消肿止痛合剂在骨伤科疾病中作用机制研究进展＊

马岁录，何志军，刘 涛，何元旭，王海刚，何 波，李 岩，陈 文

（1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省中医院足踝骨科，甘肃 兰州 730050）

消肿止痛合剂是李盛华教授在临床工作中，根据多年经验所研制的一种具有活血化瘀、消肿止痛的药物，已在临床应用多年[1]。该合剂主要是由当归、川芎、桃仁、红花、赤芍、生地黄、三七、木香、青皮、泽兰、甘草等药物结合现代工艺加工而成[2]。在临床应用中，对于关节炎、骨折、韧带或者软组织损伤、皮瓣移植、关节置换等都有很好的疗效。随着研究的不断深入，发现消肿止痛合剂治疗骨伤科疾病的作用机制可能与调控VEGF-Dll4/Notch信号通路、AMPK/mTOR信号通路、PI3K/Akt信号通路以及抑制炎症因子有关。

1 通过VEGF-Dll4/Notch信号通路治疗血管损伤

创伤后组织器官会出现不同程度的血管损伤，从而造成局部组织血液循环不佳，引起局部缺氧，很大程度上影响创伤后伤口的愈合。因此，促进损伤组织周围血管的恢复，对于治疗外周血管损伤类显得尤为重要。

血管的生成有赖于尖细胞（顶端细胞）和茎细胞（柄细胞）参与，而这两种细胞都受血管内皮生长因子（VEGF）的调控[3]。血管内皮生长因子（VEGF）是由VEGR基因控制的，是当今公认的促进血管再生的细胞生长因子，也是刺激促血管生成途径的始动因子。Notch信号通路是由Notch基因所调控的一种可以调节真核生物胚胎发育，细胞分化以及组织发生的高度原始的信号通路，对控制人体胚胎发育，组织生长以及维持体内平衡起到重要作用[4]。目前研究发现：Notch信号通路主要由4种Notch受体以及5种Notch配体以及相应信号传递过程中的一些下游分子构成，其中Notch受体主要包括Notch1、Notch2、Notch3、Notch4；Notch配体主要包括Jagged1、Jagged2、Dll1、Dll3、Dll4等[5]。

Notch1、Notch4受体以及Dll1和Dll4配体在新生的血管内皮细胞都可以表达。但是有研究表明：Notch信号通路中的配体Dll4在血管内皮上的尖细胞高度表达，在其他细胞中几乎不表达，故而认为Dll4在血管内皮细胞生成过程中具有重要作用，并且，其在血管的生成以及稳态的维持中起到关键作用[6]。Notch1、Notch4受体在血管内皮细胞中都可以表达，共同参与维持血管的形成以及血管的稳定。因此，诸多学者认为：VEGF-Dll4/Notch信号通路在新生血管生成过程以及稳态血管维持中均重要的作用。

VEGF-Dll4/Notch信号通路在血管形成的过程中有诸多作用机制。已有研究证明，机体在缺氧状态下，会释放出大量的VEGF，激活Notch信号通路，上调Notch受体以及Dll4配体血管内皮细胞上的表达，从而加快新生血管的建立[7]。其次，VEGF的在体内的释放也受到Dll4/Notch的负反馈调节，当机体中Dll4/Notch信号过度表达之后，会反馈性的下调VEGFR-2的释放，上调VEGFR-1的释放，从而防止血管的过度增生[8]。此外，VEGF-Dll4/Notch信号通路在血管形成中对于血管生成的诸多因子有一定的调控作用。

诸多临床研究观察到消肿止痛合剂对于外伤后机体的损伤、术后皮瓣的愈合均有很好的治疗效果。赵萍[9]通过动物实验研究发现：消肿止痛合剂不仅可以提高VEGF在损伤机体中的表达，加快骨折部位新生血管的形成，还可以作为一种自分泌因子，调节骨折后骨细胞和软骨细胞的分化，从而促进骨折的愈合，但是该研究并没有很好地表述消肿止痛合剂通过VEGF促进机体修复的潜在的作用机制。在此基础上，何志军等[10]、姚兴章等[11]通过动物实验发现：消肿止痛合剂可以上调VEGFA、Notch和Dll4 mRNA的表达，激活VEGF-Dll4/Notch信号通路，从而加快大鼠损伤皮瓣部位新生血管的形成，减轻大鼠血管内皮细胞的损伤，以避免局部组织的缺氧坏死，促进皮瓣的修复，说明消肿止痛合剂可以改善大鼠皮瓣血管内皮细胞的功能，其作用机制可能与激活VEGF-Dll4/Notch信号通路有关。

