中医药通过OPG/RANKL/RANK系统干预类风湿关节炎骨破坏的研究进展*

周志锋，郭会卿，曹玉举，崔朋涛，袁都户

1.河南中医药大学，河南 郑州 450046； 2.河南省中医院，河南 郑州 450002； 3.郑州中医骨伤病医院，河南 郑州 450016

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)作为一种自身免疫性疾病，可引起严重的软骨破坏和骨质侵蚀[1]。目前，西医用于治疗RA的药物主要有非甾体消炎药、缓解病情抗风湿药、糖皮质激素及生物制剂等，然而，它们对于骨保护的作用非常有限，甚至会加速关节周围的骨质流失或诱导全身骨质减少。RA骨破坏的发生是破骨细胞介导的骨吸收增强和成骨细胞介导的骨形成(骨修复)共同的结果[2]，骨保护素(osteoprotegerin，OPG)/核因子-κB受体活化因子配体(receptoractivatorof NF-κB ligand，RANKL)/核因子-κB受体活化因子(receptor activator of nuclear factor-κB，RANK)系统为其主要调控系统之一。众所周知，中医药治疗RA已有千年历史，并显示出了良好的疗效。近年来，中医药防治RA骨破坏的相关研究越来越多。本文对OPG/RANKL/RANK系统进行了较详细的阐述，同时将中医药通过OPG/RANKL/RANK系统干预RA骨破坏的相关研究进行总结，旨在为未来治疗RA提供新思路。

1 中医对RA骨破坏的认识

1.1 古代医家对RA骨破坏的认识类风湿关节炎可归属于中医“痹证”“历节风”“历节病”“顽痹”“尪痹”等范畴。《素问·痹论》云：“风寒湿三气杂至，合而为痹也。其风气胜者为行痹，寒气胜者为痛痹，湿气胜者为着痹也。”“所谓痹者，各以其时重感于风寒湿之气也。”“不与风寒湿气合，故不为痹。”均论述了痹症的发生与感受风寒湿邪密切相关。《素问·宣明五气》曰：“五脏所主……肾主骨。”《素问·阴阳应象大论》曰：“肾生骨髓。”《素问·六节藏象论》曰：“肾者……其充在骨。”均论述了肾对骨正常生理的影响。《素问·五脏生成》言：“诸筋者，皆属于节。”《素问·经脉别论》曰：“食气入胃，散精于肝，淫气于筋。”《素问·痹论篇》亦言；“宗筋主束骨而利机关也。”均阐述了脾胃及肝对濡养筋肉骨节的重要性。《灵枢·刺节真邪》有“热胜其寒，则烂肉腐肌为脓，内伤骨为骨蚀”的论述，指出热毒内盛，则伤肌及骨，可引起骨蚀即骨破坏的发生。《千金要方》指出：“热毒流于四肢，历节肿痛”“历节风著人久不治者，令人骨节蹉跌”，论述了疾病晚期热毒之邪深入骨骱，使骨损形变。叶天士“初病湿热在经，久则瘀热入络”，王清任“痹由瘀血致病”等观点，均强调湿热、瘀血等是痹病骨损的重要病理因素。

1.2 现代医家对RA骨破坏的认识朱良春教授认为，顽痹病变在骨，骨又为肾所主，而督脉能督司一身之脉，故“益肾壮督”是治本之道，坚持使用补肾药物，可以对骨质破坏、疏松起到修复作用[3]。焦树德教授认为，肝肾亏损、瘀血阻滞存在于RA的始终，也是导致骨损伤的病因病机所在，建议以补益肝肾、活血化瘀作为治疗法则[4]。王义军[5]研究认为，湿热毒邪内侵，痰浊瘀血交阻骨骱，正虚邪恋，肝肾亏虚，与类风湿关节炎骨损伤密切相关，可予清热解毒、利湿通络、化痰祛瘀、补益肝肾方药治疗RA骨破坏。姜泉教授认为，RA活动期的主要病因病机是湿热痹阻，其亦是导致中后期RA骨破坏的重要病理因素[6-7]。

