崔 燎 （廣東醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院；廣東天然藥物研究與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；廣東醫(yī)科大學(xué)海洋醫(yī)藥研究院，廣東湛江 524023）

骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)是多發(fā)于老年人群的一種系統(tǒng)性、代謝性骨組織退行性疾病，其引起的脆性骨折導(dǎo)致病殘率、病死率增高，造成社會(huì)負(fù)擔(dān)和醫(yī)療費(fèi)用增加。近年來因藥物使用以及慢性非傳染性疾病導(dǎo)致的繼發(fā)性O(shè)P越來越受到重視，疾病相關(guān)OP如果不進(jìn)行干預(yù)，不僅導(dǎo)致脆性骨折風(fēng)險(xiǎn)增加，而且影響原發(fā)病的預(yù)后與轉(zhuǎn)歸。OP的病因和發(fā)病機(jī)制有多種相連的、或獨(dú)立的因素參與，給經(jīng)典的抗OP藥物的治療帶來新的挑戰(zhàn)。本文主要針對(duì)OP的流行病學(xué)認(rèn)識(shí)、分子發(fā)病機(jī)制及藥物治療問題的熱點(diǎn)、難點(diǎn)與展望作一述評(píng)。

1 OP的流行病學(xué)與危害

1.1 OP的發(fā)病率與危害

從醫(yī)學(xué)病理學(xué)定義上，OP是一種系統(tǒng)性骨骼疾病，其特征是全身不同程度的骨密度降低、骨組織微結(jié)構(gòu)改變和骨質(zhì)量下降，從而導(dǎo)致骨強(qiáng)度下降和非重力創(chuàng)傷下引起骨折(Fracture)風(fēng)險(xiǎn)增加。在臨床上，世界衛(wèi)生組織(WHO)提出，可通過使用雙能X線骨密度儀(DEXA)測量的髖部骨密度(BMD)T值來確定OP，即T值<－2.5標(biāo)準(zhǔn)差(SD)或更多，可診斷為OP。－2.5

OP及其脆性骨折是非傳染性流行性疾病之一，全球患病率非常高。中國國家衛(wèi)健委2018年發(fā)布的中國OP流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，OP已經(jīng)成為我國50歲以上人群的重要健康問題，中老年女性骨質(zhì)疏松問題尤為嚴(yán)重。我國男性O(shè)P患病率與各國差異不大，女性患病率則顯著高于歐美國家，與日韓等亞洲國家相近。目前我國總?cè)丝诩s14億，60歲以上人口占15%(第6次人口普查)將超過2億，按2018年OP患病率粗算，我國有超過1億的中老年人口患有OP和骨量減少。

從流行病學(xué)上看，不能忽略骨量減少這部分人群。骨量減少是OP的前體，特別是男性人群，與女性相比，老年男性的OP患病率隨著年齡增長增加更快[2]。從骨量減少發(fā)展到OP通常需要好幾年時(shí)間，但對(duì)于嚴(yán)重骨質(zhì)流失的個(gè)別人群有時(shí)僅需要1年，并且很可能導(dǎo)致脆性骨折，從而造成臥床、骨不愈合、病死率增高及增加住院治療負(fù)擔(dān)等一系列不良影響。因此，發(fā)現(xiàn)和預(yù)測骨質(zhì)減少的風(fēng)險(xiǎn)是必要且重要的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)骨折實(shí)際上發(fā)生在骨質(zhì)減少的患者中[3]。

OP的危害首當(dāng)其中是脆性骨折，或叫低能量骨折。脆性骨折被認(rèn)為是由低能量創(chuàng)傷引起的，即相當(dāng)于從站立高度或站立以下高度跌落所致，這種跌落正常人通常不會(huì)導(dǎo)致骨折。脆性骨折是由于骨密度下降、骨膠原蛋白和礦物質(zhì)成分材料改變，以及骨骼幾何結(jié)構(gòu)微損傷所引起的。每年全球發(fā)生骨質(zhì)疏松脆性骨折約890萬例，相當(dāng)于每小時(shí)大約1 000例發(fā)生[1]。在中國，女性發(fā)生骨質(zhì)疏松性骨折的風(fēng)險(xiǎn)(40%)高于乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌和卵巢癌的總和，而男性(13%)則高于患前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。骨質(zhì)疏松性骨折導(dǎo)致死亡率增加，其中髖部骨折不良后果嚴(yán)重，易造成老年人行動(dòng)不便、致殘、自理能力下降和長期臥床，增加醫(yī)療和社會(huì)負(fù)擔(dān)，是老年人口高病死率的原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，髖部骨折后第一年的殘疾率高達(dá)50%，病死率高達(dá)15%～33%；骨折后第二年病死率女性為28.0%，男性為37.5%[4]。因此，對(duì)骨質(zhì)疏松性骨折的預(yù)防與治療是重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2 藥物導(dǎo)致和疾病相關(guān)OP

