周大標(biāo)，吳冰心，唐鑫，吳釩，李志鋼

（1.湖北中醫(yī)藥大學(xué)，湖北 武漢 430065；2.湖北省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，湖北 武漢 430015；3.武漢市第一醫(yī)院，湖北 武漢 430060）

0 引言

骨折后自體碎裂的骨塊需要形成骨性橋梁結(jié)構(gòu)，完全失血運(yùn)的自體骨塊，在骨折斷端固定后會(huì)再血管化來重建血運(yùn)來達(dá)到骨性愈合，因此骨塊形成骨性橋梁的過程可以看成是骨折愈合的三期過程。愈合過程中骨膜祖細(xì)胞被激活分化為刺激成骨的軟骨細(xì)胞、巨噬細(xì)胞，其產(chǎn)生的因子可以使間充質(zhì)細(xì)胞成骨恢復(fù)活力并且使成骨細(xì)胞特征基因的表達(dá)水平發(fā)生改變；還可調(diào)節(jié)基質(zhì)礦化和控制骨表面細(xì)胞基因在骨細(xì)胞生成過程中的表達(dá)受到有序調(diào)節(jié)[1]。按組織學(xué)變化將骨折的愈合過程分為血腫機(jī)化期、原始骨痂形成期、骨痂改造塑形期；祖國(guó)醫(yī)學(xué)將骨折分為早、中、晚三期，各期分別對(duì)應(yīng)的特點(diǎn)是瘀去、新生和骨合，并且在中醫(yī)辨證論治理論的指導(dǎo)下確立了早期活血化瘀，中期續(xù)筋接骨，晚期補(bǔ)肝益腎的骨折治療原則。三期理論的提出極大的推動(dòng)了中草藥組方在骨傷科的實(shí)際運(yùn)用；本文探討在骨愈合形成過程中，中藥影響骨折愈合因子的表達(dá)以及在中藥促進(jìn)骨折愈合的理論基礎(chǔ)與用藥規(guī)律。

1 早期中藥影響骨折愈合因子的分期論治

早期骨折端處于血腫機(jī)化期，因局部斷端血管發(fā)生斷裂、出血, 進(jìn)而形成含有網(wǎng)狀纖維素的血腫；在吞噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞以及新生成的毛細(xì)血管共同作用下來清除機(jī)化血腫, 形成肉芽纖維組織，因此該期主要是指纖維愈合時(shí)期；并且斷端由于血管內(nèi)皮損傷、血液淤滯及炎性介質(zhì)的釋放，凝血系統(tǒng)與纖溶系統(tǒng)激活，機(jī)體易呈高凝狀態(tài)[2]；斷端骨塊因微小血管破壞，而導(dǎo)致血流緩慢以及黏稠度增高，組織氧飽和度下降[3]，血液流變學(xué)性質(zhì)異常和出現(xiàn)的微循環(huán)障礙直接影響局部血液灌注和骨組織代謝，這些因素是影響骨粒骨折愈合的重要機(jī)制之一。

中醫(yī)骨折三期認(rèn)為骨折早期經(jīng)絡(luò)受損，又因血液淤積阻塞脈道而影響水液代謝，進(jìn)而引起局部腫脹、疼痛致使植骨處氣血供養(yǎng)不足[4]；骨塊愈合早期，炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和血腫形成并且血腫大小影響新生血管的重建。骨折愈合早期給予活血化瘀中藥可以抗血小板凝集防止血栓形成，并且可以增加骨塊處血液流通量，使毛細(xì)血管網(wǎng)的通透性和局部微循環(huán)得以改善，最后清除血腫及代謝產(chǎn)物并緩解疼痛, 恢復(fù)經(jīng)絡(luò)的通暢性；活血化瘀中藥能加快損傷軟組織的修復(fù)并促進(jìn)血腫的吸收和縮短機(jī)化的時(shí)間，從而促進(jìn)骨折的愈合；一些活血化瘀中藥不僅能夠改善骨折處的血液循環(huán), 而且還能作用于一些修復(fù)細(xì)胞并提供一些骨折愈合所需的微量元素,進(jìn)而促進(jìn)骨折愈合[5]。

