補腎方劑干預椎間盤退變的基礎研究進展*

孫 鈺，楊利學，譚龍旺，朱 偉

（1.陜西中醫藥大學，陜西 咸陽 712000；2.陜西中醫藥大學附屬醫院，陜西 咸陽 712000）

椎間盤退行性改變（intervertebral disc degeneration，IDD）是引起脊柱失穩、椎間盤突出癥及椎管狹窄癥等疾病的主要原因之一[1]。IDD帶來的長期疼痛、感覺異常、麻木不適及功能活動障礙等癥狀，嚴重影響著患者的生活質量,給患者心身帶來了極大的痛苦。現代醫學認為，人體內椎間盤含水量會隨年齡增加逐步降低，此時椎間盤中水通道蛋白表達下調，椎間盤逐漸失去原有彈性，同時椎間盤中的髓核細胞由于失水逐漸加速凋亡，細胞外基質的合成與分解也受到影響，最終加速了IDD的進程[2]。故椎間盤髓核細胞加速凋亡、細胞外基質合成與分解異常、椎間盤軟骨終板的鈣化、炎癥因子的刺激、椎間盤內水通道蛋白的表達減少等均是IDD的主要發病機制，而生物力學因素、遺傳、營養缺失等是IDD發病的高危因素[3]。目前西醫主要針對IDD引起的腰腿疼痛等一系列并發癥進行治療，但其不能從根本上延緩IDD的進程[4]。如何防治椎間盤的退變已成為社會普遍關心的問題，因此尋求正確治療的途徑顯得尤為重要。

中醫學認為“腎為先天之本，主藏精，主骨生髓”，補腎中藥對于延緩IDD的進程有獨特優勢且療效顯著。因此，筆者以“腎主骨”理論為指導，總結歸納補腎方劑干預椎間盤退變的基礎研究進展，以明確其治療的原理與優勢，從側面進一步證明“腎主骨”理論的科學性，為臨床治療提供參考。

1 病因病機

腎為先天之本，主藏精，主骨生髓。《素問·脈要精微論篇》曰：“骨者髓之府，不能久立，行則振掉，骨將憊矣。”巢元方的《諸病源候論》也強調了腰腿疼痛的病因，“勞損于腎……風冷所侵，血氣擊搏，故腰痛也”。清代唐宗海的《中西匯通醫經精義》中論述了腎精與骨髓的關系：“蓋髓者，腎精所生，精足則髓足。”明代李用粹的《證治匯補》中對于腰痛病的治療強調以補腎為根本，標本治療以急為先的原則，側面反映出腎氣虧虛對于腰痛病的影響，其云：“治惟補腎為先，而后隨邪之所見者以施治，標急則治標，本急則治本”。故筋骨的強弱與腎精的封藏有度、腎氣的化生有源有著密切關聯[5]。同時，近年來，大量的實驗研究從不同方面、不同層次闡釋了腎與骨、腎與髓的關系[6]。沈自尹[7-8]提出了廣義腎的概念，即以下丘腦-垂體-靶腺軸為主導，從不同層面、不同環節，系統全面地概括了其對骨的綜合影響。由此可見腎從不同層面、不同水平對筋骨的強弱有著具體的調控作用。崔學軍等[9]基于骨形態發生蛋白-7（BMP-7）的特性，研究了其與“腎主骨”理論的關系，發現BMP-7與腎臟生理之間有密切的關系，認為BMP-7可以作為“腎主骨”理論的物質基礎，同時也揭示了BMP-7對骨骼發育的影響。這將對“腎主骨”理論的闡述更具說服力。而曾建春等[10]在研究“腎主骨，生髓”與骨髓間充質干細胞定向分化的關系中發現，以“腎主骨，生髓”理論為指導,補腎中藥能誘導骨髓間充質干細胞向成骨細胞分化，最終轉化為成熟的骨細胞，為IDD的治療提供了新思路。

綜上所述，年齡衰老，外邪反復久留，或先天髓海不足、筋虛骨弱引起的肝腎虧虛是引起IDD的主要原因。腎虛則導致骨弱髓空，筋骨失養，經絡失和，不通則痛，故見疼痛、活動障礙。同時若腎精虛少，則骨髓化源不足，不能營養骨骼，可加重椎間盤的退變。脊柱的退變開始于椎間盤的退變，椎間盤的退變與骨質的退變伴行發生，腎臟虧虛是引起脊柱退變的主要原因。