OP通常分為原發(fā)性O(shè)P和繼發(fā)性O(shè)P。原發(fā)性O(shè)P是指婦女絕經(jīng)期后OP和老年OP(包括男性O(shè)P)，由于衰老導(dǎo)致女性雌激素減少、骨重建(Remodeling)導(dǎo)致年齡相關(guān)骨丟失以及男性性激素代謝紊亂，是OP的主要類型。繼發(fā)性骨質(zhì)疏松指由于藥物或疾病導(dǎo)致的OP。近年來，越來越多因藥物(糖皮質(zhì)激素、抗凝劑、免疫抑制劑、雄激素和芳香化酶抑制劑等)和疾病(慢性代謝性疾病如糖尿病、甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥、心腦血管疾病、自身免疫性疾病如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和系統(tǒng)性紅斑狼瘡、炎癥性腸病、慢性肝腎疾病、慢性阻塞性肺疾病COPD等)導(dǎo)致的OP發(fā)生率明顯增加，由此引起的低能量創(chuàng)傷性骨折的風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)病率也增加，同時(shí)也給原發(fā)疾病的預(yù)后帶來威脅[5]。

繼發(fā)性O(shè)P的發(fā)病機(jī)制與雌激素缺乏無關(guān)。大約67%的男性，50%以上的絕經(jīng)前女性，還有20%的絕經(jīng)后女性患有繼發(fā)性O(shè)P[5]。糖皮質(zhì)激素(GC)骨質(zhì)疏松(GIOP)是由于疾病本身加上GC的使用造成的。在慢性糖皮質(zhì)激素治療的前5年內(nèi)，有30%～50%的患者發(fā)生脆性骨折[6]。在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和炎癥性腸病等全身性炎癥性疾病中，因GC和抗炎療法的應(yīng)用，嚴(yán)重抑制了成骨細(xì)胞的功能并降低了骨保護(hù)素(OPG)的表達(dá)，從而增加了其對(duì)骨骼健康的有害影響[7]。慢性阻塞性肺疾病(COPD)的特征是促炎性細(xì)胞因子(尤其是TNF-α)水平增高，不僅加重原發(fā)病情，同時(shí)激活骨吸收，導(dǎo)致骨量減少。在這種情況下接受的GC治療，其椎體骨折發(fā)生率明顯增加[8]。正在進(jìn)行血液透析的患有慢性腎臟病(CKD)的患者，其髖部骨折的發(fā)生率是普通人群的3倍。研究發(fā)現(xiàn)，接受定期血液透析的受試者中有50%發(fā)生椎體骨折[5]。越來越多的證據(jù)表明，兩種類型(1型和2型)糖尿病患者，因多種因素影響，導(dǎo)致以骨形成減少、骨轉(zhuǎn)換率降低為特征的糖尿病性骨脆性發(fā)病增加[9-10]。在最近一項(xiàng)涉及10 300名患者的25項(xiàng)薈萃分析顯示，低骨量和骨質(zhì)疏松患者中血管異常風(fēng)險(xiǎn)增加[11]。事實(shí)上早有研究發(fā)現(xiàn)，冠狀動(dòng)脈鈣化程度越高，患者的骨密度越低[12]；心血管疾病和骨質(zhì)疏松有著共同的發(fā)病機(jī)制，心血管疾病患者患骨質(zhì)疏松和脆性骨折的風(fēng)險(xiǎn)較高[13]。

