【摘 要】　絕經期骨質疏松是一種隨絕經期年齡增長而出現的全身骨量減少。其發病非常復雜。一般認為是雌激素、遺傳、營養、廢用性、年齡及免疫學等多因素交互作用的結果。近年來隨著免疫學的不斷發展，細胞因子在婦女絕經期骨質疏松癥中的作用日益受到人們的重視。IL-1、IL-6、TNF、TGF、IL-11、IGF、CSF等細胞因子通過自分泌和旁分泌作用，影響成骨細胞和破骨細胞的分化、增生、成熟和活化，從百影響骨質重建。討論雌激素、細胞因子和絕經期骨質疏松癥三者之間的關系，有助于了解絕經期骨質疏松癥的發病機理，有助于尋求治療絕經期骨質和疏松癥的免疫學新途徑。

【關鍵詞】：骨質疏松癥　細胞因子　雌激素　絕經期

絕經期骨質疏松癥(postmenopausal osteoporosis,POP)是一種隨絕經期年齡增長而出現的全身骨量的減少，并以骨礦物質、骨基質等減少為特征，病理骨折發生的危險性增高。在骨質疏松癥分類中屬原發性骨質疏松癥。絕經期骨質疏松癥的發病機理非常復雜，有些問題至今未闡明。一般認為是激素、遺傳、營養、廢用、年齡及免疫學等多因素交互作用的結果。近年來有隨著免疫學的不斷發展，細胞因子在絕經期骨質疏松癥發病機制中的作用日益受到重視。本文綜合近年有關文獻，著重討論細胞因子、雌激素、絕經期骨質疏松癥三者間的關系，并期望尋求到治療絕經期骨質疏松癥的免疫學新途徑。

細胞因子

細胞因子(cytokine)是機體炎癥和免疫應答過程中由免疫細胞產生的一類具有免疫調節與效應功能的小分子多肽或蛋白質，分子量約4000~60000，具有很強的生物學活性。1972年，horton首次發現骨的吸收作用和細胞因子有關，當時稱作為破骨細胞活化因子(osteoclast activating factor .OAF)OAF)。以后的實驗證明OAF實際上就是一些和骨代謝有關的細胞因子，包括白細胞介素1(interleukin-1,IL-1)，IL-6，IL-11，腫瘤壞死因子(tumornecrosis factor,TNF)，集落刺激因子(colony stimulating factor,CSF)，轉化生長因子(transforming growth factor,TGF)，胰島素樣生長因子(insulin like growth facto,IGF)等，通過自分泌和旁分泌作用，影響成骨細胞(osteoclast,OC)的分化、增生，成熟和活化，從而影響骨質重建。婦女絕經期內雌激素變化，一方面可影響細胞因子的分泌，另一方面雌激素和細胞因子通過刺激骨髓中的靶細胞，調節骨吸收和形成間的平衡。雌激素水平下降后，OC基因表達增加，OB基因表達不足，最終導致骨形成和吸收不平衡，從而引起骨質疏松^①。

細胞因子與骨質疏松

一、IL-1

IL-1主要由單核細胞-巨噬細胞產生。IL-1具有兩種分子類型：IL-1α和IL-1β，兩者抗原性不同，但靶細胞上受體和生物學活性相似。

1983年Gowen發現IL-1是和骨吸收作用有關的細胞因子，這是第一個被純化的和骨吸收有關的細胞因子。Gowen給小鼠注射重組的鼠IL-1后，發現能誘導產生高鈣血癥和增加骨吸收;婦女雙側卵巢切除(ovarectomy,OVX)后，外周血IL-1增加，血鈣、羥脯氨酸/肌酐和鈣/肌酐等骨吸收指標增高，但若在OVX的給予雌激素或IL-1受體拮抗劑I(IL-1 receptor antagonist,IL-1Ra)治療后，這些改變均恢復正常^②。Ralston應用PCR技術研究發現骨質疏松患者骨組織中IL-1α、IL-1βmRNA表達比同齡經激素替代治療者(HRT)或骨密度正常者^③。

在骨微環境中，IL-1能促進OC前體細胞分化，成熟OC活化，誘導OB分泌其它促進骨吸收的細胞因子，如IL-6、IL-11、M-CSF等，間接調節OC前體細胞的增生和分化。另外IL-1刺激OB合成分泌骨鈣素(osteocalcin,BGP),抑制其堿性磷酸酶活性，從而抑制成骨細胞的骨形成作用。也有人認為，IL-1對細胞的作用與細胞的分化程度有關，對分化不全的細胞有促進作用，而對成熟細胞有抑制作用。前列腺素(PGE2)在IL-1誘導的骨吸收中的作用目前報道尚不一致。Joneph在體外實驗中發現IL-1能刺激骨吸收和PG合成，但是PG抑制劑——消炎痛對IL-1誘導的骨吸收影響很小：Health認為消炎痛能部分抑制新生鼠顱蓋骨的吸收效應：Bayce等則認為短期應用IL-1誘發的骨吸收不能被消炎痛抑制，而長期效應則被抑制。因此IL-1誘發骨吸收可能存在著PG依賴和非PG依賴兩種作用機制。IL-1α和IL-1β雖然具有相似的生物學效應，量對促進骨吸收的作用尚有爭議^④。另外，Kimble發現在雌激素水平下降的早期尚存在其它細胞因子的協同作用，因為小鼠只有卵巢切除后兩月，單用il-1Ra才能完全抑制骨吸收^⑤。

