类风湿关节炎骨破坏作用机制及中医药治疗研究进展

赵磊 万磊 刘健 黄传兵 马熙檬 朱子衡 李舒 谌曦 范海霞 葛瑶 刘天阳 刘磊李明

1.安徽中医药大学研究生院，安徽 合肥 230031 2.安徽中医药大学第一附属医院风湿科，安徽 合肥 230031

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种病因尚未完全明确的慢性自身免疫性炎症性疾病，炎症始于关节滑膜，导致软骨、骨和其他邻近组织的破坏，并形成血管翳。RA骨破坏多与破骨细胞和成骨细胞的相互作用密切相关，当成骨细胞的骨形成不及破骨细胞的骨吸收时，即导致骨破坏及骨质疏松。尽管类风湿关节炎的临床治疗取得了长足进展，但现有的传统治疗效果并不令人满意[1]。因此，需要探索更加安全可靠的治疗方式，中医药在RA骨破坏的治疗过程中取得了较好的临床疗效，正好弥补了传统RA治疗药物所存在的缺陷。

1 类风湿关节炎骨破坏发病机制

1.1 细胞因子/趋化因子在RA骨破坏中的作用

1.1.1细胞因子：研究发现，TNF-α能直接促进核因子-κB受体活化因子配体(receptor activation for nuclear factor-κB ligand，RANKL)的表达，促进破骨细胞的生成及炎症状态下的骨吸收[2]。通过抑制TNF-α，可以减少机体破骨细胞的数量，从而减轻RA炎症和软骨的破坏[3]。IL-17不仅能够通过激活细胞核因子κB受体活化因子( receptor activator of the nuclear factor kappa B，RANK)-护骨素系统诱导破骨细胞形成，还能诱导IL-1和TNF-α的表达间接促进破骨细胞形成，并与TNF-α一起在破骨细胞分化和骨吸收中起协同作用[4-5]。Li等[6]研究发现RA患者血浆IL-34水平显著高于健康对照组，且与疾病活动性评分、超声骨侵蚀呈显著正相关。在RA中，IL-6能通过刺激关节白细胞的募集，促进破骨细胞的成熟和活化，刺激滑膜组织增殖，导致关节损伤，造成人体内骨量丢失加剧，诱发骨质疏松[7]。当IL-6基因敲除后，小鼠的骨痂形成延迟，破骨细胞密度降低[8]。

1.1.2趋化因子：在RA中的侵蚀性阶段，CCL21通过刺激M1巨噬细胞极化导致IL-6和IL-23转录增加，同时使原始T细胞分化为Th17细胞，驱动Th17细胞促进RA破骨细胞的形成，使关节炎症发展至骨侵蚀。通过阻断IL-6、IL-23或IL-17的功能，会削弱CCL21的破骨细胞形成能力[9]。同时，有研究表明，CCL21能促进破骨细胞迁移和吸收的活性，进而促进破骨细胞在活体小鼠颅骨模型中的骨吸收[10]。破骨细胞分化基因表达谱显示趋化因子CCL4通过PI3K途径介导RANKL诱导破骨细胞的迁移和侵袭，从而导致骨破坏和骨侵蚀[11]。CCL3是一种诱导巨噬细胞向炎症关节转运的趋化因子，能够促进破骨细胞的生成从而造成骨破坏和骨量丢失，当CCL3被抑制时能减少破骨细胞的形成，减轻关节炎症及相关的骨量丢失[12]。

1.2 非编码RNA在RA骨破坏中的作用

1.2.1微小RNA(MiRNA)：参与破骨细胞的miRNAs被广泛的分为正向分化调节因子和负向分化调节因子。如miR-29家族通过抑制G蛋白耦联受体85(GPR85)和CD93(巨噬细胞特异性基因转录体)来引导骨髓前体向破骨细胞分化，促进骨破坏。miR-30a能靶向作用于小鼠骨髓前体细胞，抑制树突状细胞-特异性跨膜蛋白的表达，减少破骨细胞数量，抑制基质吸收，从而抑制骨破坏[13-14]。在大鼠模型中，下调miR141能够诱导升高股骨头组织中OPG、骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2，BMP2)等表达，促进成骨细胞活性，抑制破骨细胞活性，从而上调转化生长因子β2的表达，缓解股骨头坏死[15]。刘喜德等[16]研究表明温化蠲痹方能通过上调RA患者外周血单个核细胞DNA甲基化转移酶，同时降低miRNA-146a表达水平，影响下游靶基因的表达从而达到治疗RA的目的。