2 補腎方劑對椎間盤退變的影響

2.1 補腎方劑對椎間盤髓核細胞及細胞外基質的影響 椎間盤髓核細胞是椎間盤內重要的組成部分，主要由膠原和蛋白聚糖構成，是細胞外基質合成過程中的主要原料。髓核細胞中的膠原和蛋白聚糖是合成細胞外基質的主要成分。故髓核細胞的凋亡，以及細胞外基質的合成與分解異常均是IDD的主要因素[11]。研究[12-14]表明，六味地黃丸（熟地黃、山藥、山茱萸、澤瀉、牡丹皮、茯苓）可通過減慢細胞外基質分解的過程、緩解髓核細胞的凋亡、延緩膠原和蛋白多糖的流失來保護椎間盤中的髓核細胞，從而延緩IDD的過程。李具寶等[15]采用益氣化瘀補腎方（黨參、麝香、肉蓯蓉、淫羊藿、丹參、川芎等）含藥血清干預退變椎間盤細胞后，MTT法檢測結果顯示，與對照血清比較，益氣化瘀補腎方在不同濃度梯度下均具有促進椎間盤細胞分化增殖的作用，同時能抑制退變椎間盤細胞中X型膠原mRNA的表達，促進蛋白聚糖mRNA的高表達，且中濃度的益氣化瘀補腎方作用最明顯。李具寶等[16]采用益氣化瘀補腎方（黨參、麝香、肉蓯蓉、淫羊藿、丹參、川芎等）含藥血清干預脊髓型頸椎病患者退變的椎間盤細胞后，實時熒光定量PCR檢測顯示，不同濃度梯度下的益氣化瘀補腎方均有助于椎間盤細胞的增殖，且與對照組比較，益氣化瘀補腎方干預能有效抑制椎間盤細胞中ColⅠmRNA的表達，促進ColⅡmRNA的表達，尤以中濃度更為明顯。謝林等[17]通過切除大鼠頸后部肌肉，建立大鼠頸椎間盤退變模型，同時應用芪麝頸丸（骨碎補、黃芪、熟地黃、當歸、川芎、麝香等）進行干預，在電鏡下觀察其髓核細胞的結構變化。結果表明，芪麝頸丸可顯著改善退變頸椎間盤中髓核細胞的活性，從而延緩IDD的進程。

2.2 補腎方劑對椎間盤軟骨終板的影響 椎間盤軟骨終板又稱椎體終板，是椎間盤的重要組成部分，具有營養、保護椎間盤及椎體的作用[18]。同時由于椎間盤無血供[19]，其基本的營養成分和組織代謝均經過椎體終板進行。長期勞損會引起的終板鈣化和退變，從而導致椎間盤營養成分缺失和組織代謝障礙，這亦是引起IDD的高危因素[20-21]。朱立國等[22]在補腎活血方（補骨脂、丹參、杜仲、牛膝等）對自然增齡沙鼠腰椎軟骨終板鈣化作用的實驗研究中發現：與對照組比較，補腎活血方可加快退變椎間盤組織的代謝和血液供應，減輕軟骨終板的鈣化，改善椎間盤的微環境，同時增加終板中血管芽數量，從而延緩IDD。呂存賢等[23-25]采用補陽還五湯（川芎、當歸、紅花、黃芪、赤芍、桃仁、地龍）干預由異常應力導致的兔椎體失穩和椎間盤退變，發現補陽還五湯能夠促進退變椎體終板中血管芽組織的再生，提高其蛋白多糖的水平，從而改善退變椎體終板的血液循環，而且補陽還五湯還能抑制軟骨終板內Fas/Fasl基因的過度表達，從而延緩終板內細胞凋亡的速度，達到改善退變椎間盤的作用。劉汝專等[26-27]應用溶髓方（牛膝、赤芍、續斷、當歸、沒藥、五加皮、白芍、雞血藤、三七、延胡索、秦艽、乳香、甘草）干預力學平衡紊亂性頸椎間盤退變的Wistar大鼠模型，觀察其對軟骨終板內細胞凋亡的影響。結果顯示：溶髓方能顯著降低大鼠軟骨終板內白細胞介素-1（IL-1）的含量，抑制凋亡細胞在軟骨終板中的過度增殖，從而降低椎體終板中細胞凋亡的速度，延緩IDD的進程。肖志鋒等[28]通過將大鼠雙側卵巢摘除，建立由雌激素缺失導致的椎間盤軟骨終板退化模型，誘導大鼠椎間盤退變后，應用骨腎安(淫羊藿、熟附子、巴戟天、丹參、仙茅等）和阿侖膦酸鈉片進行干預。結果顯示：骨腎安和阿侖膦酸鈉片聯合應用能顯著提高退變椎間盤中Ⅱ型膠原蛋白的合成，從而改善軟骨終板的組織結構，增加退變椎間盤的血供，延緩其退變的速度。

