独活寄生汤治疗膝骨性关节炎作用机制的现代药理学研究进展

苏晓琳 王江威 赵婉 杨炳友 匡海学 王秋红

[摘要] 独活寄生汤是应用于骨伤科类疾病的常用方剂，治疗膝骨性关节炎尤为广泛。笔者总结近十余年中外文献，对其治疗的作用机制进行分类、总结，发现该方剂不仅可以抑制炎症因子，影响氧化应激指标，而且在抑制基质金属蛋白酶、抑制软骨细胞凋亡、增加软骨胶原含量、影响微小RNA表达等方面发挥作用。随着其作用机制研究的不断深入，不但能拓寬该方剂的使用范围，而且能更清晰地指导临床医师精准用药。

[关键词] 膝骨性关节炎；独活寄生汤；作用机制；研究进展

[中图分类号] R684.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2018）03（a）-0036-04

[Abstract] Duhuo Jisheng Decoction is a common formula for curingorthopedic diseases， which is particularly extensive in the treatment of knee osteoarthritis. The author summarizes literatures at home and abroad in the nearly ten years， classifies and sums up the treatment mechanism， and finds that the formulae not only can inhibit inflammatory cytokines and affects oxidative stress indicators， but also plays an important role in the inhibition of matrix metalloproteinase， inhibition of chondrocyte apoptosis， increasing cartilage collagen content and influencing the expression of microRNA. With the further research of the mechanism， it can not only broaden the use of the formula， but also guide clinicians to use precise formula more clearly.

[Key words] Knee osteoarthritis； Duhuo Jisheng Decoction； Mechanism； Research progress

膝骨性关节炎是进行性、退行性关节疾病。患者的膝关节肿胀、疼痛、功能活动受到限制是该病症的主要临床表现，严重者出现生活不能自理，其病理特征主要为关节软骨退变及骨质硬化、关节间隙变窄滑膜细胞增生、骨小梁断裂、骨赘产生等。膝骨性关节炎是世界一大健康问题，随着人口老龄化以及肥胖人群比例的上升，该疾病影响面逐年扩大，与之伴随的是膝骨性关节炎患者家庭不断攀升的经济负担[1]。

独活寄生汤出自孙思邈的《备急千金要方》，由独活、桑寄生、杜仲、牛膝、细辛、秦艽、茯苓、肉桂心、防风、川芎、人参等几味药组成，主要治疗久痹所致的肝肾两虚、气血不足证。其中，独活为君药，治疗下筋骨间风寒湿邪之证。臣为肉桂、秦艽与细辛，肉桂通利血脉、温里祛寒；秦艽袪风湿舒筋；细辛通络止痛、散阴经风寒。《素问·痹论》云：“风寒湿三气杂至，合而为痹。……痹在于骨则重，在脉则血凝而不流。”此方剂广泛应用于骨痹之证，现代临床以膝骨性关节炎为主。笔者总结近十余年中外文献，现将其治疗膝骨性关节炎不同的作用机制予以分类、总结，为日后临床应用该方剂提供依据。

1 抑制炎症因子的释放

1.1 肿瘤坏死因子-α（TNF-α）

TNF-α作为一种由活化的巨噬细胞产生的17 kD大小的蛋白质，主要影响系统性炎症的细胞因子，包括IL-6、IL-8等[2]。血清中TNF-α的水平与关节腔变窄以及膝关节软骨丢失有关[3]。此外，其血清中的水平可以用来检测各种治疗药物的有效性[4]。张洁文等[5]发现患者口服独活寄生汤能有效降低患者血清中TNF-α含量，且效果优于硫酸氨基葡萄糖组。此外，陈卓[6]发现，独活寄生汤与对照组（关节腔内注射玻璃酸钠治疗组）相比，中药组降低TNF-α含量显著，且差异有统计学意义。

