從炎癥角度探討補益肝腎類中藥復方防治膝骨關節炎*

張璇，柳直，姚五平，王宇杰，方雨婷，周明旺

1 甘肅中醫藥大學 甘肅蘭州 730000

2 甘肅省中醫院 甘肅蘭州 730000

膝骨關節炎（Knee osteoarthritis，KOA）是一種以關節軟骨損傷﹑滑膜炎癥和滑膜增生為主要臨床表現的復雜慢性退行性關節性疾病[1]。其所引發的膝骨關節疼痛﹑屈伸活動受限，已經嚴重影響老年人的生活質量并引發很高致殘率[2]。近年來在KOA的發展轉歸過程的研究中，滑膜炎是KOA的前兆，其可單獨誘發KOA，而關節內致痛炎性因子可引發滑膜炎的發生廣受關注。而中醫在辨證論治的基礎上應用補益肝腎類中藥復方治療KOA臨床療效顯著，有著其獨特的優勢。故此本文將從炎癥角度出發，探討補益肝腎類中藥復方防治KOA的可能的作用機制。

現代醫學對KOA的認識

KOA的病理生理機制較為復雜，年齡﹑性別﹑體重﹑創傷等多種因素被認為是可能引起或加重KOA的最常見的病因，而關節軟骨退行性病變﹑滑膜與軟骨下骨等結構破壞發生以及軟骨細胞凋亡是KOA可能的發病機制[3-4]。KOA目前被認為是一種炎癥性疾病，細胞外基質的產生和降解失衡是造成KOA的基礎環節[5]，而機體的質蛋白酶（MMPS）及其抑制劑（TIMPS）的分泌失衡直接影響細胞外基質的產生，進而破壞膝骨關節軟骨形態結構[6]，隨著膝骨關節軟骨的破壞，大量的軟骨基質蛋白代謝成分釋放進入膝關節滑膜液中，在巨噬細胞的作用下進一步介導發生炎癥反應[7]，導致膝骨滑膜炎的產生，而隨著滑膜炎癥進展，炎癥介質通過滑液擴散到軟骨中加快軟骨的降解，以此產生惡性循環，此外軟骨組織破壞過程中所產生的白細胞介素（IL）﹑腫瘤壞死因子（TNF-α）﹑白細胞介素1β（IL-1β）等多種炎性因子加重KOA病情的發展[8]。為此炎癥反應在KOA的軟骨退行性病變﹑滑膜與軟骨下骨等結構破壞發生過程中具有重要作用。

1 炎性因子在KOA的作用

炎性因子是細胞內﹑外環境分泌的蛋白分子，它們通過促進軟骨的分解代謝，造成了軟骨代謝穩態的失調，從而促進軟骨細胞凋亡的發生引發KOA[9]。炎性因子TNF-α﹑IL﹑IL-1β等在KOA發病過程中起著至關重要的作用[10-11]。IL-1β能獨立地引起炎癥反應和分解代謝反應，被認為是KOA發病機制中的關鍵炎性細胞因子，其在關節軟骨和其他附件方面與其他炎性介質促進KOA的發生[12]，在KOA中IL-1β主要由滑膜細胞﹑軟骨細胞﹑單核細胞所產生，其可通過誘導質基質金屬蛋白酶 （MMPs）的合成，從而抑制軟骨的合成，促進軟骨細胞的凋亡[13]。IL-1β也可激活誘導型NO合成酶 （i NOS） 產生大量NO，在抑制軟骨細胞增殖的同時使細胞外基質合成相對減少， 從而加速軟骨的破壞引發KOA[14]。TNFα是 TNF/TNFR細胞因子超家族的成員，TNFα其主要來源于巨噬細胞和T細胞，在B細胞﹑中性粒細胞和內皮細胞等其他細胞也有表達[15]。TNF-α作為炎性介質，其主要通過抑制軟骨基質膠原與蛋白多糖的合成，促進滑膜成纖維細胞的增生同時也促進了軟骨的降解，最終對關節軟骨造成破壞引發KOA。TNF-α作為促炎細胞因子還可以誘導其他炎性因子的增生，共同介導關節軟骨的破壞從而引發KOA[16]。Luo等[17]通過動物實驗發現 KOA模型大鼠關節液中TNF-α和IL-1β等炎性因子的表達明顯升高，組織病理切片發現滑膜組織表現出炎癥浸潤明顯且KOA模型大鼠的生存能力較差，推測血清TNF-α和IL-1β等炎性因子的表達水平可作為KOA大鼠膝骨功能的預測指標。