2.3 補腎方劑對椎間盤炎癥因子的影響 炎癥因子的介入是導致椎間盤退行性改變，以及椎間盤正常代謝失衡的主要因素之一。研究顯示，椎間盤退變組織中存在免疫細胞浸潤和多種炎癥因子的高表達，其中以IL-1、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等最為顯著[29]。炎癥因子在椎間盤退變的發生發展過程中發揮極其重要的作用。

2.3.1 補腎方劑對IL-1的影響IL-1是一種由軟骨細胞、單核細胞、巨噬細胞等多種細胞合成分泌的單核因子，主要通過抑制退變椎間盤中細胞外基質產生蛋白多糖、增加退變椎間盤組織中金屬蛋白酶（MMPs）的表達，加速IDD的發生[29]。馮帥華等[30]通過皮下注射D-半乳糖建立椎間盤退變模型大鼠后，采用補腎活血湯（菟絲子、枸杞子、熟地黃、杜仲、山茱萸、沒藥、肉蓯蓉）干預模型大鼠。結果顯示：補腎活血湯可顯著降低IL-1β的含量，減少MMPs在退變椎間盤組織中的分泌，從而延緩其退變的進程。周樺等[31]通過針刺建立家兔椎間盤退變模型后，采用獨活寄生湯進行干預治療。結果顯示：獨活寄生湯能夠明顯降低退變椎間盤組織中前列腺素E2（PGE2）、IL-1的含量，從而延緩其退變。研究[12，14]顯示，六味地黃丸干預后的家兔椎間盤退變模型中，IL-1、TNF-α的表達水平明顯下調，同時六味地黃丸還能穩定Ⅰ型、Ⅱ型膠原蛋白在退變椎間盤組織中的含量，延緩其退變的進程。

綜上所述，補腎中藥可顯著降低退變椎間盤組織中IL-1的表達水平，從而加速椎間盤細胞外基質的修復，保護椎間盤的營養通路，使退變的椎間盤得到改善。

2.3.2 補腎方劑對TNF-α的影響TNF-α是一種促炎性細胞因子，其主要作用為激活退變椎間盤中單核-巨噬細胞的分泌。研究證明，在椎間盤退變的過程中TNF-α可減少膠原和蛋白多糖的合成，并加劇其降解的過程，從而加快椎間盤退變的進程[32]。馮帥華等[30]采用補腎活血湯（菟絲子、枸杞子、熟地黃、杜仲、山茱萸、沒藥、肉蓯蓉）干預由D-半乳糖導致的椎間盤退變大鼠。結果顯示：補腎活血湯能降低大鼠椎間盤中TNF-α的含量，進一步說明補腎活血湯能夠有效抑制退變椎間盤組織中TNF-α的表達來延緩其退變進程。仇湘中等[33]通過大鼠纖維環穿刺法建立大鼠腰椎間盤退變模型后，應用補肝健腰方（當歸、杜仲、熟地黃、川芎、酸棗仁、白芍、全蝎、延胡索、甘草等）進行干預，測定退變椎間盤組織中TNF-α、IL-1的含量。結果顯示：補肝健腰方可下調退變椎間盤組織中TNF-α、IL-1的含量來抑制其退變的進程。林一峰等[34]采用補腎壯督方干預大鼠退變椎間盤模型，發現補腎壯督方不僅能夠顯著降低退變椎間盤中TNF-α的含量，同時還能增強三磷酸腺苷酶的活性，抑制椎間盤中炎癥因子的分泌，延緩椎間盤退變。

