淫羊藿苷在激素性股骨頭壞死中的應(yīng)用

胡元一 ，張啟棟 ，王衛(wèi)國 ?

（1.北京中醫(yī)藥大學(xué)，北京 100029；2.中日友好醫(yī)院 骨科，北京 100029）

股骨頭壞死 （osteonecrosis of femoral head，ONFH）是骨科常見病和難治性疾病，又稱股骨頭缺血性壞死，是指股骨頭血供中斷或受損，引起骨髓成分改變、骨細(xì)胞死亡及隨后的修復(fù)，繼而導(dǎo)致股骨頭結(jié)構(gòu)改變，股骨頭塌陷，關(guān)節(jié)功能障礙的疾病。本病多見于35歲～55歲青壯年，是中青年致殘的主要原因之一，給患者家庭及社會(huì)帶來嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。據(jù)流行病學(xué)報(bào)告估計(jì)，我國非創(chuàng)傷性O(shè)NFH患者有800多萬，大劑量糖皮質(zhì)激素的應(yīng)用是非創(chuàng)傷性O(shè)NFH的主要原因。盡管現(xiàn)在對激素性股骨頭壞死（steroid-induced avascular necrosis of femoral head，SANFH）發(fā)病機(jī)制尚不能完全闡明，但普遍認(rèn)為是由于長期或大量不規(guī)范的使用激素，引起脂質(zhì)代謝紊亂及激素性骨質(zhì)疏松，繼而引起了血液循環(huán)障礙，造成骨細(xì)胞、骨髓造血細(xì)胞的死亡，最終造成SANFH。

淫羊藿是目前最常用的治療ONFH的中藥，其藥性辛、甘、溫，歸腎、肝經(jīng)。李時(shí)珍在《本草綱目》中描述其具有“堅(jiān)筋骨，補(bǔ)腰膝，堅(jiān)氣力”的功效，治療“一切冷風(fēng)勞氣，筋骨攣急，四肢不仁”。淫羊藿苷（Icariin，ICA）為植物淫羊藿的提取物，分子式為C33H40O15，分子量為 676.66，結(jié)構(gòu)上屬于8-異戊烯基黃酮醇苷類化合物[1]。近年來淫羊藿苷治療SANFH是最新研究熱點(diǎn)，為此本文對其最新研究進(jìn)展予以綜述。

1 基礎(chǔ)研究

1.1 淫羊藿苷對間充質(zhì)干細(xì)胞的影響

在人體骨骼分化及生長發(fā)育過程中，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow mysenchymal stem cells，BMSCs）在人類胚胎及新生兒期極為豐富，且主要分化為成骨細(xì)胞，但隨著年齡的增長，BMSCs逐漸分化成脂肪細(xì)胞，對于成骨細(xì)胞的分化隨之下降，此時(shí)使得骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率大大增加，導(dǎo)致最終造成ONFH。鮑遠(yuǎn)等[2]用淫羊藿苷作用于BMSCs，通過逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)檢測runx2、ocn和osx基因的表達(dá)情況，以及通過茜素紅染色檢測成骨細(xì)胞分泌的鈣結(jié)節(jié)數(shù)量，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷均能促進(jìn)成骨分化相關(guān)基因的表達(dá)并且能明顯增加鈣結(jié)節(jié)沉積及顯著促進(jìn)骨小梁的生成。楊志烈等[3]通過MTT法檢測結(jié)合堿性磷酸酶染色，確定淫羊藿苷對環(huán)磷酰胺導(dǎo)致的BMSCs成骨分化障礙的最佳保護(hù)劑量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明環(huán)磷酰胺能導(dǎo)致小鼠BMSCs分化障礙，在100μmol/L濃度的淫羊藿苷對其保護(hù)作用最佳，而這種保護(hù)作用可能與淫羊藿苷激活Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路有關(guān)。Fu等[4，5]通過不同濃度的淫羊藿苷對分離的大鼠BMSCs培養(yǎng)，結(jié)果表明低劑量的淫羊藿苷能通過上調(diào)Runx2的信使核糖核酸 （messenger ribonucleic acid，mRNA）的表達(dá)水平來促進(jìn)BMSCs成骨細(xì)胞的分化，從而促進(jìn)新生成的成骨細(xì)胞的成熟。謝小偉等[6]發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷及鍶鹽可以在一定程度上減少超生理劑量糖皮質(zhì)激素對Wnt信號(hào)通路的抑制作用，進(jìn)而促進(jìn)BMSCs成骨分化、抑制其成脂分化。

