来源：中国骨质疏松杂志2021年5月第27卷第5期

作者：陈镜，冯正平

摘要：骨质疏松症是一种与增龄相关的代谢性骨病，主要是由成骨细胞介导的骨形成与破骨细胞介导的骨吸收之间的失衡所致。随着骨质疏松症患病率的逐年递增，如何防治骨质疏松已经成为我国重要公共健康问题。目前骨质疏松症治疗药物主要可分为促进骨形成剂和抑制骨吸收剂。本文主要就骨质疏松症治疗药物的研究进展作一综述，为临床治疗骨质疏松症提供理论基础。

关键词：骨质疏松；治疗药物；骨吸收；骨形成

骨质疏松症(osteoporosis，OP)是一种以全身骨量减少，骨组织微结构损坏，骨脆性增加，从而易发生骨折为特征的全身性骨病。最新调查结果显示我国50岁以上人群骨质疏松症患病率为19.2%，其中男性患病率为6.0%，女性患病率则高达32.1%。显然骨质疏松症已经成为中老年人群继糖尿病、高血压后又一重要健康问题。目前临床抗骨质疏松药物主要分为两大类，一类是促进骨形成剂，如特立帕肽、罗莫珠单抗；一类是抑制骨吸收剂，如双膦酸盐类药物、雌激素、选择性雌激素受体调节剂、狄诺塞麦等。本文针对骨质疏松症治疗药物研究进展作一综述。

1 抑制骨吸收剂

1.1 RANKL单克隆抗体

核因子-κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)是主要表达于成骨细胞的跨膜蛋白，其受体核因子-κB受体活化因子(receptor activator of nuclear factor κB，RANK)高表达于破骨细胞及其前体细胞膜。RANK与RANKL结合后激活TRAF6，继而激活下游NF-kB和MAPK信号通路促进破骨细胞成熟，增强骨吸收。

狄诺塞麦(denosumab)是一种RANKL单克隆抗体类药物，动物研究^[1-2]证明其不仅能增加去卵巢(ovariectomized，OVX)食蟹猴股骨颈骨密度(bone mineral density，BMD)，还能增加骨皮质厚度及骨小梁体积，力学测试的椎体强度也比对照组增加57%。Cummings等研究^[3]结果显示狄诺塞麦组新发椎体、全髋和非椎体骨折发生相对风险分别降低68%、40%和20%，而腰椎及全髋BMD分别增加9.2%和6.0%。随着该药的长期使用，新发椎体及非椎体骨折的年发生率也保持在较低水平，BMD缓慢持续增长未见平台期^[4]。在与双膦酸盐的对照研究中，狄诺塞麦更大程度地抑制骨吸收，增加所有骨骼部位的BMD^[5-6]。最近一项研究^[7]表明，狄诺塞麦不仅可以降低骨折风险，还可以降低跌倒风险，对骨质疏松症患者的肌肉功能及质量均有积极影响。尽管狄诺塞麦的作用具有可逆性，停药后骨量会快速流失，但序贯使用双膦酸盐类药物可维持已获得的治疗效果，加之其在降低骨折发生风险方面的巨大获益及患者的耐受性和依从性好，临床应用前景值得期待。

1.2 组织蛋白酶K抑制剂

组织蛋白酶K(cathepsinK，CTSK)是一种广泛存在于骨吸收表面、溶酶体、细胞质小泡中的半胱氨酸蛋白酶^[8]。CTSK在破骨细胞中高度表达，参与I型胶原蛋白和其他骨基质蛋白的降解，促进破骨细胞作用，是骨吸收过程中的一个关键酶。

