补肾方剂干预椎间盘退变的基础研究进展*

孙 钰，杨利学，谭龙旺，朱 伟

（1.陕西中医药大学，陕西 咸阳 712000；2.陕西中医药大学附属医院，陕西 咸阳 712000）

椎间盘退行性改变（intervertebral disc degeneration，IDD）是引起脊柱失稳、椎间盘突出症及椎管狭窄症等疾病的主要原因之一[1]。IDD带来的长期疼痛、感觉异常、麻木不适及功能活动障碍等症状，严重影响着患者的生活质量,给患者心身带来了极大的痛苦。现代医学认为，人体内椎间盘含水量会随年龄增加逐步降低，此时椎间盘中水通道蛋白表达下调，椎间盘逐渐失去原有弹性，同时椎间盘中的髓核细胞由于失水逐渐加速凋亡，细胞外基质的合成与分解也受到影响，最终加速了IDD的进程[2]。故椎间盘髓核细胞加速凋亡、细胞外基质合成与分解异常、椎间盘软骨终板的钙化、炎症因子的刺激、椎间盘内水通道蛋白的表达减少等均是IDD的主要发病机制，而生物力学因素、遗传、营养缺失等是IDD发病的高危因素[3]。目前西医主要针对IDD引起的腰腿疼痛等一系列并发症进行治疗，但其不能从根本上延缓IDD的进程[4]。如何防治椎间盘的退变已成为社会普遍关心的问题，因此寻求正确治疗的途径显得尤为重要。

中医学认为“肾为先天之本，主藏精，主骨生髓”，补肾中药对于延缓IDD的进程有独特优势且疗效显著。因此，笔者以“肾主骨”理论为指导，总结归纳补肾方剂干预椎间盘退变的基础研究进展，以明确其治疗的原理与优势，从侧面进一步证明“肾主骨”理论的科学性，为临床治疗提供参考。

1 病因病机

肾为先天之本，主藏精，主骨生髓。《素问·脉要精微论篇》曰：“骨者髓之府，不能久立，行则振掉，骨将惫矣。”巢元方的《诸病源候论》也强调了腰腿疼痛的病因，“劳损于肾……风冷所侵，血气击搏，故腰痛也”。清代唐宗海的《中西汇通医经精义》中论述了肾精与骨髓的关系：“盖髓者，肾精所生，精足则髓足。”明代李用粹的《证治汇补》中对于腰痛病的治疗强调以补肾为根本，标本治疗以急为先的原则，侧面反映出肾气亏虚对于腰痛病的影响，其云：“治惟补肾为先，而后随邪之所见者以施治，标急则治标，本急则治本”。故筋骨的强弱与肾精的封藏有度、肾气的化生有源有着密切关联[5]。同时，近年来，大量的实验研究从不同方面、不同层次阐释了肾与骨、肾与髓的关系[6]。沈自尹[7-8]提出了广义肾的概念，即以下丘脑-垂体-靶腺轴为主导，从不同层面、不同环节，系统全面地概括了其对骨的综合影响。由此可见肾从不同层面、不同水平对筋骨的强弱有着具体的调控作用。崔学军等[9]基于骨形态发生蛋白-7（BMP-7）的特性，研究了其与“肾主骨”理论的关系，发现BMP-7与肾脏生理之间有密切的关系，认为BMP-7可以作为“肾主骨”理论的物质基础，同时也揭示了BMP-7对骨骼发育的影响。这将对“肾主骨”理论的阐述更具说服力。而曾建春等[10]在研究“肾主骨，生髓”与骨髓间充质干细胞定向分化的关系中发现，以“肾主骨，生髓”理论为指导,补肾中药能诱导骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化，最终转化为成熟的骨细胞，为IDD的治疗提供了新思路。

综上所述，年龄衰老，外邪反复久留，或先天髓海不足、筋虚骨弱引起的肝肾亏虚是引起IDD的主要原因。肾虚则导致骨弱髓空，筋骨失养，经络失和，不通则痛，故见疼痛、活动障碍。同时若肾精虚少，则骨髓化源不足，不能营养骨骼，可加重椎间盘的退变。脊柱的退变开始于椎间盘的退变，椎间盘的退变与骨质的退变伴行发生，肾脏亏虚是引起脊柱退变的主要原因。

