中药活性成分在骨关节炎治疗中的应用展望

/ 4

中药活性成分在骨关节炎治疗中的应用展望

葛文杰1 ,王庆2 ,蔡建平3 ,贾鹏飞4

(1. 南京中医药大学附属无锡市中医医院,江苏 无锡 214000;2.通讯作者 南京中医药大学附属无锡市中医医院,江苏 无锡 214000;3. 南京中医药大学附属无锡市中医医院,江苏 无锡 214000;4. 南京中医药大学附属无锡市中医医院,江苏 无锡 214000)

骨关节炎,简称OA,是最为常见的关节炎类型[1,2],按其病因是否明确可分为原发性和继发性OA。原发性OA没有确切的发病原因,但年龄增长、肥胖、基因突变、关节载荷增加、轻度系统性炎症等多种因素均可增加其风险;继发性OA则可由创伤、手术、先天性关节畸形等导致。

中医药是中华文化的瑰宝,传统的中药复方和丰富的植物资源为我们提供了宝贵的参考和物质基础。如今,中药来源的活性成分在OA治疗中的价值越来越受到重视,一些单体成分虽然暂时还未被投入临床使用,但其组成的复方制剂却已表现出它们的潜能和优势,未来或许将从中诞生新一代OA治疗药物。

1. 中药活性成分与OA治疗

1.1 姜黄与姜黄素

姜黄素在OA治疗中的价值已接受过许多临床试验的考察。2014年一项针对一种高生物利用度的口服姜黄素制剂Theracurmin开展的随机双盲试验显示,除了初始VAS疼痛评分低于0.15的患者,其他膝关节OA患者在以每天180mg姜黄素的剂量治疗八周后,VAS评分显著低于安慰剂组。姜黄素组患者对NSAID塞来昔布的依赖性显著降低[3]。在安全性方面,姜黄素相较二者具有更低的胃肠道不良反应率,并可降低患者对抗溃疡药H2受体阻断剂的需求程度[4,5,6]

1.2 白芍与丹皮酚

丹皮酚是从中药白芍中提取得到的一种化合物,已被证实具有抗菌、抗癌、抗氧化、镇痛、解热、抗炎等作用[7]。体外实验表明,用10 ng/mLIL-1β刺激人软骨细胞24 h,可使炎性介质TNF-αIL-6mRNA水平分别增加约3.5倍和4.7倍。除此以外,丹皮酚预处理还可抑制IL-1β诱导的一氧化氮和前列腺素E2生成,且呈明显的浓度依赖性[8,9]

1.3 雷公藤与雷公藤红素

雷公藤作为传统中药已被临床用于治疗类风湿性关节炎、风湿性关节炎、肾炎、红斑狼疮、干燥综合征、银屑病、疥疮等多种疾病[10,11]。在针对许多炎性疾病如风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、炎性肠病的研究中,雷公藤红素均表现出较为明显的治疗作用。

雷公藤红素可能通过如下几方面的作用缓解OA。首先,雷公藤红素或可通过调节NF-κBPI3K/Akt通路来保护骨关节细胞免受模式分子如LPS诱导的细胞损伤。其次,有研究表明雷公藤红素降低了caspase-3caspase-6caspase-9的酶活性从而抑制细胞凋亡[12]。最后,联合内质网应激抑制剂4-苯基丁酸,雷公藤红素对细胞凋亡率和mRNA表达的影响更为显著,说明雷公藤红素可能通过抑制内质网应激介导的细胞凋亡来预防OA[13]

1.4 生姜

生姜中的活性成分种类繁杂,包括各种单萜、倍半萜、酚类二芳基庚烷等,具体与其镇痛作用相关物质还有待探索。已经确定的一种的活性成分,OA-DHZ是一种脱氢姜酮衍生物,被认为具有良好的抗炎和镇痛潜力。有研究发现它可以抑制角叉菜胶诱导的水肿和白细胞迁移,缓解醋酸诱导的血管通透性增加和降低LPS诱导的促炎细胞因子(如TNF-αIL-6IL-1β等)分泌。同时,OA-DHZ还被发现可能抑制热和化学引起的疼痛,表明其镇痛潜力。

