原发性骨质疏松症中医药研究现状分析及应对策略

翟琳娜,陈文辉,李双蕾

广西中医药大学第一附属医院内分泌科,南宁 530022

原发性骨质疏松症病因复杂,雌激素缺乏是原发性骨质疏松症重要的发病机制之一;还包括增龄、炎症反应、氧化应激、维生素D缺乏等。原发性骨质疏松症早期缺乏典型的临床表现,随着病情的进展,患者可出现严重的肢体疼痛、脊柱变形,甚至骨质疏松性骨折,患者因此出现焦虑、抑郁、自主生活能力下降等。在治疗方面,抗骨质疏松症疗程漫长,费用较高,治疗方案复杂,治疗过程需做好疗效及药物不良反应评估。随着中医学对骨质疏松症病因病机的深入研究,中医药治疗骨质疏松症的效果也愈加明显,根据患者疾病特点,运用中西医结合疗法,将会大大提高骨质疏松症的疗效[1-2]。

1 中医及中西医结合角度对骨质疏松症机制的认识

中医学没有骨质疏松症的病名,从症状及发病特征可将骨质疏松症归属于中医学“骨痿”“骨痹”“骨枯”等范畴。

肾是与骨质疏松症关系最为密切的脏器。《素问·痿论》载:“肾气热则腰脊不举,骨枯而髓减,发为骨痿。”《医经精义》指出:“肾藏精,精生髓……髓在骨内,髓足则骨强。”中医学还认为肾与痰、瘀血的形成有关,进而影响到骨痿的发生,在《景岳全书》中指出:“肾主水,水泛亦为痰。痰浊阻滞,则津液失度,气血不行,发为骨痿。”《医林改错》提出:“元气既虚,必不能达于血管,血管无气,必停留而瘀。”患者肾中元气亏虚,血失气摄而运行无力,迟滞成瘀,瘀阻骨络,致骨骼失养,发为骨痿。现代医学研究也发现,随着肾中精气的虚损,会带来炎症微环境变化。在炎症微环境的影响下,成骨细胞减少、骨形成下降,同时会促进骨髓中巨噬细胞的破骨分化,使骨吸收增加,诱发骨质疏松[3-4]。

脾在骨质疏松症的发生发展中具有重要作用。脾为后天之本、气血津液化生之源,肾为先天之本,两者共同作用,肌肉、骨骼方能得到滋养。肌少-骨质疏松症相关共识基于“肌肉与骨骼均起源于间充质干细胞”提出肌少-骨质疏松症的治疗当肌骨并重[5];本课题组基于“骨肉不相亲”理论提出通过补肾健脾方法治疗肌少症和骨质疏松症[6]。此外,脾还有运化水湿的作用,若脾的运化功能失职,湿邪困遏,关节酸痛重着,行走不利,容易导致骨质疏松发生。肠道菌群与中医“脾主运化”功能密切相关,有研究显示肠道乳杆菌缺乏可加快绝经后骨质疏松症的进程,而健脾补肾为主的中药可增加肠道菌群的多样化,增加乳酸杆菌数量,提高绝经后骨质疏松症小鼠的骨密度,提示改善肠道菌群种群干预骨质疏松症可能是中医抗骨质疏松机制研究的新方向[7]。

肝脏也在骨质疏松症的发生中起作用。《素问·上古天真论》云:“肝气衰,筋不能动”,肝肾同源,肝藏血,肝血滋养筋膜,肝血亏虚则筋膜、骨髓失养发为骨痿。最新研究显示肝细胞生长因子基因转染可促进骨质疏松症大鼠软骨成骨及骨愈合,反过来也证明了肝脏可能参与了骨质疏松症的发生、发展[8]。

肺脏也与骨质疏松症的进程相关。肺有主持宗气、营卫之气的作用,又参与津液血液的运行、输布。“肢体运动,筋力强弱者,宗气之功也”,“中焦受气,取汁变化”,精微“上注于肺脉,乃化而为血”。肺脏不足,一方面血虚无以生肉养骨,另一方面血瘀不行,络脉不通,不能濡养筋骨而生骨痿[9]。现代医学证明,在肺部通气量不足或缺氧的情况下,可通过诱发肿瘤坏死因子(TNF)-α的分泌,抑制成骨细胞的分化,刺激破骨细胞的产生从而影响骨代谢[10]。

瘀血阻络是骨质疏松症发生的重要环节。《灵枢·本藏篇》曰:“血和则经脉流行,营复阴阳,筋骨劲强,关节清利矣”,指出气血流畅则营血滋养四肢骨骼,筋骨关节功能正常。现代医学也证明,骨皮质重建中心哈弗系统是血管的通路,若出现微血管病变,可能导致哈弗系统重建障碍,进而影响骨皮质重建[11]。骨内存在一种特殊的毛细血管——H型血管,在骨形成过程中起到了重要作用,具有诱导血管生成和骨形成的能力。我们课题组最新的研究证明糖尿病大鼠的H型血管明显受损,成骨成血管偶联受阻,发生明显的骨质疏松,而活血化瘀代表药物三七的有效成分——人参皂苷Rg1可以明显减慢这一进程[12]。

