劉田園 戴璇 石涵芬 劉亞鴿 朱如愿 王麗麗 張東偉*

1. 北京中醫(yī)藥大學中醫(yī)學院,北京 102488

2. 中國中醫(yī)科學院基礎(chǔ)理論研究所,北京 100700

3. 北京中醫(yī)藥大學中藥學院,北京 102488

骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量減少、骨密度降低、骨組織微結(jié)構(gòu)破壞為特征進而導致骨脆性增加和骨折風險增高的慢性代謝性疾病[1]。2020年中國國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的流行病學調(diào)查結(jié)果顯示,50歲以上人群骨質(zhì)疏松癥的患病率為19.2 %,其中男性為6.0 %,女性為32.1 %[2]。在世界范圍內(nèi),骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率約為18.3 %[3],國際骨質(zhì)疏松基金會相關(guān)報告顯示,全球平均每3秒就會產(chǎn)生1例骨質(zhì)疏松性骨折患者[4]。骨質(zhì)疏松癥的高發(fā)病率及其引起的高死亡率、高致殘率、高治療費用和低生活質(zhì)量,不僅成為危害人類健康的重要挑戰(zhàn)[5],也不斷地促使研究者去探索新的干預措施。國家自然科學基金(NSFC)是國內(nèi)支持基礎(chǔ)科學研究的主要項目之一,在一定程度上可以反映國內(nèi)外學術(shù)界的研究熱點及方向[6]。因此,本文以2012-2022年期間NSFC資助的骨質(zhì)疏松領(lǐng)域相關(guān)研究項目為研究對象,探索近年來骨質(zhì)疏松癥及中醫(yī)藥針對該領(lǐng)域防治的研究熱點和未來趨勢,以期為從事基礎(chǔ)研究和臨床防治等科研工作者提供研究策略。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

基于國家自然科學基金委員會(https://www.nsfc.gov.cn)、梅斯醫(yī)學(https://www. medsci. cn/sci/nsfc. do)、科研Z庫(http://fund.keyanzhiku.com/Index/index.html)、MedPeer(https://nsfc.medpeer.cn/show/science_foundation/declareProject)的數(shù)據(jù)庫,設(shè)置關(guān)鍵詞“骨質(zhì)疏松”,批準年份為“2012年1月1日-2022年12月31日”,對骨質(zhì)疏松相關(guān)的資助項目進行檢索。

1.2 數(shù)據(jù)篩選

收集相關(guān)項目的資助經(jīng)費、中(英)文關(guān)鍵詞、摘要和項目類型信息并錄入 Excel 2022版本軟件(排除重復、信息不全或無法獲取的項目)。

1.3 數(shù)據(jù)規(guī)范

對項目中的“中(英)文關(guān)鍵詞”進行統(tǒng)一規(guī)范化處理。如將“骨髓間充質(zhì)干細胞”表示為“BMSCs”;將“骨質(zhì)疏松癥、骨質(zhì)疏松”統(tǒng)一為“骨質(zhì)疏松”;將“失重誘導的骨質(zhì)疏松、失重性骨質(zhì)疏松癥”等統(tǒng)一為“失重性骨質(zhì)疏松”;將“老年性骨質(zhì)疏松癥、老齡骨質(zhì)疏松”等統(tǒng)一為“老年骨質(zhì)疏松”。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用Excel 2022版本軟件對上述數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。

2 結(jié)果

2.1 2012-2022年NSFC資助的骨質(zhì)疏松方向相關(guān)項目數(shù)量

由表1可知,2012-2022年NSFC共資助骨質(zhì)疏松相關(guān)研究項目1 290項(總金額57 320萬元),其中面上項目(571項,總金額34 336萬元)、青年科學基金項目(549項,總金額12 450萬元)和地區(qū)科學基金項目(128項,4 809萬元)資助數(shù)量相對較多。由表2可知,每年骨質(zhì)疏松相關(guān)的項目資助金額約為3 500～6 700萬元,其中2017年資助總金額最高。

表1 2012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域相關(guān)項目資助情況(項目數(shù))

表2 2012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域相關(guān)項目資助情況(萬元)

2.2 2012-2022年NSFC資助的骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域相關(guān)項目中(英)文關(guān)鍵詞分析

