肝肾亏虚型退行性腰椎椎管狭窄症相关基因多态性的研究进展*

罗林钊，邓 强，张彦军△，郭铁峰，杜凯然，魏美娟，刘晓雪，李家明

1 甘肃中医药大学，甘肃 兰州730030；2 甘肃省中医院；3 青海大学

退行性腰椎椎管狭窄症（degenerative lumbar spinal stenosis，DLSS）是继发于椎体退行性病变，进而导致椎管横截面或神经根管矢状径空间狭窄［1］，并且可能导致腰脊神经或马尾神经受压的一种病理性改变［2］。DLSS是臀部和下肢疼痛的常见原因，患者人群多集中在60～70 岁的老年患者［3］。由于影像学表现不一定与临床症状相符合，目前尚无明确的DLSS 流行病学资料［4］。但根据影像学表现，30%～90% 的无症状人群可能存在脊柱异常，包括椎间盘突出、椎间盘退变、椎管狭窄等［4］。DLSS为最常见的椎管狭窄类型。DLSS的早期症状表现为腰背痛、臀区和大腿后部疼痛，休息或改变姿势后可缓解。当DLSS 患者的症状逐渐加重时，他们可能出现神经源性跛行伴双下肢和足部感觉减退或（和）麻木［5］，此外，部分患者可能会出现肠道和膀胱功能紊乱［6］。DLSS老年患者生活质量较差，目前关于DLSS 相关的发病机制未能阐明，现结合中医辨证论治理论与对DLSS 相关致病基因的研究进行综述。

1 DLSS相关中医证型的发病机制研究

腰椎椎管狭窄症属中医“腰腿痛”“萎证”“痹证”“筋伤”范畴［7］。从中医辨证角度分析，究其病因病机主要有以下几个方面：

1.1 外感六淫《诸病源候论·风湿腰痛候》曰：“劳伤肾气……而风湿乘虚搏于肾，肾经与血气相击而腰痛。”［8］说明风、寒、湿3种邪气杂合伤人而形成痹病，外感六淫是腰痛、痹证的发病诱因之一。

1.2 劳损日久《素问·宣明五气篇》曰：“久视伤血……久立伤骨，久行伤筋，是谓五劳所伤。”［9］《诸病源候论·卒腰痛候》指出：“夫劳伤之人……其经贯肾络脊……故卒然而患腰痛。”［10］当长时间站立、行走或姿势不当后，腰部筋骨受力牵拉、磨损加剧，积累日久后可损筋伤骨。劳损日久，肾气虚衰，又因肾主腰脚，故易罹患腰痛症［11］。

1.3 肝肾亏虚 脏腑主持人体生命活动，其功能主要为气血精气的生化，调节经络通达，润泽皮肉，营养筋骨。“五脏者，藏精气而不泻也。”“六腑者，传化物而不藏。”其中“肾应骨，骨与肾合。”“肝应筋，筋与肝合。”肢体的运动，有赖于筋骨；肝在体合筋，肾在体合骨，筋骨为肝肾的外在表现，肝肾之气旺盛，肝肾之精血充足，故使筋骨强劲［12］。故骨伤之为病于肝肾二脏关系密切。《灵枢·经脉》篇曰：“骨为干。”骨为奇恒之府，《素问·痿论篇》曰：“肾主身之骨髓。”《医宗必读》中曰：“有寒有湿……有积痰皆标也，肾虚其本也”［13］指出腰痛的成因有外感六淫之邪气、积年劳损、痰湿等，皆为其标，肾气亏虚、肾精失充为其本［14］。肾藏精指肾封藏、储存精气的作用，肾中精气具有促进机体生长、发育的能力，故肾精是否亏虚，能影响骨的生发、盛壮、修复与再生。骨之受损、萎软，亦可使肾气亏耗，肾精损伤，此二者互为影响。

1.4 肝主筋藏血《素问·五脏生成篇》曰：“肝之合筋也，其荣爪也。”“其华在爪，其充在筋。”［15］筋为全身关节枢纽，滑利并约束关节，联络骨骼，维系皮肉，肢体筋腱的有力、关节屈伸转运的灵活都与肝密切相关［16］。《素问·上古天真论篇》曰：“丈夫……七八肝气衰，筋不能动……形体皆极。”《灵枢·本神》篇曰：“肝藏血。”《素问·五脏生成篇》曰：“故人卧，血归于肝”肝藏血，血荣筋，一身骨节之运动主要取决于津液之濡润，血行之流畅，血量之充盈，故肝血虚则筋失所养，导致关节失其滑利，骨节张弛失约。

2 DLSS与基因多态性的相关性研究

2.1 HOX 基因家族HOX 基因家族在机体骨骼细胞的发育、分化、代谢中起重要作用［17］。MALLO M研究［18］表明HOX 基因是控制轴向骨骼脊椎形态的遗传网络的重要组成部分，其中HOX10 基因的活性控制着导致肋骨发育抑制的体细胞模式的关键过程［19］。GUERREIRO I［20］发现HOX 反应因子的多态性通过调节其对抑制和促进肋骨HOX 蛋白的作用，可能在脊椎动物的进化中发挥了作用。但这一发现未能阐述其具体作用机制。

