楊駿吉 逯子衡 蔡青城 楊家祥 王艷君

1.河北中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院針灸科，河北石家莊 050011；2.河北省中醫(yī)院骨傷二科，河北石家莊 050011

膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）是由膝關(guān)節(jié)軟骨纖維化、皸裂、脫失等一系列病變引起，以膝關(guān)節(jié)周圍疼痛、腫脹、僵硬、變形為主要臨床表現(xiàn)的退行性改變[1]。我國(guó)KOA 發(fā)病率為5.4%～30.5%，約占骨關(guān)節(jié)炎的78.5%，是發(fā)病率最高的骨關(guān)節(jié)炎[2-3]。造成KOA的發(fā)病原因似乎是機(jī)械、細(xì)胞和炎癥因素之間相互作用的結(jié)果，但其機(jī)制仍然未知[4]。隨著研究的深入，不再將KOA 視為單純的退行性疾病，而是一種多因素導(dǎo)致的疾病，其中慢性低度炎癥起核心作用[5]。因此，如何減輕其炎癥反應(yīng)是治療本病的重要內(nèi)容。針刺治療是一種臨床常用的中醫(yī)外治法，在減輕KOA 患者膝關(guān)節(jié)腫脹疼痛、恢復(fù)膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度等方面均有良好的治療效果[6-7]。本文從調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞、細(xì)胞因子、炎癥通路、腸道菌群等角度闡述針刺炎癥反應(yīng)改善KOA的相關(guān)機(jī)制。

1 針刺通過(guò)調(diào)控巨噬細(xì)胞治療KOA

膝關(guān)節(jié)發(fā)生損傷后，活化的巨噬細(xì)胞可以分泌多種細(xì)胞因子，促進(jìn)并擴(kuò)大KOA 的炎癥過(guò)程，巨噬細(xì)胞還會(huì)在滑膜內(nèi)浸潤(rùn)增加，促進(jìn)滑膜炎癥的形成，這是KOA 發(fā)病的重要原因[8]。

巨噬細(xì)胞是先天免疫細(xì)胞，參與對(duì)病原體的主要反應(yīng)和適應(yīng)性免疫反應(yīng)、炎癥消退和組織修復(fù)。根據(jù)不同的環(huán)境刺激，巨噬細(xì)胞通常會(huì)極化為兩種不同的亞型，即M1 型和M2 型[9]。在炎癥反應(yīng)產(chǎn)生后，M1 型巨噬細(xì)胞被干擾素和脂多糖激活后分泌大量促炎因子和介質(zhì)，如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1、IL-6、IL-12 等，這些細(xì)胞因子會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)炎癥反應(yīng)，并誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞破壞，是軟骨修復(fù)的主要障礙[10]。而M2 型巨噬細(xì)胞被IL-4 和IL-13 等極化后則分化為特定亞型M2a、M2b、M2c，分泌抗炎細(xì)胞因子、免疫抑制因子和促進(jìn)軟骨分化的細(xì)胞因子，在減輕炎癥反應(yīng)和促進(jìn)軟骨修復(fù)方面發(fā)揮重要作用[11-13]。有研究發(fā)現(xiàn)，在KOA患者中M1/M2 巨噬細(xì)胞比值明顯升高，并且與KOA的嚴(yán)重程度有關(guān)[14]；可能是治療本病的靶點(diǎn)。邱麗[15]在探討電針治療急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的作用機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，電針可以通過(guò)激活MAPK 下調(diào)一氧化氮合酶2 的表達(dá)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞從M1 促炎表型轉(zhuǎn)換為M2 抗炎表型，下調(diào)IL-1β、NOD 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3 的表達(dá)，從而控制炎癥反應(yīng)的程度。余楠楠等[16]采用針刺足三里穴治療大鼠骨關(guān)節(jié)炎發(fā)現(xiàn)，其可促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞極化為具有免疫調(diào)節(jié)作用的M2 型巨噬細(xì)胞起到抗炎的作用。Wei 等[17]使用火針刺激KOA 模型小鼠犢鼻、內(nèi)膝眼、梁丘、血海等穴位后發(fā)現(xiàn)，火針針刺可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2 型巨噬細(xì)胞極化，并減少KOA 小鼠M1 型巨噬細(xì)胞極化，以此減輕KOA 炎癥。因此，針刺治療可以通過(guò)調(diào)控M1、M2 型巨噬細(xì)胞的比例，產(chǎn)生抗炎作用。

