从炎症角度探讨补益肝肾类中药复方防治膝骨关节炎*

张璇，柳直，姚五平，王宇杰，方雨婷，周明旺

1 甘肃中医药大学 甘肃兰州 730000

2 甘肃省中医院 甘肃兰州 730000

膝骨关节炎（Knee osteoarthritis，KOA）是一种以关节软骨损伤﹑滑膜炎症和滑膜增生为主要临床表现的复杂慢性退行性关节性疾病[1]。其所引发的膝骨关节疼痛﹑屈伸活动受限，已经严重影响老年人的生活质量并引发很高致残率[2]。近年来在KOA的发展转归过程的研究中，滑膜炎是KOA的前兆，其可单独诱发KOA，而关节内致痛炎性因子可引发滑膜炎的发生广受关注。而中医在辨证论治的基础上应用补益肝肾类中药复方治疗KOA临床疗效显著，有着其独特的优势。故此本文将从炎症角度出发，探讨补益肝肾类中药复方防治KOA的可能的作用机制。

现代医学对KOA的认识

KOA的病理生理机制较为复杂，年龄﹑性别﹑体重﹑创伤等多种因素被认为是可能引起或加重KOA的最常见的病因，而关节软骨退行性病变﹑滑膜与软骨下骨等结构破坏发生以及软骨细胞凋亡是KOA可能的发病机制[3-4]。KOA目前被认为是一种炎症性疾病，细胞外基质的产生和降解失衡是造成KOA的基础环节[5]，而机体的质蛋白酶（MMPS）及其抑制剂（TIMPS）的分泌失衡直接影响细胞外基质的产生，进而破坏膝骨关节软骨形态结构[6]，随着膝骨关节软骨的破坏，大量的软骨基质蛋白代谢成分释放进入膝关节滑膜液中，在巨噬细胞的作用下进一步介导发生炎症反应[7]，导致膝骨滑膜炎的产生，而随着滑膜炎症进展，炎症介质通过滑液扩散到软骨中加快软骨的降解，以此产生恶性循环，此外软骨组织破坏过程中所产生的白细胞介素（IL）﹑肿瘤坏死因子（TNF-α）﹑白细胞介素1β（IL-1β）等多种炎性因子加重KOA病情的发展[8]。为此炎症反应在KOA的软骨退行性病变﹑滑膜与软骨下骨等结构破坏发生过程中具有重要作用。

1 炎性因子在KOA的作用

炎性因子是细胞内﹑外环境分泌的蛋白分子，它们通过促进软骨的分解代谢，造成了软骨代谢稳态的失调，从而促进软骨细胞凋亡的发生引发KOA[9]。炎性因子TNF-α﹑IL﹑IL-1β等在KOA发病过程中起着至关重要的作用[10-11]。IL-1β能独立地引起炎症反应和分解代谢反应，被认为是KOA发病机制中的关键炎性细胞因子，其在关节软骨和其他附件方面与其他炎性介质促进KOA的发生[12]，在KOA中IL-1β主要由滑膜细胞﹑软骨细胞﹑单核细胞所产生，其可通过诱导质基质金属蛋白酶 （MMPs）的合成，从而抑制软骨的合成，促进软骨细胞的凋亡[13]。IL-1β也可激活诱导型NO合成酶 （i NOS） 产生大量NO，在抑制软骨细胞增殖的同时使细胞外基质合成相对减少， 从而加速软骨的破坏引发KOA[14]。TNFα是 TNF/TNFR细胞因子超家族的成员，TNFα其主要来源于巨噬细胞和T细胞，在B细胞﹑中性粒细胞和内皮细胞等其他细胞也有表达[15]。TNF-α作为炎性介质，其主要通过抑制软骨基质胶原与蛋白多糖的合成，促进滑膜成纤维细胞的增生同时也促进了软骨的降解，最终对关节软骨造成破坏引发KOA。TNF-α作为促炎细胞因子还可以诱导其他炎性因子的增生，共同介导关节软骨的破坏从而引发KOA[16]。Luo等[17]通过动物实验发现 KOA模型大鼠关节液中TNF-α和IL-1β等炎性因子的表达明显升高，组织病理切片发现滑膜组织表现出炎症浸润明显且KOA模型大鼠的生存能力较差，推测血清TNF-α和IL-1β等炎性因子的表达水平可作为KOA大鼠膝骨功能的预测指标。