2 中医治疗骨质疏松症的现状

2.1 辨证论治 根据骨质疏松症中医病机特点,通常将其分为肾阳虚证、肝肾阴虚证、脾肾阳虚证、肾虚血瘀证、脾胃虚弱证、血瘀气滞证。在治法上多以补肾健脾、填精壮骨、活血通络为主,分别选用右归丸、六味地黄丸、补中益气汤合金匮肾气丸、补肾活血汤、四君子汤、身痛逐瘀汤等。但是临床上辨证分型往往存在种类复杂、标准不一的问题,仍需要进一步针对骨质疏松症的特定症状和特定指标进行进一步系统研究。

2.2 针对骨质疏松症临床症状的中医治疗 (1)疼痛是骨质疏松症的主要症状。中医认为瘀血与骨质疏松性疼痛关系密切,主要病机与“不通”“不荣”有关。现代研究表明骨内高压是骨质疏松产生疼痛的主要原因,而活血化瘀法可通过调节骨内微循环来有效降低骨内高压状态以减轻疼痛[13];绝经后骨质疏松症多因“天癸”绝,肾精衰少,骨失充养,滋阴补肾类方药可明显改善其肢体疼痛的症状,同时也证明滋阴补肾类中药不仅多含有雌激素,还具有明显的促进和改善骨微结构的效能[14]。脾虚不运也是骨质疏松性疼痛的主要病机之一,研究证实以四君子汤为主方的健脾中药可明显缓解骨质疏松症患者的疼痛,这与中医理论“不荣则痛”相呼应[15]。(2)骨质疏松性骨折是骨质疏松症的严重并发症。中医学认为肾精盛衰、髓之盈枯决定了骨之强弱,补肾活血法可促进骨质疏松性髋部骨折愈合,提高骨密度,提高患者骨折后生活质量。补肾类药物熟地黄、益气健脾类药物黄芪及兼具活血之效的药物当归、川芎等均可促进成骨细胞形成;活血化瘀类中药桃仁、红花能有效改善骨折局部微循环。补肾强骨之中药骨碎补有类雌激素作用,可以通过多信号通路促进成骨细胞的分化和成熟,同时可抑制破骨细胞的活化,对雌激素降低导致骨质疏松性骨折有良好的预防效果[16]。

2.3 针对骨质疏松症相关指标的中医治疗 (1)骨密度是骨质疏松症严重程度最重要指标。研究[17-19]证明,淫羊藿、杜仲、黄芪等补肾健脾、填精益髓的中药可以明显提高骨密度;其作用机制包括通过调控多个信号通路、调节骨髓间充质干细胞的代谢周期等方式促进骨形成、抑制骨吸收。(2)骨转化生化标志物是骨转换过程中产生的中间代谢产物或酶类,在判断骨转换类型、骨折风险预测及药物疗效评估等多个方面发挥重要作用。研究[20]也证实,由黄芪、淫羊藿等药物组成的补肾健脾方可明显降低去卵巢大鼠的血清Ⅰ型胶原交联C-末端肽(β-CTX)及血清Ⅰ型原胶原N-端前肽(PINP),抑制骨过度重建。青蛾丸也被证实可以下调绝经后骨质疏松症患者血清β-CTX水平,且其作用可能与抑制TNF-α、IL-6水平而抑制破骨细胞的增殖和分化相关[21]。

3 目前中医学防治骨质疏松症的研究热点及瓶颈

中药调控间充质干细胞、成骨细胞及破骨细胞自噬治疗骨质疏松症是目前的研究热点之一。研究[22]显示,左归丸及右归丸可通过干预PINK1/Parkin信号通路下调自噬,防治绝经后骨质疏松症;六味地黄丸可能通过抑制ERK/mTOR信号通路诱导氧化应激状态下成骨细胞自噬来治疗绝经后骨质疏松症[23]。同时,研究显示黄芪多糖可通过提高细胞自噬水平促进成骨细胞分化[24];二仙汤通过ERK/mTOR通路提高成骨细胞自噬水平,抑制细胞凋亡、提高抗氧化能力,发挥抗骨质疏松症的作用[25];补肾健脾活血方能够促进成骨细胞增殖及成骨活性,当沉默成骨细胞中自噬因子Beclin-1表达时成骨活性作用受到抑制[26]。二至丸能够通过抑制自噬基因,抑制破骨细胞分化而维持骨稳态,发挥抗骨质疏松作用[27]。

铁死亡是中医药防治骨质疏松症机制研究的另一个热点。铁死亡是一种呈铁依赖性,以活性氧过度累积及脂质过氧化为特征,从而引发的一种氧化性细胞死亡方式[28]。研究[29]显示,淫羊藿苷能够抑制FPN1表达,调节铁死亡通路最终促进成骨细胞增殖及分化。同时,左归丸可通过OPG/RANKL信号通路提高肝脏分泌铁调素水平,纠正铁过载,最终降低破骨细胞活性,减少骨量丢失,保护骨组织[30];杜仲-续断药对可增加去卵巢骨质疏松大鼠股骨骨密度、减轻骨质疏松,其作用可能与抑制股骨铁死亡有关[31];补骨生髓方可调控骨质疏松大鼠体内氧化应激及铁蓄积水平,并通过细胞铁死亡途径发挥抗骨质疏松症作用[32]。