2 补肾方剂对椎间盘退变的影响

2.1 补肾方剂对椎间盘髓核细胞及细胞外基质的影响 椎间盘髓核细胞是椎间盘内重要的组成部分，主要由胶原和蛋白聚糖构成，是细胞外基质合成过程中的主要原料。髓核细胞中的胶原和蛋白聚糖是合成细胞外基质的主要成分。故髓核细胞的凋亡，以及细胞外基质的合成与分解异常均是IDD的主要因素[11]。研究[12-14]表明，六味地黄丸（熟地黄、山药、山茱萸、泽泻、牡丹皮、茯苓）可通过减慢细胞外基质分解的过程、缓解髓核细胞的凋亡、延缓胶原和蛋白多糖的流失来保护椎间盘中的髓核细胞，从而延缓IDD的过程。李具宝等[15]采用益气化瘀补肾方（党参、麝香、肉苁蓉、淫羊藿、丹参、川芎等）含药血清干预退变椎间盘细胞后，MTT法检测结果显示，与对照血清比较，益气化瘀补肾方在不同浓度梯度下均具有促进椎间盘细胞分化增殖的作用，同时能抑制退变椎间盘细胞中X型胶原mRNA的表达，促进蛋白聚糖mRNA的高表达，且中浓度的益气化瘀补肾方作用最明显。李具宝等[16]采用益气化瘀补肾方（党参、麝香、肉苁蓉、淫羊藿、丹参、川芎等）含药血清干预脊髓型颈椎病患者退变的椎间盘细胞后，实时荧光定量PCR检测显示，不同浓度梯度下的益气化瘀补肾方均有助于椎间盘细胞的增殖，且与对照组比较，益气化瘀补肾方干预能有效抑制椎间盘细胞中ColⅠmRNA的表达，促进ColⅡmRNA的表达，尤以中浓度更为明显。谢林等[17]通过切除大鼠颈后部肌肉，建立大鼠颈椎间盘退变模型，同时应用芪麝颈丸（骨碎补、黄芪、熟地黄、当归、川芎、麝香等）进行干预，在电镜下观察其髓核细胞的结构变化。结果表明，芪麝颈丸可显著改善退变颈椎间盘中髓核细胞的活性，从而延缓IDD的进程。

2.2 补肾方剂对椎间盘软骨终板的影响 椎间盘软骨终板又称椎体终板，是椎间盘的重要组成部分，具有营养、保护椎间盘及椎体的作用[18]。同时由于椎间盘无血供[19]，其基本的营养成分和组织代谢均经过椎体终板进行。长期劳损会引起的终板钙化和退变，从而导致椎间盘营养成分缺失和组织代谢障碍，这亦是引起IDD的高危因素[20-21]。朱立国等[22]在补肾活血方（补骨脂、丹参、杜仲、牛膝等）对自然增龄沙鼠腰椎软骨终板钙化作用的实验研究中发现：与对照组比较，补肾活血方可加快退变椎间盘组织的代谢和血液供应，减轻软骨终板的钙化，改善椎间盘的微环境，同时增加终板中血管芽数量，从而延缓IDD。吕存贤等[23-25]采用补阳还五汤（川芎、当归、红花、黄芪、赤芍、桃仁、地龙）干预由异常应力导致的兔椎体失稳和椎间盘退变，发现补阳还五汤能够促进退变椎体终板中血管芽组织的再生，提高其蛋白多糖的水平，从而改善退变椎体终板的血液循环，而且补阳还五汤还能抑制软骨终板内Fas/Fasl基因的过度表达，从而延缓终板内细胞凋亡的速度，达到改善退变椎间盘的作用。刘汝专等[26-27]应用溶髓方（牛膝、赤芍、续断、当归、没药、五加皮、白芍、鸡血藤、三七、延胡索、秦艽、乳香、甘草）干预力学平衡紊乱性颈椎间盘退变的Wistar大鼠模型，观察其对软骨终板内细胞凋亡的影响。结果显示：溶髓方能显著降低大鼠软骨终板内白细胞介素-1（IL-1）的含量，抑制凋亡细胞在软骨终板中的过度增殖，从而降低椎体终板中细胞凋亡的速度，延缓IDD的进程。肖志锋等[28]通过将大鼠双侧卵巢摘除，建立由雌激素缺失导致的椎间盘软骨终板退化模型，诱导大鼠椎间盘退变后，应用骨肾安(淫羊藿、熟附子、巴戟天、丹参、仙茅等）和阿仑膦酸钠片进行干预。结果显示：骨肾安和阿仑膦酸钠片联合应用能显著提高退变椎间盘中Ⅱ型胶原蛋白的合成，从而改善软骨终板的组织结构，增加退变椎间盘的血供，延缓其退变的速度。

