基于“肝腎同源”理論探討OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)在骨轉(zhuǎn)移癌痛中的調(diào)控機(jī)制*

李 玲，李 菁

1 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院，上海 201203；2 湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院

肺癌、乳腺癌、前列腺癌等疾病易出現(xiàn)腫瘤骨轉(zhuǎn)移，預(yù)后較差，治療棘手[1-2］。骨轉(zhuǎn)移伴隨產(chǎn)生的骨骼相關(guān)事件（skeletal-related events，SREs），比如難以忍受的劇烈疼痛和病理性骨損害[3］等，會(huì)使患者生活行為和社會(huì)功能受損、低生活質(zhì)量，加速患者死亡。中醫(yī)古籍中并未明確提出骨轉(zhuǎn)移癌這一病名。臨床上多按發(fā)病表現(xiàn)歸屬于中醫(yī)學(xué)“骨蝕”“骨痹”“石瘤”“石疽”等范疇[4］。《靈樞·刺節(jié)真邪》篇即對(duì)骨轉(zhuǎn)移癌痛（cancer-induced bone pain，CIBP）有了具體描述：“骨疼而肉枯，內(nèi)傷骨為骨蝕”。中醫(yī)藥對(duì)CIBP 具有獨(dú)特的治療優(yōu)勢(shì)，尤其體現(xiàn)在肝腎同源、精血理論基礎(chǔ)指導(dǎo)下的臨床實(shí)踐方面。腎藏精，主骨生髓，肝藏血，主筋，肝腎充足，精血有源，筋骨得養(yǎng)。肝腎不足，筋脈不暢，精血不榮，易出現(xiàn)骨性疼痛。從肝腎二臟來治療CIBP 的臨床療效已被臨床和實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，但尚缺乏確切的分子生物學(xué)理論來解釋其作用機(jī)理。

1 CIBP的發(fā)病機(jī)制

CIBP 是一種復(fù)雜的臨床綜合征，具有炎癥性和神經(jīng)性疼痛的共同特征[5-6］。其發(fā)病的主要原因是骨環(huán)境穩(wěn)態(tài)被破壞，而骨環(huán)境的穩(wěn)定，依賴于成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞及骨細(xì)胞三者之間的相互作用[7］。腫瘤細(xì)胞侵襲至骨組織時(shí)，與成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞及骨細(xì)胞建立了病理聯(lián)系，使三者在骨代謝關(guān)系上由良性循環(huán)轉(zhuǎn)為惡性循環(huán)[8］。最常見的骨代謝失衡是溶骨性骨損害，常見于乳腺癌。當(dāng)溶骨性腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移到骨組織時(shí)，癌細(xì)胞開始分泌破骨細(xì)胞刺激因子，如表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）、激活素A（activin A）等刺激破骨細(xì)胞增殖生長，同時(shí)還分泌破骨細(xì)胞分化因子，如RANKL、巨噬細(xì)胞集落刺激因子（macrophagecolonystimulatingfactor，M-CSF）、白細(xì)胞介素1、6 和11等促進(jìn)破骨細(xì)胞前體向破骨細(xì)胞分化成熟，導(dǎo)致RANKL 與RANK 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，使得大量的破骨細(xì)胞增殖成熟，產(chǎn)生高度溶骨效應(yīng)。當(dāng)破骨細(xì)胞吸收溶解骨質(zhì)的同時(shí)，骨基質(zhì)中的生長因子（growth factor，GF）、轉(zhuǎn) 化 生 長 因 子β（transforming growth factor-β，TGF-β）、胰島素樣生長因子1（insulin-like growth factor 1，IGF-1）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）和血小板衍生生長因子（platelet derived growth factor，PDGF）被釋放，進(jìn)一步促進(jìn)癌細(xì)胞的生長，形成骨質(zhì)破壞的惡性循環(huán)。此外，骨細(xì)胞在此過程中通過分泌硬化蛋白（sclerostin，SOST）抑制成骨細(xì)胞的活性，降低骨保護(hù)素（osteoprotegerin，OPG）分泌，使骨形成減少，溶骨性骨破壞加深，刺激骨膜傷害性感受器中瞬時(shí)感受器電位離子通道蛋白（transient receptor potential vanilloid，TRPV）和 酸 離 子 敏 感 通 道（acidsensing ion channel，ASIC）受體，使骨的感覺神經(jīng)細(xì)胞除極化，將疼痛信號(hào)上傳至脊髓疼痛中樞，引起痛感[9-10］。總之，CIBP 的發(fā)生是由于腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散至骨組織時(shí)，通過產(chǎn)生多種細(xì)胞因子和炎性介質(zhì)，在OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)介導(dǎo)的情況下破壞了穩(wěn)態(tài)骨環(huán)境。

