作者：褚赞波¹ 邹荣鑫² 黄海燕² 李晓可² 陈勇¹

单位：

1、宁波市第二医院风湿免疫科

2、宁波大学医学院

摘要：骨质疏松症是骨强度下降导致骨折危险性升高的一种骨骼疾病。破骨细胞是人体唯一的骨吸收细胞，与骨质疏松症的发生密切相关，近年来对于破骨细胞与骨吸收有了较深入的研究，并研发了多种抗骨吸收的靶向药物。本文结合国内外研究简述破骨细胞与核因子κB受体活化因子配体(receptor activator for nuclear factor-κB ligand，RANKL)/核因子κB受体活化因子(receptor activator for nuclear factor-κB，RANK)/骨保护素(orthopantomography， OPG)信号通路、Wnt/β-catenin信号通路、细胞因子、组织蛋白酶K和Src激酶之间的关系，并对新型骨吸收抑制剂RANKL的单克隆抗体Denosumab、Wnt信号传导拮抗剂Romosozumab、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)拮抗剂、白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)受体拮抗剂Tocilizumab、组织蛋白酶K抑制剂Odanacatib、Src激酶抑制剂Saracatinib等进行综述，为骨质疏松症的防治提供相关依据。

关键词：骨质疏松症；破骨细胞；抗骨吸收

骨质疏松症是一种以破骨细胞过度活化为特征的代谢性骨病，其特点是骨强度下降，导致脆性骨折的发生风险增加。破骨细胞是人体唯一具有骨吸收功能的细胞，与骨质疏松症的发生密切相关，研究破骨细胞的调控机制不仅能更好地认识骨质疏松症，更能为治疗提供新的方法和思路。本文就破骨细胞的功能调控及骨吸收抑制剂研究进展作一综述。

信号通路及影响因子

核因子κB受体活化因子受体/核因子κB受体活化因子/骨保护素和Wnt/β-catenin信号通路

核因子κB受体活化因子(receptor activator for nuclear factor-κB，RANK)与RANKL结合后在巨噬细胞集落刺激因子的辅助下，促进破骨细胞分化成熟，并阻止其凋亡，加速骨基质的重吸收，骨保护素(orthopantomography，OPG)竞争性结合RANKL，从而抑制RANKL介导的骨吸收，RANKL的破骨作用大于OPG的成骨作用便会发生骨质疏松症。Wnt/β-catenin信号通路在破骨细胞中发挥调节作用，Holmen等通过对β-catenin敲除的小鼠进行研究，发现敲除组小鼠成骨细胞的成熟与矿化作用降低，而破骨细胞分化因子和RANKL的表达增加，OPG表达则降低。表明经典的Wnt/β-catenin通路的激活可以上调OPG表达促进骨形成，又与RANKL/RANK/OPG信号通路相联系，进而影响破骨细胞活化和分化。

细胞因子对破骨细胞的影响

研究发现，多种局部和全身细胞因子可以提供破骨细胞分化和骨吸收的信号，刺激破骨细胞前体的募集并调节破骨细胞形成和功能。

白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)对破骨细胞的影响：IL-6是潜在的骨吸收因子，在IL-6及其可溶性受体(soluble interleukin-6 receptor，sIL-6R)共同存在的情况下，RANKL的表达增加并且显著刺激破骨细胞的发生，而加入JAK2抑制剂AG490后，破骨细胞分化减少，说明IL-6通过促进JAK2和RANKL活性来增强骨细胞介导的破骨细胞发生。另外，IL-6可以通过增强血管内皮黏附分子的表达来调节破骨细胞前体的黏附而发挥作用。IL-6/sIL-6R可能在破骨细胞发生中起到双重作用，作为促吸收因子或作为骨保护剂，取决于局部微环境内RANKL的水平：IL-6/sIL-6R对低浓度RANKL诱导的破骨细胞分化有正向调节作用，对高浓度RANKL诱导的破骨细胞分化有负向调节作用。

TNF-α对破骨细胞的影响：TNF-α由破骨样细胞和成骨细胞合成，是强效的骨吸收刺激因子。TNF-α诱导Dickkopf相关蛋白1(Dickkopf related protein 1，Dkk-1)的表达，而Dkk-1是Wnt信号的抑制剂，是骨形成的有效抑制剂，TNF-α诱导Dkk-1表达增加从而抑制了Wnt诱导的OPG产生，导致RANKL/OPG比例增加，破骨细胞吸收加速而出现骨丢失。在RANKL存在下，TNF-α以剂量依赖性方式增加破骨细胞分化，单独用最小剂量的TNF-α或RANKL对破骨细胞分化没有影响，而同时用相同的最小剂量的TNF-α和RANKL则显著增加了破骨细胞的分化程度。

