周大標，吳冰心，唐鑫，吳釩，李志鋼

（1.湖北中醫(yī)藥大學，湖北 武漢 430065；2.湖北省中西醫(yī)結合醫(yī)院，湖北 武漢 430015；3.武漢市第一醫(yī)院，湖北 武漢 430060）

0 引言

骨折后自體碎裂的骨塊需要形成骨性橋梁結構，完全失血運的自體骨塊，在骨折斷端固定后會再血管化來重建血運來達到骨性愈合，因此骨塊形成骨性橋梁的過程可以看成是骨折愈合的三期過程。愈合過程中骨膜祖細胞被激活分化為刺激成骨的軟骨細胞、巨噬細胞，其產生的因子可以使間充質細胞成骨恢復活力并且使成骨細胞特征基因的表達水平發(fā)生改變；還可調節(jié)基質礦化和控制骨表面細胞基因在骨細胞生成過程中的表達受到有序調節(jié)[1]。按組織學變化將骨折的愈合過程分為血腫機化期、原始骨痂形成期、骨痂改造塑形期；祖國醫(yī)學將骨折分為早、中、晚三期，各期分別對應的特點是瘀去、新生和骨合，并且在中醫(yī)辨證論治理論的指導下確立了早期活血化瘀，中期續(xù)筋接骨，晚期補肝益腎的骨折治療原則。三期理論的提出極大的推動了中草藥組方在骨傷科的實際運用；本文探討在骨愈合形成過程中，中藥影響骨折愈合因子的表達以及在中藥促進骨折愈合的理論基礎與用藥規(guī)律。

1 早期中藥影響骨折愈合因子的分期論治

早期骨折端處于血腫機化期，因局部斷端血管發(fā)生斷裂、出血, 進而形成含有網狀纖維素的血腫；在吞噬細胞、成纖維細胞以及新生成的毛細血管共同作用下來清除機化血腫, 形成肉芽纖維組織，因此該期主要是指纖維愈合時期；并且斷端由于血管內皮損傷、血液淤滯及炎性介質的釋放，凝血系統(tǒng)與纖溶系統(tǒng)激活，機體易呈高凝狀態(tài)[2]；斷端骨塊因微小血管破壞，而導致血流緩慢以及黏稠度增高，組織氧飽和度下降[3]，血液流變學性質異常和出現(xiàn)的微循環(huán)障礙直接影響局部血液灌注和骨組織代謝，這些因素是影響骨粒骨折愈合的重要機制之一。

中醫(yī)骨折三期認為骨折早期經絡受損，又因血液淤積阻塞脈道而影響水液代謝，進而引起局部腫脹、疼痛致使植骨處氣血供養(yǎng)不足[4]；骨塊愈合早期，炎性細胞浸潤和血腫形成并且血腫大小影響新生血管的重建。骨折愈合早期給予活血化瘀中藥可以抗血小板凝集防止血栓形成，并且可以增加骨塊處血液流通量，使毛細血管網的通透性和局部微循環(huán)得以改善，最后清除血腫及代謝產物并緩解疼痛, 恢復經絡的通暢性；活血化瘀中藥能加快損傷軟組織的修復并促進血腫的吸收和縮短機化的時間，從而促進骨折的愈合；一些活血化瘀中藥不僅能夠改善骨折處的血液循環(huán), 而且還能作用于一些修復細胞并提供一些骨折愈合所需的微量元素,進而促進骨折愈合[5]。

研究證明, 在骨折早期活血化瘀中藥可以通過調控及VEGF及bFGF等一些骨折誘導因子促進骨折愈合，血管內皮細胞生長因子（VEGF）是一種關鍵的糖蛋白細胞因子，具有趨化特性，可將其他細胞募集到該部位[6]；周圍基質分泌的VEGF會刺激內皮細胞的增殖和存活，導致新血管的形成，并最終在血管生成過程中指導細胞增殖、遷移、存活和改變血管通透性這對骨折處血液循環(huán)微環(huán)境有利。成纖維細胞生長因子（bFGF）在骨形成細胞聚集、增值和局部血液循環(huán)以及促進血管形成、神經生長誘導發(fā)育作用中發(fā)揮非常顯著的作用[7]。bFGF 也是一種血管生成誘導劑，可強烈刺激受損神經病變區(qū)域周圍的血管新生和重塑，通過促進更多營養(yǎng)物質的轉運和釋放有毒代謝物，有助于軸突再生和修復。堿性FGF（bFGF）在正常組織中廣泛表達，在礦化、代謝、骨愈合和組織修復中起重要作用[8]，在細胞水平上bFGF 可能通過激活 FGF 受體 (FGFR) 來調節(jié)各種類型細胞的增殖、分化、遷移和存活。因此VEGF及bFGF對骨塊形成骨性橋梁不可或缺[9,10,11]。骨折早期運用活血化瘀類中藥不僅可以促進VEGF及bFGF的表達, 使血管再生、改善斷端骨塊的血運從而增加血液循環(huán), 這樣對骨折愈合具有促進作用。活血化瘀能夠使血脈通暢，因骨外膜、骨內膜決定膜內化骨，血管的重建對其有重要意義，并且活血化瘀中藥能使血脈通暢，改善了斷端骨塊處內外骨膜的血液流變學和血供狀態(tài)并且促進微血管形成，最終達到促進骨折愈合的目的。