藥物、慢性代謝性疾病、炎癥性疾病相關(guān)OP越來越受到臨床的關(guān)注。繼發(fā)性O(shè)P如果不干預(yù)治療，不僅導(dǎo)致骨折的發(fā)生率增加，更會(huì)影響原發(fā)疾病的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后。繼發(fā)性O(shè)P由于有原發(fā)疾病的因素，其機(jī)制與原發(fā)性O(shè)P也不完全相同，不能完全按經(jīng)典的抗骨質(zhì)疏松療法進(jìn)行治療，因此繼發(fā)性骨質(zhì)疏松的藥物治療研究成了熱點(diǎn)和難點(diǎn)。為了深入研究繼發(fā)性骨質(zhì)疏松的發(fā)病機(jī)制和尋找相應(yīng)治療的藥物，作者所在課題組進(jìn)行了多年的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷奶接?，闡述了GIOP、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎OP、甲亢OP、2型糖尿病OP、動(dòng)脈粥樣硬化OP和酒精性O(shè)P的發(fā)病機(jī)制，篩選和評(píng)價(jià)了多種候選治療藥物，并對(duì)治療繼發(fā)性O(shè)P的可能機(jī)制進(jìn)行了深入研究[14-19]。

3 OP的藥物治療問題

OP的藥物治療是基于骨組織代謝的細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制。藥物治療的難點(diǎn)就是如何通過調(diào)節(jié)骨細(xì)胞的功能而達(dá)到抗骨質(zhì)疏松的作用。

3.1 OP的細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制

骨建造和骨重建的過程調(diào)節(jié)著骨量的平衡。骨建造主要是生長期的骨量正平衡，骨骼在成年以后則主要是骨重建的過程。隨著骨重建周期增加，如年齡的增長，骨重建的結(jié)果是年齡相關(guān)骨量丟失。骨重建過程是破骨細(xì)胞激活(activation)，隨之出現(xiàn)骨吸收(resorption)，然后藕聯(lián)成骨細(xì)胞骨形成(formation)的循環(huán)往復(fù)、動(dòng)態(tài)平衡的過程(也叫ARF循環(huán)過程)。這一過程由基本多細(xì)胞單位(basic multicellular units，BMU)來完成。BMU包括破骨細(xì)胞(osteoclast，Oc)、 成 骨 細(xì) 胞(osteoblast，Ob)、 骨細(xì)胞(osteocyte)、骨祖細(xì)胞(osteoprogenitor cell，Opc)和骨襯細(xì)胞(lining cell)。該動(dòng)態(tài)過程導(dǎo)致骨的新舊交替，稱為骨轉(zhuǎn)換(bone turnover)。打破骨量平衡大致有3種情況，一是上述年齡相關(guān)骨丟失，這是衰老導(dǎo)致骨重建的負(fù)平衡，如老年性O(shè)P；二是任何原因由破骨細(xì)胞激活骨吸收活動(dòng)增強(qiáng)，骨轉(zhuǎn)換率增高，導(dǎo)致骨量的丟失增加，骨重建負(fù)平衡增加如雌激素減少引起絕經(jīng)期后OP，或其他原因激活破骨細(xì)胞的疾病導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松；三是成骨細(xì)胞功能受到抑制，骨形成活動(dòng)降低，骨量形成不足導(dǎo)致骨量負(fù)平衡引起骨質(zhì)疏松。大多數(shù)藥物和疾病相關(guān)的OP與成骨細(xì)胞抑制和凋亡密切相關(guān)[20]，如GIOP，炎癥抑制劑、糖尿病性骨質(zhì)疏松，心血管疾病相關(guān)骨丟失等。但3種情況可能夾著破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞功能異常，OP的發(fā)生總以某種主要機(jī)制為主。

成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的分化調(diào)控決定骨代謝平衡的功能。成熟成骨細(xì)胞由Opc激活而來，甲狀旁腺激素(PTH)、VitD〔1 ,25 OH D 〕和雌激素同時(shí)調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的分化、成熟。這些激素通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白-5(IGFBP-5)等，刺激成骨細(xì)胞的增殖分化，增加Ⅰ型膠原合成，堿性磷酸酶的活性以及骨鈣素(osteocalcin，OC)的產(chǎn)生，抑制膠原降解，從而促進(jìn)骨基質(zhì)和骨礦化的形成。Opc來源于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)，MSCs可以向成骨分化，也可以向脂肪細(xì)胞分化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一系列轉(zhuǎn)錄因子在MSCs的成骨分化中起主要調(diào)節(jié)作用，除Runx2和Osterix是兩個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子外，包括β-catenin、核心結(jié)合因子α1(CBF-1α)、 叉 頭 盒C2(FOXC2)、 腫 瘤 壞 死 因 子-α(TNF-α) 和骨形態(tài)發(fā)生因子9(BMP9)被證明是BMSCs分化為成骨細(xì)胞的重要調(diào)控因子[21]。調(diào)控MSCs向脂肪細(xì)胞分化的重要轉(zhuǎn)錄因子是過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)。如GC明顯增加PPARγ表達(dá)從而誘導(dǎo)MSCs向脂肪細(xì)胞分化，是GIOP和骨壞死的重要原因[19]。糖尿病許多因素如胰島素減少癥、高血糖癥、晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)的發(fā)展、慢性炎癥和微血管疾病，同時(shí)對(duì)骨骼的結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)特性產(chǎn)生負(fù)面影響，Runx2、IGF-1、Wnt/β-catnin和DKK-1參與調(diào)控1型和2型糖尿病的成骨分化和MSCs的分化方向[22]。

