基于“肾主骨”理论探讨中医药干预类风湿关节炎骨破坏与OPG/RANK/RANKL的相关性进展

姜刚刚　漆文霞　李志婷　邹芳霞　王钢

【摘 要】 类风湿关节炎主要病理改变为滑膜炎和血管翳的过度增生，未经规范化治疗的患者，最终导致关节骨质破坏甚至致残。目前临床治疗类风湿关节炎以西医学手段为主，虽然能够缓解症状，但长期使用造成严重的不良反应和沉重的经济负担。越来越多研究表明，中医药可通过干预OPG/RANK/RANKL信号通路影响类风湿关节炎骨破坏的发生、发展，其机制可能是OPG/RANK/RANKL信号通路对破骨细胞的形成、分化及骨吸收调节具有重要作用。因此，通过探究中医“肾主骨”理论发掘中医药对类风湿关节炎骨破坏与OPG/RANK/RANKL信号通路的相关性是势在必行的，这也为后期类风湿关节炎骨破坏的诊治及研究提供新的思路和方向。

【关键词】 类风湿关节炎；骨破坏；肾主骨；OPG/RANK/RANKL信号通路；中医药

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是临床上常见的慢性、持续性、侵袭性自身免疫性关节疾病［1］。关节滑膜的持续性炎症（滑膜炎）是其典型的临床表现。滑膜炎症会侵袭邻近的软骨和骨骼，是导致患者关节疼痛和残疾的主要原因。流行病学调查显示，在全球范围内，RA总体患病率和发病率自1990年以来持续上升，世界人口患病率约为0.6%～1%［2］。RA发病率可能受遗传、环境因素的影响，不同人群的发病率具有一定的種族差异。我国RA患病率为0.3%～0.4%，30～50岁发病更为常见，男女患病比率约为1∶3，随着中国社会老龄化日趋严重，预计我国RA患者将显著增加，这不仅严重影响患者的生活质量，而且给社会医疗资源带来巨大压力［3］。随着对RA研究的不断深入，发现RA的骨破坏机制与骨保护素（OPG）/核转录因子-κB受体活化因子（RANK）/核转录因子-κB受体活化因子配体（RANKL）信号通路密切相关。目前临床上治疗药物尚不能有效阻止RA骨破坏的进展，而中医药在RA骨破坏的防治中具有显著优势，研究发现，肾与骨都来源于人体胚胎发育的中胚层，在RA等炎症疾病情况下出现关节及骨骼的疼痛，发生骨质疏松甚至骨折等并发症，表明肾脏的病态改变会导致骨破坏［4］。因此，从“肾主骨”理论探讨中医药对RA骨破坏的治疗及研究具有重要意义，本文基于“肾主骨”理论探讨中医药防治类风湿关节炎骨破坏与OPG/RANK/RANKL信号通路的关系，以期为RA骨破坏的治疗及研究带来新的思路及方向。

1 RA骨破坏的中医病因病机

RA属中医学“痹证”“尪痹”“顽痹”“骨痹”等范畴，“痹”者，闭塞不通之意。素体禀虚，风、寒、湿邪侵袭，正气不能通达内外脏腑经络，病程迁延日久，反复不愈，累及肝肾，故RA患者多表现为肝肾亏虚。

中医学将“肾”对骨的调控作用统称为“肾主骨”，首次见于《黄帝内经》中，《素问·六节藏象论篇》曰：“肾主骨，生髓。”《素问·阴阳应象大论篇》有“肾生骨髓”“在体合骨”之说，《素问·痿论篇》有“肾主身之骨髓”之说。“肾主骨”理论是在肾气充盛及肾藏精基础上发展而来，肾精是充髓生骨的物质基础，肾气、肾精充盛，则骨骼强健［5］。《素问·上古天真论篇》［6］对“肾主骨”功能作了进一步论述：“女子七岁……天癸竭，地道不通，故形坏而无子也；丈夫八岁，肾气实，发长齿更……八八，则齿发去。”描述了男女“生长壮老已”生命过程的基本规律，强调了筋骨系统从生长发育到成熟强劲再到衰老的动态变化过程，揭示了中医“肾精”与骨之间的生理关系。此后诸多医家在《黄帝内经》对“肾主骨”理论的基础上进行阐释，其中孙思邈在《备急千金要方·骨极》中提到“骨极者，主肾也，肾应骨，骨与肾合，若肾病则骨极，牙齿苦痛，手足疼，不能久立，屈伸不利，身痹脑髓痿”之说，简单论述了“肾主骨”理论的临床表现；《圣济总录》中则以“补肝肾以壮骨”提出补肾大法为“肾主骨”理论的临床治则；而《医经精义》曰：“骨内有髓，骨者髓所生，肾藏精，精生髓，故骨者，肾之所合也。”“髓者，肾精所生，精足则髓足，髓在骨内，髓足则骨强。”说明肾藏精主骨生髓，肾精充沛，则骨髓化生有源，骨骼得髓充养而坚韧有力，才能完成身体的各项灵巧动作，即所谓的“肾者，作强之官，伎巧出焉”［7］。