1.2 白细胞介素（IL）

IL是由活化的单核巨噬细胞、上皮细胞、T淋巴细胞、活化的B细胞、TH2细胞等多种细胞产生并具有广泛作用的一类细胞因子。IL-1β能抑制骨细胞，破坏生成的软骨细胞，从而损伤软骨，其水平亦可作为膝骨性关节炎严重程度的标志。Distel等[7]发现在膝骨性关节炎患者中，髌下脂肪垫通过局部分泌IL-6/Sil-6R等在旁分泌炎症中起到重要作用，并且这些细胞因子是导致毗连软骨损伤的重要因素。国内学者也发现，口服给予独活寄生汤可有效降低患者体内炎症因子IL-6、IL-1β[5-6]，采用膝关节肢段封闭式熏洗仪对老年型食蟹猴膝关节进行中药熏洗治疗后，动物关节液中炎症因子如白细胞数（WBC）、细胞因子[IL-1β、转化生长因子（TGF）-β1]显著降低[8]。

1.3 超敏C反应蛋白（hs-CRP）

近年来，许多证据表明hs-CRP与膝骨性关节炎的发生发展密切相关。炎症因子——hs-CRP主要是参与滑膜组织炎性病变及软骨基质降解。hs-CRP是被促炎症因子调节的一种由肝脏细胞和脂肪细胞产生的急性期蛋白[9]。hs-CRP促进炎症因子的表达，增加炎性反应。1997年，国外一项研究表明，膝骨性关节炎患者血清中hs-CRP的水平要显著高于同等年龄层次的健康人群[10]，自此，hs-CRP与膝骨性关节炎的关系被越来越多的研究证实。万琦兵等[11]通过观察独活寄生汤治疗的膝骨性关节炎患者关节滑液中hs-CRP的水平，发现该药能降低hs-CRP的含量，提示该药能减少对软骨细胞和软骨基质的破坏，起到延缓关节软骨退变的作用。

2 影响氧化应激指标

2.1 一氧化氮（NO）

在膝骨性关节炎患者中，软骨和滑膜上的一氧化氮合酶（iNOS）产生大量的NO，同时NO介导炎症因子的表达，抑制胶原及蛋白聚糖的合成，最终导致软骨细胞凋亡与疼痛的产生[12]。在一组90例患者的临床实验中，对照组给予硫酸氨基葡萄糖，治疗组给予加味独活寄生合剂，两组患者治疗后视觉模拟评分（VAS）、患者关节液中NO水平均显著降低[13]。

2.2 超氧歧化酶（SOD）

SOD水平增高可提高软骨中SOD的活性，从而可清除更多氧自由基，更好地抑制软骨骨质降解。张斌山[14]在东莞市中医院选取124例风寒湿痹型关节炎患者进行分组治疗，4周后测定患者关节液中炎症因子、氧化应激及脂肪细胞因子，发现独活寄生汤合用双氯芬酸钠缓释胶囊组患者关节液中SOD水平显著升高，且效果优于单纯口服双氯芬酸钠缓释胶囊组。

3 抑制基质金属蛋白酶（MMP）的水平

基质组织金属蛋白酶家族是锌依赖的肽链内切酶，可降解体内关节软骨的蛋白聚糖。其在体外切断蛋白聚糖核心蛋白Asn341和Phe342位点，且能降解关节软骨中Ⅱ型胶原。尤以MMP-13为主，MMP-13特异性的表达在膝骨性关节炎患者软骨中，且在正常人软骨中不表达[15]，但可被特异性金属蛋白酶抑制剂TIMP-1抑制，故在膝骨性关节炎中二者平衡尤为关键。

有学者建立配体分子数据集，以MMP-1/3/13为靶点筛选DOCK-SCORE高的化合物，及作用于MMP-1/3/13的药效物质基础，发现其且主要由苷类、黄酮类和有机酸类成分组成[16-17]。同时在IL-1β诱导的退变关节软骨细胞中，独活寄生汤含药血清抑制MMP-1/3/9/13以及COX-2的表达[18]。此外，谭锐泉等[19]测定136例膝骨性关节炎患者关节液MMP水平，发现治疗组（独活寄生汤联合应用双氯芬酸钠缓释片）总有效率为95.59%，高于对照组（仅口服双氯芬酸钠缓释片）的85.29%，且差异有统计学意义（P < 0.05）。

