雌激素治疗绝经后骨质疏松症的研究进展

刘 云，罗晓婷，李 崇，廖世杰，林成森，李波香，谢天裕，纪舒妤

(广西医科大学第一附属医院a.骨科； b.药学部； c.全科医学病区，南宁 530021)

绝经后骨质疏松症(PMO)是属于原发性骨质疏松症的一种，也称为Ⅰ型骨质疏松症，是指由绝经后雌激素及相关内分泌改变引起的骨量减少、骨微结构破坏，从而导致骨强度下降、骨脆性增加，并易发脆性骨折为特征的骨代谢性疾病。据统计[1-3]，约10%～20%绝经后女性患有不同程度骨质疏松，而绝经后骨质疏松症相关脆性骨折发生率和发病率很高，丧失劳动力者非常多见，严重影响患者生活质量；其中产生的费用也会给整个医疗救助体系造成一个巨大的负担，并且这种负担也会随着老龄人口的逐年增加而日益沉重。有研究[4]报道，卵巢切除(OVX)的野生型小鼠(WT)和FSH受体缺失(FORKO)小鼠与假手术组小鼠相比，循环雌激素水平迅速下降，骨密度(BMD)显著降低，且以腰椎BMD下降最为显著。将同种异体卵巢移植到OVX小鼠体内后，小鼠BMD较前明显改善。同时，通过对FORKO小鼠与WT小鼠的进一步研究，证实了卵巢分泌的产物，尤其是雌激素和卵巢外周雄激素向雌激素的转化可以改变骨内平衡。由此可见，雌激素水平下降是诱发绝经后骨质疏松症的主要原因。以雌激素为基础治疗在一定程度上可促进成骨细胞增殖、抑制破骨细胞凋亡，从而发挥防治绝经后骨质疏松作用。本文对近年来雌激素在绝经后骨质疏松症治疗中的应用研究进展进行综述，为治疗绝经后骨质疏松症提供参考与思路。

1 雌激素及其来源

雌激素是一种类固醇激素，主要包括雌酮、17-β雌二醇和雌三醇，其中以雌二醇生物活性最强。女性在绝经前体内雌激素主要由卵巢分泌，绝经后体内卵巢分泌的雌激素明显减少，但卵巢基质细胞继续分泌雌激素和肾上腺皮质分泌的睾酮，可在脂肪组织和骨等其他组织转化为雌二醇和雌酮，成为绝经后妇女体内雌激素的主要来源[5-7]。

2 雌激素受体的表达及作用

雌激素受体(ER)是属于甾体类激素核受体家族成员，主要包括ERα和ERβ 2个亚型。PMO一般发生在女性绝经后5～10年，主要原因是绝经后女性雌激素水平下降引起骨代谢紊乱[8]。随着过去几十年学者们对雌激素与骨代谢关系的深入研究，目前已证实雌激素通过ER发挥骨代谢调节作用。骨组织是雌激素重要的靶器官，ERα和ERβ在骨和骨髓中广泛表达[6]。1988年KOMM等[9]发现成骨细胞(OB)中有ER存在，提示雌激素对OB有调节作用。有研究[10]发现破骨细胞(OC)中有ER的表达，并证实了ER对骨细胞的直接作用。进一步研究结果提示ER 2种亚型在OB、OC和骨髓基质细胞以及成人骨细胞中均可表达，在松质骨中ERβ表达占优势，而在皮质骨中则以ERα为主[11]，这表明它们在组织中可能存在不同的功能。有研究[12]发现，敲除小鼠破骨细胞中的ERα后骨小梁区出现显著骨量减少及骨转换率增高，同时伴随着OC数量增多。此外，ALMEIDA等[13]在动物模型的研究中发现，敲除小鼠成骨细胞系中ERα后发现其几乎没有成骨的表型，但其皮质骨明显减少，然而松质骨并未受到影响。过去有学者[10]认为ERβ在OB中表达高于ERα，所以雌激素对骨形成作用主要由ERβ调控。但目前大部分学者[14-15]认为敲除ERβ细胞系对骨骼影响较小，雌激素主要通过ERα对骨骼产生作用。因此，ER在骨代谢方面发挥重要作用，但关于2种受体的不同作用仍有待进一步研究。

