淫羊藿苷在激素性股骨头坏死中的应用

胡元一 ，张启栋 ，王卫国 ⋆

（1.北京中医药大学，北京 100029；2.中日友好医院 骨科，北京 100029）

股骨头坏死 （osteonecrosis of femoral head，ONFH）是骨科常见病和难治性疾病，又称股骨头缺血性坏死，是指股骨头血供中断或受损，引起骨髓成分改变、骨细胞死亡及随后的修复，继而导致股骨头结构改变，股骨头塌陷，关节功能障碍的疾病。本病多见于35岁～55岁青壮年，是中青年致残的主要原因之一，给患者家庭及社会带来严重负担。据流行病学报告估计，我国非创伤性ONFH患者有800多万，大剂量糖皮质激素的应用是非创伤性ONFH的主要原因。尽管现在对激素性股骨头坏死（steroid-induced avascular necrosis of femoral head，SANFH）发病机制尚不能完全阐明，但普遍认为是由于长期或大量不规范的使用激素，引起脂质代谢紊乱及激素性骨质疏松，继而引起了血液循环障碍，造成骨细胞、骨髓造血细胞的死亡，最终造成SANFH。

淫羊藿是目前最常用的治疗ONFH的中药，其药性辛、甘、温，归肾、肝经。李时珍在《本草纲目》中描述其具有“坚筋骨，补腰膝，坚气力”的功效，治疗“一切冷风劳气，筋骨挛急，四肢不仁”。淫羊藿苷（Icariin，ICA）为植物淫羊藿的提取物，分子式为C33H40O15，分子量为 676.66，结构上属于8-异戊烯基黄酮醇苷类化合物[1]。近年来淫羊藿苷治疗SANFH是最新研究热点，为此本文对其最新研究进展予以综述。

1 基础研究

1.1 淫羊藿苷对间充质干细胞的影响

在人体骨骼分化及生长发育过程中，骨髓间充质干细胞（bone marrow mysenchymal stem cells，BMSCs）在人类胚胎及新生儿期极为丰富，且主要分化为成骨细胞，但随着年龄的增长，BMSCs逐渐分化成脂肪细胞，对于成骨细胞的分化随之下降，此时使得骨质疏松症的发病率大大增加，导致最终造成ONFH。鲍远等[2]用淫羊藿苷作用于BMSCs，通过逆转录聚合酶链式反应检测runx2、ocn和osx基因的表达情况，以及通过茜素红染色检测成骨细胞分泌的钙结节数量，实验发现淫羊藿苷均能促进成骨分化相关基因的表达并且能明显增加钙结节沉积及显著促进骨小梁的生成。杨志烈等[3]通过MTT法检测结合碱性磷酸酶染色，确定淫羊藿苷对环磷酰胺导致的BMSCs成骨分化障碍的最佳保护剂量，实验结果表明环磷酰胺能导致小鼠BMSCs分化障碍，在100μmol/L浓度的淫羊藿苷对其保护作用最佳，而这种保护作用可能与淫羊藿苷激活Wnt/β-连环蛋白信号通路有关。Fu等[4，5]通过不同浓度的淫羊藿苷对分离的大鼠BMSCs培养，结果表明低剂量的淫羊藿苷能通过上调Runx2的信使核糖核酸 （messenger ribonucleic acid，mRNA）的表达水平来促进BMSCs成骨细胞的分化，从而促进新生成的成骨细胞的成熟。谢小伟等[6]发现淫羊藿苷及锶盐可以在一定程度上减少超生理剂量糖皮质激素对Wnt信号通路的抑制作用，进而促进BMSCs成骨分化、抑制其成脂分化。

