殷松江，王培民

(1. 南京中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，南京 210029； 2. 南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院, 南京 210029)

膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)是一種導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)與功能異常的常見病變，多見于老年患者。據(jù)報道，KOA發(fā)病率在65歲以上人群超過60%，75歲以上更高達(dá)85%，已成為危害人民健康的重大公共衛(wèi)生問題[1]。KOA臨床表現(xiàn)多為慢性疼痛、腫脹和功能障礙等，其中頑固的慢性疼痛是患者就診的最主要原因[2]。KOA發(fā)病機(jī)制尚不明確，缺乏特異性治療方案，病程后期常需手術(shù)療法。然而約65%～80%的患者術(shù)后仍會殘留頑固性疼痛[3]，且部分高齡患者無法耐受手術(shù)，對此保守治療顯得尤為重要。長期臨床實踐表明，以中醫(yī)外治技術(shù)為代表的特色療法在控制KOA疼痛、改善KOA病情方面具有起效快、安全性高等獨特優(yōu)勢，其療效得到大樣本隨機(jī)對照試驗證實[4]。然而由于中醫(yī)藥對KOA發(fā)病機(jī)制認(rèn)識不足，特別是與現(xiàn)代分子機(jī)制的脫節(jié)，導(dǎo)致中醫(yī)藥特色療法在KOA領(lǐng)域的療效優(yōu)勢得不到廣泛認(rèn)同及應(yīng)用，為此積極尋找中醫(yī)理論與骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制的內(nèi)在聯(lián)系，是實現(xiàn)中醫(yī)現(xiàn)代化、發(fā)揮中醫(yī)藥療效優(yōu)勢的必由之路。

1 “寒邪”是膝骨關(guān)節(jié)炎(骨痹)重要致病因素

根據(jù)臨床表現(xiàn)，KOA屬于中醫(yī)學(xué)“骨痹”范疇[5]?！肮潜浴敝加凇端貑枴け哉摗罚骸帮L(fēng)寒濕三氣雜至, 合而為痹也。[6]”又如《素問·長刺節(jié)論》提出：“病在骨，骨重不可舉，骨髓酸痛，寒氣至，名曰骨痹”[6],這些均表明“寒氣至”是“骨痹”的重要前提。在此基礎(chǔ)上，后世醫(yī)家又發(fā)現(xiàn)“骨痹”具有鮮明的季節(jié)特征。如隋·巢元方《諸病源候論》曰：“冬遇痹者為骨痹，則骨重不可舉，不隨而痛。[7]”唐·孫思邈在《備急千金要方》中亦提出：“以冬遇病為骨痹。[8]”而在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)相關(guān)研究也證實，寒冷氣候與骨關(guān)節(jié)炎患者的疼痛與放射學(xué)改變嚴(yán)重程度密切相關(guān)[9-10]，由此可見，“寒邪”是KOA(骨痹)的重要致病因素。

“寒邪”為六淫之一，冬令主氣屬陰邪，易傷陽氣，其性主凝滯、收引[11]。在KOA(骨痹)發(fā)病機(jī)理中，“寒邪”為病的作用機(jī)制復(fù)雜，根據(jù)其作用部位不同，具有“致痛”及“致病”2種不同的作用。如若“寒氣客于脈外”則可見“脈寒，脈寒則縮蜷，縮蜷則脈絀急，絀急則外引小絡(luò)，故卒然而痛”[6]，從而導(dǎo)致病變部位劇烈疼痛；若“寒客經(jīng)絡(luò)關(guān)節(jié)”，則見“關(guān)節(jié)拘攣,步履艱難,骨節(jié)沉重,活動不利”[12]，引起關(guān)節(jié)僵硬和活動障礙。正是由于“寒邪”這種靶點多元化特征，為現(xiàn)代研究闡明其作用機(jī)制帶來了困難。近年來，不少學(xué)者對“寒邪”為病進(jìn)行了實驗研究，主要集中于寒冷刺激引起的血壓升高、血管收縮、細(xì)胞黏稠度增高等方面[13]。然而在這些研究中，“寒邪”為病在KOA(骨痹)中的作用機(jī)制并不能得到很好解釋，有待進(jìn)一步探討。