對上述1 290項項目的中(英)文關(guān)鍵詞和研究摘要進行統(tǒng)計分析,本研究發(fā)現(xiàn):(1)關(guān)鍵詞以“骨質(zhì)疏松(600次)、BMSCs(140次)、成骨細胞(128次)、絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松(PMOP,113次)、破骨細胞(101次)”等出現(xiàn)頻次相對較高;(2)疾病名稱以“骨質(zhì)疏松、PMOP、老年骨質(zhì)疏松(SOP)、骨質(zhì)疏松性骨折(OPF)、糖尿病性骨質(zhì)疏松(DOP)”研究相對較多;(3)研究對象以“BMSCs、成骨細胞、破骨細胞”相對較多;(4)作用機制多從“成骨/破骨細胞分化、Wnt/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)、自噬、氧化應激”等途徑展開研究。詳見表3。

2.3 2012-2022年NSFC資助的骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域中醫(yī)藥相關(guān)項目的研究情況

由表4和5可知,2012-2022年NSFC資助的骨質(zhì)疏松癥方向中醫(yī)藥領(lǐng)域共319項(占比約24.7 %),資助總金額14 130.3萬元,其中面上項目(133項,7 865萬元)、青年科學基金項目(131項,2 938.3萬元)和地區(qū)科學基金項目(46項,1 710萬元)占比相對較高。

表4 2012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域資助的中醫(yī)藥相關(guān)研究項目情況

表5 2012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域資助的中醫(yī)藥相關(guān)項目研究情況

2.4 2012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域中醫(yī)藥相關(guān)項目中(英)文關(guān)鍵詞分析

分析上述319項中醫(yī)藥相關(guān)項目的中(英)文關(guān)鍵詞和研究摘要,本研究發(fā)現(xiàn):(1)“骨質(zhì)疏松(131次)、PMOP(62次)、BMSCs(30次)、成骨細胞(20次)、補腎法(20次)”等關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次相對較高:(2)疾病名稱以“骨質(zhì)疏松、PMOP、OPF、SOP”出現(xiàn)頻次相對較高;(3)研究對象多集中在“BMSCs、成骨細胞、破骨細胞”等方向;(4)干預藥物以 “補腎活血方、淫羊藿苷、淫羊藿素、左歸丸、女貞子、二至丸”等補腎中藥出現(xiàn)頻次相對較高;(5)作用機制多從“Wnt/β-catenin、骨保護素/核因子κB受體活化因子配體/核因子κB受體活化因子(OPG/RANKL/RANK)、成骨/破骨細胞分化、腸道菌群”等角度展開研究。詳見表6。

表6 2012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域資助的中醫(yī)藥相關(guān)項目中(英)文關(guān)鍵詞分析(n≥6)

2.4.12012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域資助的中醫(yī)藥相關(guān)項目研究對象分析:由表8可知,2012-2022年NSFC資助的骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域中醫(yī)藥相關(guān)研究項目多以“BMSCs、成骨細胞、破骨細胞”等為研究對象,多從表7所示的作用途徑探索其作用機制。

表7 2012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域中醫(yī)藥相關(guān)項目研究對象及作用機制分析

表8 2012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域資助的中醫(yī)藥相關(guān)項目中醫(yī)證型分析

2.4.22012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域資助的中醫(yī)藥相關(guān)項目中醫(yī)證型分析:通過對中醫(yī)藥領(lǐng)域骨質(zhì)疏松相關(guān)項目進行分析,依據(jù)中醫(yī)證型,本研究將其分為以下幾類:腎陽虛型、腎陰虛型、腎虛血瘀型、肝腎陰虛型、脾腎陽虛型及筋痹-骨痹型等,其相關(guān)作用通路詳見表8。

2.4.32012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域中醫(yī)藥相關(guān)項目干預藥物分析:近年來,骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域相關(guān)項目研究所采用的中藥干預藥物有補腎方、補腎活血方、淫羊藿苷、青娥丸、左歸丸、淫羊藿素、女貞子、二至丸和益氣溫經(jīng)方等,其相關(guān)作用途徑詳見表9。

表9 2012-2022年NSFC骨質(zhì)疏松癥領(lǐng)域資助的中醫(yī)藥相關(guān)項目干預藥物及其作用機制分析(n≥5)