2 中期中藥影響骨折愈合因子的分期論治

中期骨折斷端骨塊處于原始骨痂形成期，內外骨膜成骨細胞活躍增生, 形成骨樣纖維組織，纖維組織逐漸轉化為軟骨組織并隨軟骨細胞的增生、鈣化并逐漸在斷端形成骨痂。骨痂在密度上可劃分為軟骨痂和硬骨痂，硬骨痂由軟骨痂逐步鈣化而來，兩者在細胞成份上有較大差別，軟骨痂由成骨干細胞及成骨因子富集，而硬骨痂則由分化較為成熟的骨組織組成。中醫(yī)三期理論認為骨折中期，腫脹疼痛漸消, 但瘀血未盡, 氣血兩虧, 導致骨髓無以補充生發(fā)而筋骨續(xù)接未堅。

續(xù)筋接骨中藥可以通過調控BMP-2及TGF-β等一些骨折誘導因子促進骨痂形成達到骨折愈合的效果。BMPs為骨折愈合的啟動因子，在骨折中期能夠誘導血管周圍游走未分化的間充質細胞不可逆的向軟骨細胞和骨細胞方向分化，涉及分泌和再攝取以及細胞之間的直接轉移[12]。骨形態(tài)發(fā)生蛋白 2 (BMP2)可正向調節(jié)成骨細胞分化，表明 BMP2 可以誘導破骨細胞活動和骨折愈合的重塑過程，BMP2可以通過刺激骨髓間充質干細胞分化為成骨細胞來加速骨折愈合轉化生長因子β。TGF-β是一種具有多功能的蛋白多肽，目前已經普遍認為人體含有3種TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3，TGF-β 激活通過形成多組分蛋白復合物將 TGF-β信號傳導至相反的 L-TGF-β/GARP 表達細胞[13]，這表明 TGF-β1 積極影響骨細胞樹突狀突起的伸長，TGF-β1 增強間隙連接的形成并影響骨細胞中的細胞間通訊[14]。TGF-β可能通過活化的巨噬細胞增強促纖維化細胞因子的表達，從而間接刺激組織成纖維細胞的活化，因此TGF-β具有促進骨膜間充質細胞增殖和分化，促進成骨細胞增殖，刺激2型膠原、骨連接素和骨橋蛋白的合成，調節(jié)機體免疫等多種生物學功能[9]。中期使用續(xù)筋接骨中藥使得間充質細胞發(fā)生化學趨向聚集，BMP-2及TGF-β在骨內膜和骨髓腔內升高的趨勢更加明顯，因此運用續(xù)筋接骨中藥能夠促進骨痂中BMP-2 及TGF-β的表達并且促進骨痂的成熟；續(xù)筋接骨中藥能夠誘導成骨細胞的生成，促進骨膠原纖維合成及鈣、磷等無機鹽的沉積，有利于骨折迅速愈合，提高骨的生物力學強度，進而達到中期骨折斷端骨塊粒處筋骨相接的目的[2]。

3 晚期中藥影響骨折愈合因子的分期論治

晚期骨折端骨塊為骨痂改造塑型期，新生的骨小梁逐漸增加并逐漸排列規(guī)則致密骨小梁肥厚，小梁間血管擴張交錯，髓內成骨完成，最后骨小梁互相連接，融合，骨髓腔再通。骨折斷端逐漸被新骨爬行替代形成骨性連接，原始骨痂塑形改造為永久性骨痂[3]，中醫(yī)三期理論認為骨折晚期腫脹消退,組織修復, 但氣血臟腑受損, 肝腎不足, 則難以生髓長骨。