2 ThermoTRP通道是“寒邪”為病作用靶點

瞬時感受器電位通道(transient receptor potential, TRP)是細(xì)胞膜上的非選擇性Ca2+離子通道，其中參與感知溫度閾值的亞型被稱為thermoTRP，主要包括TRPV1 和TRPV2(感受熱和極熱刺激)、TRPV3和TRPV4(感受溫?zé)岽碳?及TRPA1和TRPM8(感受冷刺激)[14]。ThermoTRP通道均存在一個通道激活的溫度閾值，其中TRPM8在25 ℃以下時開始出現(xiàn)明顯的內(nèi)向電流，而TRPA1的溫度閾值則低于17 ℃[15-16]，因此這2個通道作為冷覺感受器的功能已被廣泛研究。值得注意的是，TRPM8通道開放比關(guān)閉具有更低的溫度依賴性, 故冷刺激更易引起通道的開放。綜上所述，thermoTRP通道能在寒冷刺激中被激活，可以視為“寒邪”為病的作用靶點。

最初關(guān)于thermoTRP的研究多集中于病理學(xué)疼痛領(lǐng)域，在感覺神經(jīng)元(背根神經(jīng)節(jié))上表達(dá)的TRPM8、TRPA1不僅能感知冷知覺，被低溫刺激后還參與痛覺調(diào)控，可作為神經(jīng)性疼痛治療的新靶點[17]。近年來，thermoTRP通道在非神經(jīng)學(xué)領(lǐng)域的作用日益受到重視。如TRPA1在角叉菜膠誘發(fā)的炎性水腫、腫瘤壞死因子激活的氣道炎癥中均扮演重要的角色，而TRPM8則具有參與細(xì)胞增殖和變異的特性等[18-20]。由此可見，thermoTRP通道在不同領(lǐng)域功能性表達(dá)的差異性，與“寒邪”為病的多靶點效應(yīng)十分契合，可能是KOA(骨痹)中“寒邪”為病(包括致痛及致病)的內(nèi)在分子機(jī)制。

3 背根神經(jīng)節(jié)thermoTRP通道介導(dǎo)膝骨關(guān)節(jié)炎(骨痹)“寒邪”致痛機(jī)制

慢性疼痛是KOA病程中最為主要的癥狀，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，是臨床上亟待解決的難題[21]。KOA患者關(guān)節(jié)疼痛病因復(fù)雜，其中thermoTRP介導(dǎo)冷痛敏途徑是誘發(fā)KOA病理性疼痛的重要機(jī)制。冷痛敏指的是對寒冷刺激的疼痛閾值下降(即相同低溫刺激下疼痛程度增加)，而感覺神經(jīng)元(背根神經(jīng)節(jié))上thermoTRP通道的高表達(dá)及活化則是介導(dǎo)冷痛敏的內(nèi)在分子機(jī)制[22]。相應(yīng)的，thermoTRP選擇性拮抗劑的應(yīng)用能顯著改善冷痛敏狀態(tài)，減輕患者寒冷刺激所誘發(fā)的疼痛[23]。

近年來在骨科慢性疼痛的研究中，背根神經(jīng)節(jié)thermoTRP通道的作用逐步受到關(guān)注。首先，相關(guān)研究表明，KOA患者表現(xiàn)出典型的冷痛敏狀態(tài)，這與“骨痹”中“寒邪”致痛具有的“遇寒加劇、得溫則減”臨床特征高度吻合[24-25]；且在動物實驗中，KOA大鼠存在明顯的冷刺激疼痛閾值下降，當(dāng)特異性阻斷TRPM8、TRPA1通道時，疼痛閾值出現(xiàn)相應(yīng)提高[26]。其次，先是TRPV1被發(fā)現(xiàn)在KOA支配膝關(guān)節(jié)區(qū)域的背根神經(jīng)節(jié)呈高表達(dá)的活化狀態(tài)，隨后又證實背根神經(jīng)節(jié)上TRPV1、TRPA1等通道蛋白的表達(dá)及開放水平與KOA疼痛存在關(guān)聯(lián)[27-29]。最后，前列腺素E2能顯著增強(qiáng)thermoTRP通道蛋白激活，這從另外一個渠道解釋了為何非甾體類抗炎藥也能一定程度緩解KOA 疼痛[30]。這些結(jié)果進(jìn)一步證實了KOA冷痛敏與thermoTRP通道之間的密切關(guān)聯(lián)，表明背根神經(jīng)節(jié)thermoTRP通道-冷痛敏途徑介導(dǎo)膝骨關(guān)節(jié)炎(骨痹)“寒邪”致痛機(jī)制。