3 討論

3.1 骨質(zhì)疏松相關(guān)資助項目的關(guān)注點和整體趨勢

3.1.1疾病或并發(fā)癥方面:近年來NSFC資助的骨質(zhì)疏松相關(guān)項目多探索PMOP、SOP、OPF、DOP的病理機制。骨質(zhì)疏松癥,類似于傳統(tǒng)中醫(yī)的“骨痿、骨枯、骨痹”,其臨床癥狀有全身骨痛、身高縮短、肌肉變形攣縮等。女性絕經(jīng)后卵巢功能降低,雌激素水平下降,導致骨吸收大于骨形成,誘發(fā)骨量減少,骨脆性增加[7]。中醫(yī)的“腎虛致痿”理論認為,腎主骨,在女性絕經(jīng)期間,腎虛無以生髓而致髓枯,髓枯無以充養(yǎng)骨而發(fā)PMOP。此外,隨著年齡的增加,骨髓和血液對骨骼的滋養(yǎng)能力減弱而誘發(fā)SOP的發(fā)生[8]。DOP是糖尿病誘發(fā)的一種慢性代謝性骨病[9]?？偟膩碚f,PMOP、SOP和DOP均可加重骨質(zhì)疏松患者骨折的發(fā)生率。因此,近年來資助的OPF相關(guān)研究項目也相對較多。

3.1.2主要研究對象:近幾年骨質(zhì)疏松相關(guān)研究項目中所涉及的研究對象以“BMSCs、成骨細胞、破骨細胞”相對較多。BMSCs具有自我更新和分化的潛能,可以誘導分化為成骨細胞、脂肪細胞、軟骨細胞、神經(jīng)細胞和心肌細胞等。研究表明,BMSCs的成骨與成脂分化能力失衡導致骨轉(zhuǎn)換失衡,可能是骨質(zhì)疏松癥的基本病理機制之一[10]。成骨轉(zhuǎn)錄因子、信號通路、mRNA和運動可能是影響B(tài)MSCs向成骨細胞轉(zhuǎn)化的主要途徑[11],而促進BMSCs的成骨分化和增殖可能是骨質(zhì)疏松癥的潛在治療靶點。成骨細胞譜系中的間充質(zhì)祖細胞、骨襯細胞或骨細胞與破骨細胞譜系中的破骨細胞及其巨噬細胞前體組成骨重塑單元,維持機體的骨吸收與骨形成的動態(tài)平衡狀態(tài)[12]。破骨細胞過度活化和成骨細胞功能減弱均可導致骨丟失增加,故抑制破骨細胞介導的骨吸收和促進成骨細胞介導的骨形成,進而促進骨代謝的動態(tài)平衡是防治骨質(zhì)疏松的基本出發(fā)點。

3.1.3作用機制研究方面:項目作用機制多從“成骨/破骨細胞分化、Wnt/β-catenin、OPG/RANKL/RANK、自噬”等途徑展開研究。Wnt/β-catenin 信號通路是參與骨代謝調(diào)節(jié)的經(jīng)典通路,主要通過β-catenin的核異位,使胞內(nèi)穩(wěn)定的β-catenin信號與T細胞因子/淋巴樣增強因子(TCF/LEF)結(jié)合,激活相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄活性(如Runx2、Osx等),干預BMSCs、成骨細胞以及破骨細胞等的增殖、遷移和極化等發(fā)揮調(diào)節(jié)骨代謝作用[13]。研究也表明,成骨細胞中Wnt/β-catenin信號通路的激活可通過增強OPG的表達,激活OPG/RANKL/RANK通路,達到抑制破骨細胞前體分化的作用[14]。此外Wnt/β-catenin 信號通路也可通過調(diào)控脂肪干細胞的成骨分化潛能進而抑制骨質(zhì)丟失[15]。研究表明,自噬在參與BMSCs、成骨細胞、破骨細胞的代謝過程及調(diào)節(jié)骨穩(wěn)態(tài)等方面發(fā)揮著重要的作用,自噬異常也是骨質(zhì)疏松癥重要的發(fā)病機制[16]。如自噬通過蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(Akt/mTOR)信號軸調(diào)控人BMSCs的成骨分化;自噬過程失調(diào)可影響成骨細胞的分化及礦化過程,導致成骨細胞凋亡增加而影響骨代謝;自噬相關(guān)因子Atg5、Atg7、Atg4B、微管相關(guān)蛋白1輕鏈3(LC3)等的抑制或缺乏能夠?qū)е缕乒羌毎δ苷系K,降低骨吸收能力[17]。腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/mTOR信號通路作為調(diào)控細胞自噬水平的重要通路之一,可能通過提高細胞自噬水平發(fā)揮骨保護作用[18]。磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/Akt/mTOR、核因子-κB(NF-κB)、刺猬信號(Hedgehog)及非編碼RNA(ncRNA)等均可通過介導自噬參與骨內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)[19]。而探索靶向調(diào)節(jié)自噬而影響骨代謝的病理機制,可能有助于發(fā)現(xiàn)新的抗骨質(zhì)疏松策略。