2 針刺通過(guò)調(diào)控細(xì)胞因子分泌治療KOA

細(xì)胞因子是由免疫細(xì)胞及非免疫細(xì)胞分泌合成的一種蛋白質(zhì)，與免疫應(yīng)答等方面密切相關(guān)，包括IL、脂肪因子、趨化因子等[9]。在KOA 的炎癥反應(yīng)中，關(guān)節(jié)內(nèi)部發(fā)生的過(guò)程不僅有分解代謝效應(yīng)，抗炎合成代謝過(guò)程也不斷發(fā)生。驅(qū)動(dòng)這些反應(yīng)的細(xì)胞因子可以分為促炎細(xì)胞因子和抗炎細(xì)胞因子。在KOA 的病理過(guò)程中，IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-13 等細(xì)胞因子含量明顯增加，加重炎癥反應(yīng)及軟骨損傷；IL-1β 還會(huì)通過(guò)促進(jìn)趨化因子的釋放，吸引炎癥細(xì)胞在膝關(guān)節(jié)局部聚集，使炎癥反應(yīng)加劇[18]。以IL-13 為代表的抗炎細(xì)胞因子則有著顯著的抗炎作用，其具有保護(hù)軟骨細(xì)胞，減少炎癥細(xì)胞因子和金屬蛋白酶分泌的作用；同時(shí)使IL-1β 與受體結(jié)合減少，對(duì)IL-1β、TNF-α 和基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）的合成有明顯抑制作用，可以控制炎癥反應(yīng)的程度[19]。Wang 等[20]使用電針干預(yù)KOA 豚鼠內(nèi)外膝眼，發(fā)現(xiàn)TNF-α 和IL-1β 的表達(dá)明顯降低，減輕了關(guān)節(jié)局部的炎癥反應(yīng)。Liu 等[21]使用毫針針刺治療KOA 大鼠，與模型組比較，TNF-α 明顯降低；Shi 等[22]使用電針和手針干預(yù)8 周后發(fā)現(xiàn)，TNF-α、IL-1β 在處理后顯著降低，而抗炎細(xì)胞因子IL-13 在治療后顯著增高。另有研究表明，脂肪組織分泌的脂肪因子（如瘦素、脂聯(lián)素、內(nèi)脂素、抵抗素等）也與KOA 慢性低度炎癥密切相關(guān)[23]。

綜上所述，針刺可以通過(guò)調(diào)節(jié)促炎細(xì)胞因子和抗炎細(xì)胞因子平衡等方式實(shí)現(xiàn)抗感染的目的，從而減輕軟骨損傷及KOA 癥狀，但針對(duì)抗炎細(xì)胞因子的治療不能通過(guò)阻斷分解代謝的途徑阻止疾病的進(jìn)展，因此對(duì)于抗炎細(xì)胞因子的研究仍需深入。

3 針刺通過(guò)調(diào)控炎癥通路治療KOA

信號(hào)通路就是信息經(jīng)細(xì)胞膜傳入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮效應(yīng)的一系列酶促反應(yīng)通路，各信號(hào)通路上游對(duì)下游的激活或抑制作用主要通過(guò)改變下游蛋白的立體構(gòu)象完成的[24]。這些“信息”包括神經(jīng)長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、激素及其他遞質(zhì)、小分子化合物等。KOA 發(fā)生后，產(chǎn)生的炎癥因子、趨化因子等過(guò)表達(dá)，也是通過(guò)炎癥信號(hào)傳導(dǎo)通路發(fā)生的。

與KOA 炎癥反應(yīng)密切相關(guān)的信號(hào)通路主要有NF-κB、MAPK、JAK/STAT 及Wnt 信號(hào)通路等，其中NF-κB、p38、MAPK 及JAK 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)器和STAT 信號(hào)通路與炎癥反應(yīng)聯(lián)系最為密切，下文將介紹這3 種信號(hào)通路，以分析針刺調(diào)節(jié)信號(hào)通路的作用。