因为铁累积对于成骨细胞及破骨细胞的影响有所区别,在一定程度上的铁超载,可能导致成骨细胞的氧化性死亡,而对于破骨细胞活性却具有促进作用。中医药干预铁死亡防治骨质疏松症机制研究方面,目前仍然多局限于简单的细胞功能或状态的观察,缺乏从线粒体状态干预铁死亡的具体机制研究。

中医药通过外泌体及miRNA干预骨质疏松症是近年基础研究的热点之一。外泌体是具有双层脂质膜结构的一种囊泡小体,在细胞间的信息传递过程中发挥着重要作用,miRNA是一类微小的内源性非编码RNA,作为外泌体的一种功能性成分,可通过结合靶基因mRNA的3′UTR区,影响靶基因的转录后表达,调控受体细胞的生命活动。外泌体miRNA可通过调控骨形成相关因子的表达,调节成骨细胞的分化及功能,干预骨重建进程[33]。miR-124可通过抑制NFATc1表达负向调控破骨细胞分化,减少骨吸收[34];miR-506-3P则通过促进NFATc1表达促进破骨细胞分化,加速骨吸收[35]。miR-21是骨髓来源的巨噬细胞向破骨诱导分化的过程中表达最为上调的miRNA之一[36]。研究也证实,中药健骨颗粒可抑制miR-141的表达,提高Runx2的表达以促进成骨分化[37]。同时研究也证实,骨髓组织外泌体中miR-122-5P在青娥丸干预骨质疏松症进程中可能发挥重要作用[38]。

肠道菌群微生物在骨代谢研究方面也是一个热点。在生理状态下,肠道菌群微生物能够维持肠道内环境稳态,减轻炎症反应,并参与骨骼系统的免疫调节。而在一系列病理环境下,肠道菌群微生物失调,可能会导致炎症发生,进而发生钙与维生素D吸收障碍,从而引起骨量减低[39]。研究显示,杜仲叶总黄酮可能通过调节肠道菌群结构提高大鼠骨密度,并抑制体重增加[40]。青娥丸及补肾化痰方均可通过干预肠道菌群治疗绝经后骨质疏松症,而乳酸杆菌属可能是重要的研究切入点[7]。进一步研究[41-42]显示,青娥丸可能通过提高肠道微生物代谢产物短链脂肪酸中乙酸、丙酸、丁酸的含量,发挥抗骨质疏松的作用。

DNA甲基化是近年研究热点之一,也是骨质疏松症基础研究的热点。表观遗传学是指在基因序列不发生改变,而表达过程中发生可遗传的变化,包括 DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等。DNA甲基化是在DNA甲基化转移酶的作用下,基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5′碳位共价键结合一个甲基基团。研究显示,DNA甲基化转移酶3A通过与S-腺苷蛋氨酸介导的代谢途径偶联来调节破骨细胞分化。同时研究[43-44]发现miRNA-149高甲基化状态下会激活SDF-1/CXCR4信号通路促进间充质干细胞的成骨分化。实验研究[45]显示,补肾健骨方及仙灵骨葆可通过降低骨组织Leptin启动子甲基化有效防治绝经后骨质疏松症。研究[46]也发现,左归丸可以降低RUNX2、Osterix、β-catenin基因甲基化率,上调基因表达,促进间充质干细胞向成骨细胞分化。

4 展望

“态靶医学”概念的提出为中医药临床防治骨质疏松症提供了新的思路。根据态靶医学“分类-分期-分证”的理念[47],首先将骨质疏松症根据其发病类型不同进行分类,然后根据骨质疏松症的严重程度进行分期,最后根据患者刻下的疾病状态及环境状态进行辩证分型;同时,根据“态靶结合”模式,运用中医学理论,结合真实世界研究、临床疗效评价、中药学、药理学、系统生物学等多种研究方法,逐步揭示中医药防治骨质疏松症的科学内涵。

在动物实验研究中,采用病证结合动物模型研究骨质疏松症的发病或防治机制更加符合临床实际。骨质疏松症病证结合动物模型的建立目前尚处于探索阶段,客观、全面、稳定的动物模型仍需要进一步优化及验证[48-49]。

针对中医药防治骨质疏松症基础机制研究仍需秉承系统化、客观化、精细化理念。由于中药成分较为复杂,研究过程中影响因素较多,而基于网络药理学、代谢组学、蛋白组学、基因组学等技术的系统生物学,强调整体性、时效性,与中医学整体观念、辨证论治的思想较为吻合。借助系统生物学技术,不仅丰富了骨质疏松症证候理论内涵,拓宽了“病证结合”研究思路,为骨质疏松症证候客观化提供科学依据。对于骨质疏松症基础研究热点问题,应该根据骨质疏松症的不同类型,针对骨代谢相关的不同细胞进行精细化研究,同时结合基因过表达、基因沉默、基因芯片技术,对于中医防治骨质疏松症的系统机制进行深入、细致的研究。