原發性骨質疏松癥中醫藥研究現狀分析及應對策略

翟琳娜,陳文輝,李雙蕾

廣西中醫藥大學第一附屬醫院內分泌科,南寧 530022

原發性骨質疏松癥病因復雜,雌激素缺乏是原發性骨質疏松癥重要的發病機制之一;還包括增齡、炎癥反應、氧化應激、維生素D缺乏等。原發性骨質疏松癥早期缺乏典型的臨床表現,隨著病情的進展,患者可出現嚴重的肢體疼痛、脊柱變形,甚至骨質疏松性骨折,患者因此出現焦慮、抑郁、自主生活能力下降等。在治療方面,抗骨質疏松癥療程漫長,費用較高,治療方案復雜,治療過程需做好療效及藥物不良反應評估。隨著中醫學對骨質疏松癥病因病機的深入研究,中醫藥治療骨質疏松癥的效果也愈加明顯,根據患者疾病特點,運用中西醫結合療法,將會大大提高骨質疏松癥的療效[1-2]。

1 中醫及中西醫結合角度對骨質疏松癥機制的認識

中醫學沒有骨質疏松癥的病名,從癥狀及發病特征可將骨質疏松癥歸屬于中醫學“骨痿”“骨痹”“骨枯”等范疇。

腎是與骨質疏松癥關系最為密切的臟器。《素問·痿論》載:“腎氣熱則腰脊不舉,骨枯而髓減,發為骨痿。”《醫經精義》指出:“腎藏精,精生髓……髓在骨內,髓足則骨強。”中醫學還認為腎與痰、瘀血的形成有關,進而影響到骨痿的發生,在《景岳全書》中指出:“腎主水,水泛亦為痰。痰濁阻滯,則津液失度,氣血不行,發為骨痿。”《醫林改錯》提出:“元氣既虛,必不能達于血管,血管無氣,必停留而瘀。”患者腎中元氣虧虛,血失氣攝而運行無力,遲滯成瘀,瘀阻骨絡,致骨骼失養,發為骨痿。現代醫學研究也發現,隨著腎中精氣的虛損,會帶來炎癥微環境變化。在炎癥微環境的影響下,成骨細胞減少、骨形成下降,同時會促進骨髓中巨噬細胞的破骨分化,使骨吸收增加,誘發骨質疏松[3-4]。

脾在骨質疏松癥的發生發展中具有重要作用。脾為后天之本、氣血津液化生之源,腎為先天之本,兩者共同作用,肌肉、骨骼方能得到滋養。肌少-骨質疏松癥相關共識基于“肌肉與骨骼均起源于間充質干細胞”提出肌少-骨質疏松癥的治療當肌骨并重[5];本課題組基于“骨肉不相親”理論提出通過補腎健脾方法治療肌少癥和骨質疏松癥[6]。此外,脾還有運化水濕的作用,若脾的運化功能失職,濕邪困遏,關節酸痛重著,行走不利,容易導致骨質疏松發生。腸道菌群與中醫“脾主運化”功能密切相關,有研究顯示腸道乳桿菌缺乏可加快絕經后骨質疏松癥的進程,而健脾補腎為主的中藥可增加腸道菌群的多樣化,增加乳酸桿菌數量,提高絕經后骨質疏松癥小鼠的骨密度,提示改善腸道菌群種群干預骨質疏松癥可能是中醫抗骨質疏松機制研究的新方向[7]。

肝臟也在骨質疏松癥的發生中起作用。《素問·上古天真論》云:“肝氣衰,筋不能動”,肝腎同源,肝藏血,肝血滋養筋膜,肝血虧虛則筋膜、骨髓失養發為骨痿。最新研究顯示肝細胞生長因子基因轉染可促進骨質疏松癥大鼠軟骨成骨及骨愈合,反過來也證明了肝臟可能參與了骨質疏松癥的發生、發展[8]。

