基于“肾虚髓枯”理论探讨骨质疏松症的病机及中药治疗

乔小万 邓强 李中锋 王鹏 朱宝 赵多明 马鹏龙 张凯东

1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000 2.甘肃省中医院，甘肃 兰州 730050

骨质疏松症(OP)是一种以骨量降低、骨组织微结构损坏导致骨脆性增加、骨折风险剧增为特征的全身性代谢性骨病[1]。OP的发病与年龄具有高度相关性，随着我国逐步步入老龄化社会，OP的发病率呈现逐渐上升的趋势，截至2018年我国50岁以上人群OP患病率为19.2%，其中年龄高于65岁人群OP发病率高达32.0%，同时，OP患者极易发生脆性骨折——骨质疏松性骨折，严重者可导致感染、血栓等严重并发症，甚至残疾、死亡可能，高发病率的背后意味着高昂的医疗支出、沉重的社会负担，严重制约我国医疗卫生事业的健康发展[2-4]。现有中医学文献尚无骨质疏松症的病名记载，根据OP的发病特点、临床症状等将其纳入中医“骨痿”“骨枯”“骨极”等疾病范畴。中医认为“肾主骨生髓”，“骨痿”等疾病的病机与脏腑肾密切相关，肾虚导致髓化无源，骨骼不能充养是本病最重要的发病机制，即“肾虚-髓枯-骨痿”[5]。随着现代医学对中医“肾”“髓”本质的深入研究，关于骨质疏松症的发病机制认识不断完善。多项基础研究及临床实践表明从“肾虚髓枯”的机制出发，采取益肾补髓的治疗策略，可明显改善OP患者相关症状，在改善骨代谢，提高骨密度(BMD)等方面具有巨大的应用潜力。在此背景之下，笔者从“肾虚髓枯”的中医病机出发，对微观层面下“肾虚”“髓枯”与OP发病的相关性进行探讨，并从基础试验及临床研究两个方面综述具有益肾生髓功效中药干预OP的相关进展，以期能够为更好地防治OP提供相关参考。

1 “肾虚髓枯”与骨质疏松症

生理状态下，肾-髓-骨三者存在的内在生化关系决定了骨骼“生、长、壮、老、已”的生命过程。肾者藏精，在体为骨，生髓，肾精充足则骨髓生化有源，髓以养骨，则骨骼坚固有力。中医学关于肾-髓-骨内在生化关系的有诸多经典论述。“肾者，精之处也，其充在骨”“肾主身之骨髓”“髓者，骨之充也”等均出自《素问》不同章节[6]，是传统医学关于肾藏精-生髓-主骨理论的源头描述，对后世医家认识“骨痿”“骨极”等疾病产生了深远影响。如《医经精义》言：“肾藏精，精生髓……精足则髓足，髓足者则骨强”；《四圣心源》言：“髓骨者，肾水之所生也，肾气盛则髓骨坚凝而轻利”等均体现着“肾主骨生髓”的指导思想，即肾者封藏之本，封藏五藏之精，肾精生化骨髓，对骨的充实与濡养有着重要作用，主导着骨的生长发育及生理功能的发挥，是人体骨代谢的内环境。中医藏象理论体系下“肾主骨”更侧重“肾”对“骨”功能的影响，OP的发生可理解为“肾虚”这一证候在骨骼系统的外在反映。基于“肾-精-髓-骨”之间存在的内在化生关系，若肾脏发生虚损性病变导致充养骨骼的物质基础“髓”生化乏源，必然会对骨骼的生长、发育、功能活动产生不利影响，即肾精衰惫，髓不能生，骨无以充养，则骨不能举以致骨痿，因此说“肾虚髓枯”是OP发病的核心病机[7]。《素问·痿论》言：“肾主身之骨髓，……骨枯而髓减，发为骨痿”就是对OP病机最直接的描述。《素问·脉要精微论篇》载：“骨者，髓之府，不能久立，行则振掉，骨将惫矣”，进一步阐述了若髓虚不能充骨，就会出现骨弱不能久立，行走振颤动摇等典型的OP症状。现代中医界又将“肾虚”逐步规范为“肾虚证”[8]，并对其进行了简要诊断标准判定——“肢软、腰酸、发脱、齿摇、二尺脉弱”。根据“骨为干”“齿为骨之余”等藏象理论，可以窥知其诊断标准中蕴含着对OP相关症状的描述。经过历代医家长期的临床实践及反复论证，中医学理论体系下“肾虚髓枯”不仅仅是OP发病的核心因素，与之相关骨骼退变性疾病均可基于“肾虚髓枯”的病机采取益肾生髓的治疗方法加以干预，元代大家杨清叟提出“肾实则骨有生气”的观点，注重补肾与治骨并行，诸多经典名方如虎潜丸、填精补髓丹、肾气丸[9-11]等均可奏肾髓同治、固本培元之功，对今天中医药防治OP仍具有重要的指导意义。