3 雌激素的骨代谢调节作用

破骨细胞和成骨细胞是骨形成过程中的主要功能细胞，在骨代谢中发挥重要作用[16]。雌激素不仅可以通过与ER结合，直接作用于骨细胞，还可以通过调节免疫细胞以及免疫因子等起间接调节作用，从而促进OB增殖、分化，诱导OC凋亡、抑制OC活性，进而维持骨吸收与骨形成之间的平衡，保护骨组织。

3.1 雌激素对破骨细胞的作用

雌激素对OC的作用主要包括直接作用和间接作用。直接作用主要由雌激素与ER结合介导产生。雌激素与ERα结合通过激活破骨细胞Fas/FasL系统诱导OC凋亡[17-18]。雌激素可以通过促进ER与骨架蛋白1结合，从而降低细胞核因子-κB活性并抑制RANKL诱导的破骨细胞分化[19]。此外，有研究[20-21]发现雌激素通过RANKL-RANK-OPG系统直接作用于OC，从而影响骨代谢。雌激素与ERα结合可上调骨保护素(OPG)表达，而OPG可竞争性与RANKL结合，减少RANK激活的OC活性，从而减少骨破坏，保护骨组织。另外，还有研究[22]发现，雌激素可能通过与ER结合，激活AMPK来抑制NF-κB和p38MAPK信号通路，从而抑制破骨细胞形成，减少骨丢失。雌激素对OC的间接作用与细胞因子密切相关，如负调控肿瘤坏死因子(INF-α)、IL-1α、前列腺素等，上调转化生长因子β(TGF-β)的表达，间接抑制OC的骨吸收。此外，THOUVEREY等[23]在OVX大鼠的研究中发现，在雌激素缺乏情况下，骨髓可产生过量的炎性因子，如TNF和IL-1，从而激活成骨细胞中p38MAPK，进而刺激RANKL和IL-6合成，最终直接刺激OC形成，导致骨代谢失衡。有研究[24-25]报道，OVX小鼠体内IL-7水平升高，并刺激胸腺细胞增殖和骨髓源性祖细胞胸腺依赖性的分化及成熟T细胞胸腺独立性的外周扩张，影响OC、OB数量和活性，从而诱导骨丢失；然而，切除增生的胸腺后可减少约50%的骨丢失，结果表明IL-7介导OVX诱导的骨丢失，并与胸腺和胸腺外机制有关。因此，IL-7是一种关键的上游细胞因子，是潜在的治疗靶点，雌激素缺乏通过它调节造血和免疫功能，这对骨内平衡至关重要。综上所述，雌激素对OC的直接作用主要通过ER介导来诱导OC凋亡，抑制OC分化；而间接作用则通过对细胞因子的调控来降低OC的活性和影响其骨吸收功能。

3.2 雌激素对成骨细胞的作用

雌激素通过多种机制参与OB增殖、分化、凋亡的调节过程，直接影响骨的形成。OB的平均生存周期在绝经后骨质疏松症发病进程中尤为重要，雌激素能改变转录因子活性，如诱导细胞外信号调节激酶氧化磷酸化、下调c-jun的表达等调节OB转录活性，进而抑制OB凋亡，延长OB存活时间[26-27]。GAVALI等[28]研究发现，雌激素通过上调RAB3GAP1，在分化过程中促进OB的自噬，抑制OB凋亡，提高存活率。还有研究[29]发现，雌二醇可以活化GPR30诱导OB增殖，通过ERK1/2通路促进OB线粒体自噬，减少OB凋亡。相关研究[30]表明，雌激素通过抗氧化作用，抑制氧化应激，延长OB存活时间。具体表现为，雌激素通过正调控WNT(无翅果蝇基因Wingless与小鼠基因Int1结合的基因)信号通路，使通路中重要的信号因子β-catenin(β-链蛋白)的结合位点改变，抑制氧化应激反应，促进骨形成并延长OB存活时间。相反的，雌激素水平下降可降低抗氧化酶γ-GCS，启动氧化应激级联反应，最终抑制OB增殖，加速骨质疏松形成[31]。另有研究[32]证实，雌激素缺乏可导致miR-338在体内聚集，且miR-338可通过旁分泌的方式抑制OB分化。同时该研究还发现雌激素依赖性的Runx2/Sox4/miR-338正反馈环的存在，它在调节着OB分化方面发挥重要作用。另外，雌激素可负调控OB中核因子κB活性，从而维持骨吸收与骨形成平衡，减少骨丢失[33]。综上所述，雌激素对OB的生物学作用主要涉及抑制OB凋亡、抑制氧化应激以及抑制核因子κB活性等重要机制。然而，雌激素与OB的自噬作用机制尚未完善，仍有待进一步研究证实。

