張陽洋 高艷虹

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院老年醫(yī)學(xué)科，上海 200092

骨質(zhì)疏松癥是以骨量下降、骨微結(jié)構(gòu)毀壞、骨折風(fēng)險增高為特點的全身性骨骼疾病。該疾病可分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩類；原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥包括絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松和老年性骨質(zhì)疏松。繼發(fā)性骨質(zhì)疏松常由內(nèi)分泌代謝疾病(如性腺功能減退癥、甲亢、甲旁亢、庫欣綜合癥、1型糖尿病)或全身性疾病、藥物誘發(fā)。臨床以原發(fā)性骨質(zhì)疏松多見，發(fā)病主要分布于老年人群。流行病學(xué)研究提示，目前國內(nèi)60歲以上老年人已經(jīng)達到了2億。約13%的中國大陸成人患有骨質(zhì)疏松。共影響了約40.1%女性和22.5%男性[1]，骨質(zhì)疏松癥及其導(dǎo)致的骨折，今后很有可能成為一個嚴重的健康問題。目前，治療該疾病的主要藥物包括骨形成促進藥物(如甲狀旁腺激素parathyriodhormone，PTH)、骨吸收抑制劑(雌激素類藥物、雙膦酸鹽、RANKL抗體、降鈣素等)。近年來，許多生物制劑都展開了抗骨質(zhì)疏松的臨床研究并顯示了良好的運用前景，如PTH可以提高骨質(zhì)疏松狀態(tài)下的骨量、骨密度[2]；狄諾塞麥可以提高骨密度，降低骨折發(fā)生風(fēng)險。 Sclerostin單克隆抗體是近年新出現(xiàn)的抗骨質(zhì)疏松藥物，其在促進骨形成方面有一定效果且具有繼續(xù)深入研究的價值，本文對Sclerostin單克隆抗體在骨質(zhì)疏松治療領(lǐng)域的研究進展作一綜述。

1 Sclerostin介紹

Sclerostin的發(fā)現(xiàn)源于某些遺傳代謝性骨病的研究。Van Buchem病(彌漫性骨皮質(zhì)增生癥)是一種常染色體隱性遺傳的硬化型骨發(fā)育不良性疾病，它是由Van Buchem等在1955年首先發(fā)現(xiàn)的。其最典型影像學(xué)特征是下頜骨，顱骨(包括顱骨和顱底)、肋骨、鎖骨和長骨骨干的骨內(nèi)膜增生[3]。Van Buchem病常見的臨床表現(xiàn)是巨頭畸形和下頜骨增大。對于Van Buchem病人的研究提示其病因與SOST基因突變引起功能喪失有關(guān)[4]。SOST基因經(jīng)研究被發(fā)現(xiàn)位于17q12-21, 長約200kb,編碼由骨細胞分泌具有成骨抑制作用的蛋白Sclerostin,稱硬骨素[5]。SOST基因突變引起Sclerostin缺失，是Van Buchem病的重要病因[6]。硬化性骨病(Osteopetrosis)又稱大理石骨病，是一類以骨密度異常增加為特征的罕見的遺傳性疾病。該疾病發(fā)病率約為1∶20000[7]。隱形遺傳的典型特點包括骨折、身材矮小、壓迫性神經(jīng)癥及其隨之而來的低鈣血癥、精神發(fā)育遲滯、皮膚及免疫系統(tǒng)累及等；顯性遺傳則主要累及骨骼系統(tǒng)，表現(xiàn)為骨折或骨髓炎，常見于青春期。研究證實，硬化性骨病與SOST等基因突變等有關(guān)[8]。

2 Sclerostin的作用機制

2.1 調(diào)控骨形成

Avsian-Kretchmer等[9]通過研究對Sclerostin作出了描述。Sclerostin屬于糖蛋白類Dan家族的一員，是由SOST基因編碼的、骨細胞分泌的蛋白質(zhì)。早期文獻認為它與骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)有關(guān)[10]。Sclerostin可能通過競爭I型和II型BMP受體來結(jié)合BMP，以此降低BMP的信號作用，最終減弱成骨細胞的礦化成骨作用。但Rutger L van Bezooijen等[11]和Monroe DG,等[12]持不同觀點。他們認為Sclerostin并不影響B(tài)MP信號，而是通過拮抗成骨細胞中的Wnt信號來達到它對骨形成的負調(diào)控作用。Sclerostin結(jié)合LRP5/6后切斷其與Wnt之間的聯(lián)系，從而達到拮抗Wnt蛋白、抑制骨細胞成熟分化、促進其凋亡的目的[13]。