2 “肾虚髓枯-OP”的现代医学病机认识

2.1 基于“肾主骨”理论探讨现代医学“肾虚”与OP的相关性

中医讲“肾主骨”着重从其功能出发，现代医学则重视从微观角度解释“肾主骨”的物质基础。研究表明，中医肾与现代医学中肾脏、内分泌系统、免疫系统等关系密切[12]。Kiecker 等[13]通过分子层面证实肾与骨在胚胎发育学方面具有同源性，因此二者在生理病理层面必然存在某些共性。有关研究[14-15]表明，肾脏中Ca2+、P可通过与特异性受体结合或通过RANKL等信号通路参与骨代谢过程，此外肾脏还可以通过自身调节调控钙磷稳态，进而影响骨骼矿化、结构等功能。肾脏与骨代谢所需要的活性物质的生成同样关系密切，如骨形成蛋白7(BMP-7)、1,25 (OH)2D3、Klotho蛋白[16-18]等，可参与调节钙磷代谢及有机质形成矿化等成骨过程。同时肾脏通过调节成骨细胞(OB)、破骨细胞(OC)的活性，参与骨代谢、修复等过程，上述研究为探讨现代医学“肾虚”与OP的相关性提供了一定的理论基础。通过对“肾虚证”微观研究发现“肾虚骨痿”的物质基础与下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(HPA)相关的神经内分泌系统功能障碍高度相关[19-20]。HPA轴是由下丘脑视旁核细胞(PVN)、脑垂体前叶、肾上腺皮质层级通路通过释放相关激素作用于下级受体为模式的复杂反馈系统，其稳态的维持主要依赖于促肾上腺皮质(ACTH)、促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)等关键激素功能的正常发挥，简要调节模式如图1所示[21]。HPA轴除参与调节人体消化、免疫、内分泌等系统外，与骨代谢、骨稳态等生理活动的调控同样关系密切。沈自尹等[22-23]通过对肾阳虚证的研究发现，肾阳虚证模型动物存在不同程度、不同层级的下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴、性腺轴、甲状腺轴等靶腺轴功能失调，并由此推论出肾阳虚证的病理过程的实质为下丘脑高级中枢的调节功能紊乱，并利用以药测证的检验方法发现具有补肾益髓功效的右归饮可显著提高肾阳虚证皮质酮大鼠CRH的基因表达量，从而佐证了肾阳虚证的高级调节点是下丘脑的结论。长期服用激素可导致OP的发生，激素撤退阶段可表现为肾阳虚证(HPA轴功能低下)。任大蔚等[24]通过艾灸干预激素诱发的肾阳虚模型小鼠，研究发现艾灸补肾要穴——肾俞可显著改善HPA轴功能低下的状态，从反向论证了“肾虚-HAP轴功能紊乱-OP”的病理机制。此外有研究[25-26]表明，部分疾病如高尿酸血症、哮喘等同样存在HPA轴功能低下的病理状态，利用补肾疗法则有助于CRH、ACTH等相关激素的正常分泌，从而通过恢复HPA轴功能的正常发挥达到治疗目的。HPA轴功能紊乱与OP发病的相关性，与HPA轴所调控的相关激素具有密切关系。糖皮质激素(GC)的释放受HPA轴调控，生理状态下，祖细胞在GC的诱导下向OB分化以促进骨形成。若HPA轴功能紊乱导致GC分泌过量，可直接抑制OB的正常增殖分化，使OB活性下降，并通过影响NF-κB信号通路上调OC的活性及数量，导致OP的发生。同时过量GC可导致钙代谢失调，间接影响骨矿化过程[27-29]。生长激素(GH)由脑垂体分泌，其本质是一种多肽类激素，其成骨效应的发挥主要依赖于胰岛素样生长因子1(IGF-1)与其结合蛋白(IGFBP)的相互作用。研究表明，IGF-1与GH表达障碍的小鼠模型存在明显的骨骼发育障碍，且骨矿物质含量大幅下降，表明GH及IGF的正常表达对基底OB的增殖分化至关重要[30-32]。此外，受HPA轴调控分泌的造血干细胞、炎性因子的释放异常同样对OP的发病过程具有重要影响。综上，基于中医“肾主骨”理论指导下的现代医学“肾虚-HPA轴功能紊乱-OP”病理机制具有科学的试验基础支撑，是OP病机认识的理论创新，同时为防治OP提供了新的思路与方向。