破骨細(xì)胞是多核巨細(xì)胞，與成骨細(xì)胞來源于MSCs完全不同，它來自造血干細(xì)胞的單核細(xì)胞前體?；罨乒羌?xì)胞刺激骨吸收的細(xì)胞因子有：巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)、核因子kappa-β配體(RANKL)、 TRAF6、 c-Fos、 Nf-kB、 NFATc1和FcRy/DAP12等[2]。此外，炎癥因子白細(xì)胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-23和腫瘤壞死因子(TNF)α等是刺激破骨細(xì)胞骨吸收的重要因子，它們也是某些疾病如甲亢、自身免疫性疾病等相關(guān)OP的促進(jìn)因子[23]。

3.2 基于OP生物學(xué)機(jī)制的藥物治療

OP及其骨折的防治，除了WHO和各專業(yè)協(xié)會(huì)給出的共識(shí)與指南，各國根據(jù)自己的流行病學(xué)情況也制定出詳細(xì)的診療指南。除了一般對(duì)癥、營養(yǎng)、生活方式調(diào)整，以及必要的手術(shù)治療外，診斷為OP、嚴(yán)重OP和骨質(zhì)疏松骨折的患者，藥物治療是唯一的選擇。根據(jù)骨質(zhì)疏松的細(xì)胞生物學(xué)發(fā)生機(jī)制，目前藥物治療限于抗骨吸收療法(二膦酸鹽類、選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑SERM和降鈣素)和促骨形成療法(重組人甲狀旁腺激素相似物hPTH1-34、特立帕肽)?？构琴|(zhì)吸收藥物主要作用是抑制破骨細(xì)胞的激活與功能，對(duì)抗骨吸收作用，減少骨質(zhì)的流失，從而增加骨密度，有效減少骨折發(fā)生率。抗骨質(zhì)吸收的治療藥物通常有不良反應(yīng)，特別是在治療骨腫瘤導(dǎo)致的骨吸收增加，或在治療合并糖尿病、免疫抑制、類固醇、吸煙和酒精吸入的骨質(zhì)疏松患者，抗骨吸收療法可導(dǎo)致頜骨壞死和非典型性骨折的嚴(yán)重不良反應(yīng)[24]。公認(rèn)有效的促骨形成藥物特立帕肽可通過激活成骨細(xì)胞，增加成骨細(xì)胞的數(shù)目，并促進(jìn)其分化，增加骨量的形成；同時(shí)特立帕肽也能增加破骨細(xì)胞活動(dòng)，但總的骨量是正平衡，能增加嚴(yán)重低骨量患者的骨量。特立帕肽常用于具有高骨折風(fēng)險(xiǎn)的婦女絕經(jīng)后OP，以使用糖皮質(zhì)激素導(dǎo)致的OP女性患者的治療[1]。然而特立帕肽的應(yīng)用須限于24個(gè)月，其雖可以減少椎骨和非椎骨骨折的發(fā)生率，但并沒有減少髖部骨折的發(fā)生[25]。特立帕肽可導(dǎo)致高鈣血癥、甲狀旁腺功能亢進(jìn)和嚴(yán)重腎功能不全等不良反應(yīng)，且昂貴，需要進(jìn)行注射用藥，這些都是此類促骨形成藥物的缺點(diǎn)。