详细阐述了精-髓-骨的来源及彼此间相互为用的关系，总之，“肾主骨”理论强调了“肾”与“骨”之间在生理功能上密切相关，为“骨病”从“肾”论治提供了辨证及治疗思路。当代医家和学者继承古人的思想，有了进一步的认识和探讨，柳源等［8］认为，本病内因为肝肾亏虚，外因为瘀血阻滞，内外相合，导致肾虚骨弱。宋敏等［9］认为，肾虚为本，痰瘀为标，使肾不能养骨生髓。孙龙等［10］认为，本病核心病机为肾虚骨枯，因此，补肾健骨是其主要治法。许云腾等［11］认为，肾精亏虚、髓减骨痿为肾性骨病的核心病机。综上，众多医家皆认为肾虚为本，髓骨失养，致使外邪乘虚而入，毒入骨髓为其病机特点。

2 肾主骨理论的现代认识

下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴是下丘脑室旁核、垂体前叶和肾上腺皮质激素、促肾上腺皮质激素（ACTH）、促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）、皮质醇以及激素相关受体之间一组复杂的正反馈机制［12］。下丘脑室旁核是HPA轴的核心组成部分，能分泌CRH和精氨酸加压素（AVP）等。而CRH和AVP从下丘脑释放到垂体门脉系统，促进促肾上腺皮质激素（ACTH）的分泌，循环的ACTH刺激肾上腺皮质糖皮质激素的合成和分泌，糖皮质激素作用于其受体，能够调节许多生理过程，包括调节机体免疫力、骨稳态、生殖生育及机体对应激反应的处理等。大多炎症反应与自身免疫疾病中HPA轴失调有关。HPA轴与骨稳态关系的研究发现，HPA轴受损可直接或间接扰乱骨稳态，从而造成骨质疏松和骨折风险。目前研究表明，肾虚导致机体骨量流失，而HPA轴功能紊乱可能是其重要的物质基础［13］。

近期研究发现，成纤维细胞生长因子23（FGF23）是内分泌成纤维细胞生长因子之一，是维持血清磷水平的主要调节因子。与辅因子αKlotho及成纤维细胞生长因子受体结合对其活性至关重要，在骨-甲状旁腺-肾轴的调节中具有重要作用［14］。FGF23的调节过程是复杂的，涉及到骨-甲状旁腺-肾轴的多种成分，包括磷、1，25二羟维生素D［1，25（OH）₂D］、甲状旁腺激素（PTH）和钙。FGF23是维持血清磷水平的主要调节因子，FGF23通过降低肾脏对磷的再吸收和降低1，25（OH）₂D浓度降低血清磷浓度。FGF23通过低磷血症对骨骼发挥作用，继发于过量FGF23的低磷血症，会使肥大软骨细胞凋亡受阻而导致佝偻病，也会使类骨矿物质沉积速率延迟而导致骨软化症的发生［15］。MURALI等［16］最新研究发现，在小鼠模型中，FGF23的增加对骨细胞也有直接的自分泌和旁分泌作用，这种作用独立于Klotho，导致骨细胞组织非特异性碱性磷酸酶（TNAP）的分泌受到抑制，使骨矿化受损，导致骨病的发生。