图1 下丘脑-垂体-肾上腺轴简要调控模式图Fig.1 The hypothalamic-pituitary-adrenal axis, HPA axis brief regulation model diagram

2.2 “髓枯”与OP的相关性探讨

《医经玉屑》曰：“内肾之命门，为生髓养脑之元气也。其精中之精气，上养脑神，精中之柔液，统养百骸；其液出脑，由项贯督人脊，旁络全体”，对髓的来源、分布、生理功能进行了形象地描述，髓的养脑、充骨、化血之功对人体内环境稳态的平衡至关重要，髓本身是人体生命活动的本源物质，因此有“肾不生髓则百病将至”的论述。中医讲“诸骨病萎，皆属于髓”“诸颤瘫痿，腰脊难挺，皆属于髓”，髓充当着“骨痿”“骨枯”等骨骼疾病发生、发展、转归共同的生物学基础[33]。随着中西医结合医学的蓬勃发展，现代医学关于中医髓的本质、“髓枯与OP”的关系进行了微观层面的深入探讨。已有多项研究[34-38]表明，中医“髓”的生物学基础是间充质干细胞(MSCs)及其组织微环境，主要依据有以下两点。一方面，MSCs在体内能够分化产生某种特定组织类型的细胞，参与成骨、脂肪、造血等组织的形成及代谢过程，这点与中医“髓”统养百骸、充养骨骼、化生血液等功能具有高度相似性。另一方面，研究表明中医采取益肾生髓法干预OP、骨关节炎、股骨头坏死等骨骼疾病是以MSCs及其微环境作为治疗靶点。Xia等[39]研究发现，补肾益髓方可通过靶向调节Wnt/β-catenin信号通路恢复骨髓间充质干细胞的异常分化，可有效地减轻了去卵巢小鼠的骨量丢失和脂肪堆积，达到抗OP的治疗目的。MSCs作为OB与脂肪细胞的源头分化细胞，正常情况下MSCs向成骨-脂肪细胞分化处于动态平衡状态。当MSCs分化功能紊乱或数量减少，成脂能力强于成骨能力时，骨组织生成减少，就会引发骨代谢失调，骨量丢失大于骨形成，导致OP的发生[40]。基于上述观点，现代医学认为，髓枯与OP发病的微观学机制为MSCs功能紊乱或缺失导致MSCs向骨系细胞与脂肪细胞分化稳态的失调。此外，MSCs还可通过分泌骨形成蛋(BMPs)、Klotho蛋白等细胞因子促进受损骨组织的修复，对骨组织的再生和修复产生重要影响，同样是髓调控骨代谢过程的体现。研究[41-43]表明，采取MSCs移植法治疗OP可明显减缓骨量流失，提高成骨分化能力，降低脂肪细胞分化水平，并对OP导致的病理性骨折具有重要的治疗意义，在治疗OP上具有广阔的应用前景。

