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骨性关节炎中淋巴管的研究进展论文

发布时间:2020-06-24 10:22:34 文章来源:SCI论文网 我要评论














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摘要:骨性关节炎(OA)是一种慢性进行性关节退变,主要病理表现为关节软骨破坏,关节表面形成骨赘、滑膜细胞增生、滑膜炎和关节间隙变窄,其以缓慢发展的关节肿痛、僵硬、关节畸形及活动受限为临床特征而困扰着患者。早期研究认为骨性关节炎为关节软骨退化所致,并与关节周围血管炎症病变关系密切,但是近年来越来越多研究对于淋巴管系统与OA的相关性已逐渐明确。同时骨关节炎炎症下淋巴管功能障碍,通过促进淋巴管功能恢复,减轻关节炎症的观点,与中医“痹”证“不通则痛,通则不痛”的观点相一致,中医中药可以有效改善淋巴回流功能,促进淋巴管生成,减轻关节炎症。本文回顾了骨性关节炎发病过程中淋巴管的相关变化;同时讨论现阶段中医药调控淋巴回流功能改善骨关节炎的进展,以期为临床治疗骨性关节炎提供新的思路,为基础研究的进一步发展提供方向,为中医痹证理论提供新的解释。

关键词:骨性关节炎;淋巴管;中医痹证

本文引用格式:张武强,石继祥.骨性关节炎中淋巴管的研究进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(66):106-107.

引言

骨关节炎(osteoarthritis,OA)[1]一种慢性进行性关节退变,病变主要累及患病关节的软骨、软骨下骨、滑膜等,造成关节肿痛、僵硬、关节畸形及活动受限等临床特征,OA若治疗不当,常导致不可逆的关节畸形和残疾,严重影响患者的工作能力和生活质量。其发病率极高,同时随着老龄化的加剧,预计10年后,全球将有13%的老人患上有症状的OA,届时OA将上升为致残疾病种类之一。西医认为OA[2]认为该病是多种因素参与介导的慢性炎症反应,引起软骨细胞、细胞外基质及软骨下骨三者降解和合成正常偶联失衡,最终导致骨关节退变发展为OA;OA是一种复杂的疾病,是有由软骨,骨和滑膜释放的炎症介质,同时由代谢综合征、先天免疫和炎症所诱发引起的低度炎症[3]。早期研究认为该病发病主要与患病关节局部的血管炎症性改变关系密切。但近年来,随着骨关节组织学进一步研究及淋巴管造影技术[4]的越来越成熟,越来越多的研究表明淋巴管功能障碍可能是引起OA的重要机制之一。同时,祖国医学中医药在治疗骨关节炎方面疗效显著,越来越多的临床实验研究表明中药通过淋巴管功能机制治疗能促进疾病向良好方向发展。

淋巴管系统[5-6]由在血管系统附近但与其分离的内皮血管网络组成,其主要的生理功能是维持体液稳态,免疫细胞的传播和健康条件下的脂质重吸收。淋巴管[1]包括毛细淋巴管和集合淋巴管(又称成熟淋巴管),两者分别具有不同的形态、细胞结构和功能。毛细淋巴管主要由排列疏松的淋巴管内皮细胞(Lymphatic Endothelial Cells,LECs)组成,其细胞表面可特异性表达podoplanin、Prox-1、淋巴管内皮透明质酸受体-1(lymphatic vessel endothelial hyaluronan receptor1,LYVE-1)等,LECs缺乏基底膜组分或相关的周细胞,对组织淋巴液无调控作用;而成熟的淋巴管除有紧密吻合的淋巴管内皮细胞外,外层还覆盖可特异性表达a平滑肌蛋白(a-smooth muscle actin,aSMA),并具有收缩功能的淋巴管平滑肌细胞,而管腔内还有防止淋巴倒流的瓣膜,淋巴管平滑肌细胞收缩和瓣膜共同构成“淋巴泵”,促进淋巴回流以协助单向收集淋巴液,最后流入静脉,是组织液流入血液的媒介,被称为“第二循环系统”。淋巴系统的回流功能正常与否取决于其结构是否完整,尤其是成熟淋巴管的数量分布。血管内皮生长因子[7](vascular endothelial growth factor,VEGF)是血管内皮细胞的主要促有丝分裂和存活因子,VEGF-C介导VEGFR3是调控淋巴管增生及成熟的关键信号通路。因此调节淋巴管生成的关键蛋白是血管内皮生长因子受体-3(VEGFR-3)。