2 肝腎同源理論與CIBP的辨治機(jī)理

中醫(yī)認(rèn)為CIBP 病位在骨，與肝腎二臟密切相關(guān)。中醫(yī)五行理論認(rèn)為，肝屬木，腎屬水，腎水生肝木，故腎為肝之母臟，肝為腎之子臟。中醫(yī)的臟象理論認(rèn)為，肝主筋，藏血；腎主骨，藏精。肝血養(yǎng)腎精，腎精化肝血。精盛血自充，血充精自足，精血可相互轉(zhuǎn)化充養(yǎng)[11］，明確地指明肝腎同源于精血。《圣濟(jì)總錄》記載：“腎臟虛損，肝元傷疲，則筋骨受病，故腰膝為之不利。”隨著年齡的增長，腎精不足，筋骨活動(dòng)不利。而CIBP 的發(fā)生，離不開肝腎二臟。肝腎不足則氣滯血少精虧，氣滯經(jīng)血不行為不通，血少精虧筋骨失養(yǎng)為不榮。不通不榮是肝腎虧虛的最終表現(xiàn)，也是CIBP 的發(fā)病基礎(chǔ)。故“肝腎不足-氣滯血枯精虧-不通不榮-筋骨不利”是CIBP 發(fā)生的關(guān)鍵病機(jī)。筋膜附著于骨而聚于關(guān)節(jié)，是聯(lián)絡(luò)關(guān)節(jié)、肌肉的一種組織。正所謂乙癸同源，精血互生，筋骨功能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)依賴于肝腎精血的充養(yǎng)和腎陽的溫煦。腫瘤患者正氣虧虛、易感外邪，當(dāng)復(fù)感風(fēng)寒濕邪時(shí)，邪氣阻滯經(jīng)絡(luò)，氣血運(yùn)行愈加不暢，可導(dǎo)致筋骨的疼痛程度加劇。腎精充盈則骨髓化生有源，骨骼受其滋養(yǎng)而壯健；腎精虧損則骨髓生化無源，骨骼失其濡養(yǎng)而痿軟。肝主疏泄，只有當(dāng)肝之氣機(jī)條達(dá)舒暢時(shí)，精微才能輸布于筋骨[12］。故在防治CIBP 時(shí)，應(yīng)注意整體調(diào)攝，重在肝腎。