1.5 鸡血藤中的活性物质

通络治痹汤是中医治疗痹症的经典名方,痹症也包含现代医学所指的骨关节炎。方中的鸡血藤被认为是治疗骨关节炎的关键。有学者通过大鼠和小鼠的膝骨关节炎模型研究了鸡血藤提取物的抗关节炎作用,结果表明鸡血藤提取物可以降低OA模型活体中的MMPs水平[14],提示鸡血藤的抗OA效果,但是具体起作用的化学物质还有待明确。

目前认为鸡血藤中的儿茶素及其衍生物对其OA治疗作用起到了重要作用。儿茶素有效的抗氧化活性已在体外和体内研究中得到充分证实,在动物和细胞培养系统中已经证明其抗炎、组织保护、抗肿瘤和镇痛作用与这种抗氧化活性密切相关。研究表明,含有儿茶提取物的两种成分组合给药,在膝关节OA患者中表现出显著的抗炎活性。但是,对于儿茶素的有效性和安全性,还需要进行进一步的人体临床研究[15]

通过减弱氧化应激,Keap1/Nrf2/ARE途径可与同样对氧化压力敏感的NF-κB通路发生交互作用,并抑制NF-κB通路控制的促炎因子表达[16,17]。此外Nrf2调控表达的血红素加氧酶-1HO-1)催化途径的产物胆绿素与一氧化碳也可参与炎症调控[18]。在抑制ECM降解的方面,Nrf2/ARE途径或可直接促进分泌型白细胞蛋白酶抑制剂(SLPI)的表达,并可能对MMPs的产生发挥负性作用,从而保护

ECM。在软骨肉瘤细胞OA模型中,敲除Nrf2可引发MMP-1MMP-3MMP-13TNF-αIL-6等在内的促炎因子表达[17],提示作为Nrf2/ARE通路激动剂的香豆素衍生物用于OA治疗的潜力。

2. 结语

在中国传统医学中,OA被称为骨痹。许多中医典籍,包括《黄帝内经》《伤寒杂病论》等,均对OA的发病机理和治疗方法作了阐述。相关的中医疗法经历了上千年的验证,如今又正在得到现代科学的重评估与再肯定。在ACR2019年公布的OA治疗指南中,太极拳、针灸等传统疗法均在推荐之列。作为中医疗法的重要部分,多种中药也在OA的临床治疗中表现出抗炎、镇痛的作用。从中药材中鉴别分离的姜黄素、丹皮酚、雷公藤红素等活性成分,也在各种临床前和临床研究中展现出各自的抗OA活性。研究并优化这些活性成分将有望解决目前OA临床用药缺乏针对性、专门性的困境,或者找到标本兼治的疗效更佳、安全性更好的替代药物。

参考文献:

[1]Ashford S, Williard J. Osteoarthritis: A review. Nurse Pract. 2014 May 12;39(5):1-8. doi: 10.1097/01.NPR.0000445886.71205.c4. PMID: 24739424.

[2]Sacitharan PK. Ageing and Osteoarthritis. Subcell Biochem. 2019;91:123-159. doi: 10.1007/978-981-13-3681-2_6. PMID: 30888652.

[3]Nakagawa Y, Mukai S, Yamada S, Matsuoka M, Tarumi E, Hashimoto T, Tamura C, Imaizumi A, Nishihira J, Nakamura T. Short-term effects of highly-bioavailable curcumin for treating knee osteoarthritis: a randomized, double-blind, placebo-controlled prospective study. J Orthop Sci. 2014 Nov;19(6):933-9. doi: 10.1007/s00776-014-0633-0. Epub 2014 Oct 13. PMID: 25308211; PMCID: PMC4244558.

[4]Kuptniratsaikul V, Dajpratham P, Taechaarpornkul W, Buntragulpoontawee M, Lukkanapichonchut P, Chootip C, Saengsuwan J, Tantayakom K, Laongpech S. Efficacy and safety of Curcuma domestica extracts compared with ibuprofen in patients with knee osteoarthritis: a multicenter study. Clin Interv Aging. 2014 Mar 20;9:451-8. doi: 10.2147/CIA.S58535. PMID: 24672232; PMCID: PMC3964021.