研究證明, 在骨折早期活血化瘀中藥可以通過調(diào)控及VEGF及bFGF等一些骨折誘導(dǎo)因子促進(jìn)骨折愈合，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（VEGF）是一種關(guān)鍵的糖蛋白細(xì)胞因子，具有趨化特性，可將其他細(xì)胞募集到該部位[6]；周圍基質(zhì)分泌的VEGF會(huì)刺激內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和存活，導(dǎo)致新血管的形成，并最終在血管生成過程中指導(dǎo)細(xì)胞增殖、遷移、存活和改變血管通透性這對(duì)骨折處血液循環(huán)微環(huán)境有利。成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（bFGF）在骨形成細(xì)胞聚集、增值和局部血液循環(huán)以及促進(jìn)血管形成、神經(jīng)生長(zhǎng)誘導(dǎo)發(fā)育作用中發(fā)揮非常顯著的作用[7]。bFGF 也是一種血管生成誘導(dǎo)劑，可強(qiáng)烈刺激受損神經(jīng)病變區(qū)域周圍的血管新生和重塑，通過促進(jìn)更多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和釋放有毒代謝物，有助于軸突再生和修復(fù)。堿性FGF（bFGF）在正常組織中廣泛表達(dá)，在礦化、代謝、骨愈合和組織修復(fù)中起重要作用[8]，在細(xì)胞水平上bFGF 可能通過激活 FGF 受體 (FGFR) 來調(diào)節(jié)各種類型細(xì)胞的增殖、分化、遷移和存活。因此VEGF及bFGF對(duì)骨塊形成骨性橋梁不可或缺[9,10,11]。骨折早期運(yùn)用活血化瘀類中藥不僅可以促進(jìn)VEGF及bFGF的表達(dá), 使血管再生、改善斷端骨塊的血運(yùn)從而增加血液循環(huán), 這樣對(duì)骨折愈合具有促進(jìn)作用?；钛瞿軌蚴寡}通暢，因骨外膜、骨內(nèi)膜決定膜內(nèi)化骨，血管的重建對(duì)其有重要意義，并且活血化瘀中藥能使血脈通暢，改善了斷端骨塊處內(nèi)外骨膜的血液流變學(xué)和血供狀態(tài)并且促進(jìn)微血管形成，最終達(dá)到促進(jìn)骨折愈合的目的。

2 中期中藥影響骨折愈合因子的分期論治

中期骨折斷端骨塊處于原始骨痂形成期，內(nèi)外骨膜成骨細(xì)胞活躍增生, 形成骨樣纖維組織，纖維組織逐漸轉(zhuǎn)化為軟骨組織并隨軟骨細(xì)胞的增生、鈣化并逐漸在斷端形成骨痂。骨痂在密度上可劃分為軟骨痂和硬骨痂，硬骨痂由軟骨痂逐步鈣化而來，兩者在細(xì)胞成份上有較大差別，軟骨痂由成骨干細(xì)胞及成骨因子富集，而硬骨痂則由分化較為成熟的骨組織組成。中醫(yī)三期理論認(rèn)為骨折中期，腫脹疼痛漸消, 但瘀血未盡, 氣血兩虧, 導(dǎo)致骨髓無以補(bǔ)充生發(fā)而筋骨續(xù)接未堅(jiān)。