4 膝關(guān)節(jié)thermoTRP通道參與膝骨關(guān)節(jié)炎(骨痹)“寒邪”致病機(jī)制

KOA由多種致病因素誘發(fā)，病理特征包括軟骨降解、骨贅形成及滑膜炎癥。其中，膝關(guān)節(jié)內(nèi)低度炎癥狀態(tài)是導(dǎo)致軟骨降解、關(guān)節(jié)退變和加速KOA病情進(jìn)展的重要環(huán)節(jié)[31]。KOA關(guān)節(jié)內(nèi)低度炎癥是一種由多種致病因素激活的先天免疫過程，免疫激活后釋放的炎性因子參與KOA的基本病理變化，如白介素(interleukin，IL)-1β 直接參與KOA滑膜炎癥和軟骨基質(zhì)降解，基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloprotei-nases，MMPs)被公認(rèn)為蛋白多糖“殺手”,會引起關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)降解及退變，而IL-6則與KOA患者膝關(guān)節(jié)放射學(xué)改變密切相關(guān)[32-34]。

ThermoTRP通路是細(xì)胞膜上的非選擇性Ca2+離子通道，該通道的激活引起Ca2+離子快速內(nèi)流，而胞內(nèi)Ca2+離子的濃度增加往往會增加炎性因子的基因表達(dá)而發(fā)揮促炎效應(yīng)[35-36]。其中，thermoTRP通道在非神經(jīng)元細(xì)胞上的功能性表達(dá)(多表現(xiàn)為促炎效應(yīng))陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，成牙質(zhì)細(xì)胞上的TRPA1的激活促進(jìn)三磷酸腺苷的分泌[37]；平滑肌細(xì)胞TRPM8的功能性表達(dá)介導(dǎo)MMP-2的激活[38]；甚至KOA患者人軟骨組織中亦發(fā)現(xiàn)TRPA1的高表達(dá)，從而促進(jìn)MMP-1、IL-6等炎性因子的釋放[39]，以及在正常人滑膜成纖維細(xì)胞上亦發(fā)現(xiàn)TRPA1、TRPM8的功能性表達(dá)，低溫刺激激活該通道后引起Ca2+離子快速內(nèi)流，提示thermoTRP通道可能在滑膜成纖維細(xì)胞的促炎作用中扮演著重要角色[40]。

近年來，感受冷刺激的thermoTRP通道在KOA病情進(jìn)展中的作用得到了諸多研究證實，如KOA大鼠滑膜組織中TRPA1、TRPM8通道蛋白表達(dá)量顯著升高，且這種表達(dá)上調(diào)伴隨著滑膜及軟骨明顯的組織學(xué)變化[26]；TRPA1的活化誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎小鼠模型的滑膜炎癥及軟骨退變，且基因敲除TRPA1后小鼠滑膜及軟骨病變均得到明顯改善[28,41]。由此可見，KOA膝關(guān)節(jié)內(nèi)存在thermoTRP通道功能性的高表達(dá)，并表現(xiàn)出一定的促炎效應(yīng)，是膝骨關(guān)節(jié)炎(骨痹)“寒邪”致病的作用靶點。

5 結(jié)語

綜上所述，既往研究證實“寒邪”為病在膝骨關(guān)節(jié)炎(骨痹)發(fā)病機(jī)制中的重要作用，并根據(jù)其作用靶點不同分為致痛與致病兩個方面。此外相關(guān)研究亦證實，thermoTRP通道與“寒邪”為病的顯著相關(guān)性，以及其在不同組織上功能性表達(dá)的差異(如背根神經(jīng)節(jié)-疼痛、膝關(guān)節(jié)-促炎效應(yīng))。上述證據(jù)表明，thermoTRP通道與膝骨關(guān)節(jié)炎(骨痹)“寒邪”為病機(jī)制密切相關(guān)，其中背根神經(jīng)節(jié)thermoTRP通道的高表達(dá)介導(dǎo)“寒邪”的致痛機(jī)制，而膝關(guān)節(jié)thermoTRP通道的高表達(dá)參與“寒邪”的致病機(jī)制。下一步研究有必要開展相關(guān)的基礎(chǔ)研究及前瞻性隨機(jī)對照試驗研究，進(jìn)一步確定thermo TRP通道在KOA(骨痹)中“寒邪”為病的具體機(jī)制，探索KOA藥物治療的新途徑。