2 通过AMPK/MTOR、PI3K/Akt信号通路治疗KOA

骨性关节炎（OA）是一种以关节软骨损害为主的最常见的关节疾病，一般主要表现为关节的疼痛，僵硬以及活动受限，由于关节软骨的损害一般不可逆，故而在治疗上主要以缓解症状、延缓病情发展等为主。膝关节是人体下肢主要的负重关节，所以膝关节骨性关节炎（KOA）在临床上较为多见，因此，预防膝关节骨性关节的进展对于患者功能的恢复尤为重要。有研究表明：通过调节AMPK/MTOR信号通路以及PI3K/Akt信号通路来提高机体的自噬能力，抑制细胞的凋亡过程，对骨与关节软骨的有一定的保护作用[12－13]。

单磷酸腺苷蛋白激酶(AMPK)是一种异源三聚体蛋白，是细胞能量代谢过程中的“调节器”以及“中继站”，其可以通过相关通路调节雷帕霉素靶蛋白（MTOR）、磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）、丝氨酸苏氨酸蛋白激酶（Akt）以及下游的相关因子（如ULK1，Beclin1、LC3等）的磷酸化，来调控细胞的能量代谢、自噬以及凋亡的过程，以维持细胞的稳态。MTOR是细胞发生自噬的关键蛋白，其可以通过调节自噬过程中下游分子的磷酸化，如：ULK1、Beclin1、AKT等分子来抑制细胞的自噬，加快细胞的凋亡。PI3K作为一种膜蛋白，起着接受、传递信号的作用，可以通过调节AKT以及下游分子调控细胞的凋亡以及自噬。AKT的激活可以调控细胞过程中炎症反应、氧化应激反应和细胞的凋亡[14]。

自噬是主要依赖溶酶体参与的，可以清除、降解体内受损或衰老细胞，以维持细胞稳态的一种广泛存在于真核细胞中的降解途径。细胞凋亡是指由相关基因控制的细胞自主有序的死亡，一般处于动态平衡之中，当机体处于应激状态，凋亡过程就会加快，进一步加重机体的损伤。近几年的研究表明，自噬存在于多种组织器官中，对于维持人体健康状态以及抑制疾病的进展至关重要。细胞的自噬与凋亡是一个涉及到多种信号通路的过程，研究证实：细胞的自噬能力与其凋亡能力呈负相关。自噬的启动主要依赖于ULK1-Atg13-FIP200激酶复合物形成并激活，当机体处于一种应激状态，如缺氧、损伤等，会导致细胞内的AMP/ATP比值升高，激活AMPK，活化的AMPK可以抑制MTOR的磷酸化，使其活性受到抑制，间接激活ULK1；并且，活化的AMPK可以使ULK1上的一些位点激活，直接激活ULK1，最终使得ULK1-Atg13-FIP200复合物形成并激活，启动自噬[15]。在自噬的小体膜形成阶段以及招募下游分子阶段，Beclin1-Atg14L-VPS34激酶复合体的形成与激活十分重要，该复合体的形成过程受到AMPK、ULK1、AKT的调节，AMPK/ULK1可以通过磷酸化Beclin1来促进该复合体的形成，而PI3K、AKT的作用则正好相反[16]。

诸多临床研究证明消肿止痛合剂在骨关节炎、关节置换、软骨损伤等方面有很好的临床效果。在此基础上，李金鹏等[17]、敬胜伟等[18]通过动物实验研究发现：消肿止痛合剂可以显著上调实验动物软骨内的AMPK、Beclin1、LC3的表达，下调MTOR、AKT、PI3K以及MMPs的表达，从而提高实验动物应激状态下软骨细胞的自噬能力，减少软骨细胞的凋亡，促进关节软骨的修复，延缓KOA的进展。

3 通过抑制NOS、MMP9治疗ASCI

急性脊髓损伤（Acute Spinal Cord Injury,ASCI）是一种具有高致残率的严重的损伤。在治疗上主要以早期减轻脊髓神经元继发性损伤为主，研究表明，ASCI的患者早期体内会出现大量的一氧化氮（NO），从而加重脊髓的损伤，并且，在炎症因子的刺激下，细胞会启动凋亡程序，进一步加重脊髓的损伤[19]。因此，如何减轻ASCI后体内NO、炎症因子的水平，以及防止细胞凋亡对于治疗该疾病有重要意义。

NO在生理状态下，可以防止血管痉挛，防止血小板聚集、黏附，调节机体血流量，对组织是一种保护的作用，这取决于一氧化氮合成酶（NOS）是处于一个相对于稳定的水平。当发生ASCI时，由于应激反应，体内的NOS的表达会显著升高，产生大量NO调节局部血流，防止血栓形成，但是过量的NO可激活鸟苷酸环化酶，从而升高cGMP，造成脊髓的水肿。此外，过量的NO还可以通过与超氧阴离子自由基（O2-）结合，形成过氧化硝基阴离子（OONO-）和羟自由基（OH-），造成脂质过氧化，并且破坏细胞膜结构[20]。这些更加重了ASCI患者的病情。

