基于骨髓间充质干细胞探讨从 “痰”论治激素性股骨头坏死的可能性

赫 龙,王海涛,王树鹏,李明阳,孙昭杰,张晓峰，2

(1. 黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040;2. 黑龙江省中医药管理局，黑龙江 哈尔滨 150001)

激素性股骨头坏死(steroid induced avascular necrosis of femoral head，SANFH)是由于长期不规范的应用糖皮质激素(glucocorticoid，GC)导致股骨头周围微循环受阻、局部细胞坏死，从而引发病变关节疼痛、髋区功能障碍及股骨头塌陷等症状[1]。该病的发生具有进展迅速、不可逆的特点。对于该病的发生机制国内外并没有明确而统一的说法，目前比较被学者认可的有血管内皮损伤学说、脂肪代谢学说及骨代谢学说等[2]。由于该病目前不可逆的特点，国外医家对于SANFH的治疗提出了许多行之有效的方法，例如药物、理疗及全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)等，但是除了损伤巨大且具有使用寿命的THA治疗外并没有一种保守治疗手段能彻底逆转SANFH的进展[3]。随着祖国医学的发展，国内医家通过传统针灸、中药及针刀等治疗手段对SANFH进行治疗，在临床上取得了显著的成果，尽管仍然无法彻底根治该病，但是减缓了SANFH的进展，缓解了患者疼痛等不适症状[4]。基于临床疗效及中医辨证论治思想出发，国内医家认为SANFH的发生与中医致病因素“痰、虚、瘀”密切相关[5]。但是中医的某些理论没有现代医学数据的支持，不能得到西方学者的认可，认识到目前现状，国内医家通过网络药理学等方面发现中药的有效成分对于SANFH的基因靶点具有协同治疗作用，从生物分子及信号通路等方面证实中药治疗SANFH的可行性[6]。本文从临床疗效、动物实验及生物分子等方面，基于骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)探讨从痰论治SANFH的可行性。

1 因“痰”致SANFH的辨治机制

SANFH属于祖国医学中“骨痹”的范畴，其致病因素是由于长期滥用GC所致，从中医致病因素角度出发，GC可归于“药邪”领域[7]。过量滥用GC导致机体痰湿内生，筋骨被痰湿壅滞而活动受限，痰湿内盛，导致机体血液黏稠、流动缓慢、瘀滞脉络，血运不通，不通则痛，且痰瘀互结，气血精津不能滋润骨骼脉络，日久则髓消骨败，发为骨痹[8]。故SANFH以“药邪”为因，本虚标实为其病性，以痰湿内生，壅塞经脉，气血走行受困，瘀滞不通为标，肝、脾、肾受累导致三脏虚损为本，病位在骨，其病机属于“药邪外侵，内生痰湿，痰湿壅塞，瘀阻经脉，痰瘀互结，筋脉气血走行受阻，髋区关节活动不利，日久则骨肉不亲，髓减骨消。”[5]

历代中医大家中从痰出发论治骨痹多有相关文献的记载。最早有关该病的文献记载源于先秦至汉时期的《黄帝内经》“痰致痹痛”的论述。《医学入门》中明确指出：“热痰多成烦热……冷痰多成骨痹。”论述了寒邪侵袭，其性凝滞收引，若遇体内水湿过盛，积聚成痰，寒凝与痰湿相互错杂，阻滞经脉气血运行，不通则痛，流注于髋区关节之间，使得关节胶着屈伸不利，发为骨痹。《辨证录-痹症》曰：“虽曰风寒湿合而成痹……然而风寒湿之邪，每籍痰为奥援，故治痹者必之痰……痰消而风寒湿无可藏之薮。”该篇提出痹症的起因以风寒湿三邪为主，痰湿是三邪的病理产物及主要致病因素，并且在该篇中提出白术、薏仁、人参、茯苓、白芥子等健脾化湿祛痰为治疗痹症之要药，陈士铎认为若筋肉骨骼之间痰湿尽出，则风寒湿邪无可藏之地，则痹症可愈。《脾胃论-脾胃盛衰论》：“大抵脾胃虚弱……脾病则下流乘肾，土克水，则骨乏无力，是为骨蚀。”指出了骨痹一病的发生与脾肾有着莫大的联系，脾主运化，主司全身气血生化及水液调度，若脾脏虚衰，则气血精津生化失去根源，脾胃则无力以后天之气血充养先天肾精，气血精津因匮乏而无法濡养骨骼经络，久则髓消骨枯，即“因痰致虚、因虚生痹”。且脾主水液调度，若脾虚则水液调度失去制约，致使体内大量水湿积聚，且痰由湿聚而成，气血运行受痰所困即可成瘀，痰瘀相互交错，经脉骨骼因气血受阻而失养，亦可成痹。根据药邪侵袭，痰湿内生，痰浊瘀血，阻滞经脉，致使痰瘀互结，累计三脏亏虚的特点，陈卫衡等[9]医家组建健脾活骨方治疗骨痹，方中以具备健脾化痰、活血通络功效的半夏、赤芍、茯苓等为主药，辅以具备补虚健脾益气的党参、白术等为辅药，以此达到痰瘀同治、兼以治虚的目的。