1.2 淫羊藿苷對成骨細(xì)胞的影響

成骨細(xì)胞通過分化為骨細(xì)胞促進(jìn)骨生長，具有骨基質(zhì)合成、分泌和礦化的作用。糖皮質(zhì)激素對成骨細(xì)胞的影響體現(xiàn)在其抑制成骨細(xì)胞向骨細(xì)胞的分化，以及降低骨細(xì)胞的合成代謝而引起細(xì)胞凋亡，進(jìn)而減少新骨的形成，使糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的成骨細(xì)胞凋亡成為導(dǎo)致SANFH的原因之一，因此促進(jìn)成骨細(xì)胞的活化，提高成骨細(xì)胞的活性成為治療SANFH的途徑之一。李新建等[7]通過對造模的家兔進(jìn)行骨密度測量及股骨頭切片染色，發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷能夠降低ONFH家兔血液中的膽固醇及甘油三酯含量，同時(shí)可參與骨代謝，促進(jìn)體內(nèi)成骨細(xì)胞增殖及分化成熟、抑制破骨細(xì)胞活性。Zhang等[8]調(diào)查了成骨細(xì)胞在淫羊藿苷的存在下的基因表達(dá)譜，以及淫羊藿苷對成骨細(xì)胞分化的影響，通過細(xì)胞化學(xué)分析，實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和免疫印跡分析評估在成骨細(xì)胞分化期間表達(dá)的細(xì)胞和分子標(biāo)志物，結(jié)果表明淫羊藿苷可能通過雌激素受體起作用，可刺激成骨細(xì)胞的分化和礦化調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的分化，并抑制成骨細(xì)胞的成脂分化，通過雌激素受體介導(dǎo)的途徑增加已分化成熟的成骨細(xì)胞數(shù)量，從而達(dá)到治療骨質(zhì)疏松的作用，最終可以延緩或治療ONFH。馬小妮等[9]對原代培養(yǎng)的大鼠顱骨成骨細(xì)胞加入淫羊藿苷不同時(shí)間后，檢測其基因表達(dá)及細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度，發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷可能是通過誘導(dǎo)OSX、Runx-2、ALP和CollagenⅠ基因表達(dá)，提高CollagenⅠ蛋白表達(dá)量及細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度來促進(jìn)成骨細(xì)胞骨形成。Zhang等[10]通過構(gòu)建小鼠成骨細(xì)胞MC3T3-E1培養(yǎng)系統(tǒng)，研究淫羊藿苷對成骨細(xì)胞系統(tǒng)中的活性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷可以提高M(jìn)C3T3細(xì)胞RAW264.7細(xì)胞的成骨活性，同時(shí)可抑制成骨細(xì)胞培養(yǎng)中BMSCs的成脂分化，促進(jìn)成骨分化，進(jìn)而起到防治SANFH的作用。Lin等[11]也通過建立小鼠成骨細(xì)胞MC3T3-E1培養(yǎng)系統(tǒng)，檢測出淫羊藿苷通過抑制堿性磷酸酶表達(dá)和提高骨鈣素表達(dá)提高成骨細(xì)胞增殖能力，同時(shí)通過抑制亮氨酸拉鏈蛋白的mRNA表達(dá)，抑制破骨細(xì)胞的成熟激活。