2 炎癥信號通路的激活

2.1 Wnt /β-catenin信號通路 Wnt /β-catenin是與炎癥反應關系密切的信號通路，研究發現，Wnt /β-catenin信號通路通過控制軟骨細胞的形成和分化與細胞基質水解酶類的表達在關節組織中發揮重要作用，Wnt-4蛋白的過度表達，可以引發β-catenin蛋白的表達增多，從而導致軟骨細胞成熟和關節軟骨的逐漸喪失和骨贅形成，MMP-13作為Wnt /β-catenin信號通路的下游分子，其過度表達造成關節軟骨破壞的同時還增強了炎性細胞因子對毛細管的破壞效應，β-catenin，MMP-13蛋白相對表達水平及滑膜組織中炎性因子的含量明顯升高，使得膝骨關節的交叉形態結構也受到破壞，從而進一步導致KOA的發生[18-21]。研究發現，獨活寄生湯對KOA 模型大鼠的β-catenin﹑MMP-13 的等蛋白的表達水平具有影響作用，其可能機制主要與抑制Wnt/β-catenin信號通路有關[22]。

2.2 TLR4/NF-κB信號通路 TLR4是TLRs家族的重要成員，可激活天然免疫與炎癥細胞引發一系列的免疫與炎癥反應[23]。TLR4作為脂多糖（LPS）的主要受體，其與受體形成復合物體后會識別LPS并激活下游效應分子核轉錄因子-κB （NF-κB）的激活和核轉位，從而進一步促進TNF-α﹑IL-1β等炎癥細胞因子基因的轉錄[24]。已有研究[25]表明TLR4/NFκB 信號通路及其介導的相關炎性細胞因子的表達，在調控KOA發病中發揮著重要作用，且該信號通路還與調節關節軟骨細胞的發生具有密切聯系，且相關研究發現[26]，TLR4/NF-κB信號通路早期可觸發滑膜分泌炎性因子和滑膜增生誘導KOA的發生。在探討TLR4 /NF-κB信號通路是否參與KOA大鼠滑膜早期病變的研究中發現，模型組相比對照組血清中的TLR4 mRNA﹑NF-κBp65蛋白的表達均增高，以此說明TLR4 /NF-κB信號通路參與了KOA大鼠滑膜早期病變的過程[27]。

2.3 PI3K/Akt信號通路 AKT是調節PI3K信號通路中細胞因子基因轉錄的關鍵分子，經典的PI3K/Akt信號通路是軟骨細胞形成和分化以及細胞外基質的代謝的重要路徑[28]。研究發現[29-30]，基質金屬蛋白酶（MMPs）產生升高以及膠原蛋白II和骨聚物減少，是KOA發病的啟動劑和助推器，胰島素樣生長因子-1（IGF-1）是與肌腱的修復生長有關生長因子，其是AKT磷酸化的強激活因子，可以激活AKT以促進膠原蛋白II的合成，另外IGF-1可以通過激活PI3K和細胞外信號調節激酶（ERK）和促進細胞周期的表達，并抑制金屬蛋白酶13（MMP13）的表達。李剛[31]等研究發現，PI3KmRNA和AKTmRNA及IL-1β﹑TNF-α等炎性因子廣泛存在于KOA大兔模型血清中，這可能與PI3K /Akt 信號通路介導KOA炎癥反應發生有關；商連斌[32]等發現在生理狀態下大兔血清中正常表達PI3K和AKT在KOA狀態下顯著增加，證明了PI3K /Akt 信號通路在KOA炎癥反應中的重要作用。

中醫學對膝骨關節炎的認識

中醫學多將 KOA 歸為“痹癥”中的“膝痹”，“痹癥”最早出現于《內經》，《素問·痹論》記載：“風寒濕三氣雜至，合而為痹也”；“所謂痹者，各以其時，重感風寒濕之氣也”。中國2018年發布的《膝骨關節炎中西醫結合診療指南》[33]中將KOA分為氣滯血瘀型，風寒濕痹型，肝腎虧虛型和濕熱蘊結型4個證候類型，認為本虛標實為KOA的主要病機，本虛以正氣虧虛為主，標實以實邪痹阻為主。《素問·長刺節論》曰：“病在骨，骨重不可舉，骨髓痠痛，寒氣至，名曰骨痹。” 肝藏血主筋，若肝血虧虛不能濡養筋脈，則易致肢體筋脈拘攣﹑麻木，關節屈伸不利；《素問·逆調論》曰：“腎不生則髓不能滿。”腎為先天之本也，可主骨生髓，濡養筋脈﹑關節，上述論述簡明扼要說明了KOA的發生發展與機體肝腎虧虛密切相關，正氣虧虛，外感風寒實邪侵犯郁而化熱等因素致機體正虛邪湊。李盛華教授認為KOA發生的關鍵在于“虛”與“邪”兩個方面，肝腎虧虛致機體正虛情況下，外邪乘虛而入，侵襲機體，致氣滯血瘀，寒凝經脈，經絡痹阻，郁熱化熱[34]。鄧運明教授將現代醫學研究成果與中醫理論有機結合后提出KOA的核心病機為“正氣虛弱﹑肝腎虧損”，認為肝腎虧虛，外邪侵入后KOA久延反復，則致機體氣虛或陽虛；氣虛則風寒濕等實邪進一步侵犯機體日久進而演變為瘀血﹑濕熱；瘀血﹑濕熱等邪氣內停相互博結，日久化“毒”。毒邪耗傷正氣，正氣虛則毒邪勝，由此形成惡性循環[35]。總之，無論何種病因導致KOA的發生，KOA的發生與局部炎癥反應以及合成代謝過程異常破壞軟骨穩態的發生具有相關性，研究發現，IL-1β，TNF-α等炎性因子可通過引發軟骨細胞氧化還原狀態的失衡，引起炎癥反應和軟骨細胞凋亡來破壞軟骨穩態，進一步誘發KOA的發生。李朋等人通過觀察補肝腎活血協定方治療肝腎虧虛型KOA臨床觀察中發現，所觀察肝腎虧虛KOA患者中，觀察組患者服用補肝腎活血協定方后炎性因子TNF-α﹑MMP-3﹑IL-1β水平較治療前有所降低且癥狀改善明顯[36]。