2.2 胶原蛋白基因家族胶原蛋白（collagen）在椎间盘的纤维环和髓核的构成中起关键作用。椎间盘由外纤维环和内髓核组成。椎间盘的大部分结构完整性由广泛的细胞外基质提供，其中胶原蛋白是关键成分。纤维环主要由Ⅰ型胶原组成，以角铺层结构围绕髓核形成同心片层［21］。髓核是一种胶质结构，由蛋白聚糖、水和网状的Ⅱ型胶原蛋白组成。从外纤维环到髓核，随着水和糖胺聚糖含量的增加，相对成分从主要的Ⅰ型胶原转变为Ⅱ型胶原。KOGA［22］在研究中发现，COL11A2 基因定位于6p21.3，在软骨中表达，并与DLSS 强烈关联。TANAKA［23］在研究退行性腰椎椎管狭窄症中发现，COL16A1 基因定位于21q22.3，可能有增加骨量的作用，但并未发现其与DLSS 有较为显著的关联性。COL11A2 与COL16A1 作为DLSS 的可能易感基因，其遗传机制未被阐明，有待进一步探究。

2.3 上皮细胞膜蛋白(epithelial membrane protein-1，EMP-1)基因EMP-1 是人类周围髓鞘蛋白22 基因（peripheral myelin protein-22，PMP22）家族中的一个亚型，对EMP-1 基因的初步研究表明，与细胞的增殖、传导、吸附等之间存在相关性，特别是EMP-1 基因可以阻止肿瘤细胞进一步增殖［24］。胡明等［25］通过建立人-胚椎间盘髓核细胞，采用免疫组化及RT-PCR 方法进行相关生物学分析，发现EMP-1 在退变的和正常的椎间盘细胞中均有表达，且相关度较高，但其表达的具体机制仍需进一步探讨。

2.4 Sox9 基因Sox 基因家族在椎间盘的发育过程中存在密切关系。其中Sox5、Sox6、Sox9 参与软骨的形成，并在椎间盘的形成中起关键作用［26］。Sox9 主要表达于胚胎发生时的原代软骨细胞，主要在椎体和脊索中表达。通过对妊娠中期胚胎椎间盘的免疫组化染色显示，随着妊娠期的延长，Sox9 在椎间盘中的高表达位置由髓核向外周转移。但在妊娠中期，Sox9 的总表达量呈下降趋势。在没有Sox9 参与的情况下，脊索是在发育早期形成的，但后来可能由于脊索鞘内基质形成的缺陷而被破坏［27］。

2.5 Pax1 基因Pax1 被认为是调节脊索背部的硬核组信号［28］。Pax1 突变后脊索增大，细胞增殖率增加。因此，Pax1 可以介导脊索细胞增殖，并在向髓核转化过程中调节脊索的压缩和扩张。研究显示［29］，随着妊娠期的延长，Pax1 蛋白表达呈下降趋势。Pax1 基因及蛋白的表达特征提示，其在妊娠中期胎儿椎间盘发育过程中起一定作用。以后对Sox9 和Pax1 表达特异机制的研究可能对延迟或逆转椎间盘变性具有重要意义。

2.6 转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）TGF-β为一种多功能肽，调控细胞增殖和分化以及细胞外基质的合成。TGF-β超家族基因包括TGF-β1、TGF-β3、BMP-6 等［30］。不同的TGF-β亚型在不同的组织中有不同的表达。TGF-β1主要表达于脊索膜，发展为纤维环和椎体。在发育中的软骨、骨膜中TGF-β1mRNA 存在高水平表达［31］。HORIKOSHI 等［32］曾发现了1 个与脊柱退行性疾病相关联的TG-β3易感基因突变体：IVS1-1284G＞C（rs15081776，P=0.0040）。

3 讨论

本研究从中医辨证论治与基因组学角度探讨了DLSS 的发病机制。基于中医基础理论，并结合辨证论治思维，腰椎椎管狭窄症致病因素主要为：外感六淫邪气、劳损日久、肝肾亏虚。因DLSS 多见于年老患者，常见肝气衰竭，筋不能动，肝血不充，无以荣筋，出现肢体麻木、手足拘挛、屈伸不利等症；肾阳不足，肾气衰弱，则生养精髓不足，无以养骨而出现腰背酸痛，故DLSS 多见肝肾亏虚型。椎间盘退变机制主要有营养、生物力学、遗传学及分子生物学等致病原因，其中与其可能存在紧密关系的基因有：HOX 基因家族、胶原蛋白基因家族、上皮细胞膜蛋白（EMP-1）基因、Sox9 基因、Pax1 基因、TGF-β等。笔者认为肝肾亏虚型DLSS症状表现与其基因多态性可能存在关联性，可根据中医辨证论治理论，结合现代基因组学研究方法，进一步研究肝肾亏虚型DLSS 患者椎间盘、骨骼细胞、蛋白等变化，两两相互印证，结合不同研究方法、不同标本，以获得此类患者更全面、更完善的发病机制，为DLSS 早期辨体、辨证、施治提供科学依据。

综上所述，本研究分别从中医辨证论治角度与现代基因组学两个方面进行综述，探究其结合点，运用中医辨证论治理论解释DLSS 的易感性，从基因水平探讨DLSS 与中医肝肾亏虚证型的相关性，以期在今后的临床实践中找到新的基因治疗靶点，同时也为DLSS 病因病机理论提供新的方向。