中药活性成分对于骨髓间充质干细胞的成骨作用

杨 颖，邱 东，赵金荣

（1.苏州高新区人民医院康复医学科，江苏 苏州 215129；2.中国科学院化学研究所，北京 100190）

长期以来，骨缺损导致的愈合延迟和骨骼不连等问题，始终困扰着骨科临床治疗。随着现代医学的发展，尤其是组织工程学在医学领域的广泛应用，基于生物材料和组织工程的治疗方法逐渐取代过去的传统疗法，以“生长因子＋支架材料”成为新时期骨骼修复的理想策略。然而，目前充当主要材料的骨形态发生蛋白等生长因子，由于生产工艺复杂而难以大规模生产，在市场上价格高昂，并且具有一定程度的致癌性和毒性，已有文献报道这种生长因子容易导致异位成骨，诸多隐患使得该技术的推进受到阻碍。而寻找到价格低廉、产量稳定、使用安全且符合骨组织工程学要求的活性物质，显得十分重要。

在骨折治疗领域已有很多研究表明，中药活性成分在骨折愈合方面有着良好的效果，有助于促进成骨细胞形态发生蛋白和相关基因的表达。通过提取中药成分，如淫羊藿苷、丹参酮等，具有促进骨折愈合的作用，这为骨组织工程学的发展带来了希望，使“生长因子＋支架材料”这种高效疗法的广泛推广成为可能。然而，过往文献中，涉及到中药成分的报道都鲜少采用盲法，从而导致许多观点仍处在探索、推测阶段。有鉴于此，为了验证中药活性成分对骨髓间充质干细胞的成骨作用，以及其在骨折愈合中的效果，故而将现有的相关研究及其结论汇总起来，采用meta分析方法做系统性分析，以期获得更为科学、可靠的结论。

1 资料与方法

1.1 文献的纳入和排除标准 通过“gene medical”网站，对Pubmed、NSFC等网站进行检索，通过谷歌学术对知网、万方、维普等数据库进行检索，获得文献资料按照下述方法进行筛选。

1.1.1 纳入标准：(1)所有符合中西医关于骨折诊断标准的对象，其中中医诊断标准参照《中医骨伤科病证诊断疗效标准ZY/T001.9—94》，西医诊断标准参照《外科学》（第五版）；(2)采用对照试验方式展开的研究，且对照方式相似，具有完整的统计指标和相应的数据资料；(3)中药活性成分的成骨作用经由骨髓间充质干细胞实现，文章中具有明确的相关描述的研究；(4)实验组采用符合经典中药方剂的各种中药成分萃取，并注明相应的萃取方法，对照组则采取常规处置方法，未采取骨肽等措施，并进行阳性对照；(5)结局指标具备可对比性。

1.1.2 排除标准：(1)个例研究、理论研究、方法介绍、文献综述等各类非随机对照试验的文献；(2)仅能浏览摘要，无法读取全文的文献；(3)同一作者在国内外不同刊物上发表的同名或内容相似的文献，（取其最后发表时间的文献，排除其他）；(4)以图示法展现对比结果，并未报道相关数据的研究；(5)统计资料不完整，未报道关键统计指标，或存在明显错误的文献。

文献的纳入、排除，由2名同学在相互独立的情况下，帮助完成筛选。通过对文献资料的摘要和结果部分进行阅读，将符合排除标准的文献筛除。若存在彼此意见不一致的情况，则由笔者参与判断。

1.1.3 质量评价：采用Cochrane 5.3方法为选取文献进行质量评价，其评价标准如下所示：(1)对照试验是否采用了科学的随机方法；(2)分配隐藏的科学性、客观性能否保障；(3)对照过程中的双盲措施是否存在疏漏；(4)是否存在失访、退出等现象，是否对这些现象加以说明；(5)数据资料之间是否可以进行统计学分析与比较。

1.2 文献筛选和资料提取 从国内外医学期刊数据库中，筛选其建刊以来到2020年6月30日为止所收录的有关中药成分聚合物对促进骨折愈合方面的研究，通过手工检索的方式，将论文所涉及的药厂信息、制备方法等汇总。

1.2.1 文献初筛：根据系统检索所获得的信息，如摘要、目录等，将其中明显符合排除标准的文献予以去除。

1.2.2 文献复筛：(1)将剩余文献的作者姓名、发表年份等基础资料收录；(2)将剩余文献的数据基线特征，如年龄、性别等收录；(3)将剩余文献的干预措施细节，如中成药添加方法，以及其他辅助治疗措施等整理收录；(4)从偏倚风险的评价要素入手，对文献许多随机方法、盲法等质量判定指标进行分类整理；(5)对结局指标的相关数据进行整理，包括康复效果、愈合时间、疼痛情况等。