4 抑制软骨细胞凋亡

生理和病理过程均存在细胞凋亡，如果在一定条件下，软骨细胞的细胞合成和凋亡失衡，这种软骨基质合成与降解稳态的打破最终导致关节软骨退变[20]。王武炼等[21]发现该方剂有效抑制软骨细胞凋亡的分子机制：独活寄生汤含药血清可降低大鼠退变软骨细胞中细胞色素C水平，从而抑制proCaspase-9 和proCaspase-3 的激活。孙鹏等[22]同時发现，独活寄生汤含药血清可通过减少膝骨性关节炎软骨细胞内质网应激相关因子GRP78，CHOP及衰老相关因子ASF1a、HIRA的表达，从而起到抑制膝骨性关节炎软骨细胞凋亡、衰老和促进软骨细胞再生的作用，进而治疗膝骨性关节炎。

5 降低软骨代谢标志物

近年来，一些膝骨性关节炎血清中特异的、敏感的标志物陆续出现，例如关节软骨降解的重要产物寡聚基质蛋白COMP，有可能成为膝骨性关节炎诊断和预防的重要标志物[23-24]。张莹等[25]通过检测全膝关节核磁共振成像积分（WORMS）和血清中软骨代谢标志物，发现独活寄生合剂可有效缓解老年性膝骨性关节炎临床症状，降低软骨代谢标志物含量，改善膝关节影像学损害，最终保护膝骨性关节炎软骨。

6 增加软骨胶原含量

纤维Ⅱ型胶原被认为是成人关节软骨中最主要的胶原，Ⅱ型胶原可高度抵御蛋白酶的攻击并且保持长久的半衰期，但胶原溶解一旦发生，呈现非可逆转性[26]。贾峻等[27]发现膝骨性关节炎大鼠出现关节液浑浊、滑膜及关节肿胀、软骨组织出现滑膜损失、部分软骨组织丢失以及Ⅱ型胶原显著升高。给予独活寄生汤含药血清后，大鼠症状有所改善，提示该方剂通过上调膝骨性关节炎 软骨细胞内BMP-7及SIRT1水平的表达，提高膝骨性关节炎软骨细胞合成代谢，降低分解代谢，从而发挥促进软骨细胞再生、抑制膝骨性关节炎软骨细胞凋亡的作用。同时徐晓杰[28]测定临床患者体内的骨胶原含量，发现独活寄生汤可以增加患者软骨胶原含量，促进软骨修复，且结果优于对照组（关节腔内注射玻璃酸钠）。

7 调节microRNA的表达

microRNA是由20～22个核苷酸组成的内源性非编码RNA，介导转录后调控，调节细胞的增殖、分化，进而影响细胞的功能[29]。近年来诸多文献证实microRNA在软骨细胞生长的各个阶段发挥重要作用并参与膝骨性关节炎疾病的发生发展环节，例如miR-9[30]、miR-140[31]、miR-29[32]、miR-34a[33]，故microRNA的表达异常可作为早期膝骨性关节炎检测的依据。陈俊等[34]通过IL-1β诱导F3软骨细胞，建立退变软骨细胞模型，发现独活寄生汤含药血清组miR-140含量显著增加，且随着干预时间的延长逐渐增加，提示该方剂治疗膝骨性关节炎的部分作用机制是参与miR-140的表达。

8 总结与展望

独活寄生汤作为临床上治疗骨疾病相关的常用方剂，方中诸药合用，补气血、益肝肾、止痹痛，能针对膝骨性关节炎的病机发挥良好的治疗作用。与单纯的抗炎止痛西药相比，独活寄生汤呈现出不良反应少、副作用小、疗效显著等诸多优点。本文中总结回顾该方剂治疗膝骨性关节炎的机制研究，从抗炎免疫、凋亡、氧化应激等方面进行阐述，发现该方剂通过不同途径，协同发挥作用，这正符合中药“多成分、多途径、多靶点”相互作用的特点。但笔者发现，在诸多研究成果中，临床研究相对较多，基础研究偏少，国内期刊偏多，国际杂志偏少。研究深度较浅，主要集中在传统的抗炎通路研究中，多以简单的炎症因子作为检测对象，主要集中在该方剂的总体作用机制层面上，没有对该方剂的不同成分的作用机制予以深入研究，故今后我们应挖掘研究深度，通过不同手段，结合当今热门的基因组学、蛋白组学、代谢组学研究，采用更为先进的实验技术，开展多学科融合交流，呈现该方剂确切的治疗机制，一方面更好地指导临床医师用药，另一方面将我国传统中医药研究推向国际，让世界多了解中医药文化。

