發(fā)現(xiàn)成骨細(xì)胞(OB)中有ER存在，提示雌激素對OB有調(diào)節(jié)作用。有研究[10]發(fā)現(xiàn)破骨細(xì)胞(OC)中有ER的表達(dá)，并證實(shí)了ER對骨細(xì)胞的直接作用。進(jìn)一步研究結(jié)果提示ER 2種亞型在OB、OC和骨髓基質(zhì)細(xì)胞以及成人骨細(xì)胞中均可表達(dá)，在松質(zhì)骨中ERβ表達(dá)占優(yōu)勢，而在皮質(zhì)骨中則以ERα為主[11]，這表明它們在組織中可能存在不同的功能。有研究[12]發(fā)現(xiàn)，敲除小鼠破骨細(xì)胞中的ERα后骨小梁區(qū)出現(xiàn)顯著骨量減少及骨轉(zhuǎn)換率增高，同時伴隨著OC數(shù)量增多。此外，ALMEIDA等[13]在動物模型的研究中發(fā)現(xiàn)，敲除小鼠成骨細(xì)胞系中ERα后發(fā)現(xiàn)其幾乎沒有成骨的表型，但其皮質(zhì)骨明顯減少，然而松質(zhì)骨并未受到影響。過去有學(xué)者[10]認(rèn)為ERβ在OB中表達(dá)高于ERα，所以雌激素對骨形成作用主要由ERβ調(diào)控。但目前大部分學(xué)者[14-15]認(rèn)為敲除ERβ細(xì)胞系對骨骼影響較小，雌激素主要通過ERα對骨骼產(chǎn)生作用。因此，ER在骨代謝方面發(fā)揮重要作用，但關(guān)于2種受體的不同作用仍有待進(jìn)一步研究。

3 雌激素的骨代謝調(diào)節(jié)作用

破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞是骨形成過程中的主要功能細(xì)胞，在骨代謝中發(fā)揮重要作用[16]。雌激素不僅可以通過與ER結(jié)合，直接作用于骨細(xì)胞，還可以通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞以及免疫因子等起間接調(diào)節(jié)作用，從而促進(jìn)OB增殖、分化，誘導(dǎo)OC凋亡、抑制OC活性，進(jìn)而維持骨吸收與骨形成之間的平衡，保護(hù)骨組織。

3.1 雌激素對破骨細(xì)胞的作用

雌激素對OC的作用主要包括直接作用和間接作用。直接作用主要由雌激素與ER結(jié)合介導(dǎo)產(chǎn)生。雌激素與ERα結(jié)合通過激活破骨細(xì)胞Fas/FasL系統(tǒng)誘導(dǎo)OC凋亡[17-18]。雌激素可以通過促進(jìn)ER與骨架蛋白1結(jié)合，從而降低細(xì)胞核因子-κB活性并抑制RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞分化[19]。此外，有研究[20-21]發(fā)現(xiàn)雌激素通過RANKL-RANK-OPG系統(tǒng)直接作用于OC，從而影響骨代謝。雌激素與ERα結(jié)合可上調(diào)骨保護(hù)素(OPG)表達(dá)，而OPG可競爭性與RANKL結(jié)合，減少RANK激活的OC活性，從而減少骨破壞，保護(hù)骨組織。另外，還有研究[22]發(fā)現(xiàn)，雌激素可能通過與ER結(jié)合，激活A(yù)MPK來抑制NF-κB和p38MAPK信號通路，從而抑制破骨細(xì)胞形成，減少骨丟失。雌激素對OC的間接作用與細(xì)胞因子密切相關(guān)，如負(fù)調(diào)控腫瘤壞死因子(INF-α)、IL-1α、前列腺素等，上調(diào)轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)的表達(dá)，間接抑制OC的骨吸收。此外，THOUVEREY等[23]在OVX大鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，在雌激素缺乏情況下，骨髓可產(chǎn)生過量的炎性因子，如TNF和IL-1，從而激活成骨細(xì)胞中p38MAPK，進(jìn)而刺激RANKL和IL-6合成，最終直接刺激OC形成，導(dǎo)致骨代謝失衡。有研究[24-25]報道，OVX小鼠體內(nèi)IL-7水平升高，并刺激胸腺細(xì)胞增殖和骨髓源性祖細(xì)胞胸腺依賴性的分化及成熟T細(xì)胞胸腺獨(dú)立性的外周擴(kuò)張，影響OC、OB數(shù)量和活性，從而誘導(dǎo)骨丟失；然而，切除增生的胸腺后可減少約50%的骨丟失，結(jié)果表明IL-7介導(dǎo)OVX誘導(dǎo)的骨丟失，并與胸腺和胸腺外機(jī)制有關(guān)。因此，IL-7是一種關(guān)鍵的上游細(xì)胞因子，是潛在的治療靶點(diǎn)，雌激素缺乏通過它調(diào)節(jié)造血和免疫功能，這對骨內(nèi)平衡至關(guān)重要。綜上所述，雌激素對OC的直接作用主要通過ER介導(dǎo)來誘導(dǎo)OC凋亡，抑制OC分化；而間接作用則通過對細(xì)胞因子的調(diào)控來降低OC的活性和影響其骨吸收功能。