1.2.2长链非编码 RNA(long noncoding RNA，lncRNA)：目前已发现大量的lncRNAs在RA中表达异常，且与RA的疾病活动性相关。如LNC-AK077216可在抑制破骨细胞前体细胞凋亡的同时调节破骨细胞形成。T细胞核因子1是破骨细胞生成过程中必不可少的转录因子，LNC-AK077216通过促进T细胞核因子1的表达，促进破骨细胞的形成，导致骨破坏，造成骨量丢失[17]。在小鼠实验中，lncRNA-NEAT1能够抑制成骨细胞的形成，促进巨噬细胞系RAW264.7向破骨细胞分化，从而导致骨破坏，造成骨质疏松[18]。lncRNA-MIR22HG在人骨髓间充质干细胞成骨分化过程中的表达上调，可通过下调磷酸酶和紧张素同源蛋白激活AKT信号通路促进成骨分化，当敲除MIR22HG基因后，体外和体内的成骨分化均受到抑制[19]。

1.2.3环状RNA(circRNA)：circRNA在RA的发病过程中发挥重要作用[20]，BMP2在诱导成骨分化中起重要作用，目前已发现多种circRNA可增强其表达，如circRNA 0048211能够负性靶向作用于miRNA-93-5p及circRNA 0016624后与miR-98 海绵结合，增强BMP2的表达，刺激DNA的合成及表达，从而促进骨髓间充质干细胞定向分化为成骨细胞，促进骨的形成，抑制骨破坏，预防骨质疏松[21-22]。在小鼠模型中，研究表明 circRNA 28313通过发挥ceRNA的作用，解除miR-195a对集落刺激因子1(colony stimulating factor 1，CSF1) 的抑制，调节骨髓间充质干细胞的破骨细胞分化，促进骨破坏和骨吸收，当敲除circRNA 28313基因后，这种作用也会被显著抑制[23]。

1.3 信号通路在RA骨破坏中的作用

1.3.1Wnt/β-catenin信号通路：Wnt信号通路通过与其他信号通路的交联，调节软骨细胞和成骨细胞的分化和功能，从而影响软骨和骨的代谢，进而直接或间接的调节骨破坏[24]。硬化蛋白(sclerostin，SOST) 是骨细胞的特征性标志物，能够抑制骨形成。SOST基因的降低可以激活Wnt/β-catenin信号通路，促进骨形成，抑制骨量丢失，从而减少骨损伤[25]。血管活性肠肽通过激活Wnt/β-catenin信号通路，在骨髓间充质干细胞骨修复过程中发挥重要的成骨作用，还可通过促进骨髓间充质干细胞分化为成骨和血管，促进体内骨修复[26]。淀粉样蛋白β肽可激活人骨髓间充质干细胞Wnt/β-catenin信号转导，显著提高成骨前细胞的碱性磷酸酶活性，降低破骨前细胞的碱性磷酸酶活性，促进成骨细胞的分化并抑制破骨细胞的形成，从而减缓骨破坏的发生[27]。王大伟等[28]研究发现补肾益气活血中药复方能调节和改善Wnt3a蛋白的表达,激活Wnt3a/β-catenin信号传导通路，促进成骨细胞分化，抑制破骨细胞，起到防治骨质疏松症的作用。

1.3.2PI3K/AKT信号通路：PI3K/AKT信号通路能够参与破骨细胞的生成和分化加重骨侵蚀和骨破坏的发生[29]。B淋巴细胞诱导成熟蛋白-1(B lymphocyte induced maturation protein-1，Blimp1)在破骨细胞的分化和功能中起着至关重要的作用，TNF-α能够通过PI3K/AKT信号通路提高破骨细胞分化过程中Blimp1的表达，当PI3K/AKT信号通路被阻断，破骨前体细胞中沉默Blimp1可明显减弱TNF-α对破骨细胞生成的刺激作用，从而造成破骨细胞生成减少，延缓骨破坏的发生[30]。PI3K/AKT信号通过激活NF-κB通路促进成骨前细胞的增殖、分化和基质金属蛋白酶-13(matrix metalloproteinase-13，MMP-13)的表达，当PI3K/AKT信号抑制剂LY294002被使用后，MMP-13的诱导作用可被减弱，从而减轻关节软骨退变，减弱骨侵蚀和骨破坏[31]。于冬冬等[32]研究表明中药复方鹿角胶丸能促进AKT磷酸化，通过PI3K/AKT通路促进破骨细胞凋亡，当加入LY294002后鹿角胶丸的促AKT磷酸化作用被抑制。

