张红岩,谢雨辰,许辉,,周航,解骏
1.河南中医药大学第三附属医院,河南 郑州 450008; 2.河南省中医院,河南 郑州 450002;
膝关节骨性关节炎(knee osteoarthritis,KOA)是一种常见的膝关节慢性退行性疾病[1],主要病理改变为软骨破坏、滑膜炎症及软骨下骨硬化。全球55岁中老年人群KOA患病率高达44%~70%[2]。我国KOA患病率为20.0%~23.9%[3]。KOA已成为世界最主要的疾患之一,发病率仍呈上升趋势[4-6]。疼痛是KOA最典型的临床症状,早期KOA疼痛多发生于运动和负重时,而随着病情进展,多呈持续性静息痛或夜间痛[7],会导致患者膝关节功能障碍,可降低体能及日常生活应对能力,同时还会引起焦虑、抑郁[8-10]。因此,有效预防、治疗KOA疼痛已成为亟待解决的问题。
目前,KOA的病因及发病机制尚未完全明确,治疗以缓解疼痛、延缓患者病情进展、改善关节功能、提高生活质量等为主要目的[10-11]。西医治疗KOA以非药物治疗、药物治疗和外科手术治疗为主[12-14],早期患者采用基础治疗方案(如健康教育等),病情加重者给予药物治疗(如非甾体类抗炎药物等),病情进一步加重,同时应用基础治疗和药物治疗无效者,则推荐进行手术治疗(如关节软骨修复术等)[15-18]。许多研究表明[13-32],推拿治疗KOA的有效性已被广泛认可,并在诊疗指南中得到推荐[11,33-36]。推拿治疗KOA临床疗效显著,可有效缓解疼痛,改善膝关节功能[37-41]。目前,推拿治疗KOA疼痛的分子生物学机制研究已取得一定进展,现对推拿治疗KOA的作用机制综述如下。
KOA患者初期自觉运动时疼痛,晚期有持续性静息痛或夜间痛,严重影响患者的生活质量,甚至会间接增加心血管事件发生率和全因死亡率[42-43]。KOA疼痛不仅与膝关节结构的损伤有关,还与遗传、环境(肥胖)、心理和神经等因素相关[44]。KOA疼痛为慢性疼痛,可分为外周感受性疼痛和中枢敏化性疼痛[45]。外周痛觉感受主要来源于关节组织、外周神经以及神经根等;中枢痛觉感受来源于大脑和脊髓[46]。外周疼痛的发病机制是局部炎症介质释放,导致膝关节周围有髓鞘Aβ、Aδ纤维、无髓鞘的C纤维在接受一定量的物理、化学刺激[47-48]。这些刺激会转化成疼痛感受信号传入至脊髓后角浅层,会接受脊髓水平疼痛调控;同时,疼痛信号会继续沿脊髓上传,接受疼痛相关大脑区域的整合加工,最终形成KOA患者产生痛情绪、痛感觉、痛认知等多个维度综合感受[49]。
2.1 改善软骨细胞外基质KOA病理生理改变是由于软骨细胞外基质合成和分解代谢失衡导致的结果。关节软骨由软骨细胞、细胞外基质(II型胶原、蛋白聚糖组)所构成,覆盖于膝关节表面。正常情况下,细胞外基质的合成和降解处于平衡状态,这对于软骨细胞代谢平衡具有重要作用[50]。关节软骨是KOA早期病变部位,软骨代谢异常、外部创伤、生物力学改变等多种因素均可导致进行性破坏和流失。KOA关节软骨的退变开始于浅表层,随着病变范围扩大和深度的加剧,发展为大面积缺损,最终累及软骨下骨。软骨所需营养物质主要来源于关节液渗透,关节滑液中有高分子糖胺聚糖、透明质酸等成分。推拿疗法可改善软骨细胞外基质合成和分解代谢,也可增加II型胶原蛋白表达量,从而改善软骨细胞损伤状态,修复膝关节软骨。
杨松滨等[51]通过观察推拿对兔KOA模型软骨退变的干预作用,经软骨组织学切片HE染色证实,推拿组切片软骨层无明显缺损,且软骨细胞排列规整,软骨层次相对清晰,说明推拿能够有效抑制KOA软骨退变程度。吴佳航[52]发现“舒筋”手法可以增加兔KOA模型II型胶原蛋白的表达量,且随着治疗时间的延长,软骨细胞的损伤逐渐得到修复,说明“舒筋”手法在缓解兔KOA模型疼痛的同时,改善了其软骨退变。孙松涛等[53]采用中医手法治疗KOA,发现软骨最大应力相对于无推拿干预组明显增加,同时蠕变率、应力松弛率明显降低,说明推拿可能对软骨起到了一定的修复作用。
