類風濕關節炎骨破壞作用機制及中醫藥治療研究進展

趙磊 萬磊 劉健 黃傳兵 馬熙檬 朱子衡 李舒 諶曦 范海霞 葛瑤 劉天陽 劉磊李明

1.安徽中醫藥大學研究生院，安徽 合肥 230031 2.安徽中醫藥大學第一附屬醫院風濕科，安徽 合肥 230031

類風濕關節炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種病因尚未完全明確的慢性自身免疫性炎癥性疾病，炎癥始于關節滑膜，導致軟骨、骨和其他鄰近組織的破壞，并形成血管翳。RA骨破壞多與破骨細胞和成骨細胞的相互作用密切相關，當成骨細胞的骨形成不及破骨細胞的骨吸收時，即導致骨破壞及骨質疏松。盡管類風濕關節炎的臨床治療取得了長足進展，但現有的傳統治療效果并不令人滿意[1]。因此，需要探索更加安全可靠的治療方式，中醫藥在RA骨破壞的治療過程中取得了較好的臨床療效，正好彌補了傳統RA治療藥物所存在的缺陷。

1 類風濕關節炎骨破壞發病機制

1.1 細胞因子/趨化因子在RA骨破壞中的作用

1.1.1細胞因子：研究發現，TNF-α能直接促進核因子-κB受體活化因子配體(receptor activation for nuclear factor-κB ligand，RANKL)的表達，促進破骨細胞的生成及炎癥狀態下的骨吸收[2]。通過抑制TNF-α，可以減少機體破骨細胞的數量，從而減輕RA炎癥和軟骨的破壞[3]。IL-17不僅能夠通過激活細胞核因子κB受體活化因子( receptor activator of the nuclear factor kappa B，RANK)-護骨素系統誘導破骨細胞形成，還能誘導IL-1和TNF-α的表達間接促進破骨細胞形成，并與TNF-α一起在破骨細胞分化和骨吸收中起協同作用[4-5]。Li等[6]研究發現RA患者血漿IL-34水平顯著高于健康對照組，且與疾病活動性評分、超聲骨侵蝕呈顯著正相關。在RA中，IL-6能通過刺激關節白細胞的募集，促進破骨細胞的成熟和活化，刺激滑膜組織增殖，導致關節損傷，造成人體內骨量丟失加劇，誘發骨質疏松[7]。當IL-6基因敲除后，小鼠的骨痂形成延遲，破骨細胞密度降低[8]。

1.1.2趨化因子：在RA中的侵蝕性階段，CCL21通過刺激M1巨噬細胞極化導致IL-6和IL-23轉錄增加，同時使原始T細胞分化為Th17細胞，驅動Th17細胞促進RA破骨細胞的形成，使關節炎癥發展至骨侵蝕。通過阻斷IL-6、IL-23或IL-17的功能，會削弱CCL21的破骨細胞形成能力[9]。同時，有研究表明，CCL21能促進破骨細胞遷移和吸收的活性，進而促進破骨細胞在活體小鼠顱骨模型中的骨吸收[10]。破骨細胞分化基因表達譜顯示趨化因子CCL4通過PI3K途徑介導RANKL誘導破骨細胞的遷移和侵襲，從而導致骨破壞和骨侵蝕[11]。CCL3是一種誘導巨噬細胞向炎癥關節轉運的趨化因子，能夠促進破骨細胞的生成從而造成骨破壞和骨量丟失，當CCL3被抑制時能減少破骨細胞的形成，減輕關節炎癥及相關的骨量丟失[12]。

1.2 非編碼RNA在RA骨破壞中的作用

1.2.1微小RNA(MiRNA)：參與破骨細胞的miRNAs被廣泛的分為正向分化調節因子和負向分化調節因子。如miR-29家族通過抑制G蛋白耦聯受體85(GPR85)和CD93(巨噬細胞特異性基因轉錄體)來引導骨髓前體向破骨細胞分化，促進骨破壞。miR-30a能靶向作用于小鼠骨髓前體細胞，抑制樹突狀細胞-特異性跨膜蛋白的表達，減少破骨細胞數量，抑制基質吸收，從而抑制骨破壞[13-14]。在大鼠模型中，下調miR141能夠誘導升高股骨頭組織中OPG、骨形態發生蛋白2(bone morphogenetic protein 2，BMP2)等表達，促進成骨細胞活性，抑制破骨細胞活性，從而上調轉化生長因子β2的表達，緩解股骨頭壞死[15]。劉喜德等[16]研究表明溫化蠲痹方能通過上調RA患者外周血單個核細胞DNA甲基化轉移酶，同時降低miRNA-146a表達水平，影響下游靶基因的表達從而達到治療RA的目的。

