胡軍,胡順金,劉健輝
1 安徽中醫藥大學 安徽合肥 230038
2 安徽中醫藥大學第一附屬醫院 安徽合肥 230031
2009年,臨床實踐指南中結合腎性骨病的證候特點,首次對慢性腎臟病-礦物質和骨異常(CKDMBD)進行定義[1],即以機體內血清鈣、磷、活性維生素 D3(1,25(OH)2D3)代謝紊亂,繼發甲狀旁腺功能亢進為特征的一種全身性疾病。統計發現[2],CKDMBD在慢性腎衰竭早期就會存在,在終末期腎透析患者中占到100%。CKD-MBD作為慢性腎臟病(CKD)患者中常見的并發癥之一,其臨床主要表現為腎功能損害導致的骨轉化、礦化、骨生長異常或鈣磷異位沉積,如四肢骨痛、骨質疏松、骨軟化、骨纖維化以及血管鈣化等癥狀,極大縮短患者的生存期限。本文基于歷代醫家對“腎主骨”理論的深刻總結,充分探討CKD-MBD的中醫病機,且從現代醫學角度論證腎對骨骼穩態的調控作用,為今后從腎論治CKD-MBD提供堅實的理論基礎。
中醫學認為腎在體合骨,對骨骼的正常生長、壯盛以及損傷修復等起到決定性作用。“腎主骨”理論出自于《黃帝內經》,是祖國傳統醫學理論體系的基本構成之一,是先賢對腎與骨之間生理、病理關系的深刻總結。《素問·六節藏象論》中根據腎的基本特性指出:“腎者主蟄,封藏之本,精之處也”,腎主蟄守位,是先天生殖之精與后天水谷之精匯集、容納之處,二者互存互生互用。腎中精氣即以先天生殖之精為前提,加之由脾胃轉化而至的后天水谷之精共同化生而成。“其充在骨”,腎中精氣可以化生為骨中之髓,充養人體骨骼、關節,是骨之正常生長和功能發揮的基本保證。在《素問·上古天真論》中,醫者通過齒、發的階段變化,詳細記述腎中精氣盛衰對骨代謝的調控作用:“女子七歲,腎氣盛,齒更發長;四七,筋骨堅,發長極,身體盛壯;五七,面始焦,發始墮;六七,面皆焦,發始白;男子八歲,腎氣實,發長齒更;四八,筋骨隆盛,肌肉滿壯;八八,則齒發去”。這是先賢對機體不同年齡段生長狀態的最早認識,齒發骨由初生到強壯、再到衰去的曲線變化過程,揭示出腎與機體發育的內在關聯性。青年時腎中精氣有余,骨骼一直保持營養狀態,則堅固有力,行動靈敏、迅速;反之老年時精氣虧少,骨髓、骨骼生成受阻,從而出現四肢酸軟、牙齒脫落、頭發斑白等癥狀,充分體現中醫學對腎與骨關系認識的全面性。自《內經·素問》中總結出“腎主骨”理論以來,腎對骨骼的主宰、支配地位受到后世醫家的肯定,腎-精-髓-骨體系趨于完善。“髓骨者,腎水之所生”、“精足則髓足,髓在骨中,髓足則骨強”,腎中精氣是保證機體正常生命活動的根本,精可生髓,髓居于骨之空腔中,骨骼的正常生長、壯盛均離不開骨髓的充養和支持。綜上可見,中醫“腎主骨”理論的實質就是腎中精氣充余與否對骨之盛衰的決定性作用。
中醫著作中雖未對CKD-MBD的病名進行記載,但根據其病因、病位和主要癥狀,眾醫家在臨床診治中多將CKD-MBD歸類于骨痿或骨痹[3]。中醫學認為腎中精氣與骨骼、關節等相關性異常改變存在密切的聯系,是決定骨之營養狀態的物質基礎。若精氣不足,骨中之髓化生低于正常水平,不能濡養骨骼,由此發生骨痿、骨痹等骨質損害。《素問·痿論》曰:“腎氣熱…發為骨痿”,《痿論》中概括而言骨痿的發病原因是腎氣熱。