奥当卡替(odanacatib，ODN)是一种选择性CTSK抑制剂，可以解偶联骨转换^[9]。动物研究^[10]表明ODN可以防止OVX家兔腰椎BMD的丢失，达到阿仑膦酸钠相当的水平，还剂量依赖性地增加股骨近端、股骨颈和粗隆的BMD;同时ODN还可以维持家兔腰椎及股骨中央的骨强度与骨矿物含量的正常关系，对骨小梁、骨皮质部位的骨形成率没有抑制作用。前期临床研究显示ODN可以持续增加绝经后女性低骨量患者多个部位BMD^[11]；接着LOFT研究表明ODN降低绝经后骨质疏松症妇女椎体、髋部和非椎体骨折风险分别为53%、50%、24%^[12]。LOFT及其延伸研究综合结果也显示各部位骨折累积发生率均有所降低，而腰椎和全髋的BMD增加，且随着治疗时间的延长BMD增加更明显^[12]。尽管ODN在降低骨折风险及改善BMD方面有巨大优势，但其与心血管事件，特别是中风的风险增加有关，基于收益和风险的总体平衡，研究者决定不再开发ODN用于治疗骨质疏松症。

1.3 Src激酶抑制剂

Src激酶是Src蛋白酪氨酸激酶家族的成员之一，在破骨细胞中高水平表达，有助于破骨细胞的生存和骨吸收表面褶皱边缘的发育。在动物模型中证实Src激酶失活会导致骨化病，高骨量表型。Src激酶表达的缺失或降低也与增强破骨细胞分化和骨形成相关。Src激酶抑制剂塞卡替尼(saracatinib)在体外通过抑制破骨细胞的形成和活性而具有强大的抗吸收作用，还可逆地阻止破骨细胞前体迁移。I期临床试验表明，口服塞卡替尼组骨吸收标志物呈剂量依赖性降低，而对骨形成标志物没有显著影响，也没有严重不良反应^[13]。在对标准治疗耐药的晚期实体恶性肿瘤患者进行的I期试验中也观察到了类似结果^[14]。尽管因为这些结果看到了塞卡替尼作为一种抗骨吸收药物的希望，但其目前主要用于各种晚期癌症的研究，骨质疏松症方面的疗效仍需Ⅱ、Ⅲ期临床试验进一步验证。

1.4 IKKβ抑制剂

RANKL诱导的破骨细胞分化需要多条信号通路的激活，其中NF-kB信号通路活化涉及IkB激酶复合物(IKK)的磷酸化。靶向IKK上游可有效阻断NF-kB信号通路，进而阻断破骨细胞分化。IMD0354是一种非ATP结合的IKKβ分子抑制剂，在体外IMD0354能够抑制RANKL诱导的破骨细胞分化并损害破骨细胞性骨吸收而不减弱成骨作用^[15]。IMD0354治疗的OVX小鼠骨体积/组织体积(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb．Th)及骨小梁数量(Tb．N)较对照组明显升高，而骨小梁间距(Tb．Sp)和骨表面/骨体积(BS/BV)降低^[15]。此外TRAP染色显示破骨细胞数减少，血清骨吸收标志物水平降低，破骨细胞相关基因CTSK、Dc-STAMP等的表达减少；而骨形成标志物及成骨细胞相关基因Runx2和OCN的表达较对照组无明显变化。这表示IMD0354能够抑制骨吸收、减少骨丢失而不影响骨形成，可能是治疗骨质疏松症的潜在药物，期待进一步的临床研究。

1.5 p38MAPK抑制剂

p38是MAPK家族的重要组成部分，在破骨细胞分化过程中调节c-Fos和NFATc1的表达。Pomopimod(PAM)是一种选择性p38MAPK抑制剂，最近研究表明PAM通过抑制p38/NFATc1诱导的破骨细胞形成和下调ADAM12的表达减弱骨吸收来预防OVX诱导的骨丢失^[16]。OVX小鼠经PAM治疗后胫骨近端BV/TV、Tb．Th、Tb．N升高，Tb．Sp、BS/BV降低，多核破骨细胞数和每骨表面破骨细胞百分比(Oc.S/BS%)降低，对成骨分化无明显作用。在另外两种抑制剂TAT-TN13和SB239063对破骨细胞分化及OVX小鼠骨量影响的研究中也观察到类似结果^[17-18]。其中TAT-TN13通过抑制NF-κB和NFATc1的活化来抑制破骨细胞形成。而SB239063则通过抑制MEF2C的磷酸化导致MEF2C降解，从而抑制破骨细胞形成和骨吸收；同时SB239063还可以抑制MEF2C对c-Fos转录的正向调控。因此，P38抑制剂可能是未来治疗骨质疏松症的潜在靶向药物。