3.2 中醫(yī)藥防治骨質(zhì)疏松的主要研究進展

骨質(zhì)疏松癥,其臨床癥狀類似于傳統(tǒng)中醫(yī)的“骨痿、骨枯、骨痹”。《醫(yī)經(jīng)精義》記載:“腎藏精,精生髓,髓生骨,故骨者腎之所合也?！敝嗅t(yī)理論認為,骨質(zhì)疏松癥病變在骨,病位在腎,與肝脾胃等緊密相關(guān)。腎虛是骨質(zhì)疏松發(fā)病的根本病機。臨床防治骨質(zhì)疏松也多以補腎法為主,輔以疏肝補血、健脾益氣和活血化瘀等。

3.2.1中醫(yī)證型及治法:由本文統(tǒng)計結(jié)果可知,近年來中醫(yī)藥防治骨質(zhì)疏松癥的研究項目,多從腎陽虛證、腎陰虛證、肝腎陰虛證等證型展開研究,主要涉及補腎活血法、補腎填精法、補腎生髓法、益氣溫經(jīng)法、健脾補腎法等,以及中藥、電針、針刺、艾灸等治療措施。

3.2.2中成藥及中藥復方:本研究結(jié)果表明,中醫(yī)藥干預骨質(zhì)疏松所采用的藥物,主要有左歸丸、二至丸、補腎活血湯、二仙湯、青娥丸、六味地黃丸等。研究表明,不同中成藥及中藥復方分別對應不同的中醫(yī)證型和治則治法,如左歸丸等多用于腎陰虛證的絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥[20];二仙湯等多用于脾腎陽虛導致的絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥;青娥丸和補腎活血湯則多用于腎虛血瘀型骨質(zhì)疏松癥;其作用機制可能與調(diào)節(jié)OPG/RANKL/RANK、Wnt/β-catenin、AMPK/mTOR等信號通路有關(guān)[21]。

3.2.3單味中藥及其有效成分:由本文統(tǒng)計結(jié)果可知,研究項目中所采用的單味中藥有淫羊藿、女貞子、巴戟天等;中藥有效成分有淫羊藿苷、淫羊藿素等。淫羊藿作為一種補腎壯陽益精的中藥,其主要活性成分淫羊藿苷和淫羊藿素等,可能具有誘導成骨細胞增殖、分化以及抑制破骨細胞骨吸收的作用,且能夠通過增強自噬促進MC3T3-E1細胞成骨分化[22]。研究表明,女貞子可以通過抑制Dickkopf相關(guān)蛋白1(DKK1)和硬骨素(SOST)的過表達激活Wnt/β-catenin通路來保持骨質(zhì)量[23]。此外,女貞子水提物及其活性成分紅景天苷等可以調(diào)節(jié)衰老小鼠的腸道微生物群多樣性、氧化應激、TMAO和沉默調(diào)節(jié)蛋白6(Sirt6)水平,或改善去卵巢大鼠的鈣平衡和腸道SCFAs的產(chǎn)生來保持骨骼質(zhì)量[24]。這也提示,腸道菌群及其代謝產(chǎn)物可能是中醫(yī)藥干預骨質(zhì)疏松疾病的一個新靶點。

4 結(jié)論和展望

綜上所述,近年來NSFC資助的骨質(zhì)疏松相關(guān)研究項目多關(guān)注OPF、PMOP、SOP、DOP等的病理機制和防治措施。項目的研究對象多為BMSCs、成骨細胞、破骨細胞和骨細胞等。中醫(yī)藥防治骨質(zhì)疏松研究項目,以探索補腎活血法、補腎填精法、健脾補腎法等治則的科學內(nèi)涵為主,具體以探索二仙湯、二至丸、青娥丸及左歸丸等臨床有效中藥方劑,或淫羊藿和女貞子等中藥及其主要有效成分的作用機制為主。研究機制多集中在Wnt/β-catenin、OPG/RANKL/RANK、自噬、氧化應激,腸道菌群等方面。

目前關(guān)于糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松、失重性骨質(zhì)疏松、廢用性骨質(zhì)疏松、肌少-骨質(zhì)疏松癥等的病理機制和中醫(yī)藥作用機制的研究項目相對較少,而臨床上這些疾病也亟需有效的干預措施,因此值得進一步探討。多學科、多技術(shù)的交叉融合(如蛋白組學、表面分子印記-固相萃取技術(shù)、表觀遺傳學和生物網(wǎng)絡(luò)等),也將為骨質(zhì)疏松的防治提供新的策略。