2.2 影響骨吸收

有研究提示sclerostin可以通過核因子κ B受體活化因子配體(Receptor Activator for Nuclear Factor-κ B Ligand，RANKL)通路激活破骨細胞功能，影響骨吸收，從而發(fā)揮破骨作用[14]。sclerostin還可上調(diào)骨細胞表達的碳酸酐酶2(CA2/Car2)、組織蛋白酶K (CTSK/Ctsk)及酒石酸鹽，刺激碳酸酐酶2 mRNA和蛋白質(zhì)的釋放，降低細胞內(nèi)外的pH值，從而使礦化基質(zhì)中的鈣離子釋放，達到溶骨的目的[15]。

3 Sclerostin單克隆抗體抗骨質(zhì)疏松研究進展

在研究了Sclerostin對抑制成骨的作用機制后，針對以Sclerostin作為靶點治療骨質(zhì)疏松的Sclerostin單克隆抗體的研究也在近年成為熱點。目前許多動物實驗和臨床研究都已展開，并取得了新進展[16]。

3.1 動物實驗研究

Sclerostin單克隆抗體的動物實驗提示其可以增加骨量、促進骨折愈合[17]。

SCL-ABIV是一種Sclerostin單克隆抗體，研究提示SCL-ABIV可以使雌性食蟹猴骨量提高[18]。該研究選取了平均年齡3.9歲的雌性食蟹猴為研究對象，給予皮下注射不同劑量SCL-ABIV(在實驗第1天和第29天分別注射3、10、30 mg/kg兩次)，結(jié)果顯示SCL-ABIV的峰濃度出現(xiàn)在注射后第一周。在第一次注射后兩周和第二次注射后一周時間，血清總1型前膠原氨基端延長鏈(procollagen Type1 amino-terminal propeptide P1NP)水平在所有三種劑量注射組都出現(xiàn)明顯上升，而血清骨鈣素的上升要比P1NP來的晚一周時間，其上升最明顯的是30 mg/kg注射組，P1NP和骨鈣素上升水平都超過了基礎(chǔ)水平的50%；而血清C端肽(C terminal peptide CTX)水平則沒有明顯改變。該實驗還用四環(huán)素和鈣黃綠素標記了新生成的礦化骨并分析了雌性食蟹猴的第二腰椎、脛骨、股骨骨小梁，研究結(jié)果顯示SCL-ABIV顯著促進了骨小梁和骨皮質(zhì)的生成，其中最高劑量的注射組骨小梁的厚度增加，其表面標記的新生成骨范圍最為寬廣，說明SCL-ABIV有助于促進雌性食蟹猴的骨生成，且其對骨生成的促進作用具有劑量依賴性。除SCL-ABIV外， Sclerostin單克隆抗體還包括SCL-ABI、SCL-ABII等，對于增加骨量和骨密度亦有作用。Veverka等進行的大鼠模型實驗[19]證明SCL-ABI可以阻斷Wnt信號通路。在大鼠模型實驗中該抗體被觀察到顯著增加了大鼠的骨密度。Ominsky等[20]針對SCL-ABII的研究表明該藥物對于增加去卵巢雌性大鼠的骨量、骨密度有明顯效果。該試驗對6個月大的雌鼠進行卵巢切除并在之后1年不予任何治療，在大鼠因雌激素缺乏引起明顯骨量流失時給予5周SCL-ABII治療，結(jié)果大鼠骨膜、骨小梁、骨皮質(zhì)骨量相比用藥前明顯提高。

動物模型實驗提示sclerostin單克隆抗體對于骨折愈合存在促進作用，其機制與影響Wnt/β-catenin通路有關(guān)[21，22]。例如Gao Feng[23]等人對于幼年大鼠股骨截骨模型的研究提示sclerostin單克隆抗體在骨折后1-2周可以明顯增加增殖細胞核抗原(PCNA)含量和骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP-2)的表達，并觀察到軟骨量比對照組更低，提示sclerostin單克隆抗體有利于骨折更快愈合；4-6周骨量增加更明顯、愈合組織的活動能力更強。期待未來這一領(lǐng)域有進一步研究數(shù)據(jù)出現(xiàn)。

3.2 臨床研究

許多臨床試驗進一步證明了Sclerostin單克隆抗體可以提高人類的骨量及骨密度、使骨形成標志物增加、使骨吸收標志物下降，并有助于促進骨折修復(fù)和愈合，在治療骨質(zhì)疏松方面可以作出一定貢獻[24]。