其他影响破骨细胞的物质

组织蛋白酶K对破骨细胞的作用：组织蛋白酶K是一种降解Ⅰ型胶原蛋白的半胱氨酸蛋白酶，在破骨细胞中高度表达，而骨骼由高达90%的Ⅰ型胶原纤维组成，因此组织蛋白酶K与骨量的调节密切相关。

Src激酶对破骨细胞的作用：Src是原癌基因src表达产物，通过抑制破骨细胞凋亡和改变破骨细胞骨架两种途径发挥作用。Src基因的缺失会削弱成熟破骨细胞骨吸收的能力而出现骨硬化。

骨吸收抑制剂研究进展

骨吸收抑制剂又称为抗骨吸收剂，通过降低骨吸收治疗骨质疏松症。此类药物治疗可以使骨量升高1.2%~8.0%，却使新发骨折危险性降低30%~61%，可能是因为骨吸收抑制剂可以维持骨小梁的完整性，或通过增加皮质骨的厚度来发挥作用。

针对RANKL/RANK/OPG靶向治疗

Denosumab是针对RANKL的单克隆抗体，通过干扰破骨细胞的增殖和分化来抑制骨吸收，已经在Ⅲ期临床试验中证实可以减少脊椎和髋部的骨折，并被批准用于治疗具有高骨折风险的绝经后骨质疏松症的妇女。患者对Denosumab治疗的高度依从性(仅每6个月皮下给药)和较少的胃肠道反应，使Denosumab在治疗骨质疏松的领域有很大的发展潜力。Bone等对7 808例绝经后骨质疏松的妇女进行了第Ⅲ期Denosumab临床试验，评估后发现：在长达10年的Denosumab治疗后，骨质疏松患者不良事件发生率与骨折发生率均较低，并且BMD呈现无平台期的持续增加。但是，由于Denosumab是RANKL的靶向物质，其在治疗骨质疏松的过程中并未掺入骨矿物质，所以具有可逆性和非累积性，也导致了停药后骨吸收的迅速增加。相较于停用Denosumab后未加用其他抗骨松药物的患者，后续继续进行治疗的患者骨质流失更少，并且骨折的发生率也要低，说明对于有高骨折风险的患者，在停止使用Denosumab后，切换到另一种治疗骨质疏松症的方案是必要的。对类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis，RA)患者进行12个月的Denosumab治疗后，虽然对炎性反应或RA疾病活动的抑制作用不强，但血清中的骨转换标志物降低，腰椎和股骨颈的BMD增加。Takeuchi等的实验发现Denosumab在增加BMD的同时，还可抑制骨侵蚀的进展，因此对于进行性骨侵蚀的RA患者，可以考虑将Denosumab与改善病情抗风湿药物结合使用。

针对Wnt/β-catenin靶向治疗

硬皮蛋白是Wnt信号传导拮抗剂，Romosozumab作为一种结合硬皮蛋白的单克隆抗体，可阻止硬皮蛋白发挥拮抗作用，不同于经典骨代谢药物，Romosozumab具有增加骨形成和减少骨吸收的双重作用。由于硬皮蛋白高表达于骨细胞，因此用于治疗骨质疏松症是可实现的，但是对慢性肾脏病患者的几项研究发现，硬皮蛋白还可能在血管生理学中起作用，在有血管钙化的慢性肾脏病患者中血清硬皮蛋白水平较高，因此在应用于治疗骨质疏松症之前，进一步评估Romosozumab在心血管中的影响是有必要的。由于连续骨形成对骨骼系统的不确定影响，在目前的Ⅲ期临床试验中正在评估Romosozumab与抗再吸收剂如Denosumab和双膦酸盐顺序使用增加BMD的效果。Cosman等研究表明，在促骨形成药物治疗方案更改为抗骨吸收药物治疗后，BMD能够维持在之前水平甚至有轻度的增加，另外还评估了用Denosumab作为Romosozumab的顺序治疗，发现Romosozumab对脊椎和髋部BMD的实质性增长为Denosumab的顺序治疗期间骨折风险的持续降低奠定了基础。