隨著對(duì)OP發(fā)病機(jī)制的深入研究，不斷發(fā)現(xiàn)新的理論、藥物作用靶點(diǎn)和治療方法，包括基于細(xì)胞分子信號(hào)通路的治療藥物，以及細(xì)胞治療、基因治療、多靶點(diǎn)療法、中醫(yī)藥治療等。這些新的治療方法將克服經(jīng)典藥物的不足，擴(kuò)大適應(yīng)癥的應(yīng)用范圍，特別是針對(duì)嚴(yán)重OP、疾病相關(guān)性O(shè)P、骨質(zhì)疏松性骨折等治療難題，為其提供了從實(shí)驗(yàn)室過渡到臨床應(yīng)用的依據(jù)，同時(shí)對(duì)精準(zhǔn)治療OP，降低發(fā)病率和骨折做了更科學(xué)、全面的措施。

4 OP藥物治療的難點(diǎn)與展望

4.1 作用于分子信號(hào)通路的單克隆抗體藥物

上述經(jīng)典的抗OP藥物的靶標(biāo)主要在終端細(xì)胞——破骨細(xì)胞或是成骨細(xì)胞。這兩種細(xì)胞的分化、成熟及功能受到多種因子和信號(hào)通路途徑的調(diào)控。因此，研究前破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的分化、成熟調(diào)控機(jī)制，尋找新的靶點(diǎn)和補(bǔ)充療法，對(duì)阻斷破骨細(xì)胞的分化、成熟，以及促進(jìn)成骨細(xì)胞的支持和補(bǔ)充具有重要意義。

阻止破骨細(xì)胞分化的RANK/RANKL/OPG信號(hào)通路是有效的抗骨吸收療法。成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞分泌的RANKL是骨吸收過程中的重要因子，能與破骨細(xì)胞前體細(xì)胞上的RANK結(jié)合，促進(jìn)破骨細(xì)胞活化并抑制其凋亡。成骨細(xì)胞系中的細(xì)胞能夠產(chǎn)生骨保護(hù)素(Osteoprotegerin，OPG)，它是RANKL的可溶性誘餌受體，可防止RANKL與RANK結(jié)合[23]。地諾單抗(Denosumab)是與RANKL結(jié)合的完全人單克隆抗體，作用相當(dāng)于OPG，可抑制破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收，臨床上每半年皮下注射60 mg，用于治療絕經(jīng)后婦女的OP[26]。地諾單抗可明顯增加腰椎、全髖和骨頸的骨密度，減低椎骨、非椎骨和髖部骨折的風(fēng)險(xiǎn)。但對(duì)長期治療的患者觀察發(fā)現(xiàn)，地諾單抗還是能引起個(gè)別嚴(yán)重不良反應(yīng)，包括低鈣血癥、顎骨壞死和非典型股骨骨折[27]，而且停藥后可導(dǎo)致藥效逆轉(zhuǎn)[28]。由于地諾單抗是人源性單克隆抗體，長期使用可能會(huì)產(chǎn)生免疫原性。因此，是否可以通過激活內(nèi)源性O(shè)PG表達(dá)的方式來達(dá)到治療效果仍值得探討。

參與成骨分化的一個(gè)比較重要的途徑是Wnt/βcatenin信號(hào)通路。Wnt通過與成骨細(xì)胞膜上的低密度LRP-5/6受體結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄因子β-catenin的降解從而促進(jìn)其進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)節(jié)Runx2的轉(zhuǎn)錄，對(duì)成骨細(xì)胞分化起關(guān)鍵作用。Wnt通路的“對(duì)立面”是天然的拮抗因子硬化蛋白Sclerostin(SOST)和Dickkopf-1(DKK-1)。研究發(fā)現(xiàn)缺乏SOST會(huì)引發(fā)硬骨癥(Sclerosteosis)，因此Wnt信號(hào)通路抑制劑，如硬化蛋白抑制劑可通過促進(jìn)成骨通路而達(dá)到治療骨質(zhì)疏松的目的。目前已有幾個(gè)抗硬化蛋白抗體被開發(fā)用于人類OP的治療。Romosozumab(AMG785：人源化單克隆抗硬化蛋白抗體)已通過臨床評(píng)估，最近被美國FDA批準(zhǔn)用于OP的臨床治療[29]，其對(duì)增加骨密度、降低骨折風(fēng)險(xiǎn)的效果比阿倫膦酸鈉和特立派肽更加明顯。雖然Romosozumab組與阿侖膦酸鹽組相比頜骨壞死和非典型股骨骨折的發(fā)生率沒有顯著增加，但心臟缺血事件發(fā)生率高于阿侖膦酸鹽組，造成這種差異的原因和心臟缺血事件的潛在機(jī)制仍不清楚[30-31]?？褂不鞍子糜诠琴|(zhì)疏松的治療需要更多的臨床試驗(yàn)，以確定其長遠(yuǎn)安全性。