一項針對Romosozumab(AMG 785)的研究提示Romosozumab可以提升受試患者腰椎和髖關(guān)節(jié)的骨密度[25]。該項實驗納入72名健康男性和絕經(jīng)后女性，所有受試者按3∶1分為試驗組及安慰劑組，試驗組受試者給予Romosozumab皮下注射0.1、0.3、1、3、5、10 mg/kg或Romosozumab靜脈注射1 mg/kg、5 mg/kg。結(jié)果顯示相對于安慰劑組，Romosozumab組血清P1NP、骨堿性磷酸酶(BAP)、骨鈣素均上升，CTX則下降；其中最大劑量的Romosozumab皮下、靜脈途徑P1NP、BAP、骨鈣素較基礎(chǔ)水平升幅最大，分別為184%、126%、176%以及167%、125%、143%；CTX降幅最大的也是10 mg/kg皮下和5 mg/kg靜脈注射，分別為54%及49%，BMD提升最大的是10 mg/kg皮下和5 mg/kg靜脈注射組，分別為腰椎5.3%、髖關(guān)節(jié)2.8%和腰椎5.2%和髖關(guān)節(jié)1.1%，說明Romosozumab可以使受試者血清骨形成標志物上升，骨吸收標志物下降，并對提高受試者骨量、骨密度有一定效果。

Michael R等[26]則對比了Romosozumab與其他抗骨松藥物的療效。該實驗為隨機對照雙盲多中心研究，納入了419例55-85歲骨質(zhì)疏松(腰椎T評分小于等于-2，髖關(guān)節(jié)小于等于-3.5)的絕經(jīng)后婦女，隨機分配為口服阿侖膦酸鹽組、皮下注射特立帕肽組、皮下注射Romosozumab組和對照組，其中阿侖膦酸鹽用量為70 mg/周，特立帕肽用量為20μg/天，Romosozumab用量為70 mg、140 mg、210 mg/月，或140 mg、210 mg/3個月五種用法。1年后皮下注射Romosozumab210 mg/月的受試者腰椎BMD上升11.3%，對照組下降0.1%，阿侖膦酸鹽組上升4.1%，特立帕肽組上升7.1%，結(jié)果顯示Romosozumab對于絕經(jīng)后低骨量女性有提高髖關(guān)節(jié)BMD、使血清骨形成標志物指標上升、使骨吸收標志物水平下降等作用，其治療效果可以比肩阿侖膦酸鹽、特立帕肽等藥物。

Blosozumab是另一種已進行臨床試驗的Sclerostin單克隆抗體。Robert.R.Recker等[27]研究了該藥物對于絕經(jīng)后低骨量婦女的作用。實驗為隨機對照雙盲多中心研究，納入絕經(jīng)后低骨量的婦女(共120人，平均年齡65.8歲，腰椎T評分-2.0至-3.5，平均分-2.8)，并將受試者分為研究組和對照組，研究組受試者隨機接受每4周皮下注射Blosozumab 180 mg、每2周皮下注射Blosozumab 180 mg或每2周皮下注射Blosozumab 270 mg,；對照組使用安慰劑并跟蹤隨訪1年，結(jié)果最高劑量的皮下注射Blosozumab受試者脊柱BMD相對基礎(chǔ)水平提高了17.7%，髖關(guān)節(jié)提高了6.2%；皮下注射Blosozumab受試者其血清骨形成標志物亦快速升高，然而，最高劑量的皮下注射Blosozumab受試者在研究終止時其骨特異性堿性磷酸酶水平仍然高于安慰劑組；皮下注射Blosozumab受試者血清CTX水平在起初就開始下降，在兩周后其濃度維持在低于安慰劑組的水平。實驗結(jié)果提示皮下注射Blosozumab的受試者相比于安慰劑組在脊柱、股骨頸、髖關(guān)節(jié)的骨密度上表現(xiàn)出顯著的劑量相關(guān)性的升高。研究過程中32名注射Blosozumab的患者出現(xiàn)抗藥物抗體，其中影響B(tài)losozumab有效性的僅1例，主要表現(xiàn)為腰椎、髖關(guān)節(jié)骨密度增幅較小(脊柱BMD相對基礎(chǔ)水平提高了3.2%，髖關(guān)節(jié)提高了0.2%)。而Christopher P Recknor等的研究[28]則側(cè)重于使用Blosozumab治療骨質(zhì)疏松的停藥后情況。該研究選取參加了之前隨機對照雙盲多中心研究的120名婦女，在她們停用Blosozumab后進行了為期1年的隨訪(120名婦女最初參加了這項研究，106名婦女完成治療，并繼續(xù)進行隨訪，88名婦女完成1年隨訪)，在隨訪之初，除了皮下注射Blosozumab受試者的腰椎、髖關(guān)節(jié)BMD較高外，受試者其余臨床(年齡、種族、BMI)特征維持匹配。在隨訪期結(jié)束時，即停藥1年后，總體上受試者腰椎和髖關(guān)節(jié)骨密度出現(xiàn)不同程度下降，但皮下注射Blosozumab的受試者者腰椎和髖關(guān)節(jié)骨密度仍顯著高于對照組受試者；在隨訪期中Blosozumab受試者與對照組血清P1NP、CTX中位數(shù)水平?jīng)]有顯著差異，研究結(jié)果提示Blosozumab對于提高絕經(jīng)后女性骨量、骨密度具有良好效果，且能提高血清骨形成標志物。