2.3 补肾方剂对椎间盘炎症因子的影响 炎症因子的介入是导致椎间盘退行性改变，以及椎间盘正常代谢失衡的主要因素之一。研究显示，椎间盘退变组织中存在免疫细胞浸润和多种炎症因子的高表达，其中以IL-1、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等最为显著[29]。炎症因子在椎间盘退变的发生发展过程中发挥极其重要的作用。

2.3.1 补肾方剂对IL-1的影响IL-1是一种由软骨细胞、单核细胞、巨噬细胞等多种细胞合成分泌的单核因子，主要通过抑制退变椎间盘中细胞外基质产生蛋白多糖、增加退变椎间盘组织中金属蛋白酶（MMPs）的表达，加速IDD的发生[29]。冯帅华等[30]通过皮下注射D-半乳糖建立椎间盘退变模型大鼠后，采用补肾活血汤（菟丝子、枸杞子、熟地黄、杜仲、山茱萸、没药、肉苁蓉）干预模型大鼠。结果显示：补肾活血汤可显著降低IL-1β的含量，减少MMPs在退变椎间盘组织中的分泌，从而延缓其退变的进程。周桦等[31]通过针刺建立家兔椎间盘退变模型后，采用独活寄生汤进行干预治疗。结果显示：独活寄生汤能够明显降低退变椎间盘组织中前列腺素E2（PGE2）、IL-1的含量，从而延缓其退变。研究[12，14]显示，六味地黄丸干预后的家兔椎间盘退变模型中，IL-1、TNF-α的表达水平明显下调，同时六味地黄丸还能稳定Ⅰ型、Ⅱ型胶原蛋白在退变椎间盘组织中的含量，延缓其退变的进程。

综上所述，补肾中药可显著降低退变椎间盘组织中IL-1的表达水平，从而加速椎间盘细胞外基质的修复，保护椎间盘的营养通路，使退变的椎间盘得到改善。

2.3.2 补肾方剂对TNF-α的影响TNF-α是一种促炎性细胞因子，其主要作用为激活退变椎间盘中单核-巨噬细胞的分泌。研究证明，在椎间盘退变的过程中TNF-α可减少胶原和蛋白多糖的合成，并加剧其降解的过程，从而加快椎间盘退变的进程[32]。冯帅华等[30]采用补肾活血汤（菟丝子、枸杞子、熟地黄、杜仲、山茱萸、没药、肉苁蓉）干预由D-半乳糖导致的椎间盘退变大鼠。结果显示：补肾活血汤能降低大鼠椎间盘中TNF-α的含量，进一步说明补肾活血汤能够有效抑制退变椎间盘组织中TNF-α的表达来延缓其退变进程。仇湘中等[33]通过大鼠纤维环穿刺法建立大鼠腰椎间盘退变模型后，应用补肝健腰方（当归、杜仲、熟地黄、川芎、酸枣仁、白芍、全蝎、延胡索、甘草等）进行干预，测定退变椎间盘组织中TNF-α、IL-1的含量。结果显示：补肝健腰方可下调退变椎间盘组织中TNF-α、IL-1的含量来抑制其退变的进程。林一峰等[34]采用补肾壮督方干预大鼠退变椎间盘模型，发现补肾壮督方不仅能够显著降低退变椎间盘中TNF-α的含量，同时还能增强三磷酸腺苷酶的活性，抑制椎间盘中炎症因子的分泌，延缓椎间盘退变。