2 OPG/RANKL/RANK系统与RA骨破坏

2.1 骨代谢失衡与RA骨破坏骨骼作为一种代谢活跃的器官，在骨重塑中可以不断地进行更新来维持自己的功能。骨重塑取决于骨形成与骨吸收之间的动态平衡[8]。RA的骨破坏主要在于骨吸收过多和骨形成不足。破骨细胞作为唯一可以吸收骨基质的体细胞，在骨吸收中发挥着重要作用[9]。骨髓和血液中的单核-巨噬细胞系的造血细胞是破骨细胞的主要来源，可以被RANKL刺激[10]。成熟的破骨细胞可以在滑膜细胞浸润的骨表面表达包括整联蛋白、抗鼠酸性磷酸酶、降钙素受体、组织蛋白酶K和基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)等的蛋白质[11]，其成熟过程大概包括破骨前体细胞(破骨细胞分化成熟之前的各阶段细胞)迁移、分化及形成成熟破骨细胞等过程[12-16]。破骨细胞的分化是一个复杂的过程，其分子机制主要涉及炎症介质、转录因子和信号通路的调控。炎症因子、前列腺素E2(prostaglandinE2，PGE2)、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide，iNOS)等可以与破骨细胞上的受体结合，促进RANKL和巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor，MCSF)的增加，从而加剧RA中的骨吸收。同时，在RA骨破坏过程中，破骨细胞的分化也需要转录因子调节，包括活化T细胞的核因子、细胞癌基因fos、c-Jun等[9]，这些细胞因子可通过多种信号途径来介导破骨细胞调节RA中的骨破坏。因此，监测和干扰促进破骨细胞激活的细胞因子和信号通路可以为RA骨破坏的治疗提供新的靶点。

破骨细胞引起的骨吸收增强和成骨细胞引起的骨形成(骨修复)共同调控RA骨破坏的发生[2]。骨髓间充质干细胞(bone marrow derived mesenchymal stem cells，BMSCs)是成骨细胞的主要来源，成骨细胞通过表达RANKL和OPG参与破骨细胞的调控[17]。在一定条件下，BMSC在Runt等相关转录因子的调控下可分化为成骨祖细胞。随后，成骨细胞形成的成熟的成骨细胞可表达骨钙蛋白、骨形态发生蛋白2和骨桥蛋白等钙化相关蛋白[18-20]。Wnt/β-catenin、BMP/Smad和Notch信号通路可作用于成骨细胞的分化和成熟。作为Wnt/β-catenin信号通路抑制剂，硬化素和与dickkopf相关的蛋白1可预防低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6与下游信号受体的结合。同时，Wnt/β-catenin、BMP/Smad和Notch信号通路可作用于成骨细胞的分化和成熟。研究发现，Wnt/β-catenin信号通路抑制剂在RA患者成骨细胞中表达增加，并在抑制成骨细胞活性和促进成骨细胞凋亡中扮演着重要的角色，而肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和白细胞介素-1(interleukin-1，IL-1)起促进作用[21]。BMP / Smad信号通路可通过调节所有信号通路来促进成骨细胞的形成，并与Wnt/β-catenin信号通路具有协同作用[22]。Nakashima等[23]已经证明RA患者滑膜中磷酸化的Smad1和Smad5的总量与对照组相比显著增加。多种细胞因子和信号通路相互交织，在骨代谢过程中关系复杂。因此，保持破骨细胞和成骨细胞之间的动态平衡是治疗RA骨破坏的关键。

2.2 OPG/RANKL/RANK系统可直接影响骨代谢RANKL属于肿瘤坏死因子超家族一员，是一种II型跨膜蛋白[23-24]。RANKL主要由成骨细胞、骨髓基质细胞、活化T细胞、成纤维细胞等分泌而来，分跨膜和可溶性两种，可溶性的RANKL是诱导成熟破骨细胞的主要成分[25-26]。作为调节破骨细胞发育过程中的唯一受体，RANK可与RANKL相结合，在促进破骨细胞增殖与分化的同时，亦可抑制破骨细胞凋亡。RANKL介导骨破坏最直接的证据来自动物模型实验[27-29]。OPG主要由成骨细胞产生，作为RANKL的天然诱骗受体，其亦可以与RANKL相结合。OPG与RANK的竞争关系可阻断RANKL/RANK信号通路，最终导致骨吸收的减少及骨形成的增加。因此，OPG与RANKL的平衡是保持正常骨代谢的关键，OPG/RANKL/RANK系统是破骨细胞分化诱导、激活和存活的主要调控系统[30]。