2 BMSCs与SANFH的联系

BMSCs是一种可根据其自身所处微环境的变化而分化成骨骼、软骨及脂肪等多种间质组织的成体干细胞[10]。BMSCs具备一定的生存周期，其生存周期的时限受自噬活动所调控[11]。当BMSCs进入初始衰老期时，可自动触发自噬活动对其进行分子修复，从而延长其生存周期，使其分化功能得以维持，但当BMSCs进入衰老末期时，自噬活动会通过对该细胞营养输送的限制，而加快其凋亡的进程[12]。GC的应用使得自噬活动被影响，从而改变了BMSCs的生存周期，当短暂应用小剂量GC时，BMSCs中自噬活动具有保护性调节的作用，其正常生存周期及分化功能可不受影响[13]，但是长期大量GC的应用会使得保护性调节功能下调，促使大量BMSCs快速进入衰亡末期，加快细胞死亡的进程[14]。GC的应用不但会加快BMSCs的凋亡过程，还会影响BMSCs的分化方向。正常情况下，BMSCs具有多元化分化的潜能，其中分化为成骨细胞及脂肪细胞与SANFH的发生密切相关，骨形成主要依靠成骨细胞合成骨基质作为基础，具备对坏死股骨修复和重建的功能[15]。脂肪细胞在机体内最重要的功能是调节代谢，即当机体需要时供给能量，正常情况下脂肪细胞在青春期后就不会增加[16]。但是随着实验发现，GC的应用使得BMSCs本该向成骨分化趋势转向成脂分化，致使体内出现成骨细胞减少，脂肪细胞增多的局面。骨髓腔内脂肪细胞增多使得狭小的骨髓腔内压力增高，骨髓腔内血管受到增多的脂肪细胞的压迫，导致股骨头周边静脉血液回流受阻，股骨头在缺失血液营养的情况下发生股骨头缺血性坏死[17]。另外GC的应用使得BMSCs成骨分化减少，减少的成骨细胞不能支持骨小梁的重建，坏死的股骨头也无法进行修复和重塑，而且GC不但影响成骨细胞及脂肪细胞的分化，还会增加破骨细胞的生成，使得本就减少的成骨细胞更加无力制衡破骨细胞对骨的溶解和吸收，打破骨代谢平衡，加快股骨头坏死的进程[18]。

对于BMSCs治疗股骨头坏死的研究并非仅局限于实验室。早在2002年，Hernigou等[19]在髓芯减压术的基础上对股骨头坏死区注射BMSCs对股骨头坏死患者进行治疗，后期随访发现，股骨头坏死早期145髋仅有约6%的髋关节最终需要THA，晚期的44髋需要进行THA达到57%，虽然2组患者的最终数据差异明显，但是也更加证明了BMSCs对于早期股骨头坏死的干预是有效的，为治疗股骨头坏死提供了新的治疗思路。Gangji等[20]便在Hernigou等[19]的试验基础上进行改造，他们把早期19例股骨头坏死患者随机分成髓芯减压组和髓芯减压联合本体骨髓移植组，根据治疗及随访发现，髓芯减压联合本体骨髓移植组患者疼痛、关节活动程度及疾病进展等各个方面效果都要远远优于单纯髓芯减压组。尽管从数据上证实了BMSCs对于早期股骨头坏死的治疗有着显著的作用，但是2组数据样本量存在着明显的不足，缺乏说服力。随着组织工程学的加速进展，Kawate等[21]用带血管蒂的腓骨移植外加本体BMSCs的移植对SANFH患者进行治疗，通过平均将近3年的随访，经影像学检查发现股骨头坏死区有着明显的骨修复及再生的迹象。因此，通过BMSCs作为易感因素，并通过对其调节作为切入点，可以成为中医药治疗SANFH的一种新的思路。

