益肾健脾胶囊对人工髋关节松动影响的细胞因子学研究

1、益肾健脾胶囊对人工髋关节松动影响的细胞因子学研究                             作者：成羿 韩根勇 邓尚平 楼红侃  【摘要】  目的 探讨益肾健脾胶囊对人工髋关节松动的影响。 方法 随机选择准备行人工髋关节置换术患者20例。采集外周血，分离单个核细胞，每例标本分

2、成5份。A组：仅单个核细胞，为对照组；B组：单个核细胞+骨水泥微粒；C组：单个核细胞+骨水泥微粒+益肾健脾胶囊（3mg/ml）。D组：单个核细胞+骨水泥微粒+益肾健脾胶囊（6mg/ml）。E组：单个核细胞+骨水泥微粒+益肾健脾胶囊（12mg/ml）。培养48h后，用ELISA测定细胞上清液中肿瘤坏死因子(TNF)-a、白细胞介素（IL）-6含量。 结果 B组的TNF-a和IL-6含量均明显高于A组(P<0.01)；C组的TNF-a和IL-6含量明显低于B组(P<0.05)。结论 骨水泥微粒可刺激单个核细胞分泌TNF-a和IL-6，而益肾健脾胶囊能有效地抑制单个核细胞分泌TNF-a和

3、IL-6。益肾健脾胶囊能防治人工关节置换术后由TNF-a和IL-6等溶骨性细胞因子引起的假体周围的骨溶解，因此该制剂有望成为防治人工关节松动的有效药物。 【关键词】  益肾健脾胶囊 人工关节 假体失效 骨溶解 【Abstract】  Objective  To explore the effects of  YiShenJianPi granule on aseptic cytokine of loosening of prothesis in vitro. Methods  From 20 patients，blood sample

4、 were taken，whose mononuclear cells were isolate and then divided into five groups.Group A：only mononuclear cells，which was control group；group B：mononuclear cells + PMMA particles；Group C：mononuclear cells + PMMA particles + YiShenJianPi granule(3mg/ml)；Group D：mononuclear cells + PMMA particles +

5、YiShenJianPi granule(6mg/ml)；Group E：mononuclear cells + PMMA particles + YiShenJianPi granule(12mg/ml).They were cultured for 48 hours，and the a mount of osteolytic factors such as TNF-a and IL-6 of each group was determined. Results  The levels of TNF-a and IL-6 were much higher in group B th

6、an A，C，D and E(P<0.01).The levels of TNF-a and IL-6 were much lower in group C，D and E than B(P<0.05).  Conclusion  It shows the PMMA particles could stimulate mononuclear cells to excrete TNF-a and IL-6，which can be inhibited by YiShenJianPi granule.By inhibiting bone resorption ass

7、ociated with the particles and TNF-a and IL-6，YiShenJianPi granule may have clinical application in the prevention and treatment of aseptic loosening of prothesis.    【Key words】  YiShenJianPi  Joint prosthesis  Prothesis failure  Osteolysis    目前，人工

8、髋关节和人工膝关节置换术，被认为是效果肯定的病变关节成形术终末治疗方法。而假体植入后松动给行关节置换术患者手术前后带来较大的心理负担和痛苦，给社会和家属带来额外经济负担，因此有效地解决这一问题具有重大的社会效益和经济效益。人工关节无菌性松动的原因归纳为两大主要因素：一为机械因素，即微动引发松动；另一因素是生物因素，即微粒引发松动。近年来，许多学者通过实验研究提出多种人工关节磨损颗粒， 在骨-骨水泥或骨-假体界面组织中引起的慢性异物炎症反应是造成骨溶解的根本原因。在骨溶解过程中，溶骨性细胞因子对破骨细胞起着重要的调节作用。这些溶骨性细胞因子主要包括肿瘤坏死因子TNF-a和白细胞介素IL-6等。作

9、者在以往研究益肾健脾胶囊防治骨质疏松中发现，该中成药具有抑制骨溶解作用，作者自2007年7月至2008年7月研究通过单个核细胞、骨水泥和益肾健脾胶囊混合培养，间接探讨益肾健脾胶囊防治因微粒引发的人工关节无菌性松动的可能性。    1  材料和方法    1.1  样本采集  随机选择股骨颈骨折准备行人工髋关节置换术患者20例中男11例，女9例；年龄4069岁，平均51岁。每例患者采集外周血10ml，肝素抗凝。    1.2  主要试剂和器材  益肾健脾胶囊

10、（×××医院制备）。未聚合的骨水泥粉末（美国Zimmer公司制造，微粒直径为23m），HANK'S液（杭州宏博生物制品公司），胎牛血清（杭州四季青生物制品公司），RPMI1640溶液（吉诺生物医药技术有限公司），FICOLL分离液（上海恒信化学试剂有限公司），台盼蓝（中国医药集团上海化学试剂公司），6孔培养板（美国FALCON公司），放免试剂盒（北京东亚免疫技术研究所，最小检测浓度<0.3ng)。CO2组织培养箱（美国Heraeus公司），电热恒温水浴箱（上海医用恒温设备厂）。    1.3  实验方法

11、0; 无菌采集准备行人工髋关节置换术患者外周血10ml，用肝素抗凝。抗凝血以HANK'S液稀释一倍后，用FICOLL分离液梯度离心法分离出单个核细胞。洗涤3次，加含10%小牛血清的RPMI 1640培养液制成细胞悬液，细胞记数，调整细胞至4×105/ml。台盼蓝排除法检测细胞活力；向6孔培养板中滴加细胞悬液，每孔加3ml，最后1孔空置。置37、5%2恒温恒湿培养箱培育4h，使细胞贴壁，利用单个核细胞的贴壁性，洗去非贴壁细胞，留下单个核细胞。每板第1孔加入含10%小牛血清的RPMI1640培养液3ml，余4孔中加入含10mg/ml骨水泥的RPMI1640培养液3ml，并于第3、