以上臨床研究同時關(guān)注了藥物的安全性。注射Romosozumab的研究中出現(xiàn)的嚴重不良反應(yīng)包括COPD，乳腺癌，非心源性胸痛，尺橈骨骨折和腎嗜酸性細胞瘤(各1例)，沒有證據(jù)證明這些不良反應(yīng)與使用Romosozumab存在必然聯(lián)系[26]。Blosozumab的研究過程中有4名女性被診斷為乳腺癌，2人在接受Blosozumab注射3個月內(nèi)確診，1人在注射最后1劑Blosozumab后3個月確診，1人在注射最后1劑Blosozumab后約1年確診。其中1人在確診乳腺癌時已伴有骨轉(zhuǎn)移，其乳腺X線檢查提示在研究納入之前已有微鈣化點；3人在納入研究前4年內(nèi)沒有進行過乳腺X線檢查；且4名受試者的腫瘤病理學(xué)、分期特點不一，基于乳腺癌診斷的時間點和腫塊大小的考慮，研究人員認為腫瘤在納入研究前就存在的可能性較大；且在之前的細胞學(xué)實驗、動物實驗中，沒有證據(jù)表明Blosozumab與乳腺病變有聯(lián)系[28]。除此以外，有文獻提到Sclerostin單克隆抗體可能與骨肉瘤相關(guān)[29，30]。抑制人成骨肉瘤細胞MG63細胞Sclerostin表達，可以使具有骨形成作用的骨代謝調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白表達水平上升、具有骨吸收作用的骨代謝調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白表達水平下降。骨肉瘤細胞學(xué)研究[31]則提示Sost重組腺病毒沉默可促進MG63細胞增殖、提高ALP活性,降低鈣離子濃度, 其機制可能與過表達的Sost基因競爭Lrp5，從而抑制Wnt信號通路的開放有關(guān)。目前尚缺少明確提示Sclerostin單克隆抗體與骨肉瘤疾病相關(guān)的證據(jù)，相關(guān)研究有待展開。

4 小結(jié)

Sclerostin是時下骨質(zhì)疏松領(lǐng)域的研究熱點之一，而Sclerostin單克隆抗體在骨質(zhì)疏松的治療領(lǐng)域已展現(xiàn)了一定價值。針對Sclerostin單克隆抗體治療骨質(zhì)疏松的療效，研究人員開展了大量實驗，結(jié)果證明了Sclerostin單克隆抗體可以提高骨密度、增加骨量、提高血清骨形成標志物、降低骨吸收標志物，其臨床效果可比肩其他一些骨質(zhì)疏松治療藥物。目前對Sclerostin單克隆抗體的研究的不足在于現(xiàn)有臨床研究的對象多為絕經(jīng)后女性，缺乏針對繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥療效的研究數(shù)據(jù)，此外，對于Sclerostin單克隆抗體可否降低骨折發(fā)生率、對骨折愈合的影響等方面研究數(shù)據(jù)報道不多，也需要進一步展開研究。目前的臨床研究提示Sclerostin單克隆抗體安全性尚可，但其是否與腫瘤有關(guān)目前沒有定論，期待未來有進一步研究證據(jù)。綜上所述，Sclerostin單克隆抗體作為治療骨質(zhì)疏松的新藥物，有繼續(xù)研究的價值。