肺臟也與骨質疏松癥的進程相關。肺有主持宗氣、營衛之氣的作用,又參與津液血液的運行、輸布。“肢體運動,筋力強弱者,宗氣之功也”,“中焦受氣,取汁變化”,精微“上注于肺脈,乃化而為血”。肺臟不足,一方面血虛無以生肉養骨,另一方面血瘀不行,絡脈不通,不能濡養筋骨而生骨痿[9]。現代醫學證明,在肺部通氣量不足或缺氧的情況下,可通過誘發腫瘤壞死因子(TNF)-α的分泌,抑制成骨細胞的分化,刺激破骨細胞的產生從而影響骨代謝[10]。

瘀血阻絡是骨質疏松癥發生的重要環節。《靈樞·本藏篇》曰:“血和則經脈流行,營復陰陽,筋骨勁強,關節清利矣”,指出氣血流暢則營血滋養四肢骨骼,筋骨關節功能正常。現代醫學也證明,骨皮質重建中心哈弗系統是血管的通路,若出現微血管病變,可能導致哈弗系統重建障礙,進而影響骨皮質重建[11]。骨內存在一種特殊的毛細血管——H型血管,在骨形成過程中起到了重要作用,具有誘導血管生成和骨形成的能力。我們課題組最新的研究證明糖尿病大鼠的H型血管明顯受損,成骨成血管偶聯受阻,發生明顯的骨質疏松,而活血化瘀代表藥物三七的有效成分——人參皂苷Rg1可以明顯減慢這一進程[12]。

2 中醫治療骨質疏松癥的現狀

2.1 辨證論治 根據骨質疏松癥中醫病機特點,通常將其分為腎陽虛證、肝腎陰虛證、脾腎陽虛證、腎虛血瘀證、脾胃虛弱證、血瘀氣滯證。在治法上多以補腎健脾、填精壯骨、活血通絡為主,分別選用右歸丸、六味地黃丸、補中益氣湯合金匱腎氣丸、補腎活血湯、四君子湯、身痛逐瘀湯等。但是臨床上辨證分型往往存在種類復雜、標準不一的問題,仍需要進一步針對骨質疏松癥的特定癥狀和特定指標進行進一步系統研究。

2.2 針對骨質疏松癥臨床癥狀的中醫治療 (1)疼痛是骨質疏松癥的主要癥狀。中醫認為瘀血與骨質疏松性疼痛關系密切,主要病機與“不通”“不榮”有關。現代研究表明骨內高壓是骨質疏松產生疼痛的主要原因,而活血化瘀法可通過調節骨內微循環來有效降低骨內高壓狀態以減輕疼痛[13];絕經后骨質疏松癥多因“天癸”絕,腎精衰少,骨失充養,滋陰補腎類方藥可明顯改善其肢體疼痛的癥狀,同時也證明滋陰補腎類中藥不僅多含有雌激素,還具有明顯的促進和改善骨微結構的效能[14]。脾虛不運也是骨質疏松性疼痛的主要病機之一,研究證實以四君子湯為主方的健脾中藥可明顯緩解骨質疏松癥患者的疼痛,這與中醫理論“不榮則痛”相呼應[15]。(2)骨質疏松性骨折是骨質疏松癥的嚴重并發癥。中醫學認為腎精盛衰、髓之盈枯決定了骨之強弱,補腎活血法可促進骨質疏松性髖部骨折愈合,提高骨密度,提高患者骨折后生活質量。補腎類藥物熟地黃、益氣健脾類藥物黃芪及兼具活血之效的藥物當歸、川芎等均可促進成骨細胞形成;活血化瘀類中藥桃仁、紅花能有效改善骨折局部微循環。補腎強骨之中藥骨碎補有類雌激素作用,可以通過多信號通路促進成骨細胞的分化和成熟,同時可抑制破骨細胞的活化,對雌激素降低導致骨質疏松性骨折有良好的預防效果[16]。