2 促骨形成剂

2.1 甲状旁腺素相关肽

甲状旁腺素相关肽(parathyroid hormone-related protein，PTHrP)是一种多肽类物质，其激活PTHR1后可促进间充质干细胞向成骨细胞分化、成熟并抑制成骨细胞凋亡，最终使成骨细胞数量增加，功能增强。

阿巴洛帕肽(Abaloparatide)是一种PTHrP类似物，在OVX大鼠模型中，其能够增加大鼠骨小梁、皮质内和骨膜表面骨形成，而不增加破骨细胞或侵蚀表面；使骨形成标志物水平升高，而不影响血钙水平、骨吸收指标^[19]。Ⅱ期临床研究^[20]表明皮下注射Abaloparatide24周能有效增加腰椎、股骨颈尤其是髋部BMD，并且在80μg组各部位BMD增加程度均大于市场剂量的特立帕肽。在Miller等的研究^[21]中，Abaloparatide降低新发椎体和非椎体骨折风险分别为86%和43%，并显著增加全髋、股骨颈及腰椎BMD。接着在其延伸研究^[22]中，Abaloparatide组新发椎体及非椎体骨折发生率仍明显低于安慰剂组，相对风险分别降低87%和52%，而各部位BMD继续增加。Abaloparatide虽与高钙血症风险相关，但相比于特立帕肽明显降低^[20-21]。与其他PTHrP类似，在动物研究中发现Abaloparatide会导致大鼠发生骨肉瘤，且呈剂量依赖性^[23]，在一些具有骨肉瘤潜在风险的患者应避免使用。总体而言，Abaloparatide治疗绝经后女性骨质疏松症有较好的疗效，不良反应相对较少，临床应用前景较好。

2.2 骨硬化蛋白单克隆抗体

骨硬化蛋白(Sclerostin)是一种由骨细胞分泌的含有胱氨酸结构的糖蛋白，通过阻止Wnt与受体LRP5/6的相互作用而使关键调控因子β-catenin磷酸化和降解，从而抑制成骨细胞的分化和功能。此外，骨硬化蛋白还可以通过RANKL依赖的信号通路促进破骨细胞形成。

罗莫珠单抗(Romosozumab)作为骨硬化蛋白的人源化IgG2单克隆抗体，动物研究表明其能剂量依赖性增加OVX食蟹猴腰椎、股骨等部位的BMD，显著增加骨小梁和骨皮质的骨量及体积^[24]。Cosman等研究^[25]显示，Romosozumab治疗组患者新发椎体骨折和临床骨折的风险分别降低73%和36%，并能使患者BMD显著增加。类似的，在ARCH研究中也表明与单独接受阿仑膦酸钠治疗相比Romosozumab组在所有测量部位及所有时间点的BMD较基线均有更大的提高^[26]。除此之外，在治疗男性骨质疏松症的Ⅲ期临床试验^[27]中也显示Romosozumab组腰椎和全髋BMD较基线的平均百分比变化显著大于安慰剂组。Romosozumab大部分不良反应与对照组相比基本平衡，但其“心血管风险”在ARCH研究^[26]中较为明显，该药可能会增加心肌梗死、中风和心血管死亡的风险，未来仍需更大规模的前瞻性临床试验进一步评估Romosozumab在心血管疾病方面的安全性。