3.2 雌激素對成骨細(xì)胞的作用

雌激素通過多種機(jī)制參與OB增殖、分化、凋亡的調(diào)節(jié)過程，直接影響骨的形成。OB的平均生存周期在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥發(fā)病進(jìn)程中尤為重要，雌激素能改變轉(zhuǎn)錄因子活性，如誘導(dǎo)細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶氧化磷酸化、下調(diào)c-jun的表達(dá)等調(diào)節(jié)OB轉(zhuǎn)錄活性，進(jìn)而抑制OB凋亡，延長OB存活時間[26-27]。GAVALI等[28]研究發(fā)現(xiàn)，雌激素通過上調(diào)RAB3GAP1，在分化過程中促進(jìn)OB的自噬，抑制OB凋亡，提高存活率。還有研究[29]發(fā)現(xiàn)，雌二醇可以活化GPR30誘導(dǎo)OB增殖，通過ERK1/2通路促進(jìn)OB線粒體自噬，減少OB凋亡。相關(guān)研究[30]表明，雌激素通過抗氧化作用，抑制氧化應(yīng)激，延長OB存活時間。具體表現(xiàn)為，雌激素通過正調(diào)控WNT(無翅果蠅基因Wingless與小鼠基因Int1結(jié)合的基因)信號通路，使通路中重要的信號因子β-catenin(β-鏈蛋白)的結(jié)合位點(diǎn)改變，抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，促進(jìn)骨形成并延長OB存活時間。相反的，雌激素水平下降可降低抗氧化酶γ-GCS，啟動氧化應(yīng)激級聯(lián)反應(yīng)，最終抑制OB增殖，加速骨質(zhì)疏松形成[31]。另有研究[32]證實(shí)，雌激素缺乏可導(dǎo)致miR-338在體內(nèi)聚集，且miR-338可通過旁分泌的方式抑制OB分化。同時該研究還發(fā)現(xiàn)雌激素依賴性的Runx2/Sox4/miR-338正反饋環(huán)的存在，它在調(diào)節(jié)著OB分化方面發(fā)揮重要作用。另外，雌激素可負(fù)調(diào)控OB中核因子κB活性，從而維持骨吸收與骨形成平衡，減少骨丟失[33]。綜上所述，雌激素對OB的生物學(xué)作用主要涉及抑制OB凋亡、抑制氧化應(yīng)激以及抑制核因子κB活性等重要機(jī)制。然而，雌激素與OB的自噬作用機(jī)制尚未完善，仍有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

4 雌激素及其類似物在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的治療

目前的研究普遍認(rèn)為，女性進(jìn)入絕經(jīng)期后，體內(nèi)雌激素水平急劇下降，引起骨代謝紊亂，誘發(fā)骨質(zhì)疏松。因此，ERT是目前治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的主要方案之一。雌激素及雌激素類似物可直接與骨組織中的ER結(jié)合，通過促進(jìn)OB增殖、誘導(dǎo)OC凋亡等機(jī)制來抑制骨吸收、改善骨轉(zhuǎn)換、增加骨量、并減少骨折發(fā)生率，從而發(fā)揮防治骨質(zhì)疏松的作用。

4.1 雌激素替代治療(ERT)