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1骨关节炎中淋巴管的分布

PDPN是一种粘蛋白型跨膜糖蛋白,是一种常用的淋巴标记物。为了解膝关节周围淋巴管的分布,Shi等[8]采用全组织切片扫描成像系统,利用抗PDPN的抗体标记淋巴管内皮细胞,抗α-SMA抗体标记LSMCs,采用双抗体免疫荧光染色技术观察野生型小鼠的双膝关节集合淋巴管、毛细淋巴管和血管的分布情况其研究发现在膝关节周围、滑膜深层、脂肪垫、关节囊的纤维层、关节韧带和髌腱区域的软组织中有到大量PDPN阳性表达的淋巴管,证明淋巴管主要位于邻近滑膜纤维组织及半月板附近的韧带/肌腱和骨头之间的脂肪垫中,但在半月板、关节软骨或软骨下骨骼内
没有检测到PDPN阳性表达的淋巴管,这与人体标本分布一致。DA Walshyz[9]等人在一项临床实验研究中,对比60例OA患者的滑膜切片与60例死后对照膝关节进行比较,使用免疫组织化学方法鉴定淋巴管用于PDPN,并定量为淋巴管密度(LVD)和淋巴管内皮细胞(LEC)分数区域。通过临床检查确定积液状态,对OA变化结果:来自两个疾病组的滑膜均存在淋巴管,但在软骨下骨中未发现淋巴管。除了利用特异性的标记物来检测淋巴管在关节及其周围的分布外,Liang Q Q等[10]利用吲哚菁绿(Indocyanine Green,ICG)近红外(Near Infrared,NIR)淋巴成像技术,来检测关节的淋巴管。其结果显示:在正常关节中,淋巴管广泛分布在软组织中(主要在关节囊,韧带,脂肪垫和肌肉周围),但在不同程度OA中,小鼠关节淋巴管数量及类型也存在明显差异。

2骨关节炎中淋巴管的结构

近年来,急性期炎症期间淋巴管增生明显,但以毛细淋巴管为主,在慢性炎症迁延期,淋巴管数量明显减少,淋巴管以成熟淋巴管为主。越来越多的研究证实急性炎症反应促进淋巴管的形成。Vybohova等[11]发现在牛皮癣患者、肾移植的排异反应的患者和慢性皮肤炎症小鼠模型中,淋巴内皮细胞增殖,淋巴管过度增生。Wauke等[12]和Paavonen等[13]发现在炎症性关节患者滑膜组织标本中,淋巴管数量增加,VEGFR-3表达增加。Huh等[14]临床研究显示,在绒毛肥大和慢性炎性细胞浸润的RA滑膜和OA滑膜中,在滑膜的所有区域中都观察到许多淋巴管。Proulx等[15]在关节炎动物模型的受累关节和PLN也得到同样的证实。PLN是局部转运淋巴结,接受膝以下包括踝关节周围组织的淋巴。其研究证实炎症刺激关节周围组织和局部转运淋巴结的淋巴管增生。但在骨关节炎的后期阶段,患病关节周围分布的淋巴管数量明显较少。Shi[8]等于骨关节炎(OA)的小鼠模型中,使用近红外淋巴成像检查膝关节的淋巴引流,发现严重OA小鼠关节内成熟血管数量显着减少和组织间隙受损,其中尤以成熟淋巴管数量明显减少;Zhou等[16]在测试小鼠慢性炎症性关节炎模型的淋巴回流功能中,发现其Pulse和清除率都降低。这些研究结果表明,在慢性期,淋巴回流功能下降,这可能与成熟淋巴管数量减少,功能缺失有关。

3骨关节炎中淋巴管的功能

多年来已知淋巴循环[6]是一种重要的二级血管系统,用于从间质空间中去除液体,大分子和细胞,并且它起到血液循环的“补偿”系统的作用,正是由于淋巴管功能的缺失从而导致关节周围组织淋巴回流障碍,从而加剧炎症反应,形成恶性循环,这可能是引起关节肿胀畸形等症状的主要原因。2015年Liang等[17]的研究表明,阻断淋巴管生成及淋巴回流功能,无论是小鼠RA还是OA,其病情均明显加快加重;Guo[18]等人在以肿瘤坏死因子(TNF)-转基因小鼠用作慢性炎性关节炎的模型,采用血管内皮生长因子-C(VEGF-C)阻断剂制淋巴管生成和淋巴引流,其结果显示小鼠的炎症性关节的滑膜体积和炎症区域均显著增加;Zhou[19]。等人在以肿瘤坏死因子(TNF)-转基因小鼠用作慢性炎性关节炎的模型中,通过对小鼠注射VEGF-C腺相关病毒(AAV)以增加淋巴管回流,其结果显示:注射AAV-VEGF-C的小鼠较对照组,3个月后其淋巴回流功能增强,淋巴管生成增加,同时淋巴管数量增加,并改善小鼠发炎关节的淋巴引流,炎症区域减少,骨质侵蚀,软骨损失和破骨细胞数量减少;改善炎症关节淋巴引流,从而减少关节组织损伤。