2.3 針對骨質疏松癥相關指標的中醫治療 (1)骨密度是骨質疏松癥嚴重程度最重要指標。研究[17-19]證明,淫羊藿、杜仲、黃芪等補腎健脾、填精益髓的中藥可以明顯提高骨密度;其作用機制包括通過調控多個信號通路、調節骨髓間充質干細胞的代謝周期等方式促進骨形成、抑制骨吸收。(2)骨轉化生化標志物是骨轉換過程中產生的中間代謝產物或酶類,在判斷骨轉換類型、骨折風險預測及藥物療效評估等多個方面發揮重要作用。研究[20]也證實,由黃芪、淫羊藿等藥物組成的補腎健脾方可明顯降低去卵巢大鼠的血清Ⅰ型膠原交聯C-末端肽(β-CTX)及血清Ⅰ型原膠原N-端前肽(PINP),抑制骨過度重建。青蛾丸也被證實可以下調絕經后骨質疏松癥患者血清β-CTX水平,且其作用可能與抑制TNF-α、IL-6水平而抑制破骨細胞的增殖和分化相關[21]。

3 目前中醫學防治骨質疏松癥的研究熱點及瓶頸

中藥調控間充質干細胞、成骨細胞及破骨細胞自噬治療骨質疏松癥是目前的研究熱點之一。研究[22]顯示,左歸丸及右歸丸可通過干預PINK1/Parkin信號通路下調自噬,防治絕經后骨質疏松癥;六味地黃丸可能通過抑制ERK/mTOR信號通路誘導氧化應激狀態下成骨細胞自噬來治療絕經后骨質疏松癥[23]。同時,研究顯示黃芪多糖可通過提高細胞自噬水平促進成骨細胞分化[24];二仙湯通過ERK/mTOR通路提高成骨細胞自噬水平,抑制細胞凋亡、提高抗氧化能力,發揮抗骨質疏松癥的作用[25];補腎健脾活血方能夠促進成骨細胞增殖及成骨活性,當沉默成骨細胞中自噬因子Beclin-1表達時成骨活性作用受到抑制[26]。二至丸能夠通過抑制自噬基因,抑制破骨細胞分化而維持骨穩態,發揮抗骨質疏松作用[27]。

鐵死亡是中醫藥防治骨質疏松癥機制研究的另一個熱點。鐵死亡是一種呈鐵依賴性,以活性氧過度累積及脂質過氧化為特征,從而引發的一種氧化性細胞死亡方式[28]。研究[29]顯示,淫羊藿苷能夠抑制FPN1表達,調節鐵死亡通路最終促進成骨細胞增殖及分化。同時,左歸丸可通過OPG/RANKL信號通路提高肝臟分泌鐵調素水平,糾正鐵過載,最終降低破骨細胞活性,減少骨量丟失,保護骨組織[30];杜仲-續斷藥對可增加去卵巢骨質疏松大鼠股骨骨密度、減輕骨質疏松,其作用可能與抑制股骨鐵死亡有關[31];補骨生髓方可調控骨質疏松大鼠體內氧化應激及鐵蓄積水平,并通過細胞鐵死亡途徑發揮抗骨質疏松癥作用[32]。

因為鐵累積對于成骨細胞及破骨細胞的影響有所區別,在一定程度上的鐵超載,可能導致成骨細胞的氧化性死亡,而對于破骨細胞活性卻具有促進作用。中醫藥干預鐵死亡防治骨質疏松癥機制研究方面,目前仍然多局限于簡單的細胞功能或狀態的觀察,缺乏從線粒體狀態干預鐵死亡的具體機制研究。

中醫藥通過外泌體及miRNA干預骨質疏松癥是近年基礎研究的熱點之一。外泌體是具有雙層脂質膜結構的一種囊泡小體,在細胞間的信息傳遞過程中發揮著重要作用,miRNA是一類微小的內源性非編碼RNA,作為外泌體的一種功能性成分,可通過結合靶基因mRNA的3′UTR區,影響靶基因的轉錄后表達,調控受體細胞的生命活動。外泌體miRNA可通過調控骨形成相關因子的表達,調節成骨細胞的分化及功能,干預骨重建進程[33]。miR-124可通過抑制NFATc1表達負向調控破骨細胞分化,減少骨吸收[34];miR-506-3P則通過促進NFATc1表達促進破骨細胞分化,加速骨吸收[35]。miR-21是骨髓來源的巨噬細胞向破骨誘導分化的過程中表達最為上調的miRNA之一[36]。研究也證實,中藥健骨顆粒可抑制miR-141的表達,提高Runx2的表達以促進成骨分化[37]。同時研究也證實,骨髓組織外泌體中miR-122-5P在青娥丸干預骨質疏松癥進程中可能發揮重要作用[38]。