綜上所述，TNF-α在椎間盤退變組織中的表達較高，并且涉及椎間盤退變的多個病理過程，包括椎間盤基質的破壞，炎癥反應及細胞凋亡，自噬和增殖。補腎方劑可通過抑制TNF-α的表達從而有效減輕椎間盤的退變程度。

2.4 補腎方劑對椎間盤水通道蛋白Ⅰ（AQPⅠ）與水通道蛋白Ⅲ（AQPⅢ）的影響 退變椎間盤特征性的改變之一是椎間盤含水量減少，因此含水量減少直接影響著椎間盤退變的過程。有研究[35]表明椎間盤中存在AQPⅠ和AQPⅢ的表達，其中又以髓核細胞表達數量最多。AQPⅠ是水的轉運通道，全身細胞中均有AQPⅠ表達，且其表達過程不受外界環境的影響[36]。與AQPⅠ相似，AQPⅢ也有轉運水分子的功能，同時其還能轉運甘油。免疫組化實驗研究顯示：AQPⅠ及AQPⅢ在椎間盤中有明顯表達，兩者均主要表達在椎間盤軟骨終板、髓核和內層纖維環，外層纖維環表達非常少[37]。李紹波等[38]通過分子實驗研究與RT-PCR實驗發現，AQPⅠmRNA、AQPⅢmRNA在軟骨終板的表達相對較高，其可能與軟骨終板的水化程度密切相關，水化程度越高，其營養和代謝物轉運越快。由此可見AQPⅠ與AQPⅢ在椎間盤組織中廣泛分布，并直接或間接影響著椎間盤的退變。李紹波等[38]在研究AQPⅠ與AQPⅢ在退變椎間盤中表達差異的實驗中發現：對照組椎間盤中AQP I與AQPⅢ的表達水平高于病例組。因此AQPⅠ與AQPⅢ的減少可能是腰椎間盤退變的重要原因之一。唐成坤等[39]應用腰椎穿刺術作用于新西蘭大白兔，建立兔腰椎間盤退變模型后，應用強筋壯骨祛風合劑進行干預治療。結果顯示：強筋壯骨祛風合劑能夠明顯上調兔退變椎間盤中AQPⅠ與AQPⅢ的表達，從而豐富椎間盤的含水量，保持椎間盤彈性，最終達到延緩IDD的作用。

3 總結與展望

脊柱的退變開始于椎間盤的退變，椎間盤的退變與骨質的退變伴行發生。腎臟虧虛是引起脊柱退變的主要原因，目前眾多補腎方劑干預腰椎間盤退變的試驗研究已取得一定的進展。研究人員運用不同方式，從不同層面、不同作用機理進行了大量的動物實驗，進一步證實了補腎方劑干預椎間盤退變的療效，并揭示了其作用機制。補腎方劑主要通過影響細胞外基質分解的過程，延緩髓核細胞的凋亡，緩解退變椎間盤中軟骨終板的鈣化，減少IL-1、TNF-α、PEG2等炎癥因子的分泌，以及上調水通道蛋白的表達等方式延緩椎間盤的退變。然而目前針對此類研究仍存在一些問題。（1）椎間盤纖維環的部分或完全破裂是椎間盤退變的重要原因之一，目前尚缺乏補腎方劑延緩纖維環退變的實驗研究。（2）目前多數研究均采用直接針刺等方式對椎間盤進行破壞，從而建立椎間盤退變模型，而這種實驗方式往往引起椎間盤較快退變，與人體長期、慢性、勞損性椎間盤退變有本質區別，且實驗對象均為爬行動物，這與人體生物力學平衡存在較大差異[1]，不能充分體現重力對椎間盤退變的影響。

隨著科學技術的進一步發展，補腎方劑對椎間盤退變的研究也將日趨完善，這將更加全面揭示“腎主骨生髓”理論與椎間盤退變的關系，也將為中醫藥治療椎間盤退變提供參考依據。