3.1 TLRs/NF-κB 信號(hào)通路

NF-κB 是一條經(jīng)典的炎癥通路，與包括KOA 在內(nèi)的多種炎癥反應(yīng)有密切聯(lián)系。其上游TLRs 是固有免疫應(yīng)答中一類重要模式識(shí)別受體，激活后的TLRs 與胞質(zhì)內(nèi)銜接蛋白如髓樣分化因子88 結(jié)合形成復(fù)合物，經(jīng)過(guò)系列反應(yīng)，使NF-κB 進(jìn)入細(xì)胞核，激活NF-κB信號(hào)通路，從而誘導(dǎo)產(chǎn)生TNF-α、NOD 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3 等炎癥因子及MMPs 的釋放，并在關(guān)節(jié)內(nèi)發(fā)生炎癥級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)，使炎癥反應(yīng)持續(xù)[25-28]。阮安民等[26]使用電針干預(yù)KOA 新西蘭大白兔模型，發(fā)現(xiàn)電針可以抑制TLR2、NF-κB 及髓樣分化因子88蛋白的表達(dá)，降低下游TNF-α、MMP-13 的表達(dá)，減輕炎癥反應(yīng)。李惠娟等[29]使用圓利針干預(yù)KOA 模型大鼠內(nèi)外膝眼，發(fā)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)滑膜軟組織中NF-κB p65 mRNA 含量明顯降低。張小琴等[30]使用碘乙酸建立KOA 大鼠模型，使用毫針或電針刺激內(nèi)外膝眼，發(fā)現(xiàn)NF-κB p65 的表達(dá)明顯降低，其作用機(jī)制可能與調(diào)節(jié)NF-κB 通路有關(guān)。

3.2 p38 MAPK 信號(hào)通路

p38MAPK 通路與細(xì)胞周期、炎癥反應(yīng)的調(diào)控相關(guān)，其核心成分是p38 MAPK 蛋白[31]。p38 MAPK 信號(hào)通路能誘導(dǎo)MMP-13 的表達(dá)，導(dǎo)致具有軟骨特性的Ⅱ型膠原進(jìn)行性降解，破壞關(guān)節(jié)軟骨，導(dǎo)致KOA 炎癥的發(fā)生。NF-κB 作為p38 的下游通路具有調(diào)控炎癥因子釋放的作用，因此p38 的活化往往伴隨著下游炎癥因子水平的驟升，進(jìn)一步加重關(guān)節(jié)腔的炎癥[32]。郭建軍等[33]使用針刺干預(yù)KOA 大鼠模型，其中針刺組大鼠p38 蛋白表達(dá)抑制，認(rèn)為針刺可能通過(guò)降低KOA 大鼠p38 中的MAPKs 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中關(guān)鍵蛋白的過(guò)度磷酸化，抑制過(guò)度亢進(jìn)的MAPKs 信號(hào)，產(chǎn)生抗炎止痛的作用。

3.3 JAK/STAT 信號(hào)通路

JAK/STAT 信號(hào)通路與KOA 進(jìn)展中的炎癥及免疫反應(yīng)、軟骨重塑密切相關(guān)[34]。例如細(xì)胞因子如IL-6結(jié)合受體后可活化JAK1，并促使STAT3 的磷酸化和轉(zhuǎn)錄激活，調(diào)控炎癥反應(yīng)[35]。吳明霞等[36]使用電針干預(yù)木瓜蛋白酶誘導(dǎo)KOA 大鼠模型，刺激內(nèi)膝眼、犢鼻，發(fā)現(xiàn)電針可激活大鼠JAK-STAT 通路的上游受體——瘦蛋白，從而提高大鼠關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞中STAT3的表達(dá)。張艷玲等[37]使用溫針刺激KOA 模型兔的內(nèi)膝眼、外膝眼、鶴頂、足三里，結(jié)果顯示p-JAK2/JAK2、p-STAT3/STAT3 和血清MMP-9 蛋白在兔軟骨中表達(dá)均明顯降低?？梢?jiàn)針刺技術(shù)可通過(guò)介導(dǎo)JAK/STAT信號(hào)通路的蛋白表達(dá)起到治療KOA 的作用。