3 OPG/RANK/RANKL及炎性因子与RA骨破坏的相关性

3.1 OPG/RANK/RANKL与RA骨破坏 RA是一种慢性、进行性、炎症性疾病，具有多种潜在致病机制，遗传、环境等各种危险因素均可导致本病的发生。RA患者关节破坏的程度因人而异，其差异机制尚不完全清楚，而研究表明，炎性标志物及自身抗体导致的关节破坏占差异人群的30%［17］。

RA疾病进展与组织炎症相关，导致炎性关节软骨和骨的破坏［18］。RA骨破坏的核心在于骨吸收过度与骨重建不足，而破骨细胞在RA骨破坏中起关键作用。因此，如何防止关节软骨和骨破坏是RA治疗中最为重要的问题。研究证实，破骨细胞主要存在于滑膜炎症组织中，RA骨破坏属于破骨细胞介导的骨破坏，主要受RANKL调节［19］。OPG/RANK/RANKL是经典的破骨细胞相关信号通路。骨髓基质细胞或骨髓细胞分泌RANKL和OPG，RANKL能够与其表面破骨细胞前体细胞或RANK相互结合，从而促进破骨细胞形成和骨吸收。OPG与RANKL的竞争性结合阻止了RANKL和RANK之间的结合，并抑制了破骨细胞的形成和骨吸收，OPG/RANKL比例在正常骨重塑和骨量稳定性中具有重要作用。在生理条件下，RANKL在成骨细胞和活化的T细胞上表达。它通过与破骨细胞上的受体RANK结合促进破骨细胞成熟和骨吸收。作为肿瘤坏死因子（TNF）受体家族成员和RANKL的可溶性诱饵受体，OPG通常由成骨细胞表达，OPG与RANKL竞争性结合，使得RANKL与RANK结合受阻，从而抑制骨吸收。因此，RANKL作为骨吸收与降解的主要细胞调控因子，与破骨细胞前体细胞及破骨细胞表面上表达的RANK相结合，从而促进破骨细胞调亡与分化［20］；OPG作为RANKL的天然抑制剂，能够诱导受体与RANKL竞争性的结合而调控骨代谢信号通路［21］。OPG/RANK/RANKL通路中信号调控因子的正常表达使得骨代谢能够达到生理性平衡［22］。在病理条件下，OPG/RANK/RANKL信号通路的调节失衡是诱导RA骨破坏的前提。当OPG/RANKL信号因子比例上调时，骨代谢水平处于正平衡状态，成骨细胞活性增强，骨保护增强。一旦OPG/RANKL信号因子比例下降，骨代谢则处于负平衡，使得破骨细胞活性增强，RA发生骨侵蚀［23］。

3.2 炎性因子与RA骨破坏 LIN等［24］发现，在RA患者关节中，免疫细胞（Th17细胞、巨噬细胞、树突状细胞和活化的B细胞）和成纤维样滑膜细胞是RANKL的主要来源，RANKL诱导破骨细胞异常激活，导致骨破坏；TANAKA等［25］研究发现，Th17细胞亚群是促炎细胞因子白细胞介素（IL）-17的主要来源，其与TNF-α和IL-1具有协同作用，促进骨破坏。在此情况下，由活化的T细胞和B细胞以及成纤维细胞产生的RANKL通过结合其受体在单核-巨噬细胞谱系中表达，刺激成熟破骨细胞中破骨细胞前体细胞分化中最终导致骨侵蚀的发生。破骨細胞的分化过程，RANKL是必不可少的炎性细胞因子，如TNF-α、IL-1、IL-6和IL-17等，在成纤维样滑膜细胞或成骨细胞上诱导产生RANKL。成骨细胞和破骨细胞的细胞间直接接触会激活OPG/RANK/RANKL信号通路的受体激活剂，从而促进破骨细胞的分化。TATEIWA等［26］

研究发现，在RANKL和RANK基因剪除RA大鼠中，破骨细胞缺失，并发现骨破坏，当向RA大鼠模型注射OPG（RANKL的诱饵受体）时，骨破坏得到调节，这表明RANK/RANKL通路在破骨细胞分化中起关键作用。YUAN等［27］发现，金团簇不仅可以显著抑制炎症诱导的RANKL表达和RANKL触发的破骨细胞分化，从而阻断胶原免疫DBA/1小鼠的炎症性骨破坏，而且没有显著的毒性作用。GENG等［28］进一步研究发现，金团簇可以抑制促炎因子产生以及相关RANKL表达来抑制体内OPG/RANK/RANKL通路激活，从而改善实验大鼠关节的骨破坏。综上，OPG/RANK/RANKL信号通路通过影响成骨及破骨细胞的分化，在RA骨破坏的发病过程中起重要作用。因此，OPG/RANK/RANKL信号通路与RA骨破坏之间关系密切。