综上所述，OPG/RANKL/RANK系统与RA骨破坏关节密切，调控OPG/RANKL/RANK系统已经成为治疗RA骨破坏新的靶点和思路。

3 中医药干预RA骨破坏的相关研究

3.1 实验研究马茹等[31]用治尪汤联合氨甲蝶呤干预胶原诱导关节炎(collagen-induced arthritis，CIA)模型大鼠，采用蛋白免疫印迹法检测踝关节RANKL、OPG，结果发现其可以降低RANKL mRNA和蛋白表达，同时增加OPG mRNA和蛋白表达，并且有剂量依赖性，从而证明治尪汤联合氨甲蝶呤可能是通过调控RANKL/OPG通路改善类风湿关节炎的骨破坏。Jiang等[32]用黑种草种子提取的皂苷干预CIA大鼠，分析相关实验结果，认为其治疗RA与缓解滑膜炎、骨侵蚀及血管生成有关，是通过调控OPG/RANKL/NF-κB和Ang/Tie-2信号通络实现的。刘杨等[33]用木犀草素干预CIA大鼠，以免疫组化法检测OPG表达，以免疫蛋白印迹法检测足跖内NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor pyrin domain containing 3，NLRP3)、Caspase-1、RANKL、血管内皮生长因子(vascularendothelial growth factor，VEGF)及缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α)蛋白表达，以ELISA检测IL-1β、IL-18表达，根据实验结果，认为木犀草素发挥骨组织保护作用是通过抑制RANLRP3炎性小体表达，降低Caspase-1、RANKL、VEGF和HIF-1α蛋白及增强OPG蛋白表达实现的。张研研等[34]用伸筋草干预RA大鼠模型，观察其踝关节滑膜组织病理变化，检测滑膜组织ICAM-1、MMP-3、OPG、RANKL蛋白的表达，并计算RANKL/OPG的比值，分析实验结果后认为治疗RA与调控OPG/RANKL/RANK信号通路及降低相关炎症因子密切相关，且其作用与浓度成正比。王丽敏等[35]用小柴胡汤干预RA大鼠完全弗氏佐剂动物模型，检测RANKL、OPG mRNA表达，分析实验结果，提出小柴胡汤抑制骨侵蚀是通过影响RANKL/RANK/OPG信号通路中RANKL、OPG mRNA的表达实现的。崔华[36]用尪痹胶囊治疗CIA小鼠，从而探究其治疗RA的作用，分析实验结果发现，尪痹胶囊对CIA小鼠具有骨保护及抗炎作用，其机制可能与下调RANKL/OPG比值、抑制相关炎症因子、抑制NF-κB通路及抑制破骨细胞分化和成熟有关。Gao等[37]分别以泼尼松、丹酚酸盐联合泼尼松治疗经泼尼松处理的CIA大鼠，再次验证了RA可以导致CIA骨量减少及骨破坏，实验结果亦表明，丹参多酚可能通过降低促炎因子及调控RANKL/RANK/OPG信号通路、TRAIL-TRAF6-NF-κB信号轴，从而发挥其改善CIA大鼠骨量减少和骨质量的作用。唐今扬等[38]研究了不同剂量金藤清痹颗粒治疗RA模型大鼠的机制，结果提示金藤清颗粒可以促进CIA大鼠膝关节滑膜中OPG表达，同时抑制RANKL的表达，从而发挥其抑制RA骨破坏的作用。