ERT與絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥相關(guān)研究一直是各國學(xué)者們的研究熱點(diǎn)。目前相關(guān)研究[34-35]結(jié)果表明，ERT在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥治療上有其獨(dú)特優(yōu)勢，并與年齡、劑量、給藥方式等方面密切相關(guān)。不同年齡層婦女的隨機(jī)對照試驗及薈萃分析[34]結(jié)果提示激素替代治療可降低60歲以前或絕經(jīng)后10年內(nèi)的接受HRT的婦女的冠心病和全因死亡率，且有可能不會增加乳腺癌患病率，但年齡大于60歲或絕經(jīng)大于10年的婦女使用HRT則有可能增加有關(guān)冠心病不利方面的影響。因此，有研究[35-36]建議對于60歲以下或絕經(jīng)10年以內(nèi)的絕經(jīng)婦女，特別是伴有VMS的婦女，應(yīng)將雌激素用于早期預(yù)防和治療骨質(zhì)疏松癥。最近，一項大樣本的RCT研究[35]發(fā)現(xiàn)，低劑量的結(jié)合雌激素，無論是否有較低劑量的醋酸甲羥孕酮，結(jié)果均顯示HT可預(yù)防脊柱和髖部BMD的丟失、減少骨轉(zhuǎn)換，改善血管舒縮癥狀。ZHANG等[37]研究雌激素對去卵巢骨質(zhì)疏松大鼠血管生成影響，發(fā)現(xiàn)不同劑量的雌激素補(bǔ)充雖然能顯著改善骨丟失，但高劑量組的BMD低于正常劑量組。而WARMING等[38]對絕經(jīng)后骨質(zhì)減少的婦女使用HT透皮貼劑和安慰劑，進(jìn)行為期2年的前瞻性隨機(jī)試驗顯示，與安慰劑組相比，HT組的腰椎、髖部和全身BMD測量分別增加了8.6%和3%。而最近發(fā)表的9項臨床試驗的薈萃分析[39]顯示，與基線相比，使用雌激素透皮貼1～2年與腰椎BMD增加有關(guān)。與口服雌激素治療相比，經(jīng)皮雌激素治療不僅可降低靜脈血栓、動脈粥樣硬化性血管疾病等風(fēng)險，還具有保護(hù)心臟的作用。因此，低劑量非口服的HT可能被考慮用于心血管危險因素的婦女、老年婦女、以及那些選擇延長HT使用時間來保護(hù)骨骼的婦女[35,39]。盡管雌激素的療效顯著，但考慮到其誘發(fā)靜脈栓塞、乳腺癌、中風(fēng)等相關(guān)疾病的風(fēng)險。目前臨床上多采用雌激素聯(lián)合治療的方案。PRIOR等[40]的一項薈萃研究顯示，與單獨(dú)雌激素治療相比，雌激素-孕激素(EPT)療法治療骨質(zhì)疏松，可使椎體BMD增加更明顯。而ZHU等[41]對早期絕經(jīng)期的中國婦女進(jìn)行為期一年的前瞻性隨機(jī)試驗研究，她們使用了含孕激素的標(biāo)準(zhǔn)或半劑量雌激素藥物，最終發(fā)現(xiàn)半劑量和標(biāo)準(zhǔn)劑量的雌激素與孕激素聯(lián)合使用對于早期絕經(jīng)期婦女的BMD具有保護(hù)作用，但低劑量雌激素治療效果不佳。王峰等[42]通過對絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥患者的臨床觀察，證實(shí)了雌激素加上黃體素聯(lián)合常規(guī)方案治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥療效確切，副作用小，具有臨床應(yīng)用價值。

4.2 選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑

選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)(SERMS)是近年來對骨質(zhì)疏松治療藥物研究的一個突破性進(jìn)展，是對乳腺和子宮具有雌激素拮抗作用的非甾體類藥物。AN[43]總結(jié)了SERMS在治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松方面的研究現(xiàn)狀，SERMS主要用于年齡較小的絕經(jīng)后女性，尤其存在浸潤性乳腺癌家族史的患者，特別推薦使用，因為它們可以大大降低女性患乳腺癌的發(fā)生率。但目前已批準(zhǔn)上市的SERMS有誘發(fā)血栓栓塞風(fēng)險且其在骨折預(yù)防的有效性低于雌激素。雷洛昔芬在心臟疾病中的應(yīng)用(RUTH)研究[44]顯示，雷洛昔芬可以增加致命性卒中(絕對風(fēng)險增加0.7‰)和靜脈血栓栓塞性疾病(絕對風(fēng)險增加1.3‰)的發(fā)生風(fēng)險。有研究[45-48]將巴多昔芬(BZA)，一種選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑，與CE聯(lián)合應(yīng)用，結(jié)果表明，與單用SERMS或CE相比，BZA與CE聯(lián)合用藥12和24個月后可降低絕經(jīng)后骨轉(zhuǎn)換率，顯著提高椎骨、髖骨BMD，降低骨折發(fā)生率，減少副作用；另外，CE/BZA與CE/MPA相比，在改善BMD方面無顯著差異，但CE/BZA可以維持子宮內(nèi)膜安全性，緩解血管舒縮癥狀，表現(xiàn)出良好的安全性和耐受性。因此，CE/BZA制劑或可作為絕經(jīng)后早期女性骨質(zhì)疏松癥合并高危癥狀患者的替代治療方案。但目前有關(guān)雌激素與SERMS聯(lián)合用藥研究的時間較短，其在絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松癥防治方面的長期作用無法預(yù)測，仍有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