1.3 统计学方法 本文采用元分析（meta）方法，对学术界已发表文献中，关于中药活性成分对骨髓间充质干细胞的成骨作用进行系统性分析。所有数据均采用Excel（office 365版本）进行收集，整理后录入Stata 15.1软件中，运用Stata软件的外置meta分析模块实现全部数据统计分析任务。其中，计数资料以OR值、CR值来表示，计量资料采用加权均数差表示。在研究过程中，若不同文献报道数据之间无明显的异质性，则采用默认的固定效应模型进行分析，若不同文献之间的异质性显著，则采取随机效应模型进行分析。

2 结果

2.1 文献检索流程与结果

2.1.1 文献检索流程：从国内外各类期刊数据库中检索相关资料，初筛获得文献652 篇，包含英文文献112 篇与中文文献540 篇。经过纳入排除，最终进入meta分析中的文献仅有23 篇，且均为中文文献，筛选路径的整体流程如表1所示。

表1 文献检索流程

2.1.2 文献检索结果：将按照纳入、排除标准整理好的文献资料全部录入并整理如表2所示。从中可以看出，相关文献发表年份从2003年到2019年，偏倚风险评价结果中3 分较多，文献质量较好。

表2 文献检索结果

2.2 meta分析检验

2.2.1 敏感性分析：为了验证meta分析的合理性与有效性，所以需要对meta数据进行敏感性分析。本文采取模型转换方法，将原本采用固定效应模型的数据，转化为随机模型，而后进行对照。结果显示，模型转换后的统计结果并未发生变化，说明本次meta分析的各个指标效应量均比较稳定，结果具有可信性。

2.2.2 发表偏倚检验：发表偏倚是影响元分析结论的一项重要干扰因素，为了避免发表偏倚对最终结果的影响，所采用Stata 15.1的meta分析模块进行漏斗图检验，最终获得的漏斗图如图1所示。

图1 meta分析漏斗图

在图1中，效应量为横向坐标，标准误为纵向坐标，小样本因其离散度较高，因此沉积在漏斗底部，大样本浮于顶部，从漏斗图的直观结果来看，所选文献之间并不存在发表偏倚现象。

2.3 中药活性成分对于骨髓间充质干细胞成骨的作用

2.3.1 淫羊藿的成骨作用：关于淫羊藿的成骨作用，经检索共获得了8 篇文献，图2所示为meta分析所得的数据。异质性卡方检验P＝0.146＞0.05，I²为35.3%＜50%，说明各研究之间不存在异质性。从森林图中可以看出，结果落在了无效线的右侧，说明实验组的成骨作用整体好于对照组，证实了淫羊藿在骨髓间充质干细胞成骨方面的有效性。

图2 淫羊藿对骨髓间充质干细胞的成骨作用meta分析及森林图

2.3.2 鹿茸的成骨作用：关于鹿茸的成骨作用，经检索共获得了6 篇文献，图3所示为meta分析所得的数据。异质性卡方检验P＝0.000＜0.05，I²为28%＜50%，说明各研究之间不存在异质性。由meta分析所获得的森林图可以看出，结果落在了无效线的左右两侧，很难说明实验组的成骨作用整体好于对照组，也在一定程度上说明了鹿茸在骨髓间充质干细胞成骨方面的有效性不足。

图3 鹿茸对骨髓间充质干细胞的成骨作用meta分析及森林图

2.3.3 熟地的成骨作用：关于熟地的成骨作用，经检索共获得了4 篇文献，图4所示为meta分析所得的数据。异质性卡方检验P＝0.076＞0.05，I²为12%＜50%，说明各研究之间不存在异质性。由meta分析所获得的森林图中可以看出，多数结果落在了无效线的右侧，说明实验组的成骨作用整体好于对照组，也在一定程度上说明了熟地在骨髓间充质干细胞成骨方面的有效性较高。

图4 熟地对骨髓间充质干细胞的成骨作用meta分析及森林图

2.3.4 狗脊的成骨作用：关于狗脊的成骨作用，经检索共获得了2 篇文献，图5所示为meta分析所得的数据。异质性卡方检验P＝0.122＞0.05，I²为28.3%＜50%，说明各研究之间不存在异质性。由meta分析所获得的森林图中可以看出，多数结果落在了无效线的右侧，说明实验组的成骨作用整体好于对照组，也在一定程度上说明了狗脊在骨髓间充质干细胞成骨方面的有效性较高。