3.2 临床研究郭占非等[39]用雷公藤片联合氨甲蝶呤片及来氟米特片治疗RA患者，探讨雷公藤甲素治疗RA骨破坏的机制，分析试验结果认为，雷公藤甲素治疗RA骨破坏与调控RANKL/RANK/OPG通路，下调IL-1、MCSF、IL-17水平及上调IFN-γ、IL-2、IL-10水平有关。王笑青等[40]用滋阴益骨方联合氨甲蝶呤片、硫酸羟氯喹片、美洛昔康片及利塞膦酸钠片治疗RA合并骨质疏松症肝肾不足证患者，探究滋阴益肾方的作用机制，试验结果指出其延缓骨破坏的机制可能与提高血清OPG、降低RANKL有关。郭云柯等[41]应用独活寄生汤联合中药艾灸治疗RA，结果发现两组均可升高OPG并降低RANKL、MMP-3，且观察组疗效优于对照组，从而认为其改善骨关节损伤的作用与MMP-3、OPG、RANKL及炎症反应有关。陈媛清等[42]用独活寄生汤联合氨甲蝶呤片及艾拉莫德片治疗RA，同时检测血清TNF-α、OPG、RANKL、IL-6水平，分析试验结果认为，独活寄生汤联合艾拉莫德治疗RA可有效改善血清RANKL、OPG水平，促进骨质修复。许蓓等[43]用昆仙胶囊治疗老年类RA，从而探究其疗效及对骨代谢的影响，检测外周血OPG、RANKL治疗前后变化，根据试验结果分析，认为昆仙胶囊联合氨甲蝶呤治疗RA效果更加明显，其治疗RA的机制是通过调控RANK/RANKL/OPG系统实现的。李平顺等[44]应用骨痨愈康丸联合氨甲蝶呤治疗肝肾亏虚型RA，分别于试验前后检测血清中相关因子及膝关节液中RANK、RANKL、OPG蛋白的表达，结果证明，骨痨愈抗丸临床疗效显著，其可能是通过调控RANKL-RANK-OPG环路改善RA骨破坏的。蔡强[45]用青藤碱联合氨甲蝶呤治疗寒湿阻络型RA，同时检测血清中OPG、RANKL及MMP-3的含量，分析试验数据后认为，青藤碱联合氨甲蝶呤治疗寒湿阻络型RA临床疗效显著，其发挥骨保护及抑制骨破坏的作用可能是通过影响OPG/RANKL系统及MMP-3实现的。何奕坤等[46]对补肾解毒通络方对活动期RA患者骨侵蚀的影响进行了研究，结果提示补肾解毒通络方可以下调OPG/RANKL/RANK水平。

4 研究与展望

RA所引起的软骨破坏及骨质侵蚀严重影响了患者的生活质量，尽管西药在延缓骨破坏方面有一定的作用，但有其局限性，且长期使用所带来的不良反应不容忽视。中医药治疗RA历史悠久，大量实验已经证明中医药联合西药可以起到增效减毒的作用。但通过总结，仍发现一些问题，如拔罐、穴位埋线、刺络放血、中药热敷、中药熏蒸等中医特色疗法干预骨破坏的研究较为匮乏；实验研究发现，许多研究结果与中药汤剂存在剂量依赖性，而部分动物实验进行方案设计时并未体现；临床研究中，RA患者骨破坏最直观的评价依据是影像学变化，骨侵蚀的超声评分、改良Sharp评分等是临床试验中评价骨破坏可靠的参考指标，但目前相关临床试验中很少应用放射学变化的相关指标；许多临床研究样本量较小，治疗周期较短，结果的准确性可能存在偏差，治疗结束后缺乏跟踪随访，远期疗效并不明确。因此，今后的研究可从以下方面入手：在中医药干预RA骨破坏的临床研究中挖掘更多的中医疗法；进行实验方案设计时充分考虑到剂量与研究结果的可能相关性；进行大样本、多中心的临床研究，延长研究周期，设计合理的跟踪随访机制；在疗效评价中引入骨侵蚀的超声评分、改良Sharp评分等相关指标，以提高研究结果的可信度，为中医药干预RA骨破坏提供更有利的证据。