综上所述，TNF-α在椎间盘退变组织中的表达较高，并且涉及椎间盘退变的多个病理过程，包括椎间盘基质的破坏，炎症反应及细胞凋亡，自噬和增殖。补肾方剂可通过抑制TNF-α的表达从而有效减轻椎间盘的退变程度。

2.4 补肾方剂对椎间盘水通道蛋白Ⅰ（AQPⅠ）与水通道蛋白Ⅲ（AQPⅢ）的影响 退变椎间盘特征性的改变之一是椎间盘含水量减少，因此含水量减少直接影响着椎间盘退变的过程。有研究[35]表明椎间盘中存在AQPⅠ和AQPⅢ的表达，其中又以髓核细胞表达数量最多。AQPⅠ是水的转运通道，全身细胞中均有AQPⅠ表达，且其表达过程不受外界环境的影响[36]。与AQPⅠ相似，AQPⅢ也有转运水分子的功能，同时其还能转运甘油。免疫组化实验研究显示：AQPⅠ及AQPⅢ在椎间盘中有明显表达，两者均主要表达在椎间盘软骨终板、髓核和内层纤维环，外层纤维环表达非常少[37]。李绍波等[38]通过分子实验研究与RT-PCR实验发现，AQPⅠmRNA、AQPⅢmRNA在软骨终板的表达相对较高，其可能与软骨终板的水化程度密切相关，水化程度越高，其营养和代谢物转运越快。由此可见AQPⅠ与AQPⅢ在椎间盘组织中广泛分布，并直接或间接影响着椎间盘的退变。李绍波等[38]在研究AQPⅠ与AQPⅢ在退变椎间盘中表达差异的实验中发现：对照组椎间盘中AQP I与AQPⅢ的表达水平高于病例组。因此AQPⅠ与AQPⅢ的减少可能是腰椎间盘退变的重要原因之一。唐成坤等[39]应用腰椎穿刺术作用于新西兰大白兔，建立兔腰椎间盘退变模型后，应用强筋壮骨祛风合剂进行干预治疗。结果显示：强筋壮骨祛风合剂能够明显上调兔退变椎间盘中AQPⅠ与AQPⅢ的表达，从而丰富椎间盘的含水量，保持椎间盘弹性，最终达到延缓IDD的作用。

3 总结与展望

脊柱的退变开始于椎间盘的退变，椎间盘的退变与骨质的退变伴行发生。肾脏亏虚是引起脊柱退变的主要原因，目前众多补肾方剂干预腰椎间盘退变的试验研究已取得一定的进展。研究人员运用不同方式，从不同层面、不同作用机理进行了大量的动物实验，进一步证实了补肾方剂干预椎间盘退变的疗效，并揭示了其作用机制。补肾方剂主要通过影响细胞外基质分解的过程，延缓髓核细胞的凋亡，缓解退变椎间盘中软骨终板的钙化，减少IL-1、TNF-α、PEG2等炎症因子的分泌，以及上调水通道蛋白的表达等方式延缓椎间盘的退变。然而目前针对此类研究仍存在一些问题。（1）椎间盘纤维环的部分或完全破裂是椎间盘退变的重要原因之一，目前尚缺乏补肾方剂延缓纤维环退变的实验研究。（2）目前多数研究均采用直接针刺等方式对椎间盘进行破坏，从而建立椎间盘退变模型，而这种实验方式往往引起椎间盘较快退变，与人体长期、慢性、劳损性椎间盘退变有本质区别，且实验对象均为爬行动物，这与人体生物力学平衡存在较大差异[1]，不能充分体现重力对椎间盘退变的影响。

随着科学技术的进一步发展，补肾方剂对椎间盘退变的研究也将日趋完善，这将更加全面揭示“肾主骨生髓”理论与椎间盘退变的关系，也将为中医药治疗椎间盘退变提供参考依据。