二、IL-6

IL-6是單核吞噬細胞等在IL-1、TNF等誘導下產生的一種細胞因子，具有典型的多能性。IL-6受體(IL-6R)是一雙鏈模式，由80KD的配子結合鏈和作為信號轉導子的gp130組成。IL-6通過IL-6—IL-6R自分泌環促進某些疾病的發生，gp130和IL-6—IL-6R復合物結合，執行其信號傳導作用。具體過程目前仍不清楚^⑥。

一些體內外實驗均證明，IL-6是與骨吸收有關的細胞因子。IL-6在骨微環境中，由IL-1、TNF和脂多糖刺激OB細胞系和骨基質細胞產生。在體外培養中IL-6能促進OC成熟，增加小梁骨中OC數。給祼鼠移植含有高水平的重組IL-6細胞后可引起高鈣血癥，IL-6抗體能抑制這種改變。來源于OVX后小鼠的骨髓細胞培養產生的IL-6明顯比假手術組織和HRT組高。絕經期骨質疏松婦女血細胞培養產生的IL-6也比正常絕經婦女多，因此可以認為雌激素水平下降可增加IL-6分泌，促進骨吸收，引起骨質疏^⑦。

IL-6協同IL-3誘導克隆形成單位(colony forming units,CFU)發育，OC由粒細胞巨噬細胞集落生成單位(granuocyte macrophage colony forming units,CFU-GM)分化而來的，OB是由成纖維細胞集落生成單位(colony forming units fibroblasts,CFU-F)分化而來的^①。婦女絕經期雌激素水平下降，促使 oB和骨基質細胞分泌IL-6增加，IL-6進一步刺激OC前體細胞分化為成熟的OC，促進骨吸收。另外，雌激素水平下降時也能刺激單核細胞產生IL-1、TNF，從而增加OB和基質細胞數，間接調節骨吸收作用^⑤。雌激素是在IL-6基因轉錄水平抑制IL-6分泌的。這是由雌激素受體介導的間接地影響IL-6mRNA啟動子大約255bp序列的轉錄活化^⑧。Tamura在動物實驗中發現當雌激素水平下降時不僅骨細胞中IL-6分泌增加，同時IL-6R也增加，這是通過gp130介導的^⑨。Lin在體外實驗中發現，雌激素可減少骨髓基質和OB細胞中IL-6 gp80 mRNA和gp130 mRNA表達的作用。而OVX后小鼠的骨髓細胞培養，其上清液中gp130、gp80和IL-6 mRNA的表達均增加[10]。在多發性骨髓瘤和類風濕病人的血清中IL-6——IL-6R水平增加，提示了這一復合物可能和這些疾病中骨損傷和高鈣血癥有關。因此可以認為絕經期婦女體內IL-6分泌增加的同時，IL-6R、gp130也可產生變化。當然這一理論尚有待進一步研究。

三、TNF

TNF主要由活化的單核吞噬細胞產生。TNF能刺激單核吞噬細胞合成IL-1、IL-6等細胞因子，誘導血管內皮細膩和成纖維細胞合成CS，促進骨髓中細胞的成熟與分化，促進骨吸收作用。

TNF和IL-1一樣是有效的骨吸收誘導劑。有研究顯示，絕經10年后，骨質疏松婦女血免疫細胞培養TNF-α增加，并和腰椎骨密度下降成負相關。Ammann用表達STNFR1-FCIG3融合蛋白，能拮抗TNF-α的轉基因小刀鼠研究發現，小鼠OVX后12周后，轉基因小鼠骨量及骨鈣均無變化，而未轉基因小鼠骨量及骨鈣均減少。Kimble發現在OVX后早期丟失中，TNF是協同IL-1誘導OC基因表達的，因為只有同時使用IL-1ra和TNF抑制劑TNF結合蛋白(TNF-binding protein,TNF-bp)才能完全抑制OC基因表達^⑤。因此，Ammann認為TNF-α和IL-1是雌激素缺乏時刺激骨吸收作用的第一步，而這一作用的完成，有賴于IL-6介導^⑿。另外，TNF還能誘導OB和骨基質細胞分泌IL-11、CSF等其它因子，間接地誘導OC前體分化，刺激骨吸收。

四、TGF-β

轉化生長因子-β(TGF-β)是一類多功能的調節細胞生長、分化的細胞因子。在骨礦基質中能提取出三種TGF-β異構體(TGF-β1，TGF-β2，TGF-β3)。骨吸收時釋放入骨基質的是無活性TGF-β前肽，能被周圍環境中的pH值改變等外界因素刺激而激活。在體內，TGF-β是由成骨細胞和破骨細胞合成的，局部注射TTGF-β可刺激軟骨或骨形成，全身注射TGF-β可引起全身成骨細胞活性增加。在體外實驗中，TGF-β通過OB誘導細胞外基質分泌，抑制基質礦化，調節骨祖細胞增生和OB分化指標的表達^⒀。TGF-β作用于不同的細胞可得到不同的效應。動物實驗中發現，TGF-β能抑制骨髓來源的OC的分化。Erlebacher用高表達TGF-β2的轉基因小鼠研究發現TGF-β2能同時增加OB和OC的活性，并通過調節兩者的平衡，影響骨轉換，其結果引起骨吸收增加^⒀。Langdahl用單鏈構象多態性(single stranded conformation polymorphism,SSCP)結合DNA測序研究TGF-β1基因序列改變和POP的關系，發現POP組，TGF-β1基因序列變異比例明顯增高，骨轉換指示骨堿性磷酸酶(BAP)、尿羧脯氨酸增加，腰椎骨量下降，可能的解釋是TGF-β1合成受損。