陳鏡 馮正平

重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)分泌科，重慶 400016

骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)是一種以全身骨量減少，骨組織微結(jié)構(gòu)損壞，骨脆性增加，從而易發(fā)生骨折為特征的全身性骨病。最新調(diào)查結(jié)果顯示我國(guó)50歲以上人群骨質(zhì)疏松癥患病率為19.2%，其中男性患病率為6.0%，女性患病率則高達(dá)32.1%。顯然骨質(zhì)疏松癥已經(jīng)成為中老年人群繼糖尿病、高血壓后又一重要健康問題。目前臨床抗骨質(zhì)疏松藥物主要分為兩大類，一類是促進(jìn)骨形成劑，如特立帕肽、羅莫珠單抗；一類是抑制骨吸收劑，如雙膦酸鹽類藥物、雌激素、選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑、狄諾塞麥等。本文針對(duì)骨質(zhì)疏松癥治療藥物研究進(jìn)展作一綜述。

1 抑制骨吸收劑

1.1 RANKL單克隆抗體

核因子-κB 受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)是主要表達(dá)于成骨細(xì)胞的跨膜蛋白，其受體核因子-κB受體活化因子(receptor activator of nuclear factor κB，RANK)高表達(dá)于破骨細(xì)胞及其前體細(xì)胞膜。RANK與RANKL結(jié)合后激活TRAF6，繼而激活下游NF-kB和MAPK信號(hào)通路促進(jìn)破骨細(xì)胞成熟，增強(qiáng)骨吸收。

狄諾塞麥(denosumab)是一種RANKL單克隆抗體類藥物，動(dòng)物研究[1-2]證明其不僅能增加去卵巢(ovariectomized，OVX)食蟹猴股骨頸骨密度(bone mineral density，BMD)，還能增加骨皮質(zhì)厚度及骨小梁體積，力學(xué)測(cè)試的椎體強(qiáng)度也比對(duì)照組增加57%。Cummings等研究[3]結(jié)果顯示狄諾塞麥組新發(fā)椎體、全髖和非椎體骨折發(fā)生相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分別降低68%、40%和20%，而腰椎及全髖BMD分別增加9.2%和6.0%。隨著該藥的長(zhǎng)期使用，新發(fā)椎體及非椎體骨折的年發(fā)生率也保持在較低水平，BMD緩慢持續(xù)增長(zhǎng)未見平臺(tái)期[4]。在與雙膦酸鹽的對(duì)照研究中，狄諾塞麥更大程度地抑制骨吸收，增加所有骨骼部位的BMD[5-6]。最近一項(xiàng)研究[7]表明，狄諾塞麥不僅可以降低骨折風(fēng)險(xiǎn)，還可以降低跌倒風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)骨質(zhì)疏松癥患者的肌肉功能及質(zhì)量均有積極影響。盡管狄諾塞麥的作用具有可逆性，停藥后骨量會(huì)快速流失，但序貫使用雙膦酸鹽類藥物可維持已獲得的治療效果，加之其在降低骨折發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)方面的巨大獲益及患者的耐受性和依從性好，臨床應(yīng)用前景值得期待。

1.2 組織蛋白酶K抑制劑

組織蛋白酶K(cathepsin K，CTSK)是一種廣泛存在于骨吸收表面、溶酶體、細(xì)胞質(zhì)小泡中的半胱氨酸蛋白酶[8]。CTSK在破骨細(xì)胞中高度表達(dá)，參與I型膠原蛋白和其他骨基質(zhì)蛋白的降解，促進(jìn)破骨細(xì)胞作用，是骨吸收過程中的一個(gè)關(guān)鍵酶。

奧當(dāng)卡替(odanacatib，ODN)是一種選擇性CTSK抑制劑，可以解偶聯(lián)骨轉(zhuǎn)換[9]。動(dòng)物研究[10]表明ODN可以防止OVX家兔腰椎BMD的丟失，達(dá)到阿侖膦酸鈉相當(dāng)?shù)乃剑€劑量依賴性地增加股骨近端、股骨頸和粗隆的BMD；同時(shí)ODN還可以維持家兔腰椎及股骨中央的骨強(qiáng)度與骨礦物含量的正常關(guān)系，對(duì)骨小梁、骨皮質(zhì)部位的骨形成率沒有抑制作用。前期臨床研究顯示ODN可以持續(xù)增加絕經(jīng)后女性低骨量患者多個(gè)部位BMD[11]；接著LOFT研究表明ODN降低絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥婦女椎體、髖部和非椎體骨折風(fēng)險(xiǎn)分別為53%、50%、24%[12]。LOFT及其延伸研究綜合結(jié)果也顯示各部位骨折累積發(fā)生率均有所降低，而腰椎和全髖的BMD增加，且隨著治療時(shí)間的延長(zhǎng)BMD增加更明顯[12]。盡管ODN在降低骨折風(fēng)險(xiǎn)及改善BMD方面有巨大優(yōu)勢(shì)，但其與心血管事件，特別是中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，基于收益和風(fēng)險(xiǎn)的總體平衡，研究者決定不再開發(fā)ODN用于治療骨質(zhì)疏松癥。