腎在五行中主水,然而水不制火,邪熱傷及陰精,以致腎中精氣不足,骨髓化生過程受到抑制,骨骼不堅,出現肢體酸軟乏力,屈伸運動不利等癥狀。明代《醫宗必讀》章節中揭示腎與骨之間內在的因果關系:“腎痿者,骨痿也”,骨骼之強弱是腎之功能正常與否的外在體現,腎中精氣虧少是機體出現骨痿的內在原因。同樣,骨痹發生全過程與腎之功能異常也存在一定的關聯性。骨痹者,臨床上以筋骨關節疼痛,運動功能受限,甚則肢體拘急畸形為主要特征。《素問·痹論》中對痹病的中醫病機作出了初步探討:風寒濕等外邪侵襲機體,不能祛散,以致經脈閉阻,衛氣營血在人體內循環出現異常,不通則疼痛,此曰痹病。“以冬遇此者發為骨痹”,冬季在五臟中對應于腎,在體合骨,若腎中精氣虧空,骨中之髓化生不足,導致機體正氣衰弱,不能抵抗風寒濕等邪氣,外邪相互交雜留注于骨骼、關節,日久出現骨痹。骨痹者,其標在骨骼、關節,而根本同樣在腎,精氣日衰是骨痹發生發展的主要因素。
隨著中醫學的發展完善,現代醫家對CKD-MBD的認識更加深刻和全面,不同醫家對其病機有著不同的論述。沈霖教授[4]總結出本痿標痹是CKD-MBD發生發展的要點,其中本痿證是以脾腎虧虛為中心,先天、后天之精存儲不足,精血缺乏,不能滋潤和濡養骨骼;標痹證則以濕濁瘀毒內阻為主,正虛不能祛邪,邪氣內結于經脈、關節,導致氣血水不運,進而轉化為濁毒,損傷骨骼。鄧惠文[5]認為CKD-MBD病機以虛實夾雜為特征,CKD-MBD的發生責之于腎虛,腎元衰敗,病及肝脾,精血不足,導致筋骨失榮,同時機體產生的水濕瘀血濁毒不能排出體外,進一步使骨病惡化。同樣,董志剛[6]指出CKD-MBD的中醫病機當以脾腎兩虛為本、濁瘀閉阻為標,脾腎虛損,精髓化生乏源,骨骼失于充養;或致機體氣化異常,水液不化,濁瘀內停,從而形成本虛標實的證候特點,導致骨之病變。
由此可見,古今醫者對CKD-MBD中醫病機的探究有其相同之處。CKD-MBD的發生總以腎虛為本,腎中精氣虧少,不能充養骨髓、濡潤骨骼,以致濕濁瘀毒閉阻于筋骨關節,由此出現骨痿、骨痹諸癥。
研究發現[7],腎與骨在細胞學上均由胚胎中胚層細胞增生、分化而成,二者在生理、病理上存在密切的聯系。機體通過控制腎單位的濾過和重吸收比例,保證機體鈣磷穩態,以達到調節骨吸收和生成平衡的目的,決定了骨骼的硬度。
然而,在CKD進展過程中,腎小球濾過功能減退,導致無機磷不能及時排出體外,進而干擾人體正常骨代謝反饋調節系統,是出現CKD-MBD的始動因素。在CKD起始階段,高血磷引起成纖維細胞生長因子-23(FGF-23)、PTH適應性增加,阻止腎近端小管對磷酸鹽的重吸收作用,同時降低線粒體中1α-羥化酶活性,致使 1,25(OH)2D3生成減少,抑制腸黏膜上皮細胞對鈣磷的主動轉運作用,進而達到糾正機體血清鈣磷紊亂的目的。FGF-23、1,25(OH)2D3、PTH通過代償性調節機體鈣磷水平,共同保證骨骼的穩態。但對終末期腎臟病(ESRD)患者而言,腎小球濾過功能完全喪失,無機磷過度存積,機體降磷效率下降,高磷低鈣狀態下繼發甲狀旁腺功能亢進,促使PTH的分泌、再分泌,骨骼中破骨細胞異常活躍,破骨能力遠大于成骨能力,骨骼不能保持正常轉化、礦化和骨生長等功能,由此出現骨質損害。因此,慢性腎功能減退是導致CKD-MBD持續進展的關鍵因素。通過對CKD-MBD理論基礎的探討,在現代醫學基礎上進一步證實腎對骨骼生長狀態的調控、支配作用,與《黃帝內經》中“腎主骨”理論相契合,是對中醫腎-精-髓-骨理論體系新的詮釋和延伸。