1.2.2長鏈非編碼 RNA(long noncoding RNA，lncRNA)：目前已發現大量的lncRNAs在RA中表達異常，且與RA的疾病活動性相關。如LNC-AK077216可在抑制破骨細胞前體細胞凋亡的同時調節破骨細胞形成。T細胞核因子1是破骨細胞生成過程中必不可少的轉錄因子，LNC-AK077216通過促進T細胞核因子1的表達，促進破骨細胞的形成，導致骨破壞，造成骨量丟失[17]。在小鼠實驗中，lncRNA-NEAT1能夠抑制成骨細胞的形成，促進巨噬細胞系RAW264.7向破骨細胞分化，從而導致骨破壞，造成骨質疏松[18]。lncRNA-MIR22HG在人骨髓間充質干細胞成骨分化過程中的表達上調，可通過下調磷酸酶和緊張素同源蛋白激活AKT信號通路促進成骨分化，當敲除MIR22HG基因后，體外和體內的成骨分化均受到抑制[19]。

1.2.3環狀RNA(circRNA)：circRNA在RA的發病過程中發揮重要作用[20]，BMP2在誘導成骨分化中起重要作用，目前已發現多種circRNA可增強其表達，如circRNA 0048211能夠負性靶向作用于miRNA-93-5p及circRNA 0016624后與miR-98 海綿結合，增強BMP2的表達，刺激DNA的合成及表達，從而促進骨髓間充質干細胞定向分化為成骨細胞，促進骨的形成，抑制骨破壞，預防骨質疏松[21-22]。在小鼠模型中，研究表明 circRNA 28313通過發揮ceRNA的作用，解除miR-195a對集落刺激因子1(colony stimulating factor 1，CSF1) 的抑制，調節骨髓間充質干細胞的破骨細胞分化，促進骨破壞和骨吸收，當敲除circRNA 28313基因后，這種作用也會被顯著抑制[23]。

1.3 信號通路在RA骨破壞中的作用

1.3.1Wnt/β-catenin信號通路：Wnt信號通路通過與其他信號通路的交聯，調節軟骨細胞和成骨細胞的分化和功能，從而影響軟骨和骨的代謝，進而直接或間接的調節骨破壞[24]。硬化蛋白(sclerostin，SOST) 是骨細胞的特征性標志物，能夠抑制骨形成。SOST基因的降低可以激活Wnt/β-catenin信號通路，促進骨形成，抑制骨量丟失，從而減少骨損傷[25]。血管活性腸肽通過激活Wnt/β-catenin信號通路，在骨髓間充質干細胞骨修復過程中發揮重要的成骨作用，還可通過促進骨髓間充質干細胞分化為成骨和血管，促進體內骨修復[26]。淀粉樣蛋白β肽可激活人骨髓間充質干細胞Wnt/β-catenin信號轉導，顯著提高成骨前細胞的堿性磷酸酶活性，降低破骨前細胞的堿性磷酸酶活性，促進成骨細胞的分化并抑制破骨細胞的形成，從而減緩骨破壞的發生[27]。王大偉等[28]研究發現補腎益氣活血中藥復方能調節和改善Wnt3a蛋白的表達,激活Wnt3a/β-catenin信號傳導通路，促進成骨細胞分化，抑制破骨細胞，起到防治骨質疏松癥的作用。

1.3.2PI3K/AKT信號通路：PI3K/AKT信號通路能夠參與破骨細胞的生成和分化加重骨侵蝕和骨破壞的發生[29]。B淋巴細胞誘導成熟蛋白-1(B lymphocyte induced maturation protein-1，Blimp1)在破骨細胞的分化和功能中起著至關重要的作用，TNF-α能夠通過PI3K/AKT信號通路提高破骨細胞分化過程中Blimp1的表達，當PI3K/AKT信號通路被阻斷，破骨前體細胞中沉默Blimp1可明顯減弱TNF-α對破骨細胞生成的刺激作用，從而造成破骨細胞生成減少，延緩骨破壞的發生[30]。PI3K/AKT信號通過激活NF-κB通路促進成骨前細胞的增殖、分化和基質金屬蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13，MMP-13)的表達，當PI3K/AKT信號抑制劑LY294002被使用后，MMP-13的誘導作用可被減弱，從而減輕關節軟骨退變，減弱骨侵蝕和骨破壞[31]。于冬冬等[32]研究表明中藥復方鹿角膠丸能促進AKT磷酸化，通過PI3K/AKT通路促進破骨細胞凋亡，當加入LY294002后鹿角膠丸的促AKT磷酸化作用被抑制。