4.3 植物雌激素

為了開發(fā)更為安全有效的抗絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的藥物，近年來學(xué)者們發(fā)現(xiàn)植物雌激素化學(xué)結(jié)構(gòu)與雌激素類似，可以通過ER發(fā)揮作用影響骨重建。目前，仙靈骨葆(XLGB)已成為臨床常用抗骨質(zhì)疏松的藥物，與雌激素相比，前者對PMO患者的有效性及安全性更高。XLGB作為一種富含植物雌激素的中成藥，其發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松作用的主要成分包括淫羊藿和補(bǔ)骨脂等。有研究[1]報道，淫羊藿可能通過調(diào)節(jié)OVX小鼠血清E2水平，增強(qiáng)ERβ的合成，同時提高ER的生物學(xué)效應(yīng)，不僅可以促進(jìn)骨形成和減少骨吸收，還可以增加腎對鈣的再吸收，從而防治OVX小鼠的骨丟失。而補(bǔ)骨脂可促進(jìn)OB增殖、分化，增加OB的OPG表達(dá)，抑制RANKL的表達(dá)而抑制OC的分化和成熟，從而抑制骨吸收，減少骨質(zhì)損失，進(jìn)而發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松作用。WANG等[49]對復(fù)方XLGB的植物化學(xué)成分進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)不同的化學(xué)成分和植物分子的相互作用在骨質(zhì)疏松治療的效果上存在顯著差異，并證明了XLGB-b是預(yù)防OVX小鼠骨丟失的主要化學(xué)成分。而LAMBERT等[50]對雌激素缺乏的圍絕經(jīng)期和絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松患者使用異黃酮制劑(植物性雌激素)治療對骨吸收影響的薈萃分析顯示，異黃酮可顯著提高患者的腰椎與股骨頸BMD，對雌激素缺乏性骨質(zhì)疏松具有治療作用。LEE等[22]研究表明，去氫雙松柏醇是一種木質(zhì)素，其可能通過雌激素受體抑制p38MAPK信號通路對RANKL信號通路發(fā)揮負(fù)調(diào)控作用，從而抑制OC分化，防止骨丟失。然而，有文獻(xiàn)[51]報道，單用木質(zhì)素或其與他莫昔芬聯(lián)合使用可增加骨質(zhì)，但可能并不適用于使用他莫昔芬抗乳腺癌治療的PMO患者，因為木質(zhì)素可降低他莫昔芬在乳腺癌方面的抗癌作用；另外，JIANG等[51]在體外研究中發(fā)現(xiàn)，大黃通過MAPK和NFATC1/c-fos通路抑制OC分化，發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松作用。盡管植物雌激素在PMO方面的研究已取得一定的成果，但目前大部分研究仍停留在動物實(shí)驗階段。而且植物雌激素的種類、濃度以及不同化學(xué)成分之間的相互作用對PMO的影響尚未明確。為了研發(fā)更為有效、安全的抗骨質(zhì)疏松藥物，我們還需細(xì)胞、整體動物和臨床試驗等各個方面，探討植物雌激素在防治PMO中的作用。

5 總結(jié)

雌激素可以抑制骨吸收、改善骨轉(zhuǎn)換、增加骨量，對骨組織具有保護(hù)作用。雌激素缺乏是PMO發(fā)生的主要原因。盡管ERT在PMO治療上有其獨(dú)特優(yōu)勢，但長期使用可誘發(fā)靜脈血栓、中風(fēng)、乳腺癌等風(fēng)險。而植物雌激素與雌激素相比，前者副作用較小，具有廣泛的應(yīng)用前景，值得更加深入的研究。