相較骨密度以及血清鈣、磷、PTH等經典指標而言,部分骨代謝標志物在對CKD-MBD進行診斷和分類時無明顯延遲性,可以及時了解病情,成為了臨床評估CKD患者骨異常程度的優先選擇。
骨代謝標志物指的是可以反映骨轉換率的血清學指標,其作用途徑與腎功能水平密切相關,代表了骨骼中骨細胞的活化程度,是體現CKD-MBD病理狀態的有力證據。骨代謝標志物作為物化腎與骨關系的主要介質,是體現祖國傳統醫學中“腎主骨”理論的現代醫學證據。茲就臨床部分常見骨代謝標志物的作用來探討CKD-MBD的物質基礎:
2.1 FGF-23 FGF-23是經骨細胞合成的一種骨源性血磷調控因子。在生理狀態下,FGF-23通過降低血磷,進而調控骨轉化和礦化的動態過程[8]:FGF-23與腎小管上成纖維細胞生長因子受體(FGFR)相結合,反饋至下游骨代謝調節通路,降低腎近端小管管腔膜上鈉/磷協同轉運蛋白(Na/Pi-Ⅱa、Na/Pi-Ⅱc)的表達,下調對小管液中無機磷的再吸收值,尿中排出磷酸鹽增加,血清磷水平下降;其次,FGF-23通過降低腎小管中1α-羥化酶活化程度,致使CKD高血磷患者體內的1,25(OH)2D3生成減少、滅活增加,進而抑制小腸黏膜上皮細胞上Na/Pi-Ⅱb的表達,輔助調節血清鈣磷水平。研究發現[9],摘除FGF-23基因的小鼠通常以骨密度降低為主要表現;而FGF-23過表達小鼠一般表現有低磷血癥、佝僂病、骨質疏松或骨軟化等癥狀。因此,FGF-23在糾正機體鈣磷代謝紊亂、調控骨平衡過程中有著重要地位。
由此可見,FGF-23的高效降磷能力主要依賴腎小管的正常作用而實現。然而對ESRD患者而言,因腎小管功能進行性減退,FGF-23對血磷調節能力下降,血磷始終保持較高濃度,促使FGF-23再分泌,最終干擾正常骨形成和礦化過程,導致CKD-MBD的發生。因此,FGF-23不僅是最早反映CKD-MBD的生物學標志,還可作為預測CKD患者進入終末期的有效指標。FGF-23在腎-骨軸中的獨特作用,揭示中醫“腎”可通過對FGF-23的調節而達到“主骨”的作用,這正是“腎主骨”理論的具體體現。
2.2 Klotho蛋白 機體中存在一種名為Klotho的單次跨膜蛋白,在調控骨代謝、抵抗氧化及衰老過程中起著關鍵作用。研究發現,Klotho蛋白在人體內包含膜型和分泌型兩種表達形式,其中膜型Klotho蛋白默認是FGF-23的結合蛋白,二者協同參與鈣磷的調節過程[10]。Klotho蛋白通過與FGF-23、FGFR結合,形成高親和力共受體klotho/FGFR/FGF23復合物,推動FGF-23在腎小管組織中高度表達,進而激活FGF信號傳導通路,降低血磷水平以糾正電解質紊亂,有利于保證骨形成和吸收的穩態。同時,Klotho蛋白可以通過胞吞作用進入腎小管,不依賴FGF-23的生理效應,在一定程度上阻止Na/Pi協同轉運蛋白的表達。Rotondi等[11]研究發現,Klotho蛋白相較于 1,25(OH)2D3、PTH而言,在預測和評估CKD-MBD動態變化中更具有敏感性。