4.2 細(xì)胞療法

老年性O(shè)P、嚴(yán)重OP及其脆性骨折、骨不愈合、某些疾病相關(guān)骨質(zhì)疏松等都有個(gè)共同的問題，就是成骨細(xì)胞的衰老和成骨不足。現(xiàn)有的抗骨質(zhì)疏松藥物不利于骨的再生。已知源自骨髓和脂肪組織的間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)具有治療多種骨疾病的價(jià)值，優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)充成骨細(xì)胞系的來源，保持骨的再生功能，維持骨的健康，避免藥物不良反應(yīng)。目前基于MSC和ASC(自脂肪組織的間充質(zhì)干細(xì)胞)的細(xì)胞療法，從基礎(chǔ)到臨床都進(jìn)行了較多的研究[20]。自體或同種異體的MSCs療法的基本做法是抽取骨髓MSCs和ASCs，一部分在體外擴(kuò)增，另一部分以未分化未培養(yǎng)的干細(xì)胞注射至治療部位。擴(kuò)增的MSCs可通過現(xiàn)代組織工程合成支架，增加骨組織的整合性，使其有更好的治療效果。此外，添加特定的生長因子如骨形成蛋白(BMP)、胰島素生長因子-1等可以提高治愈率和治療效果[20]；采取中央血管化組織工程骨移植(CV-TEBG)納米技術(shù)，利用骨骼和血管祖細(xì)胞在支架部位可促進(jìn)成骨和血管形成[32]。這種基于MSC的細(xì)胞療法主要是通過MSC的誘導(dǎo)分化補(bǔ)充組織工程構(gòu)建體(TEC)來進(jìn)行骨形成的誘導(dǎo)[33]。通過促進(jìn)MSC成骨分化和抑制脂肪分化治療OP、骨壞死和骨關(guān)節(jié)炎等骨量負(fù)平衡的疾病，在臨床前研究和臨床治療中具有較好的應(yīng)用前景[34-36]。然而，所有使用MSC和ASC進(jìn)行骨再生的臨床研究，其成功主要取決于細(xì)胞生存力、歸巢能力和植入受損組織的程度。因此，對(duì)于細(xì)胞治療，除了在細(xì)胞工程構(gòu)建體加入細(xì)胞因子外，通過納米遞藥系統(tǒng)的研究，加入促進(jìn)或調(diào)控細(xì)胞生存力和降低免疫原性的藥物或天然藥物是未來研究發(fā)展的方向。目前主要研究的是通過藥物遞送將生長因子靶向正確位點(diǎn)的機(jī)制，以及評(píng)估適當(dāng)?shù)慕o藥劑量[37]。已有研究證明，作為一種更便宜、更直接的選擇藥物仿生肽可以代替生長因子[38]。研究發(fā)現(xiàn)，通過在構(gòu)建體內(nèi)加入天然藥物淫羊藿苷能提高骨壞死區(qū)骨組織的再生功能[39]。作者課題組開展了含有天然藥物丹參酚酸類物質(zhì)的3D生物復(fù)合材料在實(shí)驗(yàn)性關(guān)節(jié)炎、骨缺損和骨折不愈合中的作用效果研究，結(jié)果顯示其具有較好的臨床前景[40-41]。

4.3 基因治療

遺傳因素在峰值骨量、BMD、骨骼幾何形狀、新陳代謝以及易患OP和脆性骨折的個(gè)體中具有重要意義。單基因骨疾病多見于少年OP，如1型膠原蛋白(COL1A1)、雌激素受體α(ERα)、芳香化酶(CYP19)和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5(LRP5)基因的失活突變。近年來也發(fā)現(xiàn)了一些調(diào)控性基因與OP 的發(fā)生有關(guān)，如NOTCH2基因突變可導(dǎo)致進(jìn)行性骨量丟失[42]；ATP6V1H基因可通過TGF-β1通路促進(jìn)骨的形成[43]。然而，原發(fā)性O(shè)P是一種多基因疾病。研究表明多個(gè)已知與骨骼和礦物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)有關(guān)的基因中，有100多種不同的相關(guān)常見多態(tài)變異體[44]。基因表達(dá)受到可逆的、高度動(dòng)態(tài)的、年齡、細(xì)胞和組織表觀遺傳特點(diǎn)的影響，非骨骼系統(tǒng)如肌肉強(qiáng)度、視力因素引起跌倒的影響，還有環(huán)境、飲食和生活習(xí)慣的影響。