2 炎症信号通路的激活

2.1 Wnt /β-catenin信号通路 Wnt /β-catenin是与炎症反应关系密切的信号通路，研究发现，Wnt /β-catenin信号通路通过控制软骨细胞的形成和分化与细胞基质水解酶类的表达在关节组织中发挥重要作用，Wnt-4蛋白的过度表达，可以引发β-catenin蛋白的表达增多，从而导致软骨细胞成熟和关节软骨的逐渐丧失和骨赘形成，MMP-13作为Wnt /β-catenin信号通路的下游分子，其过度表达造成关节软骨破坏的同时还增强了炎性细胞因子对毛细管的破坏效应，β-catenin，MMP-13蛋白相对表达水平及滑膜组织中炎性因子的含量明显升高，使得膝骨关节的交叉形态结构也受到破坏，从而进一步导致KOA的发生[18-21]。研究发现，独活寄生汤对KOA 模型大鼠的β-catenin﹑MMP-13 的等蛋白的表达水平具有影响作用，其可能机制主要与抑制Wnt/β-catenin信号通路有关[22]。

2.2 TLR4/NF-κB信号通路 TLR4是TLRs家族的重要成员，可激活天然免疫与炎症细胞引发一系列的免疫与炎症反应[23]。TLR4作为脂多糖（LPS）的主要受体，其与受体形成复合物体后会识别LPS并激活下游效应分子核转录因子-κB （NF-κB）的激活和核转位，从而进一步促进TNF-α﹑IL-1β等炎症细胞因子基因的转录[24]。已有研究[25]表明TLR4/NFκB 信号通路及其介导的相关炎性细胞因子的表达，在调控KOA发病中发挥着重要作用，且该信号通路还与调节关节软骨细胞的发生具有密切联系，且相关研究发现[26]，TLR4/NF-κB信号通路早期可触发滑膜分泌炎性因子和滑膜增生诱导KOA的发生。在探讨TLR4 /NF-κB信号通路是否参与KOA大鼠滑膜早期病变的研究中发现，模型组相比对照组血清中的TLR4 mRNA﹑NF-κBp65蛋白的表达均增高，以此说明TLR4 /NF-κB信号通路参与了KOA大鼠滑膜早期病变的过程[27]。

2.3 PI3K/Akt信号通路 AKT是调节PI3K信号通路中细胞因子基因转录的关键分子，经典的PI3K/Akt信号通路是软骨细胞形成和分化以及细胞外基质的代谢的重要路径[28]。研究发现[29-30]，基质金属蛋白酶（MMPs）产生升高以及胶原蛋白II和骨聚物减少，是KOA发病的启动剂和助推器，胰岛素样生长因子-1（IGF-1）是与肌腱的修复生长有关生长因子，其是AKT磷酸化的强激活因子，可以激活AKT以促进胶原蛋白II的合成，另外IGF-1可以通过激活PI3K和细胞外信号调节激酶（ERK）和促进细胞周期的表达，并抑制金属蛋白酶13（MMP13）的表达。李刚[31]等研究发现，PI3KmRNA和AKTmRNA及IL-1β﹑TNF-α等炎性因子广泛存在于KOA大兔模型血清中，这可能与PI3K /Akt 信号通路介导KOA炎症反应发生有关；商连斌[32]等发现在生理状态下大兔血清中正常表达PI3K和AKT在KOA状态下显著增加，证明了PI3K /Akt 信号通路在KOA炎症反应中的重要作用。

中医学对膝骨关节炎的认识

中医学多将 KOA 归为“痹症”中的“膝痹”，“痹症”最早出现于《内经》，《素问·痹论》记载：“风寒湿三气杂至，合而为痹也”；“所谓痹者，各以其时，重感风寒湿之气也”。中国2018年发布的《膝骨关节炎中西医结合诊疗指南》[33]中将KOA分为气滞血瘀型，风寒湿痹型，肝肾亏虚型和湿热蕴结型4个证候类型，认为本虚标实为KOA的主要病机，本虚以正气亏虚为主，标实以实邪痹阻为主。《素问·长刺节论》曰：“病在骨，骨重不可举，骨髓痠痛，寒气至，名曰骨痹。” 肝藏血主筋，若肝血亏虚不能濡养筋脉，则易致肢体筋脉拘挛﹑麻木，关节屈伸不利；《素问·逆调论》曰：“肾不生则髓不能满。”肾为先天之本也，可主骨生髓，濡养筋脉﹑关节，上述论述简明扼要说明了KOA的发生发展与机体肝肾亏虚密切相关，正气亏虚，外感风寒实邪侵犯郁而化热等因素致机体正虚邪凑。李盛华教授认为KOA发生的关键在于“虚”与“邪”两个方面，肝肾亏虚致机体正虚情况下，外邪乘虚而入，侵袭机体，致气滞血瘀，寒凝经脉，经络痹阻，郁热化热[34]。邓运明教授将现代医学研究成果与中医理论有机结合后提出KOA的核心病机为“正气虚弱﹑肝肾亏损”，认为肝肾亏虚，外邪侵入后KOA久延反复，则致机体气虚或阳虚；气虚则风寒湿等实邪进一步侵犯机体日久进而演变为瘀血﹑湿热；瘀血﹑湿热等邪气内停相互博结，日久化“毒”。毒邪耗伤正气，正气虚则毒邪胜，由此形成恶性循环[35]。总之，无论何种病因导致KOA的发生，KOA的发生与局部炎症反应以及合成代谢过程异常破坏软骨稳态的发生具有相关性，研究发现，IL-1β，TNF-α等炎性因子可通过引发软骨细胞氧化还原状态的失衡，引起炎症反应和软骨细胞凋亡来破坏软骨稳态，进一步诱发KOA的发生。李朋等人通过观察补肝肾活血协定方治疗肝肾亏虚型KOA临床观察中发现，所观察肝肾亏虚KOA患者中，观察组患者服用补肝肾活血协定方后炎性因子TNF-α﹑MMP-3﹑IL-1β水平较治疗前有所降低且症状改善明显[36]。