然而,隨著CKD患者腎功能減退,Klotho蛋白水平隨之降低,導致FGF-23與FGFR親和力降低,FGF降磷調節通路受阻,出現礦物質和骨代謝紊亂,繼而干擾正常骨形成和重建過程。由此可見,Klotho蛋白水平下降既是反映早期腎損害的生物學標志,也是導致CKD-MBD快速進展的主要因素。Klotho蛋白的骨代謝調控途徑充分證實腎對骨骼生理、病理狀態的決定性作用,是體現中醫“腎主骨”理論物質基礎的有力依據。
2.3 骨硬化蛋白(SOST) SOST是一種骨形成負調控蛋白,其作為經典Wnt/β鏈蛋白信號通路抑制劑,對骨組織具有高度選擇性,作用于骨骼生長代謝的各個階段。在成骨細胞上,SOST通過與跨膜卷曲蛋白-低密度脂蛋白受體相關蛋白(Fzd-LRP)5/6復合體特異性結合,促使β鏈蛋白發生磷酸化而失活,干擾Wnt通路的正常傳導,以阻斷骨骼中間充質干細胞向成骨細胞的定向分化過程,減少成骨細胞數量,加速其凋亡,導致成骨能力下降,成骨功能發生異常。Thambiah等[12]在實驗中發現CKD患者體內SOST濃度與各部分骨骼密度呈正性相關,表明SOST在一定程度上干預骨骼的形成和礦化。
然而在CKD患者體內,血清中SOST水平隨著腎小球濾過率(GFR)的降低而進行性升高,導致骨骼中成骨功能減弱,破骨功能增強,骨破壞能力大于骨形成能力,骨容量緩慢下降,最終發生礦物質和骨代謝異常。SOST參與CKD-MBD發生發展全過程,從側面反映骨之壯、衰與腎功能正常與否的密切關聯性,與《內經·素問》中總結出的“腎主骨”理論內容相一致。通過對SOST作用途徑的認識,為從腎論治CKD-MBD提供了努力的方向。
2.4 骨形成蛋白-7(BMP-7) BMP-7是骨形成蛋白(BMP)系列中的一員,存在高效的骨形成和骨修復能力。在骨骼正常調節代謝過程中,BMP-7通過促使骨髓間充質干細胞向成軟骨細胞增生、分化,增加成骨細胞轉錄因子Runx2表達,強化骨骼中的成骨能力,使成骨細胞數量明顯增加,以推動新生骨的轉化過程;必要時BMP7可以增加損傷骨骼的骨質,加速骨組織修復過程,從而保證骨骼的正常形態和功能。研究發現[13],當給予CKD模型大鼠外源性BMP-7時,成骨細胞活性明顯增加,骨吸收減少,骨質病變基本消失,提高了大鼠的生存率。故BMP-7濃度變化是判斷CKD-MBD患者骨異常程度的重要指標。
自出生以后,腎源性BMP-7主要經腎小管上皮細胞合成和分泌,釋放入血以發揮骨形成和修復的作用[14]。然而,在CKD進展過程中,因腎小管功能減退,血清中的BMP-7水平隨之下降,導致BMP通路傳導受阻,成骨祖細胞分化異常,骨骼中成骨能力下降,骨密度及容量降低,進而加速CKD-MBD的惡化。因此,BMP-7的骨代謝調控作用與腎小管之功能常異密切相關,是中醫“腎主骨”理論的關鍵佐證。
“腎主骨”理論作為祖國傳統醫學內容的基本構成之一,揭示出腎之功能不同水平和骨之強弱的內在關聯性,其理論和實踐價值受到現代醫家的廣泛認可。本文通過對CKD-MBD病機及其物質基礎的深入探討,證實腎對骨骼穩態的調控、主宰地位,從而為從腎論治CKD-MBD提供有力的理論依據。