肝腎虧虛型退行性腰椎椎管狹窄癥相關(guān)基因多態(tài)性的研究進(jìn)展*

羅林釗，鄧 強(qiáng)，張彥軍△，郭鐵峰，杜凱然，魏美娟，劉曉雪，李家明

1 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州730030；2 甘肅省中醫(yī)院；3 青海大學(xué)

退行性腰椎椎管狹窄癥（degenerative lumbar spinal stenosis，DLSS）是繼發(fā)于椎體退行性病變，進(jìn)而導(dǎo)致椎管橫截面或神經(jīng)根管矢狀徑空間狹窄［1］，并且可能導(dǎo)致腰脊神經(jīng)或馬尾神經(jīng)受壓的一種病理性改變［2］。DLSS是臀部和下肢疼痛的常見原因，患者人群多集中在60～70 歲的老年患者［3］。由于影像學(xué)表現(xiàn)不一定與臨床癥狀相符合，目前尚無(wú)明確的DLSS 流行病學(xué)資料［4］。但根據(jù)影像學(xué)表現(xiàn)，30%～90% 的無(wú)癥狀人群可能存在脊柱異常，包括椎間盤突出、椎間盤退變、椎管狹窄等［4］。DLSS為最常見的椎管狹窄類型。DLSS的早期癥狀表現(xiàn)為腰背痛、臀區(qū)和大腿后部疼痛，休息或改變姿勢(shì)后可緩解。當(dāng)DLSS 患者的癥狀逐漸加重時(shí)，他們可能出現(xiàn)神經(jīng)源性跛行伴雙下肢和足部感覺減退或（和）麻木［5］，此外，部分患者可能會(huì)出現(xiàn)腸道和膀胱功能紊亂［6］。DLSS老年患者生活質(zhì)量較差，目前關(guān)于DLSS 相關(guān)的發(fā)病機(jī)制未能闡明，現(xiàn)結(jié)合中醫(yī)辨證論治理論與對(duì)DLSS 相關(guān)致病基因的研究進(jìn)行綜述。

1 DLSS相關(guān)中醫(yī)證型的發(fā)病機(jī)制研究

腰椎椎管狹窄癥屬中醫(yī)“腰腿痛”“萎證”“痹證”“筋傷”范疇［7］。從中醫(yī)辨證角度分析，究其病因病機(jī)主要有以下幾個(gè)方面：

1.1 外感六淫《諸病源候論·風(fēng)濕腰痛候》曰：“勞傷腎氣……而風(fēng)濕乘虛搏于腎，腎經(jīng)與血?dú)庀鄵舳础！保?］說(shuō)明風(fēng)、寒、濕3種邪氣雜合傷人而形成痹病，外感六淫是腰痛、痹證的發(fā)病誘因之一。

1.2 勞損日久《素問·宣明五氣篇》曰：“久視傷血……久立傷骨，久行傷筋，是謂五勞所傷。”［9］《諸病源候論·卒腰痛候》指出：“夫勞傷之人……其經(jīng)貫?zāi)I絡(luò)脊……故卒然而患腰痛。”［10］當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間站立、行走或姿勢(shì)不當(dāng)后，腰部筋骨受力牽拉、磨損加劇，積累日久后可損筋傷骨。勞損日久，腎氣虛衰，又因腎主腰腳，故易罹患腰痛癥［11］。

1.3 肝腎虧虛 臟腑主持人體生命活動(dòng)，其功能主要為氣血精氣的生化，調(diào)節(jié)經(jīng)絡(luò)通達(dá)，潤(rùn)澤皮肉，營(yíng)養(yǎng)筋骨?！拔迮K者，藏精氣而不瀉也。”“六腑者，傳化物而不藏?！逼渲小澳I應(yīng)骨，骨與腎合。”“肝應(yīng)筋，筋與肝合?！敝w的運(yùn)動(dòng)，有賴于筋骨；肝在體合筋，腎在體合骨，筋骨為肝腎的外在表現(xiàn)，肝腎之氣旺盛，肝腎之精血充足，故使筋骨強(qiáng)勁［12］。故骨傷之為病于肝腎二臟關(guān)系密切?！鹅`樞·經(jīng)脈》篇曰：“骨為干?！惫菫槠婧阒端貑枴ゐ粽撈吩唬骸澳I主身之骨髓?！薄夺t(yī)宗必讀》中曰：“有寒有濕……有積痰皆標(biāo)也，腎虛其本也”［13］指出腰痛的成因有外感六淫之邪氣、積年勞損、痰濕等，皆為其標(biāo)，腎氣虧虛、腎精失充為其本［14］。腎藏精指腎封藏、儲(chǔ)存精氣的作用，腎中精氣具有促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)、發(fā)育的能力，故腎精是否虧虛，能影響骨的生發(fā)、盛壯、修復(fù)與再生。骨之受損、萎軟，亦可使腎氣虧耗，腎精損傷，此二者互為影響。

