黄精制剂对膝骨性关节炎患者血清中IL-1、MMP-13的影响

祝俊山，冯秀珍，王金杰，喻心丰，庄汝杰

骨性关节炎（ostereoarthritis，OA）是在力学、生物等因素的共同作用下，软骨细胞及细胞外基质、软骨下骨的合成与降解失去平衡而形成[1-2]。白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1）是人类最早发现的细胞因子之一[3]，OA的各种发病因素都能使其升高，从而介导炎症反应。基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）（主要是MMP-13）的功能主要是降解I、II、III型胶原和蛋白聚糖，它们的异常的高表达可促进OA关节软骨的破坏[4]。中药黄精自古就在诸多方剂中作为君药用来治疗“骨痹”、“骨痿”、“痹症”[5-6]。为探讨中药黄精制剂对膝关节骨性关节炎（knee osteoarthritis，KOA）患者血清中IL-1与MMP-13的影响，本研究选择2016年3月—2017年2月浙江省中医院确诊为KOA患者100例，旨在从细胞因子学说角度阐述黄精的治疗作用，探讨其临床疗效和作用机理。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本组共100例，男42例，女58例。年龄45～80岁，平均（62.8±7.2）岁。病程2～26个月，平均（6.7±6.1）个月；单侧发病者61例，双侧发病者39例。X线平片：膝关节间隙变窄不对称，关节周缘均有不同程度的骨质增生，关节面硬化不整。采用随机数字表法分为观察组和对照组各50例，其中对照组脱落8例，观察组脱落5例。两组年龄、性别、病程情况等比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 治疗方法 观察组45例服用单药黄精制剂（主要成分为黄精多糖，浙江天台山乌药生物工程有限公司，批号G20090278），3次/d，2袋/次（3 g/袋），温水冲服，服用3周后停药1周，4周为1疗程，服用3个疗程。对照组42例服用塞来昔布（商品名西乐葆，辉瑞制药有限公司，批号J20140072），0.2 g，每天1次，每次1粒，服用3月。3个月、6个月后抽血化验IL-1、MMP-13水平。

1.3 观察指标 美国膝关节学会临床评价系统[7]（KSCRS）分为关节和功能两部分，每一部分总分为100分。关节评分反映关节本身状态，包括疼痛（50分）、活动度（25分）和稳定性（25分）（前后方向和内外侧方向），减分项目为屈曲挛缩、伸膝缺失和对线；功能评分反映患者行走和上下楼梯的能力，对行走（50分）和上下楼梯能力（50分）进行评估，减分项目为使用手杖或拐杖。

1.4 IL-1、MMP-13测定 检测治疗前及治疗3个月、6个月时两组患者血清中IL-1、MMP-13水平。使用美国R＆D公司提供的酶联免疫吸附试剂盒，采用双抗体夹心ELISA法测定。

1.5 统计处理 用SPSS19.0软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差（）表示，膝关节KSCRS评分（包括关节与功能评分）及IL-1、MMP-13含量的组间比较采用重复测量的方差分析，组内比较采用Dunnett-t检验，组间两两比较采用t检验，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 KSCRS关节评分 两组治疗前KSCRS关节评分差异无统计学意义（P＞0.05）。两组治疗后3、6个月关节评分差异有统计学意义（P＜0.05），观察组在治疗前、治疗3、6个月差异有统计学意义（P＜0.05），观察组在治疗前、治疗3、6个月差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组患者治疗前后KSCRS关节评分比较（）

表1 两组患者治疗前后KSCRS关节评分比较（）

组别 KSCRS关节评分 F值 P值治疗前 治疗3个月 治疗6个月观察组 61.22±2.81 65.07±4.03 67.27±3.49 96.006 0.000对照组 59.38±2.69 60.21±3.49 62.02±3.89 0.130 0.720 F值 1.726 35.818 43.992 F=7.161，P=0.001 P值 0.235 0.000 0.000

2.2 KSCRS功能评分 两组治疗前KSCRS功能评分差异无统计学意义（P＞0.05）。两组治疗后3、6个月功能评分差异有统计学意义（P＜0.05），观察组在治疗前、治疗3、6个月差异有统计学意义（P＜0.05），观察组在治疗前、治疗3、6个月差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 两组患者治疗前后KSCRS功能评分比较（）

表2 两组患者治疗前后KSCRS功能评分比较（）

组别 F值 P值治疗前 治疗3个月 治疗6个月观察组 66.82±2.39 68.31±2.52 71.02±3.67 68.429 0.000对照组 65.36±2.41 66.90±3.46 68.38±3.83 0.737 0.393 F值 2.118 4.735 10.817 F=1.426，P=0.244 P值 0.154 0.032 0.001

2.3 血清IL-1、MMP-13含量 两组患者治疗前、治疗3、6个月，组间比较差异无统计学意义（P＞0.05），两组患者治疗前、治疗3、6个月，组 内比较差异有统计学意义（P＜0.05）。