3 OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)在CIBP 中的調(diào)控作用

OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)由三個(gè)重要的信號(hào)分子組成：OPG、RANKL、RANK，其在調(diào)節(jié)骨形成、吸收和骨代謝平衡方面扮演重要的角色[13］。尤其在介導(dǎo)腫瘤骨轉(zhuǎn)移部位的溶骨性破壞和轉(zhuǎn)移后行為上，可直接導(dǎo)致腫瘤性的骨破壞[14］。研究表明，破骨細(xì)胞的分化和激活受到腫瘤壞死因子和腫瘤壞死因子受體蛋白超家族成員（tumor necrosis factor receptor superfamily，TNFRSF）的正向和負(fù)向調(diào)控。OPG 是腫瘤壞死因子受體超家族的可溶性成員，在許多組織和細(xì)胞中都有表達(dá)，尤其是成骨細(xì)胞。它負(fù)責(zé)調(diào)控破骨細(xì)胞的分化，是破骨細(xì)胞形成的一種強(qiáng)有力地抑制劑，以此維持正常的骨密度。OTTEWELL 等[15］發(fā)現(xiàn)，重組OPG 顯著抑制了小鼠模型中的MDA-MB-231 細(xì)胞（人乳腺癌細(xì)胞）的生長，從而阻止了乳腺癌骨轉(zhuǎn)移瘤的發(fā)展。OPG 的配體即RANKL 蛋白廣泛存在于各組織器官，如大腦、腸、骨骼肌、腎等，但在骨組織中高表達(dá)[16］。RANKL 是破骨細(xì)胞由前體分化為成熟的必需因子，能強(qiáng)有力地促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化成熟，正向調(diào)控骨的吸收。它對(duì)骨吸收的調(diào)節(jié)，依賴于成熟破骨細(xì)胞或其前體表面的膜蛋白受體RANK的相互作用。RANKL 首先召集信號(hào)通路的開關(guān)——腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子，進(jìn)而通過磷酸肌醇3-激酶、蛋白激酶B、NF-κB 等通路來誘導(dǎo)破骨細(xì)胞前體轉(zhuǎn)向成熟，同時(shí)增加細(xì)胞數(shù)量及大小，介導(dǎo)破骨作用[17］。另外，有研究[18］表明，炎癥因子如TNF-α、白細(xì)胞介素1β和白細(xì)胞介素6可通過激活NF-κB 通路，強(qiáng)烈誘導(dǎo)破骨細(xì)胞的溶骨作用。RANK 作為TNF 受體超家族成員之一，是RANKL 刺激破骨細(xì)胞增殖、分化、成熟唯一的特異性受體，但由于RANK 蛋白缺乏酪氨酸激酶活性，只能通過借助接頭蛋白TRAF（TNF-receptor associated factor）才能傳遞細(xì)胞信號(hào)，與RANKL 結(jié)合來調(diào)控骨質(zhì)形成。在TRAF 家族成員中，TRAF6 無疑是影響破骨細(xì)胞形成及破骨功能的關(guān)鍵角色。NAITOA等[19］通過敲出小鼠上的TRAF6 基因發(fā)現(xiàn)，缺乏TRAF6 的小鼠由于破骨細(xì)胞的分化障礙，發(fā)生了嚴(yán)重的骨骼石化癥。進(jìn)一步證實(shí)了RANK 在骨質(zhì)形成上扮演了重要的角色。當(dāng)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移到骨組織時(shí)，會(huì)釋放許多細(xì)胞因子和炎性因子，促使RANK 與RANKL 蛋白競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合[20］，破壞骨微環(huán)境中OPG、RANK、RANKL 的平衡，導(dǎo)致RANKL/OPG 比例增長，破骨細(xì)胞由前體狀態(tài)迅速地分化為成熟狀態(tài)，成熟的破骨細(xì)胞增生活躍。大量的破骨細(xì)胞吸收溶解骨基質(zhì)，并在局部形成高度酸化的微環(huán)境，激活了酸敏感離子通道3（acid sensing ion channel 3，ASIC3）和 辣 椒 素 受 體1（transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1），出現(xiàn)痛感[21］。與此同時(shí)，OPG 蛋白在腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體（TNF-related apoptosisinducing ligand，TRAIL）作用下，凋亡裂解，釋放出大量的細(xì)胞基質(zhì)和細(xì)胞因子，為腫瘤細(xì)胞的增殖提供了良好的土壤[22］，造成骨質(zhì)破壞的惡性循環(huán)，進(jìn)而加重骨性癌痛的程度。