2.2 抑制炎性因子过度表达炎性内环境在KOA的形成、发展过程中具有重要作用,所以非甾体抗炎药是KOA的一线用药。KOA所涉及的主要炎性因子包括:基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)、白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、IL-18、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等。炎性因子有介导炎症表达的作用,过度表达会导致滑膜血管的增生、内膜增生和滑膜囊纤维化,从而加剧关节腔炎症反应程度,导致软骨进一步破坏。如MMPs高水平表达,会导致促进软骨基质的降解。TNF-α可刺激滑膜细胞产生蛋白聚糖2,加重关节炎性损伤;IL-1可导致滑膜和软骨细胞等产生蛋白聚糖2、胶原酶以及一氧化氮,导致氧化自由基损伤,从而加速炎症反应。推拿可抑制炎性因子过度表达缓解KOA疼痛,促进血液循环,降低外周血清及膝关节局部组织炎性因子过度表达,从而改善膝关节内环境,阻止关节软骨进一步破坏。
田林[54]发现,揉髌手法能明显降低兔KOA模型血清MMP-3、MMP-9、MMP-13、MMP-14含量,升高基质金属蛋白酶抑制剂-1含量,这可能与揉髌手法可延缓软骨组织退变有关。薛明新等[55]发现膏摩法能有效改善膝关节局部的血液循环,减轻血液和滑膜组织中IL-1、Ⅱ型胶原羧基端交联肽、白三烯B4等炎性因子含量,促从而进滑膜组织的新陈代谢,阻止炎性因子对关节软骨的进一步破坏。曲崇正等[56]推拿疗法能较好地改善KOA引起的疼痛、活动功能障碍;并能有效改善血清中Ⅱ型胶原羧基端交联肽含量,促进关节内环境的代谢,对KOA有较好的治疗效果。
2.3 调控信号通路在KOA患者关节软骨损伤后,信号通路可以激活相关的蛋白、再生调节因子、炎性因子等,并参与修复。目前研究发现,RhoA/ROCK、整合素-Hippo/YAP、Piezo1/JAK2等信号通路在关节软骨损伤修复过程中起到关键传导、调控作用。推拿通过调控信号通路进而修复膝关节软骨的作用机制可归纳为:调节细胞骨架及细胞凋亡,修复软骨细胞,延缓软骨退变;调控整合素相关信号通路,延缓软骨破坏;调控机械敏感性离子通道,抑制软骨细胞的凋亡。
姚梦莉[57]发现理筋正骨手法有利于降低兔KOA模型RhoA、ROCK蛋白表达水平,降低软骨细胞的凋亡率,保护关节软骨。唐占英[58]通过研究发现,理筋手法力学刺激效应可能是通过ITG-β1跨膜蛋白传递到细胞内,进而通过Hippo/YAP信号通路调控YAP蛋白的变化,从而调控软骨细胞代谢。王勇[59]通过研究发现,推拿通过下调Piezo1蛋白表达以及抑制Piezo1/JAK2信号传导通路激活,从而抑制膝关节软骨细胞凋亡,延缓KOA病程进展。
推拿治疗KOA疼痛的分子生物学机制研究主要围绕改善软骨基质、调控多种炎症因子及信号通路。推拿有利于改善KOA软骨细胞外基质,也可通过调控相关信号通路,改善软骨细胞代谢,同时对相关炎性因子也有一定调节作用。可以看出,推拿治疗KOA疼痛的分子生物学机制研究各环节之间相互交叉,并非相互独立。目前,推拿治疗KOA疼痛作用机制的研究,主要从单因素出发,如推拿对软骨细胞外基质的影响,而多因素相关性研究则比较缺乏。今后,应进一步从多系统、多层面展开分子生物学机制研究,从整体上加以完善,为临床治疗KOA疼痛提供理论依据与新思路。