1.2 淫羊藿苷对成骨细胞的影响

成骨细胞通过分化为骨细胞促进骨生长，具有骨基质合成、分泌和矿化的作用。糖皮质激素对成骨细胞的影响体现在其抑制成骨细胞向骨细胞的分化，以及降低骨细胞的合成代谢而引起细胞凋亡，进而减少新骨的形成，使糖皮质激素诱导的成骨细胞凋亡成为导致SANFH的原因之一，因此促进成骨细胞的活化，提高成骨细胞的活性成为治疗SANFH的途径之一。李新建等[7]通过对造模的家兔进行骨密度测量及股骨头切片染色，发现淫羊藿苷能够降低ONFH家兔血液中的胆固醇及甘油三酯含量，同时可参与骨代谢，促进体内成骨细胞增殖及分化成熟、抑制破骨细胞活性。Zhang等[8]调查了成骨细胞在淫羊藿苷的存在下的基因表达谱，以及淫羊藿苷对成骨细胞分化的影响，通过细胞化学分析，实时定量聚合酶链式反应和免疫印迹分析评估在成骨细胞分化期间表达的细胞和分子标志物，结果表明淫羊藿苷可能通过雌激素受体起作用，可刺激成骨细胞的分化和矿化调节破骨细胞的分化，并抑制成骨细胞的成脂分化，通过雌激素受体介导的途径增加已分化成熟的成骨细胞数量，从而达到治疗骨质疏松的作用，最终可以延缓或治疗ONFH。马小妮等[9]对原代培养的大鼠颅骨成骨细胞加入淫羊藿苷不同时间后，检测其基因表达及细胞内的钙离子浓度，发现淫羊藿苷可能是通过诱导OSX、Runx-2、ALP和CollagenⅠ基因表达，提高CollagenⅠ蛋白表达量及细胞内钙离子浓度来促进成骨细胞骨形成。Zhang等[10]通过构建小鼠成骨细胞MC3T3-E1培养系统，研究淫羊藿苷对成骨细胞系统中的活性的影响，结果发现淫羊藿苷可以提高MC3T3细胞RAW264.7细胞的成骨活性，同时可抑制成骨细胞培养中BMSCs的成脂分化，促进成骨分化，进而起到防治SANFH的作用。Lin等[11]也通过建立小鼠成骨细胞MC3T3-E1培养系统，检测出淫羊藿苷通过抑制碱性磷酸酶表达和提高骨钙素表达提高成骨细胞增殖能力，同时通过抑制亮氨酸拉链蛋白的mRNA表达，抑制破骨细胞的成熟激活。

1.3 淫羊藿苷对破骨细胞的影响

破骨细胞是骨细胞的一种，具有骨吸收的功能，与成骨细胞在功能上相对应，并且共同存在以维持骨代谢的稳态。糖皮质激素可通过促进破骨细胞介导的骨吸收增强使破骨细胞的活性增加，其数量也相对增加，对失去保护的骨小梁吸收加快，导致骨小梁因吸收过度变的细小稀疏，发展成骨质疏松症，最终导致股骨头的坏死塌陷，因此抑制破骨细胞的分化形成及其骨吸收作用对SANFH具有良好的治疗作用。吕明波等[12]通过观察淫羊藿苷对体外培养小鼠破骨细胞基质金属蛋白酶-9（MMP-9）、组织蛋白酶K（CK）mRNA 表达，经与空白对照组比较，发现 10～5mol／L的淫羊藿苷可明显下调MMP-9mRNA的表达（P＜0.05），但对CK mRNA的表达无明显影响（P＞0.05），认为淫羊藿可以通过下调MMP-9基因表达，从而抑制破骨细胞的分化形成及骨吸收。邵洪国等[13]通过研究淫羊藿苷对钛颗粒诱导炎症性骨溶解的治疗作用，发现淫羊藿苷能够降低磨损颗粒引起的炎症反应，抑制破骨细胞活化，减轻骨溶解。

1.4 淫羊藿苷对血管内皮细胞的保护性研究

研究表明，血管内皮损伤引起的骨内微循环障碍是造成骨坏死的重要原因，因此对于保护血管内皮细胞的研究将成为临床防治SANFH重要方向[14]。王佰亮等[15]通过在体外建立糖皮质激素诱导骨微血管内皮细胞 （human bone microvascular endothelial cell，HBMEC）损害的模型，探讨淫羊藿苷对糖皮质继续所致HBMEC损害的保护作用，研究发现淫羊藿苷能保护激素诱导的HBMEC损害，使细胞生存率明显提高，从而抑制了HBMEC死亡，对防治ONFH起到关键作用。赵丁岩等[16，17]先后探讨了淫羊藿苷对激素诱导HBMEC蛋白质及微小RNA表达的影响，研究发现淫羊藿苷可提高促血管生成因子的表达，抑制炎性因子IL-4表达，同时可有效预防激素诱导HBMEC引起的miR-23b表达失衡，从而具有防治SANFH的作用。