由于OP的遺傳因素有非常確定的證據(jù)，因此基因治療必定是未來發(fā)展的方向，但是非調(diào)控性的基因治療具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何對(duì)目的基因的表達(dá)進(jìn)行分子水平的調(diào)控，以及如何提高治療的靶向性，使效果僅作用于骨組織而不引發(fā)非骨組織或器官的毒副作用成為了目前基因治療研究的難點(diǎn)。

4.4 中藥和天然藥物的多靶點(diǎn)治療

來源于中藥和天然的藥用植物活性成分對(duì)實(shí)驗(yàn)性O(shè)P顯示有很好的藥效作用，幾項(xiàng)臨床研究也證實(shí)了中藥復(fù)方和中成藥對(duì)臨床骨量減少和OP患者具有一定的療效，能夠改善癥狀，且副作用較少[45]。基礎(chǔ)研究表明中藥及其藥效分子對(duì)骨吸收和骨形成具有雙向調(diào)節(jié)作用，即抑制破骨細(xì)胞的同時(shí)促進(jìn)了成骨細(xì)胞骨形成[46]，這有別于抗骨吸收劑(只抑制骨吸收，有些還抑制了骨形成)和骨合成劑(分別激活成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞)。這種雙向作用在抑制骨的流失的同時(shí)能夠補(bǔ)充新的骨量。這些中藥和天然藥物的有效成分大部分都包括了淫羊霍(herba epimedii)及其黃酮類物質(zhì)(淫羊霍總黃酮、淫羊霍苷)，大豆(Glycine)及其黃酮類物質(zhì)(染料木素)，補(bǔ)骨脂(Psoralea)及其黃酮類物質(zhì)(補(bǔ)骨脂素、補(bǔ)骨脂酚、香豆素衍生物)，葛根(pueraria)及其高含量異黃酮如大豆苷元和染料木黃酮，丹參(Salvia miltiorrhiza Bunge)及其成分丹參酮和丹酚酸類，亞麻籽(Linum usitatissimum)含木脂素，骨碎補(bǔ)(Drynaria fortunei)含柚皮苷，以及黑升麻(Cimicifuga racemosa)、巴戟天(Morinda officinalis)含蒽醌和茜草素等。中藥的作用效果大部分得益于所含有類雌激素樣作用和細(xì)胞抗氧化應(yīng)激作用[45,47]。其作用機(jī)制包括調(diào)控成骨系的BMPs、Runx2、Wnt/Foxo3、RANK/RANKL/OPG等細(xì)胞信號(hào)通路[48]。此外，對(duì)骨髓MSCs分化方向調(diào)控、骨髓微血管生成都有很好的作用，有利提供骨生成良好的微環(huán)境[15,49]。作者課題組對(duì)丹參水溶性成分丹參素和丹參酚酸B進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)它們對(duì)抗糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的成骨細(xì)胞抑制、骨髓脂肪分化增強(qiáng)和骨髓微血管減少的作用優(yōu)于活性維生素D和二膦酸鹽類，提出了中藥及其有效成分的多靶點(diǎn)、多環(huán)節(jié)的作用是防治OP，特別是繼發(fā)性O(shè)P的有效方法[15,19]。

綜上所述，對(duì)OP范疇的認(rèn)識(shí)，不僅限于絕經(jīng)期后婦女和老年人群，藥物使用、慢性非傳染性疾病、代謝性疾病相關(guān)的繼發(fā)性骨質(zhì)疏松患者已經(jīng)成為OP發(fā)病率和死亡率增加的重要人群。OP的發(fā)生機(jī)制也從性激素減少的認(rèn)識(shí)擴(kuò)展到對(duì)骨細(xì)胞生物學(xué)調(diào)控、分子信號(hào)通路多種綜合因素和遺傳因素影響的認(rèn)識(shí)。因此，OP的治療也從經(jīng)典的抗OP藥物發(fā)展到新靶點(diǎn)藥物療法、細(xì)胞療法、靶向基因療法和多靶點(diǎn)療法等，這將成為骨和骨關(guān)節(jié)退行性疾病藥物治療的未來方向，也是研究需要重點(diǎn)攻破的難點(diǎn)。