1.3.3RANKL/RANK/OPG信号通路：RANKL/RANK通路可参与破骨细胞的活性和形成，OPG通过与RANKL结合，起到骨保护的作用，防止额外的吸收。RANKL和OPG之间的失衡可能导致过度的骨吸收[33]。Quaking(QKI)是一种RNA结合蛋白，QKI的缺乏能放大NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)信号转导通路，进而上调T细胞核因子C1(nuclear factor of activated T cells-1，NFATc1)的活化，实现破骨细胞的促破骨作用。除此之外，QKI缺乏还可通过炎性微环境抑制成骨细胞的形成，破坏骨代谢平衡[34]。IL-20对破骨前细胞的增殖和凋亡有不同的调节作用，IL-20可通过激活OPG/RANKL/RANK轴对破骨细胞进行差异性调控，显著促进破骨细胞的形成和骨吸收，并抑制OPG的表达，造成骨破坏和骨量丢失[35]。张峻玮等[36]研究发现中药骨碎补能够通过调节骨髓间充质干细胞OPG、RANKL的表达，激活OPG/RANKL/RANK信号通路从而抑制破骨细胞的分化和成熟。

2 中医药治疗骨破坏研究

2.1 中医辨证论治

RA归属于中医疾病“尪痹”，RA骨破坏属于中医“骨痹”的范围，参照《类风湿关节炎病证结合诊疗指南》，结合临床症状，主要可以分为风湿痹阻证、寒湿痹阻证、湿热痹阻证、痰瘀痹阻证、 瘀血阻络证、气血两虚证、肝肾不足证、气阴两虚证等8个证型，针对这8个证型，分别予以祛风除湿、通络止痛；温经散寒、祛湿通络；清热除湿、活血通络；化痰通络、活血行瘀；活血化瘀、通络止痛；益气养血、通经活络；补益肝肾、蠲痹通络；益气养阴、通络止痛的治法[37]。

2.2 中药单体/单味中药

在RA骨破坏的治疗中，中药单体发挥着独特的作用，如槲皮素能够抑制RANKL、RANK及IL-8、IL-17、TNF-α等细胞因子的产生，增加OPG的表达，抑制破骨细胞的活化和形成，减轻骨破坏[38-39]。雷公藤甲素能够下调细胞凋亡抑制蛋白，进而促进破骨细胞前体凋亡，减少破骨细胞数量，从而有效防治RA骨破坏[40]。青藤碱能够抑制各种促炎因子的表达，增加RANKL/OPG的比例，抑制NF-κB信号通路，降低NFATc1的表达，进而抑制破骨细胞的分化及成熟，延缓RA骨破坏的进展[41]。有研究表明，杜仲能够通过上调OPG/RANKL的比值，使破骨细胞的分化和成熟被抑制，促进成骨作用，抑制骨破坏和骨吸收[42]。

2.3 中药复方

武占成等[43]研究证明二虫通络散能明显抑制RA骨病变患者血清TNF-α、IL-6水平，从而抑制炎性反应，减轻关节滑膜炎性损伤，防止骨质破坏。二妙散能显著降低佐剂性关节炎大鼠血清中IL-17A、TNF-α和IL-6水平，从而抑制其骨关节的破坏，改善症状[44]。李贞宗等[45]研究证明蠲痹颗粒能够抑制IL-17、IL-6、IFN-γ等细胞因子的产生，同时上调IL-10，具有明显的抗炎作用，从而延缓RA患者的局部炎症及骨损害。朱俊[46]研究证明护骨胶囊能在升高血清OPG水平的同时降低RANKL水平，通过调节OPG/RANKL/RANK系统使破骨作用受到抑制，缓解骨破坏。

2.4 其他

在RA骨破坏的其他治疗方法包括针灸疗法、涂抹疗法、熏洗法、贴敷疗法、穴位注射等[47]。如通过针刺综合疗法能够从调节细胞免疫功能、减少RA特异性代谢产物、延缓骨破坏等方面减轻RA患者症状[48]。王洋等[49]研究表明，通过熏洗疗法能明显降低大鼠模型血清IL-1β、TNF-α水平，具有调节免疫、改善关节功能的作用。全健等[50]研究表明通过穴位注射配合桂枝芍药知母汤加减能够通过抗炎、镇痛及免疫抑制等作用改善患者关节肿痛，恢复正常生活劳动。

3 展望

随着医学的不断发展，对于RA的病理生理及其骨破坏的作用机制也在更加深入地了解。RA最终结局都会导致不同程度的骨损伤和骨破坏，因此积极有效的治疗尤为重要，目前中医药的各种疗法逐渐被重视，且在RA治疗方面取得了不少成效，随着临床的不断深入研究，中医药在RA骨破坏方面的作用机制也被研究得更加深入。因此，需要更加深入的研究并结合现代科学理论及技术，为中医药在治疗RA骨破坏的道路奠定更加科学的理论基础。