3 从“肾虚髓枯”理论出发治疗OP的研究进展

基于OP“肾虚髓枯”的病理机制，OP的治疗应以补肾益髓为基本治则，在此基础上，可根据个体兼证的不同，辅以健脾、活血之品，以求肾髓同治，标本兼治之功。采取补肾生髓法干预OP，根据研究对象的差异可分为试验基础研究与临床研究，二者分别从微观分子和宏观指标的角度出发对补肾益髓法治疗OP的疗效和机制进行了探讨。

3.1 从“肾虚髓枯”理论出发中药治疗OP之基础研究

近年来，随着中医药参与OP防治的广度深度不断提高，对补肾益髓方药干预OP的基础研究机制成为中医药界的热点研究话题。李智奎等[44]通过试验研究发现，不同浓度的淫羊藿苷可通过Wnt/β-catenin信号通路对OP大鼠的MSCs分化方向产生差异化影响，低浓度淫羊藿苷可促进MSCs的成骨分化，显著上调成骨标志蛋白OPN、ALP、RUNX2的表达，对骨钙素活性、OB的体外钙化、钙结节形成均有显著的促进作用，同时抑制MSCs的成脂分化，从微观层面阐述了淫羊藿苷治疗OP的调控机制和分子靶点。Zheng等[45]利用粒子群优化途径发现补骨脂素可调节Wnt/β-catenin信号通路增加软骨基质中胶原蛋白ⅱ的表达，对骨退化疾病具有积极的防治作用。也有研究[46]发现补骨脂素可通过激活NF-κB和MAPK信号途径促进OB的增殖，一方面MAPK通路可能直接刺激OB增殖分化，另一方面MAPK激活可能诱导BMP途径促进OB增殖。林奇生等[47]利用50、100、200 mg/kg不同浓度的杜仲醇提取物给纯系大鼠灌胃后处死，经过BMSCs培养后发现中、高浓度剂量灌胃的大鼠的矿化率及细胞MSCs增殖情况显著高于低剂量组，并采用RT-PCR检测发现中、高剂量大鼠软骨细胞内ROCK1、RhoA mRNA、OPN、Runx2、OCN mRNA的表达量同样高于低剂量组，表明杜仲醇提取物可通过RhoA/ROCK信号通路促进ROCK1、RhoA mRNA等成骨因子的表达，从而促进OB分化和BMSCs增殖。刘光旺等[48]研究发现补肾填精方(熟地黄、龟板、鹿角胶、制首乌、枸杞子、淫羊藿、蛇床子、川牛膝)含药血清可明显上调β-catenin、LRP-5、TCF等成骨蛋白的表达促进去卵巢小鼠BMSCs的成骨、矿化能力，其机制与调控Wnt/β-catenin信号通路密切相关。上述研究为补肾益髓方药的临床应用提供了分子生物学研究依据，从微观层面证实中医药在防治OP上具有确切的疗效。因此，从中药功效学理论出发探讨相关中药治疗OP的药理学机制应成为中药理论现代化的新契机，二者互补可为中药的进一步临床应用提供更有效的理论依据。