1.4 肝主筋藏血《素問·五臟生成篇》曰：“肝之合筋也，其榮爪也?！薄捌淙A在爪，其充在筋?！保?5］筋為全身關(guān)節(jié)樞紐，滑利并約束關(guān)節(jié)，聯(lián)絡(luò)骨骼，維系皮肉，肢體筋腱的有力、關(guān)節(jié)屈伸轉(zhuǎn)運(yùn)的靈活都與肝密切相關(guān)［16］。《素問·上古天真論篇》曰：“丈夫……七八肝氣衰，筋不能動(dòng)……形體皆極。”《靈樞·本神》篇曰：“肝藏血?！薄端貑枴の迮K生成篇》曰：“故人臥，血?dú)w于肝”肝藏血，血榮筋，一身骨節(jié)之運(yùn)動(dòng)主要取決于津液之濡潤(rùn)，血行之流暢，血量之充盈，故肝血虛則筋失所養(yǎng)，導(dǎo)致關(guān)節(jié)失其滑利，骨節(jié)張弛失約。

2 DLSS與基因多態(tài)性的相關(guān)性研究

2.1 HOX 基因家族HOX 基因家族在機(jī)體骨骼細(xì)胞的發(fā)育、分化、代謝中起重要作用［17］。MALLO M研究［18］表明HOX 基因是控制軸向骨骼脊椎形態(tài)的遺傳網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其中HOX10 基因的活性控制著導(dǎo)致肋骨發(fā)育抑制的體細(xì)胞模式的關(guān)鍵過程［19］。GUERREIRO I［20］發(fā)現(xiàn)HOX 反應(yīng)因子的多態(tài)性通過調(diào)節(jié)其對(duì)抑制和促進(jìn)肋骨HOX 蛋白的作用，可能在脊椎動(dòng)物的進(jìn)化中發(fā)揮了作用。但這一發(fā)現(xiàn)未能闡述其具體作用機(jī)制。

2.2 膠原蛋白基因家族膠原蛋白（collagen）在椎間盤的纖維環(huán)和髓核的構(gòu)成中起關(guān)鍵作用。椎間盤由外纖維環(huán)和內(nèi)髓核組成。椎間盤的大部分結(jié)構(gòu)完整性由廣泛的細(xì)胞外基質(zhì)提供，其中膠原蛋白是關(guān)鍵成分。纖維環(huán)主要由Ⅰ型膠原組成，以角鋪層結(jié)構(gòu)圍繞髓核形成同心片層［21］。髓核是一種膠質(zhì)結(jié)構(gòu)，由蛋白聚糖、水和網(wǎng)狀的Ⅱ型膠原蛋白組成。從外纖維環(huán)到髓核，隨著水和糖胺聚糖含量的增加，相對(duì)成分從主要的Ⅰ型膠原轉(zhuǎn)變?yōu)棰蛐湍z原。KOGA［22］在研究中發(fā)現(xiàn)，COL11A2 基因定位于6p21.3，在軟骨中表達(dá)，并與DLSS 強(qiáng)烈關(guān)聯(lián)。TANAKA［23］在研究退行性腰椎椎管狹窄癥中發(fā)現(xiàn)，COL16A1 基因定位于21q22.3，可能有增加骨量的作用，但并未發(fā)現(xiàn)其與DLSS 有較為顯著的關(guān)聯(lián)性。COL11A2 與COL16A1 作為DLSS 的可能易感基因，其遺傳機(jī)制未被闡明，有待進(jìn)一步探究。

2.3 上皮細(xì)胞膜蛋白(epithelial membrane protein-1，EMP-1)基因EMP-1 是人類周圍髓鞘蛋白22 基因（peripheral myelin protein-22，PMP22）家族中的一個(gè)亞型，對(duì)EMP-1 基因的初步研究表明，與細(xì)胞的增殖、傳導(dǎo)、吸附等之間存在相關(guān)性，特別是EMP-1 基因可以阻止腫瘤細(xì)胞進(jìn)一步增殖［24］。胡明等［25］通過建立人-胚椎間盤髓核細(xì)胞，采用免疫組化及RT-PCR 方法進(jìn)行相關(guān)生物學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)EMP-1 在退變的和正常的椎間盤細(xì)胞中均有表達(dá)，且相關(guān)度較高，但其表達(dá)的具體機(jī)制仍需進(jìn)一步探討。