1.3 Src激酶抑制劑

Src激酶是Src蛋白酪氨酸激酶家族的成員之一，在破骨細(xì)胞中高水平表達(dá)，有助于破骨細(xì)胞的生存和骨吸收表面褶皺邊緣的發(fā)育。在動(dòng)物模型中證實(shí)Src激酶失活會(huì)導(dǎo)致骨化病，高骨量表型。Src激酶表達(dá)的缺失或降低也與增強(qiáng)破骨細(xì)胞分化和骨形成相關(guān)。Src激酶抑制劑塞卡替尼(saracatinib)在體外通過抑制破骨細(xì)胞的形成和活性而具有強(qiáng)大的抗吸收作用，還可逆地阻止破骨細(xì)胞前體遷移。I期臨床試驗(yàn)表明，口服塞卡替尼組骨吸收標(biāo)志物呈劑量依賴性降低，而對(duì)骨形成標(biāo)志物沒有顯著影響，也沒有嚴(yán)重不良反應(yīng)[13]。在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)治療耐藥的晚期實(shí)體惡性腫瘤患者進(jìn)行的I期試驗(yàn)中也觀察到了類似結(jié)果[14]。盡管因?yàn)檫@些結(jié)果看到了塞卡替尼作為一種抗骨吸收藥物的希望，但其目前主要用于各種晚期癌癥的研究，骨質(zhì)疏松癥方面的療效仍需Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

1.4 IKKβ抑制劑

RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞分化需要多條信號(hào)通路的激活，其中NF-kB信號(hào)通路活化涉及IkB激酶復(fù)合物(IKK)的磷酸化。靶向IKK上游可有效阻斷NF-kB信號(hào)通路，進(jìn)而阻斷破骨細(xì)胞分化。IMD0354是一種非ATP結(jié)合的IKKβ分子抑制劑，在體外IMD0354能夠抑制RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞分化并損害破骨細(xì)胞性骨吸收而不減弱成骨作用[15]。IMD0354治療的OVX小鼠骨體積/組織體積(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)及骨小梁數(shù)量(Tb.N)較對(duì)照組明顯升高，而骨小梁間距(Tb.Sp)和骨表面/骨體積(BS/BV)降低[15]。此外TRAP染色顯示破骨細(xì)胞數(shù)減少，血清骨吸收標(biāo)志物水平降低，破骨細(xì)胞相關(guān)基因CTSK、Dc-STAMP等的表達(dá)減少；而骨形成標(biāo)志物及成骨細(xì)胞相關(guān)基因Runx2和OCN的表達(dá)較對(duì)照組無明顯變化。這表示IMD0354能夠抑制骨吸收、減少骨丟失而不影響骨形成，可能是治療骨質(zhì)疏松癥的潛在藥物，期待進(jìn)一步的臨床研究。

1.5 p38MAPK抑制劑

p38是MAPK家族的重要組成部分，在破骨細(xì)胞分化過程中調(diào)節(jié)c-Fos和NFATc1的表達(dá)。Pomopimod(PAM)是一種選擇性p38MAPK抑制劑，最近研究表明PAM通過抑制p38/NFATc1誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞形成和下調(diào)ADAM12的表達(dá)減弱骨吸收來預(yù)防OVX誘導(dǎo)的骨丟失[16]。OVX小鼠經(jīng)PAM治療后脛骨近端BV/TV、Tb.Th、Tb.N升高，Tb.Sp、BS/BV降低，多核破骨細(xì)胞數(shù)和每骨表面破骨細(xì)胞百分比(Oc.S/BS%)降低，對(duì)成骨分化無明顯作用。在另外兩種抑制劑TAT-TN13和SB239063對(duì)破骨細(xì)胞分化及OVX小鼠骨量影響的研究中也觀察到類似結(jié)果[17-18]。其中TAT-TN13通過抑制NF-κB和NFATc1的活化來抑制破骨細(xì)胞形成。而SB239 063則通過抑制MEF2C的磷酸化導(dǎo)致MEF2C降解，從而抑制破骨細(xì)胞形成和骨吸收；同時(shí)SB239063還可以抑制MEF2C對(duì)c-Fos轉(zhuǎn)錄的正向調(diào)控。因此，P38抑制劑可能是未來治療骨質(zhì)疏松癥的潛在靶向藥物。