4 雌激素及其类似物在绝经后骨质疏松症的治疗

目前的研究普遍认为，女性进入绝经期后，体内雌激素水平急剧下降，引起骨代谢紊乱，诱发骨质疏松。因此，ERT是目前治疗绝经后骨质疏松症的主要方案之一。雌激素及雌激素类似物可直接与骨组织中的ER结合，通过促进OB增殖、诱导OC凋亡等机制来抑制骨吸收、改善骨转换、增加骨量、并减少骨折发生率，从而发挥防治骨质疏松的作用。

4.1 雌激素替代治疗(ERT)

ERT与绝经后骨质疏松症相关研究一直是各国学者们的研究热点。目前相关研究[34-35]结果表明，ERT在绝经后骨质疏松症治疗上有其独特优势，并与年龄、剂量、给药方式等方面密切相关。不同年龄层妇女的随机对照试验及荟萃分析[34]结果提示激素替代治疗可降低60岁以前或绝经后10年内的接受HRT的妇女的冠心病和全因死亡率，且有可能不会增加乳腺癌患病率，但年龄大于60岁或绝经大于10年的妇女使用HRT则有可能增加有关冠心病不利方面的影响。因此，有研究[35-36]建议对于60岁以下或绝经10年以内的绝经妇女，特别是伴有VMS的妇女，应将雌激素用于早期预防和治疗骨质疏松症。最近，一项大样本的RCT研究[35]发现，低剂量的结合雌激素，无论是否有较低剂量的醋酸甲羟孕酮，结果均显示HT可预防脊柱和髋部BMD的丢失、减少骨转换，改善血管舒缩症状。ZHANG等[37]研究雌激素对去卵巢骨质疏松大鼠血管生成影响，发现不同剂量的雌激素补充虽然能显著改善骨丢失，但高剂量组的BMD低于正常剂量组。而WARMING等[38]对绝经后骨质减少的妇女使用HT透皮贴剂和安慰剂，进行为期2年的前瞻性随机试验显示，与安慰剂组相比，HT组的腰椎、髋部和全身BMD测量分别增加了8.6%和3%。而最近发表的9项临床试验的荟萃分析[39]显示，与基线相比，使用雌激素透皮贴1～2年与腰椎BMD增加有关。与口服雌激素治疗相比，经皮雌激素治疗不仅可降低静脉血栓、动脉粥样硬化性血管疾病等风险，还具有保护心脏的作用。因此，低剂量非口服的HT可能被考虑用于心血管危险因素的妇女、老年妇女、以及那些选择延长HT使用时间来保护骨骼的妇女[35,39]。尽管雌激素的疗效显著，但考虑到其诱发静脉栓塞、乳腺癌、中风等相关疾病的风险。目前临床上多采用雌激素联合治疗的方案。PRIOR等[40]的一项荟萃研究显示，与单独雌激素治疗相比，雌激素-孕激素(EPT)疗法治疗骨质疏松，可使椎体BMD增加更明显。而ZHU等[41]对早期绝经期的中国妇女进行为期一年的前瞻性随机试验研究，她们使用了含孕激素的标准或半剂量雌激素药物，最终发现半剂量和标准剂量的雌激素与孕激素联合使用对于早期绝经期妇女的BMD具有保护作用，但低剂量雌激素治疗效果不佳。王峰等[42]通过对绝经后骨质疏松症患者的临床观察，证实了雌激素加上黄体素联合常规方案治疗绝经后骨质疏松症疗效确切，副作用小，具有临床应用价值。