續(xù)筋接骨中藥可以通過調(diào)控BMP-2及TGF-β等一些骨折誘導(dǎo)因子促進(jìn)骨痂形成達(dá)到骨折愈合的效果。BMPs為骨折愈合的啟動(dòng)因子，在骨折中期能夠誘導(dǎo)血管周圍游走未分化的間充質(zhì)細(xì)胞不可逆的向軟骨細(xì)胞和骨細(xì)胞方向分化，涉及分泌和再攝取以及細(xì)胞之間的直接轉(zhuǎn)移[12]。骨形態(tài)發(fā)生蛋白 2 (BMP2)可正向調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞分化，表明 BMP2 可以誘導(dǎo)破骨細(xì)胞活動(dòng)和骨折愈合的重塑過程，BMP2可以通過刺激骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞來加速骨折愈合轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β。TGF-β是一種具有多功能的蛋白多肽，目前已經(jīng)普遍認(rèn)為人體含有3種TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3，TGF-β 激活通過形成多組分蛋白復(fù)合物將 TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)至相反的 L-TGF-β/GARP 表達(dá)細(xì)胞[13]，這表明 TGF-β1 積極影響骨細(xì)胞樹突狀突起的伸長(zhǎng)，TGF-β1 增強(qiáng)間隙連接的形成并影響骨細(xì)胞中的細(xì)胞間通訊[14]。TGF-β可能通過活化的巨噬細(xì)胞增強(qiáng)促纖維化細(xì)胞因子的表達(dá)，從而間接刺激組織成纖維細(xì)胞的活化，因此TGF-β具有促進(jìn)骨膜間充質(zhì)細(xì)胞增殖和分化，促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖，刺激2型膠原、骨連接素和骨橋蛋白的合成，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫等多種生物學(xué)功能[9]。中期使用續(xù)筋接骨中藥使得間充質(zhì)細(xì)胞發(fā)生化學(xué)趨向聚集，BMP-2及TGF-β在骨內(nèi)膜和骨髓腔內(nèi)升高的趨勢(shì)更加明顯，因此運(yùn)用續(xù)筋接骨中藥能夠促進(jìn)骨痂中BMP-2 及TGF-β的表達(dá)并且促進(jìn)骨痂的成熟；續(xù)筋接骨中藥能夠誘導(dǎo)成骨細(xì)胞的生成，促進(jìn)骨膠原纖維合成及鈣、磷等無機(jī)鹽的沉積，有利于骨折迅速愈合，提高骨的生物力學(xué)強(qiáng)度，進(jìn)而達(dá)到中期骨折斷端骨塊粒處筋骨相接的目的[2]。

3 晚期中藥影響骨折愈合因子的分期論治

晚期骨折端骨塊為骨痂改造塑型期，新生的骨小梁逐漸增加并逐漸排列規(guī)則致密骨小梁肥厚，小梁間血管擴(kuò)張交錯(cuò)，髓內(nèi)成骨完成，最后骨小梁互相連接，融合，骨髓腔再通。骨折斷端逐漸被新骨爬行替代形成骨性連接，原始骨痂塑形改造為永久性骨痂[3]，中醫(yī)三期理論認(rèn)為骨折晚期腫脹消退,組織修復(fù), 但氣血臟腑受損, 肝腎不足, 則難以生髓長(zhǎng)骨。

補(bǔ)益肝腎中藥可以通過調(diào)控BMP-2及Osx等一些骨折誘導(dǎo)因子促進(jìn)骨折愈合。骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）為骨折愈合的啟動(dòng)因子，在骨折后期促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化和刺激膠原蛋白的合成，以軟骨內(nèi)骨化方式促進(jìn)新骨形成，最終形成骨髓，對(duì)BMP-2的研究表明在骨折斷端骨塊修復(fù)過程中其安全性和有效性具有臨床意義。特異性轉(zhuǎn)錄生長(zhǎng)因子 (Osx) 是調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞分化的重要轉(zhuǎn)錄因子之一，并且其缺失會(huì)抑制骨細(xì)胞分化[15]，OSX是一種主要的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子，可在成骨細(xì)胞分化過程中激活多種基因，OSX 在成骨細(xì)胞分化過程的后期起作用，即前成骨細(xì)胞分化為成熟的成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞[16]。Osx 在成骨細(xì)胞發(fā)育過程中充當(dāng)轉(zhuǎn)錄共激活因子，完全激活 OSX 需要 SIRT7/SIRT1 介導(dǎo)的賴氨酸殘基脫酰化，從而使這些酶能夠調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞分化和骨形成。Osx不僅在膜內(nèi)骨形成中起重要作用，而且還通過參與終末軟骨分化來影響軟骨內(nèi)骨化，轉(zhuǎn)錄因子 Osx 誘導(dǎo)一系列成熟的成骨細(xì)胞基因表達(dá)，骨微環(huán)境中也顯示出潛在的作用，Osx通過調(diào)節(jié)下游因素促進(jìn)成骨，并且信號(hào)通路控制Osx的表達(dá)[17]。Osx 與硬化蛋白啟動(dòng)子中的特定位點(diǎn)相互作用，并在轉(zhuǎn)染試驗(yàn)中激活該啟動(dòng)子，表明 Osx 是成熟骨細(xì)胞中的參與者，因此Osx在骨折晚期中發(fā)揮重要作用，晚期使用補(bǔ)肝益腎的中藥，使得骨外膜、骨內(nèi)膜及骨髓腔的BMP-2表達(dá)明顯且Osx在晚期出現(xiàn)峰值階段, 使用補(bǔ)腎壯骨類中藥在骨折愈合晚期可以有效地促進(jìn)BMP-2及Osx的表達(dá)，進(jìn)而促使了骨髓形成和髓腔再通，補(bǔ)益肝腎中藥能夠補(bǔ)益氣血、培元固本促進(jìn)骨折斷端骨塊處骨痂形態(tài)的改變，進(jìn)而達(dá)到晚期骨折恢復(fù)如初的效果。