[5]Shep D, Khanwelkar C, Gade P, Karad S. Safety and efficacy of curcumin versus diclofenac in knee osteoarthritis: a randomized open-label parallel-arm study. Trials. 2019 Apr 11;20(1):214. doi: 10.1186/s13063-019-3327-2. PMID: 30975196; PMCID: PMC6460672.

[6]Lindler BN, Long KE, Taylor NA, Lei W. Use of Herbal Medications for Treatment of Osteoarthritis and Rheumatoid Arthritis. Medicines (Basel). 2020 Oct 28;7(11):67. doi: 10.3390/medicines7110067. PMID: 33126603; PMCID: PMC7693010.

[7]Lee D, Ju MK, Kim H. Commiphora Extract Mixture Ameliorates Monosodium Iodoacetate-Induced Osteoarthritis. Nutrients. 2020 May 19;12(5):1477. doi: 10.3390/nu12051477. PMID: 32438772; PMCID: PMC7284963.

[8]Ye HZ, Zheng CS, Xu XJ, Wu MX, Liu XX. Potential synergistic and multitarget effect of herbal pair Chuanxiong Rhizome-Paeonia Albifora Pall on osteoarthritis disease: a computational pharmacology approach. Chin J Integr Med. 2011 Sep;17(9):698-703. doi: 10.1007/s11655-011-0853-5. Epub 2011 Sep 11. PMID: 21910072.

[9]He YK, Cen XT, Liu SS, Lu HD, He CN. Protective effects of ten oligostilbenes from Paeonia suffruticosa seeds on interleukin-1β-induced rabbit osteoarthritis chondrocytes. BMC Chem. 2019 May 23;13(1):72. doi: 10.1186/s13065-019-0589-4. PMID: 31384819; PMCID: PMC6661769.

[10]Lou Y, Wang C, Tang Q, Zheng W, Feng Z, Yu X, Guo X, Wang J. Paeonol Inhibits IL-1β-Induced Inflammation via PI3K/Akt/NF-κB Pathways: In Vivo and Vitro Studies. Inflammation. 2017 Oct;40(5):1698-1706. doi: 10.1007/s10753-017-0611-8. PMID: 28695367.

[11]Li EQ, Zhang JL. Therapeutic effects of triptolide from Tripterygium wilfordii Hook. f. on interleukin-1-beta-induced osteoarthritis in rats. Eur J Pharmacol. 2020 Sep 15;883:173341. doi: 10.1016/j.ejphar.2020.173341. Epub 2020 Jul 4. PMID: 32634440.

[12]Cascão R, Fonseca JE, Moita LF. Celastrol: A Spectrum of Treatment Opportunities in Chronic Diseases. Front Med (Lausanne). 2017 Jun 15;4:69. doi: 10.3389/fmed.2017.00069. PMID: 28664158; PMCID: PMC5471334.

[13]Liu DD, Zhang BL, Yang JB, Zhou K. Celastrol ameliorates endoplasmic stress-mediated apoptosis of osteoarthritis via regulating ATF-6/CHOP signalling pathway. J Pharm Pharmacol. 2020 Jun;72(6):826-835. doi: 10.1111/jphp.13250. Epub 2020 Mar 23. PMID: 32201950.

[14]张亮蓉.鸡血藤抗关节炎作用的研究[D].浙江大学,2015.

[15]Stohs SJ, Bagchi D. Antioxidant, Anti-inflammatory, and Chemoprotective Properties of Acacia catechu Heartwood Extracts. Phytother Res. 2015 Jun;29(6):818-24. doi: 10.1002/ptr.5335. Epub 2015 Mar 20. PMID: 25802170; PMCID: PMC6680240.

[16]Hassanein EHM, Sayed AM, Hussein OE, Mahmoud AM. Coumarins as Modulators of the Keap1/Nrf2/ARE Signaling Pathway. Oxid Med Cell Longev. 2020 Apr 22;2020:1675957. doi: 10.1155/2020/1675957. PMID: 32377290; PMCID: PMC7196981.

项目来源:2019年无锡市卫生健康科研项目 项目编号:Q201916

[17]