[参考文献]

[1] Heidari B. Knee osteoarthritis prevalence，risk factors，pathogenesis and features：Part Ⅰ [J]. Caspian J Intern Med，2011， 2（2）：205-212.

[2] Aggarwal BB，Gupta SC，Sung B. Curcumin：an orally bioavailable blocker of TNF and other pro-inflammatory biomarkers [J]. Br J Pharmacol，2013，169（8）：1672-1692.

[3] Stannus O，Jones G，Cicuttini F，et al. Circulating levels of IL-6 and TNF-alpha are associated with knee radiographic osteoarthritis and knee cartilage loss in older adults [J]. Osteoarthritis Cartilage，2010，18（11）：1441-1447.

[4] Guo H，Luo Q，Zhang J，et al. Comparing different physical factors on serum TNF-alpha levels，chondrocyte apoptosis，caspase-3 and caspase-8 expression in osteoarthritis of the knee in rabbits [J]. Joint Bone Spine，2011，78（6）：604-610.

[5] 张洁文，梁祖建，黄增彬，等.独活寄生汤对风湿寒痹型膝骨性关节炎疗效及对炎症因子的影响[J].陕西中医，2017，38（9）：1226-1228.

[6] 陈卓.独活寄生汤对膝关节骨性关节炎患者关节功能及血清炎性因子的影响[J].中国中医药科技，2017，24（2）：145-149.

[7] Distel E，Cadoudal T，Durant S，et al. The infrapatellar fat pad in knee osteoarthritis：an important source of interleukin-6 and its soluble receptor [J]. Arthritis Rheum，2009，60（11）：3374-3377.

[8] 王關杰，张磊，谢俪君，等.独活寄生汤熏洗对膝骨关节炎关节液成分的影响[J].中国临床解剖学杂志，2017，35（2）：193-198.

[9] Calabro P，Chang DW，Willerson JT，et al. Release of C-reactive protein in response to inflammatory cytokines by human adipocytes：linking obesity to vascular inflammation [J]. J Am Coll Cardiol，2005，46（6）：1112-1113.

[10] Jin X，Beguerie JR，Zhang W，et al. Circulating C reactive protein in osteoarthritis：a systematic review and meta-analysis [J]. Ann Rheum Dis，2015，74（4）：703-710.

[11] 万琦兵，杨惠琴.独活寄生汤对膝骨性关节炎患者关节液hs-CRP和MMP-3含量的影响[J].放射免疫学杂志，2012，25（5）：531-532.

[12] Suantawee T，Tantavisut S，Adisakwattana S，et al. Upregulation of inducible nitric oxide synthase and nitrotyrosine expression in primary knee osteoarthritis [J]. J Med Assoc Thai，2015，98（1）：91-97.

[13] 邝高艳，严可，柴爽，等.加味独活寄生合剂治疗膝骨关节炎临床疗效及对关节液中IL-1，IL-6，TNF-α及NO的影响[J].中国实验方剂学杂志，2017，23（1）：174-178.

[14] 张斌山.独活寄生汤对风寒湿痹型关节炎患者关节液中炎症因子、氧化应激及脂肪细胞因子的影响[J].中国实验方剂学杂志，2017，23（6）：186-191.

[15] Wang X，Manner PA，Horner A，et al. Regulation of MMP-13 expression by RUNX2 and FGF2 in osteoarthritic cartilage [J]. Osteoarthr Cartilage，2004，12（12）：963-973.

[16] 郑春松，严培晶，付长龙，等.基于分子对接的独活寄生汤治萎和治痹药效物质基础研究[J].风湿病与关节炎，2017，6（3）：8-21.