2.3 DKK-1单克隆抗体

经典的Wnt/LRP-5，6/β-catenin途径的其他生理拮抗剂，如Dickkopf-1(DKK-1)和分泌型卷曲相关蛋白(sFrps)也作为新的骨质疏松症治疗的潜在靶点正在研究中。针对DKK-1的抗体在不同的动物模型中均具有骨合成代谢作用^[28-29]。有动物研究表明骨硬化蛋白抗体治疗后DKK-1水平升高，这提示了一种限制Wnt驱动骨形成的负反馈机制。而同时针对骨硬化蛋白和DKK-1的双特异性抗体已经被开发出来，并在啮齿动物和非人类灵长类动物身上进行了测试，显示出比单独使用骨硬化蛋白抗体或DKK-1抗体治疗的协同骨形成作用^[30]。对此，期待未来有临床试验进一步评估此类药物的疗效及安全性。

3 多靶点作用药物

3.1 骨形态发生蛋白9

骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein9，BMP9)是TGF-β/BMP超家族成员，主要由肝脏产生。BMP9基因敲除小鼠的牙本质和牙齿-牙槽骨复合体缺损，证明了其在骨骼系统中的作用^[31]。最近研究报道BMP9通过上调LGR6和激活Wnt/β-catenin通路，增加成骨基因标志物ALP、OCN、RUNX2的表达和ALP活性；还通过抑制Akt-NFκB-NFATc1通路，抑制RANKL诱导的骨单核巨噬细胞向破骨细胞分化。在OVX小鼠模型中，BMP9通过增加骨形成活性和抑制骨吸收活性，减轻了体内的骨丢失，改善了骨生物力学性能^[32]。因此BMP9作为一种新的骨形成和骨吸收双重调节因子在骨质疏松症治疗中的潜在应用值得进一步研究。

3.2 激活素A

激活素A(activinA)是细胞外骨基质的关键信号蛋白，属于TGF-β超家族成员，通过典型和非典型激活素信号通路调节成骨细胞和破骨细胞的分化和活性。在动物模型中，不同的激活素受体抑制剂已经被证明可以防止OVX和癌症引起的骨丢失，以及废用性骨量减少^[33]。其中，sotatercept(ACE-011，一种可溶性激活素受体IIA型融合蛋白)可以增加食蟹猴的骨形成，减少骨吸收，从而改善松质骨体积、骨微结构的机械强度^[34]。一项针对健康绝经后女性单剂量接受ACE-011或安慰剂治疗的对照研究^[35]表明，ACE-011可以使骨形成标志物水平快速持续升高，并剂量依赖性降低骨吸收标志物水平。基于此，激活素A抑制剂可能成为抗骨质疏松药物的研究方向。

3.3 信号素3A

信号素3A(semaphorin3A，Sema3A)作为信号素家族中的一种分泌型蛋白，是骨发育过程中的重要调节因子。在骨重建过程中，其与受体神经纤毛蛋白-1(neuropilin-1，Nrp1)结合可以抑制ITAM信号通路的激活来影响RANKL诱导的破骨细胞分化，还可以抑制RhoA激活来阻碍破骨细胞前体迁移。此外，Sema3A和Nrp1结合激活Racl，推进βcatenin在细胞核内聚集，从而促进成骨细胞分化。在动物研究^[36]中，重组Sema3A的应用可以增加小鼠股骨远端骨小梁体积和骨小梁参数；OVX诱导的骨质疏松小鼠模型也显示Sema3A可以通过抑制破骨细胞性骨吸收和促进成骨细胞性骨形成来减少卵巢切除后的骨丢失。而在人类中，Sema3A的血清水平随年龄的增长或绝经而降低^[37]，与在小鼠中得到的结果类似。近来研究表明糖尿病可能通过Sema3A/IGF1/β-catenin途径干扰骨丢失^[38]，而外源性Sema3A可以增加糖尿病动物模型的骨量和BMD^[39]。因此Sema3A可能成为治疗骨质疏松症的新靶点，特别是糖尿病合并骨质疏松症。

4 总结

目前研究表明骨质疏松症的发生是多因素相互作用的结果，随着对其发病机制的深入研究，越来越多的信号通路及作用靶点逐渐被发现，这为更好地防治骨质疏松症提供了理论基础。我们也期待未来能够有更新作用机制和更加安全的抗骨质疏松药物出现，为临床治疗提供更多的选择。

参考文献