腸道菌群微生物在骨代謝研究方面也是一個熱點。在生理狀態下,腸道菌群微生物能夠維持腸道內環境穩態,減輕炎癥反應,并參與骨骼系統的免疫調節。而在一系列病理環境下,腸道菌群微生物失調,可能會導致炎癥發生,進而發生鈣與維生素D吸收障礙,從而引起骨量減低[39]。研究顯示,杜仲葉總黃酮可能通過調節腸道菌群結構提高大鼠骨密度,并抑制體重增加[40]。青娥丸及補腎化痰方均可通過干預腸道菌群治療絕經后骨質疏松癥,而乳酸桿菌屬可能是重要的研究切入點[7]。進一步研究[41-42]顯示,青娥丸可能通過提高腸道微生物代謝產物短鏈脂肪酸中乙酸、丙酸、丁酸的含量,發揮抗骨質疏松的作用。

DNA甲基化是近年研究熱點之一,也是骨質疏松癥基礎研究的熱點。表觀遺傳學是指在基因序列不發生改變,而表達過程中發生可遺傳的變化,包括 DNA甲基化、組蛋白修飾、非編碼RNA調控等。DNA甲基化是在DNA甲基化轉移酶的作用下,基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5′碳位共價鍵結合一個甲基基團。研究顯示,DNA甲基化轉移酶3A通過與S-腺苷蛋氨酸介導的代謝途徑偶聯來調節破骨細胞分化。同時研究[43-44]發現miRNA-149高甲基化狀態下會激活SDF-1/CXCR4信號通路促進間充質干細胞的成骨分化。實驗研究[45]顯示,補腎健骨方及仙靈骨葆可通過降低骨組織Leptin啟動子甲基化有效防治絕經后骨質疏松癥。研究[46]也發現,左歸丸可以降低RUNX2、Osterix、β-catenin基因甲基化率,上調基因表達,促進間充質干細胞向成骨細胞分化。

4 展望

“態靶醫學”概念的提出為中醫藥臨床防治骨質疏松癥提供了新的思路。根據態靶醫學“分類-分期-分證”的理念[47],首先將骨質疏松癥根據其發病類型不同進行分類,然后根據骨質疏松癥的嚴重程度進行分期,最后根據患者刻下的疾病狀態及環境狀態進行辯證分型;同時,根據“態靶結合”模式,運用中醫學理論,結合真實世界研究、臨床療效評價、中藥學、藥理學、系統生物學等多種研究方法,逐步揭示中醫藥防治骨質疏松癥的科學內涵。

在動物實驗研究中,采用病證結合動物模型研究骨質疏松癥的發病或防治機制更加符合臨床實際。骨質疏松癥病證結合動物模型的建立目前尚處于探索階段,客觀、全面、穩定的動物模型仍需要進一步優化及驗證[48-49]。

針對中醫藥防治骨質疏松癥基礎機制研究仍需秉承系統化、客觀化、精細化理念。由于中藥成分較為復雜,研究過程中影響因素較多,而基于網絡藥理學、代謝組學、蛋白組學、基因組學等技術的系統生物學,強調整體性、時效性,與中醫學整體觀念、辨證論治的思想較為吻合。借助系統生物學技術,不僅豐富了骨質疏松癥證候理論內涵,拓寬了“病證結合”研究思路,為骨質疏松癥證候客觀化提供科學依據。對于骨質疏松癥基礎研究熱點問題,應該根據骨質疏松癥的不同類型,針對骨代謝相關的不同細胞進行精細化研究,同時結合基因過表達、基因沉默、基因芯片技術,對于中醫防治骨質疏松癥的系統機制進行深入、細致的研究。