4 从“肾主骨”理论防治RA骨破坏的科学内涵

“肾主骨”理论阐释了肾与骨之间的密切关系，中医药针对RA骨破坏的治疗在临床和基础研究中都显示出独特的优势。单味中药的活性成分及中药复方对RA骨破坏的研究已经得到了充分证实。张文达等［29］发现，左归丸含药血清能够影响破骨细胞分化调控因子OPG和RANKL的表达，从而证实左归丸对骨具有保护作用。陈锋等［30］观察骨碎补活性成分对OPG影响发现，其可能通过上调OPG分泌水平及表达，从而促进骨形成，防治RA的骨破坏；在RA中，RANKL激活NF-κB信号，使得破骨细胞合成的基质酶如CTSK、TRAP等可降解骨基质，导致骨侵蚀的发生、发展。KERNER等［31］研究发现，淫羊藿苷作为淫羊藿的有效成分之一，可以抑制NF-κB通路，抑制炎症因子释放，从而减轻骨破坏。此外，淫羊藿通过剂量依赖的方式抑制p38-MAPK信号通路，进而抑制TNF-α/γ干扰素诱导IL-6、IL-8、IL-1β和单核细胞趋化蛋白（MCP-1）的产生，从而调节免疫系统，缓解炎症反应，减轻RA患者关节症状［32］。张妍等［33］研究发现，杜仲皮、叶醇提物能够显著降低CIA大鼠膝关节中p-Iκκα/β、p-IκBα、p-p65等蛋白的表达水平，抑制OPG/RANK/RANKL信号通路激活；此外，杜仲皮、叶醇提物可显著降低胶原诱导性关节炎（CIA）大鼠膝关节中NFATc1、TRAP、c-Fos、CTSK、RANKL、mRNA的表达水平，升高成骨细胞标志物如OCN、OPG、mRNA表达水平，表明杜仲皮、叶醇提物能够抑制破骨细胞的成熟及骨基质的降解，对骨代谢具有一定的调节作用，杜仲皮、叶醇提物可能通过抑制OPG/RANK/RANKL信号通路改善CIA大鼠模型的炎症性骨破坏。李平顺等［34］认为，RA中医病因以肝肾不足，骨髓失养为本，复加感受外邪，病久迁延反复，瘀血痰浊相互交织，使骨失其所养，故治宜祛邪扶正、养骨排毒；选取鹿角霜、骨碎补、肉桂、鳖甲、龟板等中药组成骨痨愈康丸作为院内制剂运用于临床治疗RA，在延缓RA骨破坏、防止关节变形等方面取得了显著疗效。邱国伟等［35］通过动物实验证实，蠲痹强骨方可以通过抑制CIA大鼠的滑膜增生及抑制血管翳的形成缓解RA症状。此外，还发现蠲痹强骨方可以通过抑制炎症作用，改善患者关节症状，治疗组早期临床疗效显著优于对照组。综上，中医药对于治疗RA骨破坏具有显著疗效，可以通过调控破骨细胞分化，抑制炎性因子，发挥骨保护作用。

5 小结与展望

RA是一种常见的自身免疫性疾病，主要病理特征为关节滑膜炎、软骨损伤和关节周围骨侵蚀，是导致关节疼痛甚至残疾的主要原因。RA发病机制复杂，而OPG/RANK/RANKL在其发病机制中起着重要作用。中医学“肾主骨”理论治疗RA骨破坏具有可行性，而OPG/RANK/RANKL信号通路能够证明中医药在治疗RA骨破坏中所起的显著性作用。随着科学技术的发展，分子生物学及网络药理学的兴起，在一定程度上解释了“肾主骨”理论对RA骨破坏具有显著的治疗作用，但中药单药及复方药作用机制和靶点众多，不能有效解释各个药物之间是如何发挥作用的，需进一步探索骨破坏中确切的分子机制和治疗靶点，以期为RA的临床治疗提供科学依据。

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