2 促骨形成劑

2.1 甲狀旁腺素相關(guān)肽

甲狀旁腺素相關(guān)肽(parathyroid hormone-related protein，PTHrP)是一種多肽類物質(zhì)，其激活PTHR1后可促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化、成熟并抑制成骨細(xì)胞凋亡，最終使成骨細(xì)胞數(shù)量增加，功能增強(qiáng)。

阿巴洛帕肽(Abaloparatide)是一種PTHrP類似物，在OVX大鼠模型中，其能夠增加大鼠骨小梁、皮質(zhì)內(nèi)和骨膜表面骨形成，而不增加破骨細(xì)胞或侵蝕表面；使骨形成標(biāo)志物水平升高，而不影響血鈣水平、骨吸收指標(biāo)[19]。Ⅱ期臨床研究[20]表明皮下注射Abaloparatide 24周能有效增加腰椎、股骨頸尤其是髖部BMD，并且在80 μg組各部位BMD增加程度均大于市場(chǎng)劑量的特立帕肽。在Miller等的研究[21]中，Abaloparatide降低新發(fā)椎體和非椎體骨折風(fēng)險(xiǎn)分別為86%和43%，并顯著增加全髖、股骨頸及腰椎BMD。接著在其延伸研究[22]中，Abaloparatide組新發(fā)椎體及非椎體骨折發(fā)生率仍明顯低于安慰劑組，相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分別降低87%和52%，而各部位BMD繼續(xù)增加。Abaloparatide雖與高鈣血癥風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，但相比于特立帕肽明顯降低[20-21]。與其他PTHrP類似，在動(dòng)物研究中發(fā)現(xiàn)Abaloparatide會(huì)導(dǎo)致大鼠發(fā)生骨肉瘤，且呈劑量依賴性[23]，在一些具有骨肉瘤潛在風(fēng)險(xiǎn)的患者應(yīng)避免使用?？傮w而言，Abaloparatide治療絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松癥有較好的療效，不良反應(yīng)相對(duì)較少，臨床應(yīng)用前景較好。

2.2 骨硬化蛋白單克隆抗體

骨硬化蛋白(Sclerostin)是一種由骨細(xì)胞分泌的含有胱氨酸結(jié)構(gòu)的糖蛋白，通過阻止Wnt與受體LRP5/6的相互作用而使關(guān)鍵調(diào)控因子β-catenin磷酸化和降解，從而抑制成骨細(xì)胞的分化和功能。此外，骨硬化蛋白還可以通過RANKL依賴的信號(hào)通路促進(jìn)破骨細(xì)胞形成。

羅莫珠單抗(Romosozumab)作為骨硬化蛋白的人源化IgG2單克隆抗體，動(dòng)物研究表明其能劑量依賴性增加OVX食蟹猴腰椎、股骨等部位的BMD，顯著增加骨小梁和骨皮質(zhì)的骨量及體積[24]。Cosman等研究[25]顯示，Romosozumab治療組患者新發(fā)椎體骨折和臨床骨折的風(fēng)險(xiǎn)分別降低73%和36%，并能使患者BMD顯著增加。類似的，在ARCH研究中也表明與單獨(dú)接受阿侖膦酸鈉治療相比Romosozumab組在所有測(cè)量部位及所有時(shí)間點(diǎn)的BMD較基線均有更大的提高[26]。除此之外，在治療男性骨質(zhì)疏松癥的Ⅲ期臨床試驗(yàn)[27]中也顯示Romosozumab組腰椎和全髖BMD較基線的平均百分比變化顯著大于安慰劑組。Romosozumab大部分不良反應(yīng)與對(duì)照組相比基本平衡，但其“心血管風(fēng)險(xiǎn)”在ARCH研究[26]中較為明顯，該藥可能會(huì)增加心肌梗死、中風(fēng)和心血管死亡的風(fēng)險(xiǎn)，未來仍需更大規(guī)模的前瞻性臨床試驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)估Romosozumab在心血管疾病方面的安全性。

2.3 DKK-1單克隆抗體

經(jīng)典的Wnt/LRP-5,6/β-catenin途徑的其他生理拮抗劑，如Dickkopf-1(DKK-1)和分泌型卷曲相關(guān)蛋白(sFrps)也作為新的骨質(zhì)疏松癥治療的潛在靶點(diǎn)正在研究中。針對(duì)DKK-1的抗體在不同的動(dòng)物模型中均具有骨合成代謝作用[28-29]。有動(dòng)物研究表明骨硬化蛋白抗體治療后DKK-1水平升高，這提示了一種限制Wnt驅(qū)動(dòng)骨形成的負(fù)反饋機(jī)制。而同時(shí)針對(duì)骨硬化蛋白和DKK-1的雙特異性抗體已經(jīng)被開發(fā)出來，并在嚙齒動(dòng)物和非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上進(jìn)行了測(cè)試，顯示出比單獨(dú)使用骨硬化蛋白抗體或DKK-1抗體治療的協(xié)同骨形成作用[30]。對(duì)此，期待未來有臨床試驗(yàn)進(jìn)一步評(píng)估此類藥物的療效及安全性。