4 討論

中醫(yī)學(xué)將骨折歸于“骨斷筋傷”范疇，并且認(rèn)為骨折后筋骨離斷、經(jīng)絡(luò)不通、氣血瘀滯，因此血不得行, 久瘀不散, 則發(fā)為腫痛之證；又因手術(shù)及久病可耗損氣血、血脈妄行、惡血瘀積，因此骨折更難以接續(xù)；此外傷后氣血不足, 脾胃后天之本虛弱無以運(yùn)化腐熟水谷精微, 而后腎氣虧虛，腎主骨生髓，因此骨髓失之濡養(yǎng), 枯耗衰微則愈合困難[18]，根據(jù)三期理論骨折愈合特點(diǎn)，按照中醫(yī)辨證論治并結(jié)合臨床實(shí)際情況進(jìn)行遣方組藥，從而達(dá)到促進(jìn)骨折更快愈合的目的。

斷端碎裂骨塊形成骨性橋梁結(jié)構(gòu)的過程中會(huì)再血管化來重建血運(yùn)，骨折三期愈合的機(jī)理在于改善毛細(xì)血管微循環(huán)，并且在相關(guān)愈合因子的影響下誘導(dǎo)骨折處細(xì)胞修復(fù)。其中最重要的兩個(gè)階段：一是與所有損傷修復(fù)反應(yīng)有共同起始階段的以血管反應(yīng)為核心的非特異炎癥反應(yīng)階段，損傷感受器的血管內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)啟動(dòng)骨修復(fù)發(fā)揮至關(guān)重要的作用并且血小板及血小板相關(guān)因子參與其中表現(xiàn)為在緊鄰骨折線的邊緣，干細(xì)胞募集分化形成新軟骨組織并且軟骨細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)生礦化[19]。二是以破骨細(xì)胞介導(dǎo)的特異性新骨生成階段，破骨細(xì)胞通過吞噬作用發(fā)揮損傷組織類型的識(shí)別作用，并表達(dá)分泌BMP誘導(dǎo)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化表現(xiàn)為軟骨組織被新生骨組織取代，血管繼續(xù)重塑直至恢復(fù)傷前水平，骨痂組織被吸收，骨髓空間重建。

同時(shí)研究表明，早期使用活血化瘀、中期續(xù)筋接骨、晚期補(bǔ)肝益腎的中藥，這些中藥能夠誘導(dǎo)成骨細(xì)胞的生成, 促進(jìn)骨膠原纖維合成及無機(jī)鹽的沉積，促進(jìn)骨折更快愈合, 提高骨的生物力學(xué)強(qiáng)度[20]。中藥可以通過調(diào)控BMP-2、VEGF、bFGF、TGF-β、Osx等一些骨折誘導(dǎo)因子促進(jìn)骨折愈合，但骨折愈合過程比較復(fù)雜，骨折愈合調(diào)控分子在各期并不是單一存在，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)表明中藥具有藥物成分、多靶點(diǎn)、多途徑的作用而具有的特點(diǎn)，可通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)來研究中藥及與之組成的方劑來治療腰椎植骨融合的靶點(diǎn)、藥物、疾病和通路之間的復(fù)雜關(guān)系并探討其發(fā)揮作用的理論機(jī)制[21]。

綜上所述，在骨折愈合的過程中，中醫(yī)理論指導(dǎo)下按照早期活血化瘀，中期續(xù)筋接骨，晚期補(bǔ)益肝腎的治療原則進(jìn)行遣方組藥，中藥的使用可以促進(jìn)骨折愈合因子的釋放與表達(dá)，使用中藥可以促進(jìn)骨折斷端骨塊形成骨性橋梁結(jié)構(gòu)的速度。因此在臨床中，在三期理論指導(dǎo)下使用中藥促進(jìn)創(chuàng)傷患者迅速康復(fù)具有積極意義。