1.3 淫羊藿苷對破骨細(xì)胞的影響

破骨細(xì)胞是骨細(xì)胞的一種，具有骨吸收的功能，與成骨細(xì)胞在功能上相對應(yīng)，并且共同存在以維持骨代謝的穩(wěn)態(tài)。糖皮質(zhì)激素可通過促進(jìn)破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收增強(qiáng)使破骨細(xì)胞的活性增加，其數(shù)量也相對增加，對失去保護(hù)的骨小梁吸收加快，導(dǎo)致骨小梁因吸收過度變的細(xì)小稀疏，發(fā)展成骨質(zhì)疏松癥，最終導(dǎo)致股骨頭的壞死塌陷，因此抑制破骨細(xì)胞的分化形成及其骨吸收作用對SANFH具有良好的治療作用。呂明波等[12]通過觀察淫羊藿苷對體外培養(yǎng)小鼠破骨細(xì)胞基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）、組織蛋白酶K（CK）mRNA 表達(dá)，經(jīng)與空白對照組比較，發(fā)現(xiàn) 10～5mol／L的淫羊藿苷可明顯下調(diào)MMP-9mRNA的表達(dá)（P＜0.05），但對CK mRNA的表達(dá)無明顯影響（P＞0.05），認(rèn)為淫羊藿可以通過下調(diào)MMP-9基因表達(dá)，從而抑制破骨細(xì)胞的分化形成及骨吸收。邵洪國等[13]通過研究淫羊藿苷對鈦顆粒誘導(dǎo)炎癥性骨溶解的治療作用，發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷能夠降低磨損顆粒引起的炎癥反應(yīng)，抑制破骨細(xì)胞活化，減輕骨溶解。

1.4 淫羊藿苷對血管內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)性研究

研究表明，血管內(nèi)皮損傷引起的骨內(nèi)微循環(huán)障礙是造成骨壞死的重要原因，因此對于保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞的研究將成為臨床防治SANFH重要方向[14]。王佰亮等[15]通過在體外建立糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)骨微血管內(nèi)皮細(xì)胞 （human bone microvascular endothelial cell，HBMEC）損害的模型，探討淫羊藿苷對糖皮質(zhì)繼續(xù)所致HBMEC損害的保護(hù)作用，研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷能保護(hù)激素誘導(dǎo)的HBMEC損害，使細(xì)胞生存率明顯提高，從而抑制了HBMEC死亡，對防治ONFH起到關(guān)鍵作用。趙丁巖等[16，17]先后探討了淫羊藿苷對激素誘導(dǎo)HBMEC蛋白質(zhì)及微小RNA表達(dá)的影響，研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷可提高促血管生成因子的表達(dá)，抑制炎性因子IL-4表達(dá)，同時(shí)可有效預(yù)防激素誘導(dǎo)HBMEC引起的miR-23b表達(dá)失衡，從而具有防治SANFH的作用。

2 應(yīng)用研究

目前髓芯減壓術(shù)在治療早期未塌陷SANFH應(yīng)用最為廣泛，應(yīng)用髓芯減壓術(shù)可清除壞死骨、降低骨內(nèi)壓、促進(jìn)股骨頭血液循環(huán)。李磊[18]對兔ONFH模型分為空白對照組、模型組、髓芯減壓治療組、髓芯減壓聯(lián)合BMSCs移植治療組、髓芯減壓聯(lián)合淫羊藿苷誘導(dǎo)形成BMSCs治療組，隨后于術(shù)后2周、4周、8周隨機(jī)取3只實(shí)驗(yàn)兔在麻醉下行X線、螺旋CT檢查，并解剖取材行Micro-CT檢查，Micro-CT三維重建及骨微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算、病理組織學(xué)HE染色、免疫熒光等技術(shù)檢測ONFH區(qū)的修復(fù)情況，研究初步證實(shí)了注入淫羊藿苷誘導(dǎo)的BMSCs配合髓芯減壓術(shù)明顯促進(jìn)了ONFH的修復(fù)。除了髓芯減壓術(shù)外，多孔磷酸三鈣（TCP）支架同樣廣泛用于骨損傷修復(fù)和ONFH。多孔TCP支架具有良好的生物相容性、力學(xué)相容性及藥物緩釋載體作用，它能為誘導(dǎo)生長出新的骨小梁，并能促進(jìn)新骨形成，從而達(dá)到了治療SANFH的目的。Xie等[19]將淫羊藿苷裝載到多孔TCP支架中，用得到的多孔ICA/TCP復(fù)合材料進(jìn)行了治療兔ONFH的研究，用多孔ICA/TCP支架（組A），多孔TCP支架（組B）和自體松質(zhì)骨移植物（C組）處理兔子。12周后發(fā)現(xiàn)A組新生骨量明顯高于B組，A組修復(fù)缺損的平均組織學(xué)和放射學(xué)評分顯著高于B組，但低于C組，結(jié)果證實(shí)淫羊藿苷可以聯(lián)合多孔TCP支架技術(shù)用于修復(fù)骨損傷，治療ONFH。另外Zhang等[20]通過對大鼠的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了ICA/β-TCP支架具有用于骨缺損修復(fù)的潛力，Qin等[21]通過研究表明，生物活性復(fù)合多孔聚乳酸-羥基乙酸共聚物/磷酸三鈣支架結(jié)合淫羊藿苷顯示出了增強(qiáng)手術(shù)后中心減壓骨缺損的修復(fù)并且防止雙足類固醇相關(guān)性骨壞死鴯鹋模型中股骨頭塌陷的潛力。