3 从痰论治与BMSCs的联系

GC的应用致使体内BMSCs分化潜能受到影响，使得BMSCs向成骨分化趋势转向成脂分化，体内脂肪细胞数量增多，脂肪代谢紊乱，髓腔内压力增高，股骨头周边静脉回流受阻，血液淤滞，微循环障碍，继而骨内压继续增高，形成恶性循环[22]。脂肪细胞的增多伴随着成骨细胞数量的减少，成骨细胞的减少使得骨坏死区不能得到有效的修复和重建，且GC的应用使得体内破骨细胞数量急剧增多，加速了骨吸收的脚步，在此消彼长的情形下，成骨细胞与破骨细胞的平衡被打破，加快了SANFH的发生[23]。我国学者从生化角度出发，提出了痰与脂肪代谢紊乱有着密切的相关性[24]。这与SANFH中“药邪外袭，痰湿内生，痰湿壅滞，经脉瘀阻，痰瘀互结，筋脉气血不畅，关节活动受限，日久则骨肉不和，髓减骨消”的发病机制相一致，其根本都是血运的受损导致股骨头的破坏。Wang等[25]和Sheng等[26]学者在研究中发现，在GC诱导下形成的股骨头坏死的患者中BMSCs数量均明显减少，且来源于BMSCs的成骨细胞的数量及其活性也明显下降，但是同样来源于BMSCs的脂肪细胞的数量却明显增加。谭钢等[27]通过研究发现造成这一现象的原因是由于GC的应用上调了PPARγ表达量，减少了Runx2表达量，造成BMSCs增加了成脂分化的潜能，降低了成骨分化的潜能。管大伟[28]观察发现，在GC诱导下兔股骨坏死区骨小梁大面积断裂，BMSCs数量减少，脂肪细胞数量及体积扩大且排列紊乱，成骨细胞数量减少，空骨陷窝率明显增高，在解剖观察下更加直观证实BMSCs减少及脂肪代谢紊乱与SANFH发生密切相关。基于上述理论，陈镇秋等[29]以祛痰化瘀为基本治则，观察了以二陈汤和桃红四物汤为基础组建的祛痰逐瘀方对SANFH兔的干预作用，茜素红染色发现高剂量中药组给药72 h后BMSCs的增殖率明显高于低剂量中药组和中剂量中药组。Byun等[30]和Chen等[31]研究发现，祛痰类中药具有促进BMSCs向成骨细胞分化的趋势，并且能抑制其向脂肪细胞分化的潜能，从而修复坏死区，调节脂质代谢紊乱的状况，达到治疗股骨头坏死的目的。因此不管从病因病机方面出发，还是从实验数据论证，SANFH的发生与BMSCs和痰有着密切的关系。

4 思考与展望

通过以上诸多实验研究结果可以证实，机体内的脂质代谢紊乱可归属于中医“无形之痰”的范畴。体内脂质代谢紊乱是由于GC的应用迫使BMSCs由成骨分化转向成脂分化，使得机体内脂肪细胞大量增多，壅塞髓腔，致使髓腔内压力增高，压迫血管，血液淤滞，股骨缺失血液供应的情况下发生坏死，这与中医提出的药邪外侵，痰湿内生，痰湿壅滞经脉，使得血液循环受阻，凝滞成瘀，痰浊瘀血相互交错，日久则骨肉不亲，发为“骨痹”的病机相一致，间接地证实BMSCs与痰有着密切的联系。不管从现代医学理论角度出发，还是从实验数据出发，从“痰”论治SANFH都具有一定的可行性和科学性。但目前仍存在诸多不足：①目前虽然证实了“痰”与BMSCs具有密切的联系，并且祛痰类中药也确实对BMSCs具有调控作用，改变了因为GC的作用诱导BMSCs向成脂分化的情况，并且对于脂质代谢紊乱有一定的调节作用，但是祛痰类中药抑制BMSCs成脂分化缺少相关信号通路及生物分子机制的研究，不具备强有力的说服力。②关于基于BMSCs理论从“痰”论治SANFH从实验研究方面得到了肯定的证实，但是目前以上理论仅存在于实验室阶段，并没有广泛的临床数据支持，就如无根之水一般，不能让大众信服。③中医治疗强调从整体出发进行辨证论治，仅仅从“痰”和BMSCs的联系单方面的治疗SANFH，首先背离了中医理念，其次SANFH的发生并不是单纯的“痰”或者BMSCs理论便能诠释清楚，其中中医致病因素“瘀、虚”也在该病的发生发展中具有重要的作用，西医的血管内皮损伤学说、脂质代谢学说及基因学说也是该病发生机制中不可或缺的环节。

因此，在未来关于SANFH的研究中要从以下方面着手：首先，应该把现有理论在确定安全的情况下大胆走向临床实验，只有在临床数据的支持下，上述相关理论才能被最终证实。其次，希望未来的学者们多从生物分子、信号通路及基因学等分子层次方面去论证中医药论治SANFH的可行性，只有从这些领域出发才能更好地证实中医药治疗SANFH的科学性和严谨性，使得国外学者更容易接受。最后，要结合中医治疗理念从整体出发，而不是仅局限于SANFH单方面的致病因素，要从多方面入手结合现代医学研究，更加详细诠释SANFH的发病机制，多元化地制定该病的治疗方案。我们要将现代医学研究做位踏板，让更多学者认可中医药，认可中医药治疗SANFH的可行性和科学性。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。