表3 两组患者治疗前后血清中MMP-13含量比较（± s，ng/L）

表3 两组患者治疗前后血清中MMP-13含量比较（± s，ng/L）

组别 F值 P值治疗前 治疗3个月 治疗6个月观察组 2.83±0.97 2.02±0.30 1.68±0.42 101.989 0.000对照组 2.88±0.98 2.06±0.28 1.66±0.42 11.112 0.001 F值 0.051 0.430 0.034 F=0.160，P=0.852 P值 0.821 0.514 0.854

表4 两组患者治疗前后血清中IL-1含量比较（± s，ng/L）

表4 两组患者治疗前后血清中IL-1含量比较（± s，ng/L）

组别 IL-1血清含量（ng/L） F值 P值治疗前 治疗3个月 治疗6个月观察组 2.85±0.46 2.19±0.37 2.00±0.48 254.997 0.000对照组 2.79±0.45 2.15±0.34 1.95±0.46 35.218 0.000 F值 0.363 0.169 0.204 F=0.052，P=0.950 P值 0.584 0.682 0.653

3 讨论

KOA是一种由软骨细胞及细胞外基质、软骨下骨的合成与降解失去平衡进而导致的关节退行性疾病，病因尚不明确，发展到晚期常需要外科手术及人工关节置换治疗[8]。因此，在KOA发病早期，内科治疗以尽量延缓手术治疗就显得尤为重要。寻求一种效果明确且不良反应小的治疗方案，一直是本病研究的重点。

OA发生发展的病理过程中，炎性因子及软骨的破坏在其中扮演着非常重要的角色[9-10]。有研究表明，OA患者的病程越长、症状越重，血清中IL-1和MMP-13含量增多就越显著[11-12]。IL-1可以通过激活丝裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinases，MAPKs）信号通路来诱导软骨细胞凋亡[13]，MAPK信号通路的激活是导致软骨细胞凋亡的主要原因，同时也是调控软骨细胞凋亡信号传导的上游通路。在MAPK家族中，已证实参与OA发生发展的因子有p38、ERK及JNK，而参与炎症反应调控的主要是JNK和p38MAPK信号转导通路[13]，说明IL-1通过激活MAPK信号通路，由此引起基质金属蛋白酶抑制物（tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMP）与MMPs之间失衡，是其引起软骨分解的主要机制。另外，IL-1还有快速强大的促炎作用，同时IL-1介导的MMPs的释放也与滑膜炎有关，能进一步加强IL-1对软骨的分解作用。Goldring等[14]总结发现，在OA的不同阶段，MMP-13是一个关键的细胞因子，且与很多信号通路如NF-κB、JNK、p38MAPK及转录因子如NF-κB、HIF2α、Ihh及RUNx2等相关。这些调节因子都直接或间接影响到MMP-13的转录和活性。Wojdasiewicz等[15]研究证实，IL-1诱导的MMP-13高表达是通过NF-κB通路及MAPK通路实现的。MMP-13是MMPs家族中的一员，主要降解II型胶原，而Ⅱ型胶原是构成关节软骨的主要成分。所以，MMP-13与OA的病理也有着密切的关系。因此IL-1、MMP-13可以作为反映OA程度及病变的重要指标[16]。本研究中，黄精制剂降低了观察组血清中IL-1、MMP-13的含量。其可能是通过抑制OA发展过程中IL-1/MAPK通路中的某一环节，以至于部分抑制IL-1诱导MMP-13的表达，从而阻止MMP-13降解II型胶原，进而抑制软骨细胞凋亡，缓解OA滑膜炎症。

黄精作为祖国医药中百合科植物黄精、多花黄精或滇黄精的干燥根茎，为《中国药典》收载。黄精功似地黄，补而不腻；上可以润肺强心，中可以益气健脾，下可以补肾填精。中医藏象学说认为肾藏精，主骨，生髓；肝藏血，主筋。肾中精气充盛，才能充养骨髓。肝血充盈才能养筋，筋得其所养，才能运动灵活而有力。黄精主要活性成分有多糖类、甾体皂苷、蒽醌类化合物、黄酮、氨基酸[17]。已有报道，黄精煎剂对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌等均有抑制作用。郑春艳等[18]的抗炎结果显示，黄精多糖能有效缓解二甲苯对鼠耳造成的局部炎症症状，说明黄精多糖具有一定的抗炎作用。黄精治疗KOA的机理可能在于黄精的抗炎作用，具体表现为抑制炎性因子的表达，从而减轻炎症反应对于关节软骨的破坏，以起到治疗KOA的目的。而塞来昔布是现代医学临床上使用的新型非甾体抗炎镇痛药，主要是通过特异性地抑制环氧化酶-2，而抑制前列腺素的生成，从而达到减少发热、肿胀和痛觉的作用。有研究[19]证实塞来昔布可以降低KOA患者血清中的IL-1含量，抑制IL-1的促炎作用，以达到抑制KOA患者的炎性反应，缓解患者的疼痛程度。

综上所述，黄精制剂和塞来昔布均可降低KOA患者血清中IL-1、MMP-13含量，抑制炎症反应，从而缓解疼痛；同时黄精制剂又可提高患者KSCRS关节与功能评分，可改善膝关节功能，延缓疾病进展。