3 臨床應(yīng)用

淫羊藿苷不僅可以促進(jìn)骨形成，而且可以抑制骨吸收，從而以雙重活性發(fā)揮治療SANFH作用。在中醫(yī)學(xué)中，SANFH 當(dāng)屬“骨痹”、“骨痿”、“歷節(jié)”等范疇，有著悠久的歷史，治療上當(dāng)以滋補(bǔ)肝腎，活血通絡(luò)，強(qiáng)筋健骨為主，尤其對于早期的防治顯示出一定的優(yōu)勢。我國中藥資源豐富，其中不乏強(qiáng)筋健骨類的中藥，其中含有大量促進(jìn)骨形成及抑制骨吸收的有效成分淫羊藿苷，應(yīng)用現(xiàn)代科技將其分離提純制備的中成藥是治療SANFH的重要途徑之一。目前市面上主要應(yīng)用淫羊藿苷的中成藥物有仙靈骨葆膠囊、骨康口服液、補(bǔ)腎壯骨顆粒、骨疏靈膠囊、復(fù)方淫羊藿顆粒等，其中應(yīng)用最多的是仙靈骨葆膠囊。邢磊等[22]通過干預(yù)去卵巢大鼠骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型，證實(shí)了仙靈骨葆膠囊可抑制骨吸收，促進(jìn)骨形成，降低去卵巢大鼠骨轉(zhuǎn)換水平，繼而阻止其骨量丟失。蓋自寬等[23]和蔣國民[24]均觀察分析了仙靈骨葆膠囊在股骨頸骨折后再發(fā)ONFH中的應(yīng)用，通過治療組及對照組的不同表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用仙靈骨葆膠囊操作簡單，創(chuàng)傷小，能有效降低再發(fā)ONFH的幾率，并取得明顯療效。高利峰等[25]也證實(shí)了仙靈骨葆膠囊可改善血液高凝狀態(tài)，對早期SANFH起到一定的干預(yù)作用。中日友好醫(yī)院骨壞死與關(guān)節(jié)保留重建中心聯(lián)合10家大型醫(yī)院參與，貴州同濟(jì)堂仙靈骨葆膠囊干預(yù)治療糖皮質(zhì)SANFH療效的前瞻性研究項(xiàng)目支持，結(jié)果顯示，仙靈骨葆治療的患者血漿纖維蛋白原明顯降低（P＜0.01），凝血酶原時(shí)間、活化部分凝血活酶時(shí)間明顯延長（P＜0.05），仙靈骨葆膠囊可改善血液高凝狀態(tài)，對早期SANFH起到一定的干預(yù)作用。

4 小結(jié)

目前ONFH的治療并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此其重點(diǎn)主要在早期診斷及早期治療，爭取在股骨頭塌陷前調(diào)解脂質(zhì)代謝、促進(jìn)骨細(xì)胞修復(fù)、防止骨質(zhì)疏松，以達(dá)到防止或延緩塌陷的目的。經(jīng)研究，淫羊藿苷具有誘導(dǎo)BMSCs成骨分化，抑制成脂分化，促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖及分化成熟，抑制破骨細(xì)胞成熟激活，防止HBMEC損害，同時(shí)還可以搭配現(xiàn)代復(fù)合材料及制備為中成藥進(jìn)行SANFH的治療。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及分子生物學(xué)及生物基因工程技術(shù)的不斷成熟，臨床應(yīng)用淫羊藿苷將更加安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，在SANFH的臨床治療中發(fā)揮更大的作用。

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