骨质疏松是中老年人的常见病,补钙往往也不见明显效果。2012年年初,《自然·医学》杂志在线发表了我国科学家一项有关骨质疏松症治疗的研究成果,为骨质疏松的治疗提供了一种基于促进骨形成的全新思路。
一位50岁的女性近两年来常感到腰酸背痛,她以为是年纪大了,有点儿缺钙,于是在钙片的安慰下宽心度日。直到有一天,不小心一脚踩空,摔成了骨折,她才急忙去医院就诊,却发现已是骨质疏松晚期,不得不放弃治疗。而她的余生,也将伴随着疼痛日渐佝偻⋯⋯
如果你身边有一位处于更年期、情绪阴晴不定、忽然变得“很不招人待见”的女性亲友,你一定要提醒她,雌激素水平的变化很可能使她在未来的岁月里患上骨质疏松。
这并非危言耸听。来自于权威机构的统计数据显示,骨质疏松在世界范围内影响大约两亿女性,导致她们丧失运动能力甚至死亡。每年因骨质疏松导致骨折的患者达150万。骨关节炎已经成为导致老年妇女残疾的首要原因,也是老年男性行动限制的第二大原因,仅次于心血管病的影响。更令人烦恼的是,这种“寂静之病”没有明显的早期症状,因此,不少人只有在出现疼痛甚至骨折后才发现自己患上了骨质疏松症。
表面上看,克服骨质疏松似乎是件很简单的事情,只要吃进去的钙比消耗掉的钙多,不就没问题了吗?但事实上,大夫通常都会告诉我们,骨质疏松是不可逆的,至今没有根治的方法,这是怎么回事呢?
骨的新陈代谢
我们身体里的骨,由骨盐(骨中的无机盐)、有机基质和骨细胞3部分组成。其中,骨盐维持骨的硬度,主要成分是磷酸钙;骨基质决定骨的形状及韧性,主要由胶原纤维构成,骨细胞包括成骨细胞和破骨细胞,主导骨的代谢。骨的生长、修复或重建过程,称为成骨作用。成骨过程中,成骨细胞合成并分泌胶原蛋白和多糖等基质成分,形成骨基质。而后,骨盐沉积在骨基质中,形成坚硬的骨质。另一方面,骨也在不断地更新,原有的旧骨溶解消失,被称为骨的吸收,在这个过程中,破骨细胞释放出多种水解酶,使胶原纤维等水解;同时通过糖原分解产生大量酸性物质扩散到溶骨区,使局部酸性增加,促使羟磷灰石从胶原中释出,骨盐溶解。“骨骼跟金属一样,长期受力也会出现老化、机械强度变差的现象,所以新陈代谢是必须的。”北京大学医学部公共卫生学院的李可基教授在接受本刊记者采访时说:“骨形成后,要通过骨形成及骨重吸收完成骨重塑,以保持骨的更新,而完成这个过程通常要20年。”
在人的一生中,骨形成和骨重吸收两种作用缓慢地交替进行,处于动态平衡,既保证了骨骼的正常生长,也维持了血钙和血磷浓度的相对恒定。论文作者之一、军事医学科学院从事细胞生物学研究的张令强研究员将这种动态平衡比做一个蓄水装置:“进水管就是骨形成的过程,成骨细胞往蓄水池里注水,以促进骨发育和新骨生成,而排水管就是破骨细胞,促进骨的代谢,使得骨量减少。”
除了骨细胞之外,调控这个“蓄水装置”的因素还有很多,如雌激素(estro-gen)、甲状旁腺激素(PTH)、降钙素(CT)、活性维生素D等等,这些激素结合它们的受体,将信号准确无误地放大并传递到细胞内部,进而影响骨细胞的活性,以便于调控不同年龄人骨形成和骨重吸收的量:处于发育生长时期的青少年,骨形成的量大于骨吸收的量;中老年人,尤其是女性到了更年期以后,雌激素水平降低,骨重吸收的作用大于骨形成的作用,骨密度会降低,骨质疏松症的发生率也会增高。
为此,一些控制“出水管”的药物(骨吸收抑制剂)被研发出来,并广泛地应用于骨质疏松的治疗。比如,最常见的降钙素和双磷酸盐,这类药物或能抑制破骨细胞活性,或因其化学性质不易被酶水解,达到抑制骨吸收的作用。但是,在临床应用中,“这类药物的疗效也并不十分理想,”李可基说:“科学研究发现,长期使用抑制骨重吸收的药物等于抑制了骨的新陈代谢,骨头的结构反倒是差了。”
在“进水管”一端,被临床应用广泛认同的只有一种叫甲状旁腺激素的药物。研究发现,小剂量的甲状旁腺激素能加快骨形成的速度,刺激骨生长,从而增加骨量,提高整个骨骼的强度和质量;但反过来,它也会刺激骨重吸收,如果长时间用药,骨重吸收的过程很有可能削弱骨形成的效果,使最终的治疗效果大打折扣。所以,尽管美国食品药品监督管理局(FDA)批准了这个药物,但同时也提出了用药18个月以后,不建议继续使用的原则。
“骨形成和骨重吸收本身是耦连在一起的,不能截然分开。破骨细胞的活性,实际上是由成骨细胞指导的,也就是说这两个过程之间存在着内在关联。”张令强告诉记者:“尽管破骨细胞并不来源于成骨细胞,但是成骨细胞却可以指导破骨细胞的发生。这两类细胞的活性是不能严格区分的,所以难达到调节成骨细胞而不影响破骨细胞。”
换句话说,就是激素类的药物只能提供一种综合性的治疗手段,很难只调节成骨细胞而不影响破骨细胞。那么,有没有一种方法只作用于一小类细胞、一个蛋白、一个分子,能够实现更精准的靶向性治疗呢?
这也是科学家正在思考的问题。
(本文发表于《科学世界》2012年第7期)
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