2 应用研究

目前髓芯减压术在治疗早期未塌陷SANFH应用最为广泛，应用髓芯减压术可清除坏死骨、降低骨内压、促进股骨头血液循环。李磊[18]对兔ONFH模型分为空白对照组、模型组、髓芯减压治疗组、髓芯减压联合BMSCs移植治疗组、髓芯减压联合淫羊藿苷诱导形成BMSCs治疗组，随后于术后2周、4周、8周随机取3只实验兔在麻醉下行X线、螺旋CT检查，并解剖取材行Micro-CT检查，Micro-CT三维重建及骨微观结构参数计算、病理组织学HE染色、免疫荧光等技术检测ONFH区的修复情况，研究初步证实了注入淫羊藿苷诱导的BMSCs配合髓芯减压术明显促进了ONFH的修复。除了髓芯减压术外，多孔磷酸三钙（TCP）支架同样广泛用于骨损伤修复和ONFH。多孔TCP支架具有良好的生物相容性、力学相容性及药物缓释载体作用，它能为诱导生长出新的骨小梁，并能促进新骨形成，从而达到了治疗SANFH的目的。Xie等[19]将淫羊藿苷装载到多孔TCP支架中，用得到的多孔ICA/TCP复合材料进行了治疗兔ONFH的研究，用多孔ICA/TCP支架（组A），多孔TCP支架（组B）和自体松质骨移植物（C组）处理兔子。12周后发现A组新生骨量明显高于B组，A组修复缺损的平均组织学和放射学评分显着高于B组，但低于C组，结果证实淫羊藿苷可以联合多孔TCP支架技术用于修复骨损伤，治疗ONFH。另外Zhang等[20]通过对大鼠的实验证实了ICA/β-TCP支架具有用于骨缺损修复的潜力，Qin等[21]通过研究表明，生物活性复合多孔聚乳酸-羟基乙酸共聚物/磷酸三钙支架结合淫羊藿苷显示出了增强手术后中心减压骨缺损的修复并且防止双足类固醇相关性骨坏死鸸鹋模型中股骨头塌陷的潜力。

3 临床应用

淫羊藿苷不仅可以促进骨形成，而且可以抑制骨吸收，从而以双重活性发挥治疗SANFH作用。在中医学中，SANFH 当属“骨痹”、“骨痿”、“历节”等范畴，有着悠久的历史，治疗上当以滋补肝肾，活血通络，强筋健骨为主，尤其对于早期的防治显示出一定的优势。我国中药资源丰富，其中不乏强筋健骨类的中药，其中含有大量促进骨形成及抑制骨吸收的有效成分淫羊藿苷，应用现代科技将其分离提纯制备的中成药是治疗SANFH的重要途径之一。目前市面上主要应用淫羊藿苷的中成药物有仙灵骨葆胶囊、骨康口服液、补肾壮骨颗粒、骨疏灵胶囊、复方淫羊藿颗粒等，其中应用最多的是仙灵骨葆胶囊。邢磊等[22]通过干预去卵巢大鼠骨质疏松动物模型，证实了仙灵骨葆胶囊可抑制骨吸收，促进骨形成，降低去卵巢大鼠骨转换水平，继而阻止其骨量丢失。盖自宽等[23]和蒋国民[24]均观察分析了仙灵骨葆胶囊在股骨颈骨折后再发ONFH中的应用，通过治疗组及对照组的不同表现，发现应用仙灵骨葆胶囊操作简单，创伤小，能有效降低再发ONFH的几率，并取得明显疗效。高利峰等[25]也证实了仙灵骨葆胶囊可改善血液高凝状态，对早期SANFH起到一定的干预作用。中日友好医院骨坏死与关节保留重建中心联合10家大型医院参与，贵州同济堂仙灵骨葆胶囊干预治疗糖皮质SANFH疗效的前瞻性研究项目支持，结果显示，仙灵骨葆治疗的患者血浆纤维蛋白原明显降低（P＜0.01），凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间明显延长（P＜0.05），仙灵骨葆胶囊可改善血液高凝状态，对早期SANFH起到一定的干预作用。

4 小结

目前ONFH的治疗并无统一标准，因此其重点主要在早期诊断及早期治疗，争取在股骨头塌陷前调解脂质代谢、促进骨细胞修复、防止骨质疏松，以达到防止或延缓塌陷的目的。经研究，淫羊藿苷具有诱导BMSCs成骨分化，抑制成脂分化，促进成骨细胞增殖及分化成熟，抑制破骨细胞成熟激活，防止HBMEC损害，同时还可以搭配现代复合材料及制备为中成药进行SANFH的治疗。随着科学技术的不断发展，以及分子生物学及生物基因工程技术的不断成熟，临床应用淫羊藿苷将更加安全、实用、经济，在SANFH的临床治疗中发挥更大的作用。

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