4.2 选择性雌激素受体调节剂

选择性雌激素受体调节(SERMS)是近年来对骨质疏松治疗药物研究的一个突破性进展，是对乳腺和子宫具有雌激素拮抗作用的非甾体类药物。AN[43]总结了SERMS在治疗绝经后骨质疏松方面的研究现状，SERMS主要用于年龄较小的绝经后女性，尤其存在浸润性乳腺癌家族史的患者，特别推荐使用，因为它们可以大大降低女性患乳腺癌的发生率。但目前已批准上市的SERMS有诱发血栓栓塞风险且其在骨折预防的有效性低于雌激素。雷洛昔芬在心脏疾病中的应用(RUTH)研究[44]显示，雷洛昔芬可以增加致命性卒中(绝对风险增加0.7‰)和静脉血栓栓塞性疾病(绝对风险增加1.3‰)的发生风险。有研究[45-48]将巴多昔芬(BZA)，一种选择性雌激素受体调节剂，与CE联合应用，结果表明，与单用SERMS或CE相比，BZA与CE联合用药12和24个月后可降低绝经后骨转换率，显著提高椎骨、髋骨BMD，降低骨折发生率，减少副作用；另外，CE/BZA与CE/MPA相比，在改善BMD方面无显著差异，但CE/BZA可以维持子宫内膜安全性，缓解血管舒缩症状，表现出良好的安全性和耐受性。因此，CE/BZA制剂或可作为绝经后早期女性骨质疏松症合并高危症状患者的替代治疗方案。但目前有关雌激素与SERMS联合用药研究的时间较短，其在绝经后妇女骨质疏松症防治方面的长期作用无法预测，仍有待进一步研究证实。

4.3 植物雌激素

为了开发更为安全有效的抗绝经后骨质疏松的药物，近年来学者们发现植物雌激素化学结构与雌激素类似，可以通过ER发挥作用影响骨重建。目前，仙灵骨葆(XLGB)已成为临床常用抗骨质疏松的药物，与雌激素相比，前者对PMO患者的有效性及安全性更高。XLGB作为一种富含植物雌激素的中成药，其发挥抗骨质疏松作用的主要成分包括淫羊藿和补骨脂等。有研究[1]报道，淫羊藿可能通过调节OVX小鼠血清E2水平，增强ERβ的合成，同时提高ER的生物学效应，不仅可以促进骨形成和减少骨吸收，还可以增加肾对钙的再吸收，从而防治OVX小鼠的骨丢失。而补骨脂可促进OB增殖、分化，增加OB的OPG表达，抑制RANKL的表达而抑制OC的分化和成熟，从而抑制骨吸收，减少骨质损失，进而发挥抗骨质疏松作用。WANG等[49]对复方XLGB的植物化学成分进行筛选，发现不同的化学成分和植物分子的相互作用在骨质疏松治疗的效果上存在显著差异，并证明了XLGB-b是预防OVX小鼠骨丢失的主要化学成分。而LAMBERT等[50]对雌激素缺乏的围绝经期和绝经后女性骨质疏松患者使用异黄酮制剂(植物性雌激素)治疗对骨吸收影响的荟萃分析显示，异黄酮可显著提高患者的腰椎与股骨颈BMD，对雌激素缺乏性骨质疏松具有治疗作用。LEE等[22]研究表明，去氢双松柏醇是一种木质素，其可能通过雌激素受体抑制p38MAPK信号通路对RANKL信号通路发挥负调控作用，从而抑制OC分化，防止骨丢失。然而，有文献[51]报道，单用木质素或其与他莫昔芬联合使用可增加骨质，但可能并不适用于使用他莫昔芬抗乳腺癌治疗的PMO患者，因为木质素可降低他莫昔芬在乳腺癌方面的抗癌作用；另外，JIANG等[51]在体外研究中发现，大黄通过MAPK和NFATC1/c-fos通路抑制OC分化，发挥抗骨质疏松作用。尽管植物雌激素在PMO方面的研究已取得一定的成果，但目前大部分研究仍停留在动物实验阶段。而且植物雌激素的种类、浓度以及不同化学成分之间的相互作用对PMO的影响尚未明确。为了研发更为有效、安全的抗骨质疏松药物，我们还需细胞、整体动物和临床试验等各个方面，探讨植物雌激素在防治PMO中的作用。

5 总结

雌激素可以抑制骨吸收、改善骨转换、增加骨量，对骨组织具有保护作用。雌激素缺乏是PMO发生的主要原因。尽管ERT在PMO治疗上有其独特优势，但长期使用可诱发静脉血栓、中风、乳腺癌等风险。而植物雌激素与雌激素相比，前者副作用较小，具有广泛的应用前景，值得更加深入的研究。