图5 狗脊对骨髓间充质干细胞的成骨作用meta分析及森林图

2.3.5 当归的成骨作用：关于当归的成骨作用，经检索共获得了2 篇文献，图6所示为meta分析所得的数据。异质性卡方检验P＝0.108＞0.05，I²为25.1%＜50%，说明各研究之间不存在异质性。由meta分析所获得的森林图中可以看出，多数结果落在了无效线的右侧，说明实验组的成骨作用整体好于对照组，也在一定程度上说明了当归在骨髓间充质干细胞成骨方面的有效性较高。

图6 当归对骨髓间充质干细胞的成骨作用meta分析及森林图

3 讨论

3.1 中药活性成分对骨髓间充质细胞成骨的机理 临床医学面对的骨折后康复、骨质疏松等疾病类型众多，治疗难度较高。近年来，随着现代医学对中医药的认识逐步提升，尤其是从单味中药中提取有效成分，辅助临床治疗取得了良好的效果。关于中药活性成分促进骨形成、抑制骨吸收等方面的研究已经成为热点。骨髓间充质干细胞是一种起源于中胚层，在骨组织修复中发挥重要作用的子细胞。由于这种细胞具有多向分化和自我更新的功能，所以对于骨脂分化失常、骨骼矿化、骨吸收异常等疾病，有着很好的辅助效果。根据中医理论，退行性骨质疾病属于“肾虚腰萎”，是由于肾中精气无法继续温煦和滋养骨骼，进而使得骨骼脆弱无力，影响骨质和骨愈合。从这个方向出发，许多研究者试图从中药中寻找能补肾健骨的成分。何伟等[24]的研究结果表明，淫羊藿苷可促进成骨细胞碱性磷酸酶的活性，促进成骨细胞Ⅰ型胶原的分泌，从而促进成骨细胞的增殖、分化和矿化。刘金保等[25]发现当归可以对大鼠骨髓间质干细胞进行体外诱导，使之分化为神经元样细胞。经过系统的分析与总结，研究者们发现一些中药活性成分可以促进Ⅰ型胶原等成骨相关因子的表达；增加成骨细胞内Ca2＋浓度；通过BMP/Smad信号通路促进骨形成；通过Wnt/β-catenin信号通路促进骨分化。然而，现有研究的数量整体偏少，也缺乏对中药活性成分效用的系统性研究。

3.2 中药成分促进骨髓间充质干细胞成骨的研究情况 本文通过meta分析，发现现有研究表明，多数中药活性成分在骨髓间充质干细胞的成骨方面具有良好的辅助效用，有助于减少愈合时间，提升康复效果。但在meta分析中，同样也发现这些文献的随机化操作不佳，许多文献提到了应用的随机方法，但没有具体描述随机的隐藏方法。涉及该问题的研究中很少使用对照研究，所以从国内外各类期刊数据库中检索相关资料中初筛获得文献652 篇，但经过纳入排除最终进入meta分析中的文献仅有23 篇，其中大部分文献都是因为不满足双盲对照条件而被筛除的。这是当前中医药临床研究方法学不足，严重影响了各研究结果的真实性，降低了结果的可信度。期待未来中医药研究领域能够进一步科学化、规范化。

通过系统性分析，获得与研究主题相关的23 篇中文文献。经过meta检验，获得了如下结论：(1)添加了部分中药活性成分后，骨髓间充质干细胞成骨效果得到了显著的提升。其中：淫羊藿成分（MD＝10.837；95%CI：9.353～12.321，P＜0.05）；熟地成分（MD＝11.747；95%CI：9.73～13.764，P＜0.05）；狗脊成分（MD＝10.809；95%CI：8.264～13.353，P＜0.05）；当归成分（MD＝12.576；95%CI：10.099～15.053，P＜0.05）。(2)现有研究中，仍有部分中药活性成分的效用不显著，可能与研究数量较少有关，例如：鹿茸成分（MD＝0.456；95%CI：－0.013～0.926，P＞0.05）；(3)从现有研究报道的数据来看，多数中药活性成分在骨髓间充质干细胞的成骨方面具有良好的辅助效用，有助于减少愈合时间，提升康复效果。