12、第4和第5孔中分别加入9mg、18mg、36mg益肾健脾胶囊，使其浓度分别为3、6、12mg/ml组。即第1孔为仅有单核细胞的对照组，第2孔为单核细胞+骨水泥组，第3孔为单核细胞+骨水泥+益肾健脾胶囊（3mg/ml）组，第4孔为单核细胞+骨水泥+益肾健脾胶囊（6mg/ml）组，第5孔为单核细胞+骨水泥+益肾健脾胶囊（12mg/ml）组。混匀，同条件培养48h，取上清液，水平离心机以1500rpm×10min离心。ELISA测定细胞上清液中肿瘤坏死因子TNF-a含量和白细胞介素IL-6含量。    1.4  统计学处理  数据以均数&#

13、177;标准差（x±s）表示，采用方差分析q检验法检测不同处理组之间TNF-a和IL-6含量的差异有无统计学意义。    2结果    2.1  TNF-a含量测定结果  见表1。TNF-含量B组A组(P0.01)；C组B组(P0.05)；D、E组B组(P0.01)；而C、D、E组组间比较无显著性差异。表1  五组不同处理组TNF-a的含量注：与A组比较，P<0.01；    与组比较，*P<0.05*P<0.01   

14、; 2.2  IL-6含量测定结果  见表2。IL-6含量B组A组(P0.01)；C、D、E组B组(P0.01)；而C、D、E组组间比较无显著性差异。表2  五组不同处理组IL-6的含量注：与组比较，P<0.01，    与组比较，*P<0.01百事通    3  讨论    人工关节置换经过30年的发展和改进，长期保留了病变关节的功能，明显提高了患者的工作能力和生活质量。随着人工关节使用年限的延长，人工关节无菌性松动这一问题逐渐显现出来，虽然随着第二、

15、三代骨水泥技术和生物式固定技术的发展，人工关节无菌性松动的发生率有所下降，但这一问题仍未得到彻底解决，而且已成为人工关节置换术远期失败的最主要原因，并严重妨碍了人工关节的发展和推广运用。    多数学者认为，磨损微粒诱导破骨细胞性骨溶解是人工关节松动的关键。不同的假体材料产生不同的磨损微粒，主要有：骨水泥微粒(PMMA)、超高分子量聚乙烯微粒(UHMWPE)、钛合金微粒(Ti-6Al-4V)和钴铬合金微粒(CoCr)。其过程是：假体磨损产生磨损微粒，刺激巨噬细胞释放多种细胞因子（TNF-a、IL-6等），其中TNF-a与无菌性松动的关系最为密切。这些细胞因子通过多

16、种途径产生一系列生物反应，最终导致骨吸收和人工关节松动。    二膦酸盐能抑制骨吸收，并在骨质疏松症的治疗中取得成功。因此，有学者尝试用二膦酸盐来治疗微粒引起的假体松动。1995年Pennanen等将二磷酸盐加入巨噬细胞raw264培养液中，经过培养后，发现二磷酸盐能明显抑制巨噬细胞分泌TNF-a和IL-6等溶骨性因子。范卫民等也认为二磷酸盐可明显抑制TNF-a的分泌，从而抑制骨溶解，防治人工关节无菌性松动。    作者在研究防治骨质疏松中发现，益肾健脾胶囊具有抑制骨吸收作用，骨组织形态剂量学检测显示，治疗组的破骨细胞数和骨吸收陷窝数

17、显著低于模型组；且益肾健脾胶囊具有整体调治作用，即该药同时具有促进成骨、抑制破骨、加速骨矿化等作用。本实验作者又从细胞因子学角度探讨益肾健脾胶囊防治假体松动的可能性。    单个核细胞与巨噬细胞为同一来源，在功能上有相同之处，很多学者以单个核细胞代替巨噬细胞进行人工关节无菌性松动的病因研究。本研究通过人体外周血单个核细胞与骨水泥混合培养发现，骨水泥微粒可刺激单个核细胞分泌大量的TNF-a和IL-6，再次说明微粒在人工关节无菌性松动中起着重要作用，但当单核细胞+骨水泥微粒+益肾健脾胶囊混合培养48h，结果发现上清液中的TNF-a和IL-6含量下降，说明益肾健脾胶囊能

18、显著抑制单个核细胞分泌TNF-a和IL-6等溶骨性因子，抑制这些溶骨性因子引起的破骨细胞介导的骨溶解，从而能够阻断人工关节无菌性松动的发展过程。    同时本实验以3、6、12mg/ml三种不同浓度的益肾健脾胶囊观察其对单个核细胞分泌TNF-a和IL-6的抑制作用，结果发现，虽然三组之间的差异无统计学意义，但可看出，随着益肾健脾胶囊浓度的增高，单个核细胞分泌TNF-a和IL-6的量逐渐减少，进一步说明益肾健脾胶囊可明显抑制单个核细胞分泌TNF-a和IL-6等溶骨性因子，从而防治人工关节无菌性松动。因此益肾健脾胶囊有望成为防治人工关节松动的有效药物。目前国内外患者对绿色天然药物需求日益扩大，中医药治疗多靶点、有效低毒的特点无疑具有良好的开发和推广前景。【参考文献】  1 范卫民，王青，陶松年，等.人工关节松动病因的研究.中华骨科杂志，1998，18（9）：518521.2 Pennanen N，Lapinjoki S，Urtti A，et al.Effect of liposomal and Biphosphonates on the