抑制细胞凋亡可以防止ASCI的进一步加重。Caspase-3与caspase-9是启动细胞凋亡的关键因子，caspase-9作为细胞凋亡的起始因子之一，可以最先将受损细胞中的死亡信号转化为水解蛋白，并且激活细胞凋亡的执行因子Caspase-3等，从而启动细胞凋亡程序。基质金属蛋白酶-9（MMP-9）是MMP家族中较为重要的一种，可降解内皮基底膜,使血脑屏障开放，有研究表明MMP-9参与细胞凋亡以及炎症反应的过程[21]。

邓强等[22]通过体外动物实验研究发现：消肿止痛合剂可以显著下调ASCI模型大鼠体内的NOS的水平，减轻NO引起的受损脊髓细胞的水肿以及局部炎症因子的浸润，并且消肿止痛合剂可以抑制脊髓受损部位Caspase-9、MMPs的表达，从而调控细胞凋亡，对脊髓神经元发挥一定的保护作用。

4 对TNF、IL-6等炎症因子的影响

在创伤早期，由于应激反应，机体内的肿瘤坏死因子（TNF-α）、白介素-6（IL-6）、白介素-1（IL-1）等促炎因子都会显著升高。在这些炎症因子的作用下，体内的炎症反应和免疫反应会被诱发，加快清除受损细胞，提高细胞凋亡的过程，不利于创伤后的恢复。

TNF是病理状态下最早出现的炎症介质，主要是由巨噬细胞和单核细胞产生，其可以激活中性粒细胞及其淋巴细胞等产生其他炎症介质，如IL-1β、IL-6，从而产生“瀑布”效应，加快炎症反应的进程[23]。IL-6、IL-1β是由多种炎症细胞在应激状态下产生的炎症因子。IL-6不仅可以激活炎症细胞、加快炎症细胞的聚集与黏附，进而参与炎症反应，还可以促进受损细胞的凋亡，有研究表明：IL-6升高可以提高创伤或者术后疼痛感以及其他并发症出现的概率[24]。IL-1β是IL-1细胞因子家族中具有促炎效果的细胞因子，其除了可以促进炎症反应，还可以破坏受损细胞线粒体功能，导致细胞因能量代谢紊乱而死亡，从而加快凋亡的进程[25]。因此，在创伤后如何减轻体内的炎症因子的水平，在治疗过程中尤为重要。

李玉吉等[26]通过临床研究发现：消肿止痛合剂可以显著降低骨折后软组织损伤患者血清中的TNF－α、IL-6水平，减少坏死的发生率，促进组织的修复。在此基础上，李金鹏、邓强等通过动物试验研究发现：消肿止痛合剂可以显著降低ASCI以及OA试验动物血清中的TNF-α、IL-6、IL-1水平，减少炎症细胞的黏附以及炎症反应的发生，从而大大提高损伤细胞的生存率。

5 小结

机体在挫伤、骨折以及开放性损伤等情况下，均会引起气血损伤，血液溢于脉外，形成“离经之血”，从而导致受损部位肿胀、疼痛、出血，严重者引起局部坏死。消肿止痛合剂具有活血化瘀、行气止痛之效，方中桃仁、红花、川芎可活血化瘀；赤芍、生地、当归可养血养阴活血，使得活血而不伤血；木香、青皮可行气以活血，并有止痛之效；三七可化瘀止血、活血定痛，使得活血而不留淤；甘草可缓急止痛，亦可调和诸药；诸药合用，共奏活血化瘀、消肿止痛之效。已有研究证明：红花、川芎、赤芍等药物可以降低病理状态下机体的炎症反应，减少细胞凋亡，增强血管的稳定性，促进血管的生成。近年来随着科技的不断发展，对于创伤后出现的血管损伤、软组织坏死、缺血再灌注等并发症的研究越来越深入，主要通过诸多信号通路探求其发病机制以及干预治疗。与此同时，中医药在临床上治疗骨科疾病的疗效日益突出，消肿止痛合剂作为一种院内制剂，在临床已使用多年，临床效果显著，可以很好地改善患者的病理状态。

综上所述，消肿止痛合剂通过作用于不同信号通路缓解炎症反应、减少细胞凋亡、提高自噬水平、促进新生血管的形成以及稳定，从而产生治疗效果，但消肿止痛合剂是否具有更广泛的治疗作用及临床应用价值，需要借助网络药理学进一步对该药的作用机制进行深入研究。