3.2 从“肾虚髓枯”理论出发中药治疗OP之临床研究

目前临床应用中，中药治疗OP多为经典复方、中成药、自拟方剂等形式，单味中药的使用及临床观察相对较少。肉苁蓉是填精益髓之要药，吴泱等[49]研究表明中药肉苁蓉具有双向调节骨代谢的药理作用，能够显著改善OP患者血清ALP、钙、磷代谢，提高BMD，对缓解OP患者骨痛等症状同样优势明显。中药复方防治OP多以左归丸、六味地黄丸、独活寄生汤等为代表，具有益肾生髓的功效，是治疗OP的经典复方。宋献文等[50]证实加味左归丸具有降低骨转换、抑制骨吸收、防止骨量丢失和骨骼微结构破坏的作用，其机制与提高患者血清雌二醇(E2)、25羟基维生素D3，降低TRACP、BALP等骨代谢指标有关。六味地黄汤是滋补肾阴、益精填髓之要方。研究表明，六味地黄丸可通过调控雌激素的分泌水平，并促进雌激素与受体的结合进而调控骨代谢过程，适用于绝经后骨质疏松症(PMOP)患者。周君权[51]通过应用六味地黄汤加味干预PMOP患者，治疗周期结束后血浆雌二醇(E2)水平，腰椎、股骨BMD较用药前均有明显提升，差异具有统计学意义(P<0.05)。中成药同样在OP的防治上发挥着重要作用，仙灵骨葆胶囊是滋补肾精、强筋壮骨之验方，可通过上调血清护骨素及下调RANKL发挥抗OP作用，通过多年临床实践证明长期服用仙灵骨葆胶囊无明显肝肾毒性，且具有费用低廉、疗效突出的优势。沈霖等[52]通过探讨补肾名方青蛾丸对PMOP患者血清β-catenin和成骨抑制蛋白DKK-1表达水平的影响，治疗6月后青蛾丸组血清β-catenin含量显著高于对照组(青娥丸模拟剂)，而DKK-1水平显著低于对照组，表明青蛾丸治疗PMOP的机制与增强患者β-catenin表达及抑制DKK-1水平有关。另外，众多医家根据临床用药规律，并结合自身经验研制出诸多具有填精补髓、强筋壮骨等功效的自拟中药方剂，如补肾壮骨汤、温肾强骨丸、补肾生髓方。本团队通过研究发现温肾强骨汤可明显缓解OP患者骨痛，降低VAS疼痛评分，临床疗效显著且具有较高的安全性[53]。陈世洲等[54]研究发现温肾健骨方可明显提高阳虚质OP患者腰椎、股骨颈BMD，在改善患者阳虚症状、缓解疼痛、改善肢体活动功能等方面均具有突出的优势。自拟方药治疗OP的机制可能有所差异，但在防治OP的工作当中确有其突出的疗效，已成为临床应用中医药治疗OP不可或缺的手段。

4 总结与展望

中医药防治OP等骨退病变性疾历史悠久，疗效确切，具有非常广阔的应用前景。随着近年来中医药与现代医学的不断交汇、融合，现代医学对OP“肾虚髓枯”的中医病机进行了深入探讨。基于中医“肾主骨、生髓”理论，研究表明中医“肾-精-髓-骨”的内在生化体系具有确切的物质基础和对应的微观调控机制，“肾虚-HPA轴功能紊乱-OP”“髓枯-MSCs分化功能紊乱或缺失-OP”均是现代医学对OP“肾虚髓枯”的病机认识，上述观点的提出有助于对中医“肾主骨、生髓”理论进行更深层次的认识，从而进一步促进中医药的临床普及。当然，现代医学对OP的病机认识尚不完善，关于HPA轴与MSCs分化之间的关联机制有待进一步研究。基于“肾虚髓枯”理论出发，大量基础研究和临床观察表明，无论是单味中药、中药提取物、自拟方药，还是中药复方在防治OP上均有着显著的疗效，药物作用机制也逐渐深入到分子水平，诊疗过程趋于科学规范，中医药防治OP有着简、便、廉、效的特点和优势。同样，中医药防治OP尚存在诸多突出的问题，如中医药防治OP缺乏规范的健康宣教体系，中医“治未病”的优势尚未得到充分发挥；中医药防治OP尚处于经验医学阶段，缺少循证医学证据支持；现阶段中医药相关的临床和基础研究的科学性不足以支撑其应用，中药在防治OP的过程中，缺乏高质量随访、大样本、骨折、药物不良反应等临床研究证据；其次在很多临床观察设计中缺乏随机对照、统计方法，评价指标等规范，使实验数据可信度及可重复性降低；中药复方在治疗OP的有效活性成分尚不完全明确，药物安全性及长期疗效尚有待进一步研究，这些都是中医药在防治OP中存在的问题。针对这些问题，在今后的研究中应重视OP的预防，注重临床研究与基础实验相结合，建立科学的随访机制及临床诊疗体系。各地应加强研究合作，探讨不同地域OP的流行病学特点、发病规律、证型分布等，形成大样本、多中心研究模式，同时建立规范的药物安全性评价体系，使中药防治OP更加规范科学。在守正创新的指导方针下，中药在防治OP的诊疗过程中应发挥更大的作用，更好地造福于广大OP患者。