2.4 Sox9 基因Sox 基因家族在椎間盤的發(fā)育過程中存在密切關(guān)系。其中Sox5、Sox6、Sox9 參與軟骨的形成，并在椎間盤的形成中起關(guān)鍵作用［26］。Sox9 主要表達(dá)于胚胎發(fā)生時(shí)的原代軟骨細(xì)胞，主要在椎體和脊索中表達(dá)。通過對(duì)妊娠中期胚胎椎間盤的免疫組化染色顯示，隨著妊娠期的延長(zhǎng)，Sox9 在椎間盤中的高表達(dá)位置由髓核向外周轉(zhuǎn)移。但在妊娠中期，Sox9 的總表達(dá)量呈下降趨勢(shì)。在沒有Sox9 參與的情況下，脊索是在發(fā)育早期形成的，但后來(lái)可能由于脊索鞘內(nèi)基質(zhì)形成的缺陷而被破壞［27］。

2.5 Pax1 基因Pax1 被認(rèn)為是調(diào)節(jié)脊索背部的硬核組信號(hào)［28］。Pax1 突變后脊索增大，細(xì)胞增殖率增加。因此，Pax1 可以介導(dǎo)脊索細(xì)胞增殖，并在向髓核轉(zhuǎn)化過程中調(diào)節(jié)脊索的壓縮和擴(kuò)張。研究顯示［29］，隨著妊娠期的延長(zhǎng)，Pax1 蛋白表達(dá)呈下降趨勢(shì)。Pax1 基因及蛋白的表達(dá)特征提示，其在妊娠中期胎兒椎間盤發(fā)育過程中起一定作用。以后對(duì)Sox9 和Pax1 表達(dá)特異機(jī)制的研究可能對(duì)延遲或逆轉(zhuǎn)椎間盤變性具有重要意義。

2.6 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）TGF-β為一種多功能肽，調(diào)控細(xì)胞增殖和分化以及細(xì)胞外基質(zhì)的合成。TGF-β超家族基因包括TGF-β1、TGF-β3、BMP-6 等［30］。不同的TGF-β亞型在不同的組織中有不同的表達(dá)。TGF-β1主要表達(dá)于脊索膜，發(fā)展為纖維環(huán)和椎體。在發(fā)育中的軟骨、骨膜中TGF-β1mRNA 存在高水平表達(dá)［31］。HORIKOSHI 等［32］曾發(fā)現(xiàn)了1 個(gè)與脊柱退行性疾病相關(guān)聯(lián)的TG-β3易感基因突變體：IVS1-1284G＞C（rs15081776，P=0.0040）。

3 討論

本研究從中醫(yī)辨證論治與基因組學(xué)角度探討了DLSS 的發(fā)病機(jī)制?；谥嗅t(yī)基礎(chǔ)理論，并結(jié)合辨證論治思維，腰椎椎管狹窄癥致病因素主要為：外感六淫邪氣、勞損日久、肝腎虧虛。因DLSS 多見于年老患者，常見肝氣衰竭，筋不能動(dòng)，肝血不充，無(wú)以榮筋，出現(xiàn)肢體麻木、手足拘攣、屈伸不利等癥；腎陽(yáng)不足，腎氣衰弱，則生養(yǎng)精髓不足，無(wú)以養(yǎng)骨而出現(xiàn)腰背酸痛，故DLSS 多見肝腎虧虛型。椎間盤退變機(jī)制主要有營(yíng)養(yǎng)、生物力學(xué)、遺傳學(xué)及分子生物學(xué)等致病原因，其中與其可能存在緊密關(guān)系的基因有：HOX 基因家族、膠原蛋白基因家族、上皮細(xì)胞膜蛋白（EMP-1）基因、Sox9 基因、Pax1 基因、TGF-β等。筆者認(rèn)為肝腎虧虛型DLSS癥狀表現(xiàn)與其基因多態(tài)性可能存在關(guān)聯(lián)性，可根據(jù)中醫(yī)辨證論治理論，結(jié)合現(xiàn)代基因組學(xué)研究方法，進(jìn)一步研究肝腎虧虛型DLSS 患者椎間盤、骨骼細(xì)胞、蛋白等變化，兩兩相互印證，結(jié)合不同研究方法、不同標(biāo)本，以獲得此類患者更全面、更完善的發(fā)病機(jī)制，為DLSS 早期辨體、辨證、施治提供科學(xué)依據(jù)。

綜上所述，本研究分別從中醫(yī)辨證論治角度與現(xiàn)代基因組學(xué)兩個(gè)方面進(jìn)行綜述，探究其結(jié)合點(diǎn)，運(yùn)用中醫(yī)辨證論治理論解釋DLSS 的易感性，從基因水平探討DLSS 與中醫(yī)肝腎虧虛證型的相關(guān)性，以期在今后的臨床實(shí)踐中找到新的基因治療靶點(diǎn)，同時(shí)也為DLSS 病因病機(jī)理論提供新的方向。