綜上所述，NF-κB、p38 MAPK、JAK/STAT 三條炎癥通路與KOA 關(guān)系密切，是針刺治療KOA 的重要靶點(diǎn)。上述研究表明，針刺可以通過(guò)介導(dǎo)炎癥通路中關(guān)鍵蛋白的表達(dá)，調(diào)節(jié)炎癥通路，起到減輕炎癥反應(yīng)和軟骨破壞的作用，達(dá)到治療KOA 的效果。

4 針刺通過(guò)調(diào)控腸道菌群治療KOA

腸道菌群被定義為腸道微生物群的集合，負(fù)責(zé)一系列代謝、免疫、結(jié)構(gòu)和神經(jīng)功能，如維持代謝穩(wěn)態(tài)、免疫系統(tǒng)發(fā)育和成熟、抵抗感染和產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)[38]。腸道菌群失調(diào)則主要表現(xiàn)為厚壁菌門豐度增加及擬桿菌門豐度減少，厚壁菌門與擬桿菌門比值增加，導(dǎo)致細(xì)菌與宿主之間的關(guān)系發(fā)生變化，導(dǎo)致代謝失調(diào)，出現(xiàn)代謝綜合征，影響膝關(guān)節(jié)局部代謝平衡，從而影響關(guān)節(jié)局部的炎癥反應(yīng)[39-40]。有學(xué)者提出，針灸可能通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生物的數(shù)量和比例，調(diào)節(jié)腸道黏膜的通透性，控制慢性低度炎癥，發(fā)揮抗感染的作用，進(jìn)而對(duì)KOA 的癥狀發(fā)揮預(yù)防和治療效果[41]。有研究通過(guò)針刺足三里、陰陵泉等穴位后發(fā)現(xiàn)，腸道菌群內(nèi)的腸桿菌門及腸球菌豐度均降低，提示針刺可有效調(diào)節(jié)腸道菌群的菌屬比例[42]。Xie 等[43]發(fā)現(xiàn)，電針刺激足三里和陽(yáng)陵泉可以抑制腸道微生物組促炎轉(zhuǎn)移，增加擬桿菌/厚壁菌的比例，并促進(jìn)梭菌、阿克曼西亞、丁酸單胞菌和乳球菌相對(duì)豐度的恢復(fù)。Wang 等[44]認(rèn)為，電針可以通過(guò)改變腸道微生物群中的幾個(gè)屬來(lái)改善炎癥效應(yīng)，特別是減少腸道中致病細(xì)菌（如鏈球菌）的數(shù)量，并增加腸道中有益細(xì)菌（包括嗜酸乳桿菌和擬桿菌）的數(shù)量。

綜上所述，針刺可能通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群比例，減少致病菌群，使有益菌增加。最終改善菌群失調(diào)，減輕全身性炎癥及調(diào)整代謝平衡，從而減輕KOA 局部的炎癥反應(yīng)。

5 小結(jié)

炎癥反應(yīng)在KOA 發(fā)病過(guò)程中占據(jù)重要地位，針刺可以調(diào)控各種細(xì)胞因子、炎癥介質(zhì)、炎癥反應(yīng)通路、腸道菌群等調(diào)控炎癥反應(yīng)。針刺是我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)常用的治療方法，在治療KOA 方面效果顯著，目前對(duì)于針刺治療機(jī)制的研究也在逐步深入。但是其作用機(jī)制復(fù)雜，如炎癥因子復(fù)雜多樣，多條細(xì)胞通路針刺對(duì)炎癥反應(yīng)具有明確的效果。目前關(guān)于針刺治療機(jī)制的研究也在逐步深入，但是其作用機(jī)制復(fù)雜，很多方面仍需進(jìn)一步挖掘研究。例如：①炎癥因子復(fù)雜多樣，各自之間存在交叉作用，使炎癥因子在KOA 病理、生理過(guò)程中如何發(fā)揮作用尚不明確。②多條信號(hào)通路相互作用，是否存在更多的靶點(diǎn)影響針刺治療KOA。③腸道菌群等全身性炎癥影響因素對(duì)KOA 的研究仍然較少，其作用機(jī)制仍不明確。關(guān)于針刺治療KOA 的研究仍需要進(jìn)一步地挖掘和深入。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。