1.3.3RANKL/RANK/OPG信號通路：RANKL/RANK通路可參與破骨細胞的活性和形成，OPG通過與RANKL結合，起到骨保護的作用，防止額外的吸收。RANKL和OPG之間的失衡可能導致過度的骨吸收[33]。Quaking(QKI)是一種RNA結合蛋白，QKI的缺乏能放大NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)信號轉導通路，進而上調T細胞核因子C1(nuclear factor of activated T cells-1，NFATc1)的活化，實現破骨細胞的促破骨作用。除此之外，QKI缺乏還可通過炎性微環境抑制成骨細胞的形成，破壞骨代謝平衡[34]。IL-20對破骨前細胞的增殖和凋亡有不同的調節作用，IL-20可通過激活OPG/RANKL/RANK軸對破骨細胞進行差異性調控，顯著促進破骨細胞的形成和骨吸收，并抑制OPG的表達，造成骨破壞和骨量丟失[35]。張峻瑋等[36]研究發現中藥骨碎補能夠通過調節骨髓間充質干細胞OPG、RANKL的表達，激活OPG/RANKL/RANK信號通路從而抑制破骨細胞的分化和成熟。

2 中醫藥治療骨破壞研究

2.1 中醫辨證論治

RA歸屬于中醫疾病“尪痹”，RA骨破壞屬于中醫“骨痹”的范圍，參照《類風濕關節炎病證結合診療指南》，結合臨床癥狀，主要可以分為風濕痹阻證、寒濕痹阻證、濕熱痹阻證、痰瘀痹阻證、 瘀血阻絡證、氣血兩虛證、肝腎不足證、氣陰兩虛證等8個證型，針對這8個證型，分別予以祛風除濕、通絡止痛；溫經散寒、祛濕通絡；清熱除濕、活血通絡；化痰通絡、活血行瘀；活血化瘀、通絡止痛；益氣養血、通經活絡；補益肝腎、蠲痹通絡；益氣養陰、通絡止痛的治法[37]。

2.2 中藥單體/單味中藥

在RA骨破壞的治療中，中藥單體發揮著獨特的作用，如槲皮素能夠抑制RANKL、RANK及IL-8、IL-17、TNF-α等細胞因子的產生，增加OPG的表達，抑制破骨細胞的活化和形成，減輕骨破壞[38-39]。雷公藤甲素能夠下調細胞凋亡抑制蛋白，進而促進破骨細胞前體凋亡，減少破骨細胞數量，從而有效防治RA骨破壞[40]。青藤堿能夠抑制各種促炎因子的表達，增加RANKL/OPG的比例，抑制NF-κB信號通路，降低NFATc1的表達，進而抑制破骨細胞的分化及成熟，延緩RA骨破壞的進展[41]。有研究表明，杜仲能夠通過上調OPG/RANKL的比值，使破骨細胞的分化和成熟被抑制，促進成骨作用，抑制骨破壞和骨吸收[42]。

2.3 中藥復方

武占成等[43]研究證明二蟲通絡散能明顯抑制RA骨病變患者血清TNF-α、IL-6水平，從而抑制炎性反應，減輕關節滑膜炎性損傷，防止骨質破壞。二妙散能顯著降低佐劑性關節炎大鼠血清中IL-17A、TNF-α和IL-6水平，從而抑制其骨關節的破壞，改善癥狀[44]。李貞宗等[45]研究證明蠲痹顆粒能夠抑制IL-17、IL-6、IFN-γ等細胞因子的產生，同時上調IL-10，具有明顯的抗炎作用，從而延緩RA患者的局部炎癥及骨損害。朱俊[46]研究證明護骨膠囊能在升高血清OPG水平的同時降低RANKL水平，通過調節OPG/RANKL/RANK系統使破骨作用受到抑制，緩解骨破壞。

2.4 其他

在RA骨破壞的其他治療方法包括針灸療法、涂抹療法、熏洗法、貼敷療法、穴位注射等[47]。如通過針刺綜合療法能夠從調節細胞免疫功能、減少RA特異性代謝產物、延緩骨破壞等方面減輕RA患者癥狀[48]。王洋等[49]研究表明，通過熏洗療法能明顯降低大鼠模型血清IL-1β、TNF-α水平，具有調節免疫、改善關節功能的作用。全健等[50]研究表明通過穴位注射配合桂枝芍藥知母湯加減能夠通過抗炎、鎮痛及免疫抑制等作用改善患者關節腫痛，恢復正常生活勞動。

3 展望

隨著醫學的不斷發展，對于RA的病理生理及其骨破壞的作用機制也在更加深入地了解。RA最終結局都會導致不同程度的骨損傷和骨破壞，因此積極有效的治療尤為重要，目前中醫藥的各種療法逐漸被重視，且在RA治療方面取得了不少成效，隨著臨床的不斷深入研究，中醫藥在RA骨破壞方面的作用機制也被研究得更加深入。因此，需要更加深入的研究并結合現代科學理論及技術，為中醫藥在治療RA骨破壞的道路奠定更加科學的理論基礎。