[17] 郑春松，陈春榕，林平冬，等.基于分子对接研究独活寄生汤作用MMP-1、MMP-3的药效物质基础[J].福建中医药，2017，48（3）：37-39.

[18] 郑春松，叶蕻芝，李西海，等.独活寄生汤含药血清对白细胞介素1β诱导的退变关节软骨细胞中基质金属蛋白酶和环氧化酶2表达的影响[J].中医正骨，2015，27（12）：1-6.

[19] 谭锐泉，余阗，孙淑芬.独活寄生汤对双氯芬酸钠治疗膝骨性关节炎疗效及关节液基质金属蛋白酶的影响[J].山西中医，2017，33（8）：16-17.

[20] 吴广文.独活寄生汤对骨性关节炎软骨细胞增殖与凋亡影响的实验研究[D].福州：福建中医药大学，2014.

[21] 王武炼，林煜，张怡元，等.独活寄生汤含药血清对退变软骨细胞细胞色素C及pro-Caspase-9、3的影响[J].中国组织工程研究，2015，19（33）：5269-5273.

[22] 孙鹏，李建，樊炜骏，等.独活寄生汤含药血清对膝骨性关节炎大鼠关节软骨细胞凋亡及GRP78，CHOP，HIRA及ASF1a表达的影响[J].中国实验方剂学杂志，2017， 23（13）：158-163.

[23] Verma P，Dalal K. Serum cartilage oligomeric matrix protein（COMP）in knee osteoarthritis：a novel diagnostic and prognostic biomarker [J]. J Orthop Res，2013，31（7）：999-1006.

[24] Dakin SG，Smith K，Heinegard D，et al. Proteomic analysis of tendon extracellular matrix reveals disease stage-specific fragmentation and differential cleavage of COMP（cartilage oligomeric matrix protein）[J]. J Biol Chem，2014，289（8）：4919-4927.

[25] 张莹，周小莉，吴斌，等.独活寄生合剂对老年膝骨关节炎核磁共振成像积分和血清软骨代谢标志物的影响[J].中国实验方剂学杂志，2016，22（10）：154-157.

[26] Gu YY，Chen J，Meng ZL，et al. Research progress on osteoarthritis treatment mechanisms [J]. Biomed Pharmacother，2017，93（1）：1246-1252.

[27] 贾峻，荣兵，李建，等.独活寄生汤含药血清对膝骨性关节炎大鼠软骨细胞代谢，BMP-7及SIRT1表达的影响[J].中国实验方剂学杂志，2017，23（17）：159-165.

[28] 徐晓杰.独活寄生汤对膝骨性关节炎软骨退变病理改变的影响[J].亚太传统医药，2017，13（11）：80-81.

[29] Bartel DP. MicroRNAs：genomics，biogenesis，mechanism and function [J]. Cell，2004，116（2）：281-297.

[30] D'Adamo S，Cetrullo S，Guidotti S，et al. Hydroxytyrosol modulates the levels of microRNA-9 and itstarget sirtuin-1 thereby counteracting oxidative stress-induced chondrocyte death [J]. Osteoarthritis Cartilage，2017，25（4）：600-610.

[31] Karlsen TA，de Souza GA，Odegaard B，et al. MicroRNA-140 inhibits inflammation andstimulates chondrogenesis in a model of interleukin 1 beta induced osteoarthritis [J]. Mol Ther Nucleic Acids，2016，5（10）：1-11.

[32] Peffers MJ，Collins J，Fang Y，et al. Age-related changes in mesenchymal stem cells identified using a multi-omics approach [J]. Eur Cell Mater，2016，31（1）：136-159.

[33] Yan S，Wang M，Zhao J，et al. MicroRNA-34a affects chondrocyte apoptosis and proliferation by targeting the SIRT1/p53 signaling pathway during the pathogenesis of osteoarthritis [J]. Int J Mol Med，2016，38（1）：201-209.

[34] 陳俊，叶锦霞，林洁，等.独活寄生汤含药血清对退变软骨细胞表达miRNA-140的影响[J].风湿病与关节炎，2017，6（9）：5-9.