3 多靶點(diǎn)作用藥物

3.1 骨形態(tài)發(fā)生蛋白9

骨形態(tài)發(fā)生蛋白9(bone morphogenetic protein 9，BMP9)是TGF-β/BMP超家族成員，主要由肝臟產(chǎn)生。BMP9基因敲除小鼠的牙本質(zhì)和牙齒-牙槽骨復(fù)合體缺損，證明了其在骨骼系統(tǒng)中的作用[31]。最近研究報(bào)道BMP9通過上調(diào)LGR6和激活Wnt/β-catenin通路，增加成骨基因標(biāo)志物ALP、OCN、RUNX2的表達(dá)和ALP活性；還通過抑制Akt-NF-κB-NFATc1通路，抑制RANKL誘導(dǎo)的骨單核巨噬細(xì)胞向破骨細(xì)胞分化。在OVX小鼠模型中，BMP9通過增加骨形成活性和抑制骨吸收活性，減輕了體內(nèi)的骨丟失，改善了骨生物力學(xué)性能[32]。因此BMP9作為一種新的骨形成和骨吸收雙重調(diào)節(jié)因子在骨質(zhì)疏松癥治療中的潛在應(yīng)用值得進(jìn)一步研究。

3.2 激活素A

激活素A(activin A)是細(xì)胞外骨基質(zhì)的關(guān)鍵信號(hào)蛋白，屬于TGF-β超家族成員，通過典型和非典型激活素信號(hào)通路調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的分化和活性。在動(dòng)物模型中，不同的激活素受體抑制劑已經(jīng)被證明可以防止OVX和癌癥引起的骨丟失，以及廢用性骨量減少[33]。其中，sotatercept(ACE-011，一種可溶性激活素受體IIA型融合蛋白)可以增加食蟹猴的骨形成，減少骨吸收，從而改善松質(zhì)骨體積、骨微結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度[34]。一項(xiàng)針對(duì)健康絕經(jīng)后女性單劑量接受ACE-011或安慰劑治療的對(duì)照研究[35]表明，ACE-011可以使骨形成標(biāo)志物水平快速持續(xù)升高，并劑量依賴性降低骨吸收標(biāo)志物水平?；诖?，激活素A抑制劑可能成為抗骨質(zhì)疏松藥物的研究方向。

3.3 信號(hào)素3 A

信號(hào)素3 A(semaphorin 3 A，Sema3A)作為信號(hào)素家族中的一種分泌型蛋白，是骨發(fā)育過程中的重要調(diào)節(jié)因子。在骨重建過程中，其與受體神經(jīng)纖毛蛋白-1(neuropilin-1，Nrp1)結(jié)合可以抑制ITAM信號(hào)通路的激活來影響RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞分化，還可以抑制RhoA激活來阻礙破骨細(xì)胞前體遷移。此外，Sema3A和Nrp1結(jié)合激活Racl，推進(jìn)β-catenin在細(xì)胞核內(nèi)聚集，從而促進(jìn)成骨細(xì)胞分化。在動(dòng)物研究[36]中，重組Sema3A的應(yīng)用可以增加小鼠股骨遠(yuǎn)端骨小梁體積和骨小梁參數(shù)；OVX誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松小鼠模型也顯示Sema3A可以通過抑制破骨細(xì)胞性骨吸收和促進(jìn)成骨細(xì)胞性骨形成來減少卵巢切除后的骨丟失。而在人類中，Sema3A的血清水平隨年齡的增長(zhǎng)或絕經(jīng)而降低[37]，與在小鼠中得到的結(jié)果類似。近來研究表明糖尿病可能通過Sema3A/IGF1/β-catenin途徑干擾骨丟失[38]，而外源性Sema3A可以增加糖尿病動(dòng)物模型的骨量和BMD[39]。因此Sema3A可能成為治療骨質(zhì)疏松癥的新靶點(diǎn)，特別是糖尿病合并骨質(zhì)疏松癥。

4 總結(jié)

目前研究表明骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生是多因素相互作用的結(jié)果，隨著對(duì)其發(fā)病機(jī)制的深入研究，越來越多的信號(hào)通路及作用靶點(diǎn)逐漸被發(fā)現(xiàn)，這為更好地防治骨質(zhì)疏松癥提供了理論基礎(chǔ)。我們也期待未來能夠有更新作用機(jī)制和更加安全的抗骨質(zhì)疏松藥物出現(xiàn)，為臨床治療提供更多的選擇。