综上可见现代医学对KOA炎症的认识与中医“肝肾亏虚”理论的认识具有一致性。因此运用“扶正祛邪”理论从炎症角度探讨补益肝肾类中药复方对KOA的干预具有可行性，以达到“正胜邪自祛”的效果。

补益肝肾类中药复方防治KOA

现代诸多医家[37-38]认为 KOA 以正虚邪盛为基本病机，肝肾亏虚日久导致机体气血亏虚为本，风寒湿﹑血瘀为标，病变涉及肝﹑脾﹑肾三脏。治则以补益肝肾﹑强筋健骨﹑益气养血等法治本，用舒筋活血﹑温经祛寒﹑通络止痛等法治标。多项现代药理学研究表明补益肝肾类中药牛膝其活性成分牛膝总皂苷具有抑制促炎因子IL-1β和TNF-α的表达，抑制软骨细胞凋亡及促进软骨细胞增殖﹑减轻滑膜炎症等 KOA 的病理生理过程且相关动物实验已经证实这些作用可能与PI3K/AKT﹑TLR4/NF-κB等信号通路有关[39]；邝高艳等人研究发现，加味独活寄生汤有效成分具有改善 KOA 患者关节液中 IL-1，IL-6，TNF-α 及NO 的含量，推测其机制可能与通过调控 Wnt/β-catenin 信号通路，影响 Wnt 蛋白的表达，从而抑制炎症反应有关[40]；颜春鲁[41]等对120只KOA大鼠应用补益肝肾类复方右归丸干预后得出，各组大鼠软骨组织中IL-6/信号转导和STAT3信号通路中的IL-6 和STAT3 m RNA和蛋白活性量有不同程度的降低，通过补益肝肾类中药复方右归丸在KOA大鼠的治疗上取得了良好的效果；动物实验发现[42]补益肝肾类复方右归丸能够直接或间接影响PI3K /Akt /NF-κB 信号通路，调节PI3K /Akt /NF-κB相关下游信号分子PI3K，p Akt和 NF-κB的表达水平，从而抑制炎KOA 的炎性反应，达到缓解软骨损伤，减轻KOA兔模型的症状。李志敏[43]等人研究发现益肾祛痹汤具有明显降低肝肾亏虚型KOA 患者关节液中炎性因子 TNF-α﹑IL-1β及 IL-6 表达水平，且患者相关的 Lequesne 指数评分﹑WOMAC 评分及 VAS 评分也明显下降，表明益肾祛痹汤不仅可以减轻 KOA患者炎症反应， 还能逆转软骨和滑膜的降解， 进而改善 KOA 患者的膝关节功能。

小 结

随着现代化医学的发展，中医药在治疗KOA已经充分展现了自身的特色与优势。目前关于干预炎症信号通路防治疾病的研究已经成为现代学者研究的热点，大量研究发现，KOA病变过程中的炎症反应在病理﹑病机与治疗方面与正气亏虚密切相关，而补益肝肾类中药复方能够干预机体内炎症反应的表达，为此，我们应从中医药调节与KOA相关炎症信号通路为切入点，在充分发挥中医理论特色的基础上，应运用现代科学技术，探索出一条以中医药干预炎症反应的新思路，为治疗KOA提供新靶点及思路，进一步丰富中医药内涵，推进中医药现代化。