補益肝腎中藥可以通過調控BMP-2及Osx等一些骨折誘導因子促進骨折愈合。骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）為骨折愈合的啟動因子，在骨折后期促進成骨細胞的分化和刺激膠原蛋白的合成，以軟骨內骨化方式促進新骨形成，最終形成骨髓，對BMP-2的研究表明在骨折斷端骨塊修復過程中其安全性和有效性具有臨床意義。特異性轉錄生長因子 (Osx) 是調節(jié)成骨細胞分化的重要轉錄因子之一，并且其缺失會抑制骨細胞分化[15]，OSX是一種主要的調節(jié)轉錄因子，可在成骨細胞分化過程中激活多種基因，OSX 在成骨細胞分化過程的后期起作用，即前成骨細胞分化為成熟的成骨細胞和骨細胞[16]。Osx 在成骨細胞發(fā)育過程中充當轉錄共激活因子，完全激活 OSX 需要 SIRT7/SIRT1 介導的賴氨酸殘基脫?；?，從而使這些酶能夠調節(jié)成骨細胞分化和骨形成。Osx不僅在膜內骨形成中起重要作用，而且還通過參與終末軟骨分化來影響軟骨內骨化，轉錄因子 Osx 誘導一系列成熟的成骨細胞基因表達，骨微環(huán)境中也顯示出潛在的作用，Osx通過調節(jié)下游因素促進成骨，并且信號通路控制Osx的表達[17]。Osx 與硬化蛋白啟動子中的特定位點相互作用，并在轉染試驗中激活該啟動子，表明 Osx 是成熟骨細胞中的參與者，因此Osx在骨折晚期中發(fā)揮重要作用，晚期使用補肝益腎的中藥，使得骨外膜、骨內膜及骨髓腔的BMP-2表達明顯且Osx在晚期出現(xiàn)峰值階段, 使用補腎壯骨類中藥在骨折愈合晚期可以有效地促進BMP-2及Osx的表達，進而促使了骨髓形成和髓腔再通，補益肝腎中藥能夠補益氣血、培元固本促進骨折斷端骨塊處骨痂形態(tài)的改變，進而達到晚期骨折恢復如初的效果。

4 討論

中醫(yī)學將骨折歸于“骨斷筋傷”范疇，并且認為骨折后筋骨離斷、經絡不通、氣血瘀滯，因此血不得行, 久瘀不散, 則發(fā)為腫痛之證；又因手術及久病可耗損氣血、血脈妄行、惡血瘀積，因此骨折更難以接續(xù)；此外傷后氣血不足, 脾胃后天之本虛弱無以運化腐熟水谷精微, 而后腎氣虧虛，腎主骨生髓，因此骨髓失之濡養(yǎng), 枯耗衰微則愈合困難[18]，根據(jù)三期理論骨折愈合特點，按照中醫(yī)辨證論治并結合臨床實際情況進行遣方組藥，從而達到促進骨折更快愈合的目的。

斷端碎裂骨塊形成骨性橋梁結構的過程中會再血管化來重建血運，骨折三期愈合的機理在于改善毛細血管微循環(huán)，并且在相關愈合因子的影響下誘導骨折處細胞修復。其中最重要的兩個階段：一是與所有損傷修復反應有共同起始階段的以血管反應為核心的非特異炎癥反應階段，損傷感受器的血管內皮細胞對啟動骨修復發(fā)揮至關重要的作用并且血小板及血小板相關因子參與其中表現(xiàn)為在緊鄰骨折線的邊緣，干細胞募集分化形成新軟骨組織并且軟骨細胞外基質發(fā)生礦化[19]。二是以破骨細胞介導的特異性新骨生成階段，破骨細胞通過吞噬作用發(fā)揮損傷組織類型的識別作用，并表達分泌BMP誘導干細胞向成骨細胞轉化表現(xiàn)為軟骨組織被新生骨組織取代，血管繼續(xù)重塑直至恢復傷前水平，骨痂組織被吸收，骨髓空間重建。

同時研究表明，早期使用活血化瘀、中期續(xù)筋接骨、晚期補肝益腎的中藥，這些中藥能夠誘導成骨細胞的生成, 促進骨膠原纖維合成及無機鹽的沉積，促進骨折更快愈合, 提高骨的生物力學強度[20]。中藥可以通過調控BMP-2、VEGF、bFGF、TGF-β、Osx等一些骨折誘導因子促進骨折愈合，但骨折愈合過程比較復雜，骨折愈合調控分子在各期并不是單一存在，網絡藥理學表明中藥具有藥物成分、多靶點、多途徑的作用而具有的特點，可通過網絡藥理學來研究中藥及與之組成的方劑來治療腰椎植骨融合的靶點、藥物、疾病和通路之間的復雜關系并探討其發(fā)揮作用的理論機制[21]。

綜上所述，在骨折愈合的過程中，中醫(yī)理論指導下按照早期活血化瘀，中期續(xù)筋接骨，晚期補益肝腎的治療原則進行遣方組藥，中藥的使用可以促進骨折愈合因子的釋放與表達，使用中藥可以促進骨折斷端骨塊形成骨性橋梁結構的速度。因此在臨床中，在三期理論指導下使用中藥促進創(chuàng)傷患者迅速康復具有積極意義。