4淋巴管在中医治疗OA中运用

OA属于中国传统医学“痹病”范畴。中医对于其病因病机的相关阐述最早见于《黄帝内经》,《素问·痹论》指出:“风、寒、湿三气杂至,合而为痹,其风气胜者为行痹,寒气胜者为痛痹,湿气胜者为著痹也”;《中藏经》曰:“痹者闭也”,即正虚感邪是痹证发生的根本病机,可概括为:正气亏虚,筋骨失养,故肢节屈伸不利,风寒湿邪乘虚而入,使气血运行受阻,久而成经脉气血瘀滞,不通则痛。相关的淋巴管研究结果为人们对中医“痹病”的理解提供了新的思路。慢性炎症下淋巴管回流功能的缺失、淋巴结堵塞和关节炎加重与“痹病”观点中气血运行失调,经脉气血瘀滞,不通则痛的观点一致。那么,具有“止痹痛”作用的中药是否通过促进淋巴回流,来起到治疗“痹病”的作用呢?现代医学采用促进VEGFR-3蛋白的表达,刺激淋巴管生成和修复,改善淋巴回流功能,清除淋巴结的杜塞,均可以减轻关节炎症,这些也与中医治疗“痹病”的理念“通则不痛”一致。

近年来,随着中医中药的快速发展,越来越多的中药临床实验研究表明:中药在改善淋巴回流功能方面有着独特的疗效,其中补肾活血通络类中药可有效抑制炎性因子,阻断骨关节炎症反应,延缓关节退变。石继祥[20,21]等人根据上海许氏伤科经验拟定而成的补肾活血方(骨碎补、补骨脂、熟地黄、怀牛膝、黄芪、当归、鸡血藤、水蛭、甘草)。在动物实验中,可有效改善OA模型组小鼠膝关节肿胀度,降低其OARSI评分,延缓关节退变,同时促进淋巴管回流功能,淋巴管清除率上升,证实补肾活血方治疗组淋巴管功能有所改善,清除能力得到提高。Chen等[22]用独活寄生汤对TNF-Tg小鼠进行实验,运用NIR-ICG成像检测,然后对踝关节进行组织染色分析。组织学染色显示独活寄生汤治疗减轻了TNF-Tg小鼠滑膜炎症、骨侵蚀、软骨侵蚀状况,减少了破骨细胞数目,改善了淋巴回流功能。免疫组织化学染色结果显示,独活寄生汤还促进了TNF-Tg小鼠踝关节淋巴管生成。

同时,随着药理分析学对中药的不断研究发展,许多中药的成分可以用来促进淋巴管生成,从而改善淋巴回流功能,并改善关节炎症。阿魏酸是补血活血药当归的有效成分之一,常用于治疗心血管疾病和关节炎。Liang等[23-24]研究发现阿魏酸抑制TNF诱导LECs表达iNOS和产生NO,从而减轻NO对LSMCs的损伤,促进淋巴回流功能,减少关节局部炎性产物堆积,从而减轻炎症反应,进一步减少关节损伤。三七总皂苷是三七的提取物,常用于治疗心、脑血管疾病、炎症和创伤等。Li等[25]利用转基因斑马鱼筛选对淋巴管生成有促进作用的中药,发现三七总皂苷可以促进斑马鱼淋巴管生成。研究结果表明,三七总皂苷通过刺激LECs表达VEGF-C来促进淋巴管生成。

这些结果均提示淋巴回流功能在中医“痹”病的发生、发展、复发和治疗中充当着“经脉”的作用;血管系统在“痹”病的病理过程中却发挥着相反的作用。抑制血管生成可以减轻关节炎症,而抑制淋巴管生成会加重关节炎症。因此,相对于血管系统,在关节炎“痹病”病理过程中,淋巴系统更符合“经脉”的作用。

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5小结

淋巴回流功能和骨性关节炎相关性的研究属于相对较新的领域,其中还有很多问题需要解决。如:骨性关节炎患者的发病过程影响淋巴管的生成及分布的机制是何?骨性关节炎患者的淋巴功能因为哪一种机制受损?中药影响淋巴管生成和淋巴回流功能的分子机制是什么,又是通过那些信号通路实现的?是否还存在其他通痹的中药能对淋巴管的生成和功能起促进作用?这些问题需要进一步探究。促进淋巴成熟增生及改善回流功能在未来很有可能会成为改善骨性关节炎重要的研究治疗方向。

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