针对TNF-α、IL-6靶向治疗

作用TNF-α的药物：TNF-α拮抗剂主要与TNF-α结合，阻断TNF-α发挥的生理作用，导致新生骨的形成。研究表明，TNF-α拮抗剂对缓解广泛骨丢失的效果较好，但与局部骨丢失相关的局部关节炎性反应方面效果较差。在对102例活动性RA患者进行为期1年的Infliximab治疗发现：Infliximab可以阻止RA患者脊柱和髋关节的骨质流失，但对局部骨质流失的抑制作用弱。Wijbrandts等发现用Adalimumab治疗1年后，虽然50例活动性RA患者的BMD增加不显著，但是平均进行性骨丢失被抑制。由于TNF-α还在骨质疏松症疼痛中起重要作用，因此TNF-α拮抗剂在治疗骨质疏松时，还能减轻骨质疏松引起的疼痛。临床在使用TNF-α拮抗剂治疗骨质疏松症时要注意其不良反应，TNF-α拮抗剂可能会促进骨坏死的表现，并降低骨的口腔愈合能力。同时TNF-α是保护身体免受感染的免疫系统的一部分，所以用TNF-α拮抗剂治疗时可能会增加感染如结核病的感染风险。

作用IL-6的药物：IL-6的抗体可以阻断所有已知的细胞因子对破骨细胞分解的活性，托珠单抗(tocilizumab，TCZ)作为IL-6受体拮抗剂的重组人源化单克隆抗体，可以抑制破骨细胞活化，虽然会引起胆固醇的升高及感染风险的增加，但可降低RA患者的疾病活动并改善RA患者的功能和生活质量，已被批准用于治疗RA。TCZ治疗RA时显著抑制结构性关节损伤的进展，在抗骨质疏松方面有重要作用。用IL-6受体拮抗剂处理有关节炎的小鼠时发现：虽然IL-6受体拮抗剂不能抑制关节炎性反应，但能明显减少发炎关节中破骨细胞的形成以及减轻体内的骨侵蚀，说明IL-6受体拮抗剂对破骨细胞发生过程中的抑制作用独立于其抗炎作用, 可直接影响破骨细胞形成。通过对20例接受TCZ的RA患者掌指关节骨质进行分析，发现TCZ对局部骨重塑有重要作用。

针对其他物质的治疗

由于组织蛋白酶K降解Ⅰ型胶原蛋白，与骨质疏松的发生高度相关，因此使组织蛋白酶K成为研究骨吸收抑制剂的有吸引力的靶标。多个研究证实，与先天性组织蛋白酶K缺乏相比，组织蛋白酶K抑制剂在显著降低骨吸收的同时也相对保留骨形成，在骨质疏松症中具有治疗潜力。Odanacatib属于非溶酶体抑制剂，不会在溶酶体的酸性环境中累积，就不会出现组织蛋白酶K以外的组织蛋白酶被抑制的情况，因此骨骼外不良反应更少，在治疗骨质疏松症时更具可实现性。Odanacatib对破骨细胞的骨吸收作用具有选择性和可逆性，除了加速破骨细胞的凋亡，还抑制破骨细胞发生和活化，多用于治疗绝经后骨质疏松症。在用Odanacatib处理骨质疏松动物模型时发现，Odanacatib可通过增加骨膜周长来增加股骨中心皮质厚度，引起中央股骨和腰椎BMD升高，同时不会造成骨形成标志物的减少。Ⅱ期试验确定每周1次50 mg的Odanacatib作为Ⅲ期临床试验的治疗方案，对16 793例具有低BMD的绝经后妇女进行评估后发现，经Odanacatib治疗的患者脊柱、髋部脆性骨折风险较安慰组显著降低。

Saracatinib作为Src激酶的抑制剂，在破骨前体细胞的初始阶段发挥作用，还可以通过降低成骨细胞中的RANKL表达来减少破骨细胞形成。Saracatinib影响破骨细胞的骨吸收作用，小鼠血清中骨吸收标志物显著降低而骨形成标志物不受影响，与对照组相比，治疗组小鼠溶骨性损伤更轻。

Anhydroicaritin可以增强成骨细胞分化的关键基因如BMP-2、OSX和Runx-2的mRNA水平用于治疗骨质疏松，近期有研究发现Anhydroicaritin还可作为SREBP2的抑制剂可以降低由RANKL诱导的破骨细胞中SREBP2及其靶基因的水平，抑制破骨细胞形成并对糖尿病引起的骨丢失有很好的作用。

通过分析破骨细胞参与骨质疏松症的调控途径，对多种新型治疗靶点有了更深一步的认识，研制的许多新型药物可以拓宽骨质疏松症的治疗方案，利于骨质疏松患者的治疗，并提供更多的个性化治疗。