4 肝腎同治法與OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)的相關(guān)性

OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)已被多位學(xué)者證實(shí)在維持骨的代謝中起到關(guān)鍵的作用。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，CIBP 的病位在骨骼、經(jīng)筋，病機(jī)以肝腎不足、氣滯血瘀為主，病性屬于本虛標(biāo)實(shí)。李東垣首次闡述肝腎同治法，他提出：“腎主骨，肝主筋，自古腎肝之病同一治。”因此治療CIBP 多從肝腎二臟辨證論治，采用補(bǔ)肝腎、壯筋骨、活血化瘀、行氣散結(jié)的方藥。肝腎同源，筋骨相連。肝腎充足，精血滿溢，榮養(yǎng)筋骨，癌痛自消。肝腎不足，精血匱乏，筋骨失濡，活動(dòng)失常，最終導(dǎo)致CIBP 的發(fā)生和進(jìn)展。因此，注重調(diào)護(hù)肝腎，肝疏腎充是維持筋骨關(guān)系正常的生理基礎(chǔ)。在中醫(yī)治病求本的原則和辨證論治的診療思維指導(dǎo)下的肝腎同治法，治療CIBP 的核心在于疏通和營養(yǎng)筋骨，保護(hù)筋骨關(guān)節(jié)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，從而減輕和延緩疼痛的程度與進(jìn)展。鄧博等[23］通過在大鼠后肢骨的骨髓腔接種乳腺癌細(xì)胞構(gòu)造乳腺癌骨轉(zhuǎn)移模型，續(xù)予三骨湯治療后，骨質(zhì)破壞明顯減輕。三骨湯由骨碎補(bǔ)、補(bǔ)骨脂、透骨草按5∶5∶3 組成。全方采取肝腎同治之法，其中補(bǔ)骨脂可壯骨益腎；透骨草入肝經(jīng)血分，可活血止痛，舒筋活絡(luò)；骨碎補(bǔ)有接骨續(xù)筋，散瘀止痛的功效。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其作用機(jī)制可能是使骨微環(huán)境中的OPG 濃度增加，RANKL/OPG比值下降，從而使整個(gè)OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)對(duì)破骨細(xì)胞產(chǎn)生抑制性作用。宋程[24］通過補(bǔ)腎活血方治療小鼠CIBP 時(shí)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)腎活血方組小鼠疼痛程度明顯減輕。研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)腎活血方能促進(jìn)成骨細(xì)胞分泌OPG 蛋白，減少RANKL 和RANK 蛋白的表達(dá)，使增多的OPG 競(jìng)爭(zhēng)性的與RANKL 結(jié)合，破骨細(xì)胞分化成熟受阻，從而抑制骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生和發(fā)展，減輕由此引發(fā)的疼痛。補(bǔ)腎活血湯以淫羊藿為君藥，補(bǔ)腎壯骨，填精充髓；輔以桃仁、紅花為臣藥，入肝經(jīng)血分，活血止痛；佐以當(dāng)歸補(bǔ)陰養(yǎng)肝，調(diào)經(jīng)充血。全方補(bǔ)肝益腎壯骨，活血化瘀止痛，共演肝腎同治之法。相關(guān)藥理學(xué)研究[25-27］表明，淫羊藿、骨碎補(bǔ)、補(bǔ)骨脂等具有補(bǔ)肝益腎，壯骨強(qiáng)筋的中藥，可改善整個(gè)OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)蛋白質(zhì)表達(dá)的微環(huán)境，提高OPG和RANK表達(dá)量，使骨代謝系統(tǒng)向著促進(jìn)成骨、抑制破骨的方向轉(zhuǎn)變。中醫(yī)在治療CIBP 時(shí)，以肝腎同治為治療大法，無論是中藥復(fù)方還是單味中藥，都有著改善骨系統(tǒng)內(nèi)微環(huán)境的作用，而OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)作為多種細(xì)胞因子和激素影響骨骼代謝的下端通路[28］，在中藥相關(guān)作用靶位上起到了關(guān)鍵的調(diào)控作用，是中醫(yī)肝腎同治法治療CIBP 的分子生物學(xué)基礎(chǔ)之一。

5 小結(jié)

CIBP 的發(fā)生是各種因素作用的結(jié)果，其本質(zhì)是肝腎關(guān)系，即筋與骨在結(jié)構(gòu)和功能上的失調(diào)。從分子生物學(xué)層面上來講，OPG/RANKL/RANK 信號(hào)系統(tǒng)的紊亂致骨代謝關(guān)系失常，骨代謝平衡被打破，引起相關(guān)致痛因子受體及通路敏化。基于中醫(yī)學(xué)“肝腎同源”理論和“肝腎不足-氣滯血枯精虧-不通不榮-筋骨不利”的發(fā)病機(jī)制，肝腎同治是最核心的治療理念。隨著中醫(yī)藥事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展和現(xiàn)代分子生物學(xué)研究的不斷深入，對(duì)于CIBP 的發(fā)病、防治，尤其基于肝腎同治法聯(lián)合OPG/RANKL/RANK 信號(hào)通路，研制有特異性的靶向藥可能是未來研究的方向之一。