綜上可見現代醫學對KOA炎癥的認識與中醫“肝腎虧虛”理論的認識具有一致性。因此運用“扶正祛邪”理論從炎癥角度探討補益肝腎類中藥復方對KOA的干預具有可行性，以達到“正勝邪自祛”的效果。

補益肝腎類中藥復方防治KOA

現代諸多醫家[37-38]認為 KOA 以正虛邪盛為基本病機，肝腎虧虛日久導致機體氣血虧虛為本，風寒濕﹑血瘀為標，病變涉及肝﹑脾﹑腎三臟。治則以補益肝腎﹑強筋健骨﹑益氣養血等法治本，用舒筋活血﹑溫經祛寒﹑通絡止痛等法治標。多項現代藥理學研究表明補益肝腎類中藥牛膝其活性成分牛膝總皂苷具有抑制促炎因子IL-1β和TNF-α的表達，抑制軟骨細胞凋亡及促進軟骨細胞增殖﹑減輕滑膜炎癥等 KOA 的病理生理過程且相關動物實驗已經證實這些作用可能與PI3K/AKT﹑TLR4/NF-κB等信號通路有關[39]；鄺高艷等人研究發現，加味獨活寄生湯有效成分具有改善 KOA 患者關節液中 IL-1，IL-6，TNF-α 及NO 的含量，推測其機制可能與通過調控 Wnt/β-catenin 信號通路，影響 Wnt 蛋白的表達，從而抑制炎癥反應有關[40]；顏春魯[41]等對120只KOA大鼠應用補益肝腎類復方右歸丸干預后得出，各組大鼠軟骨組織中IL-6/信號轉導和STAT3信號通路中的IL-6 和STAT3 m RNA和蛋白活性量有不同程度的降低，通過補益肝腎類中藥復方右歸丸在KOA大鼠的治療上取得了良好的效果；動物實驗發現[42]補益肝腎類復方右歸丸能夠直接或間接影響PI3K /Akt /NF-κB 信號通路，調節PI3K /Akt /NF-κB相關下游信號分子PI3K，p Akt和 NF-κB的表達水平，從而抑制炎KOA 的炎性反應，達到緩解軟骨損傷，減輕KOA兔模型的癥狀。李志敏[43]等人研究發現益腎祛痹湯具有明顯降低肝腎虧虛型KOA 患者關節液中炎性因子 TNF-α﹑IL-1β及 IL-6 表達水平，且患者相關的 Lequesne 指數評分﹑WOMAC 評分及 VAS 評分也明顯下降，表明益腎祛痹湯不僅可以減輕 KOA患者炎癥反應， 還能逆轉軟骨和滑膜的降解， 進而改善 KOA 患者的膝關節功能。

小 結

隨著現代化醫學的發展，中醫藥在治療KOA已經充分展現了自身的特色與優勢。目前關于干預炎癥信號通路防治疾病的研究已經成為現代學者研究的熱點，大量研究發現，KOA病變過程中的炎癥反應在病理﹑病機與治療方面與正氣虧虛密切相關，而補益肝腎類中藥復方能夠干預機體內炎癥反應的表達，為此，我們應從中醫藥調節與KOA相關炎癥信號通路為切入點，在充分發揮中醫理論特色的基礎上，應運用現代科學技術，探索出一條以中醫藥干預炎癥反應的新思路，為治療KOA提供新靶點及思路，進一步豐富中醫藥內涵，推進中醫藥現代化。