多发性骨髓瘤是一种常见的血液系统恶性肿瘤，以终末分化的浆细胞克隆性增生为特征，可引起全身多脏器功能损害，主要表现为骨质破坏、肾损害、贫血、高钙血症及感染等。

而多发性骨髓瘤骨病作为其主要的并发症，严重影响患者的生存质量，与疾病的预后密切相关。多发性骨髓瘤骨病以破骨细胞（OC）活性增强及成骨细胞（OB）功能受抑制致广泛骨质溶解为特征。

而骨质溶解及骨质重吸收使骨髓微环境中的多种细胞因子释放又可促进多发性骨髓瘤细胞生长，从而在肿瘤进展与骨质破坏间形成恶性循环。

即使许多患者在有效治疗达到完全缓解后，骨髓中已检测不出多发性骨髓瘤细胞且OC活性已经被抑制，其骨质破坏依然存在甚至继续进展，这与成骨细胞功能持续受抑密切相关，因此了解成骨细胞在多发性骨髓瘤骨病中的作用及其受抑机制，有助于延缓多发性骨髓瘤及其骨病的进展，改善患者生活质量，延长生存期。

一、多发性骨髓瘤骨病中成骨受抑机制

成骨细胞与脂肪细胞、软骨细胞等均由骨髓间充质干细胞分化而成，与破骨细胞、骨髓微环境中各种细胞因子共同调节骨代谢。在多发性骨髓瘤骨病中，多发性骨髓瘤细胞可直接增加OB凋亡，减少成骨。

另一方面，骨髓微环境通过其间的各种细胞因子及细胞与基质间的相互作用，在多发性骨髓瘤细胞的生长发育、免疫紊乱及耐药性方面发挥重要作用，且能通过减少OB数量，抑制其功能参与多发性骨髓瘤骨病形成。

1.细胞间接触在成骨受抑中的作用：

Runt 相关转录因子2（Runx2）或称核心结合因子（Cbfal），属于runt 域基因家族的转录因子。近年来研究发现因其能激活与启动间充质干细胞（MSC）向OB分化并调节OB的成熟，被作为OB特异性转录因子和OB分化的关键因子。

多发性骨髓瘤骨病中，多发性骨髓瘤细胞可通过与骨祖细胞直接接触阻断Runx2的活性，减少早期成骨细胞前体-成纤维细胞集落形成单位（CFU-F）和成骨细胞前体进一步分化的产物——成骨细胞集落形成单位（CFU-OB）的数量而抑制新骨形成。

这种细胞间的直接接触涉及多发性骨髓瘤细胞表面的分子极迟反应抗原（VLA-4）与成骨祖细胞上血管细胞黏附分子（VCAM-1）间的相互作用，Roodman通过用抗VLA-4 抗体中和作用减弱了多发性骨髓瘤细胞对Runx2/Cbfal 活性的抑制效应验证了上述观点。

此外，Runx2 还可通过调节osterix 对早期成骨细胞进行调节。osterix是一种成骨转录因子，Baek 等在研究新生的OSX（-/-）小鼠骨骼标本中，未见骨小梁形成及骨质矿化，但OB 的增殖与分化却未受影响，提示osterix 主要通过影响OB功能起作用。

2.可溶性因子在成骨受抑中的作用：

除了细胞间的直接接触，多发性骨髓瘤细胞还可分泌多种水溶性因子抑制成骨，包括Wnt通路抑制因子、肿瘤坏死因子-β（TGF-β）超家族、趋化因子及多种白细胞介素。

（1）Wnt 通路抑制因子：

经典的Wnt 通路由Wnt3a通过与细胞表面受体Frz（Frizzled 家族）和低密度脂蛋白受体相关蛋白5（LRP5）结合，调节β连锁蛋白（β-catenin）或钙依赖的细胞内信号传导途径，促进OB的分化及功能。

DKK1由多发性骨髓瘤 细胞产生，一方面通过经典Wnt/β- catenin途径抑制RUNX2活性而抑制成骨，另一方面，DKK1可抑制OB分泌骨保护素（osteoprotegerin,OPG），并增加RANKL 的分泌。

RANK/ RANKL/OPG系统[细胞核转录因子-κB（NK-κB）受体激活蛋白及其配体，护骨素]是调节破骨细胞活化的关键途径。DKK1即引起RANKL/OPG比例变化，通过**破骨间接抑制新骨形成。

但Giuliani等证实尽管有溶骨性病变的多发性骨髓瘤患者骨髓和外周血中监测到的DKK-1较无溶骨性病变的患者高，但其β-catenin激活状态差异并无统计学意义，因此DKK1 是否通过Wnt 经典途径（Wnt/β-catenin）发挥作用还有待进一步研究。

Giuliani 还提出只有高水平的DKK1才可以产生对Wnt通路的抑制作用，而多发性骨髓瘤患者瘤细胞所产生DKK1的量并不足以抑制Wnt,因此其中是否涉及通过非经典Wnt通路对成骨细胞产生影响还有待进一步研究。

硬化蛋白（sclerostin）作为Wnt和BMP的抑制物，在多发性骨髓瘤患者骨髓上清中的水平显著高于正常对照组及意义未明的单克隆免疫球蛋白血症（MGUS）患者，并与β2微球蛋白（β2-MG）水平和国际预后分期系统分期（ISS 分期）呈正相关，与OB标志物碱性磷酸酶（ALP）水平和患者生存期呈负相关。

目前认为硬化蛋白主要是抑制β-catenin通路，使其磷酸化并被蛋白酶降解而抑制成骨细胞发生。在多发性骨髓瘤细胞存在时，硬化蛋白的中和抗体可使β-catenin 在胞质中积聚并最终恢复OB分化。

此外，硬化蛋白还可调节RANKL/OPG系统的平衡，在多发性骨髓瘤 介导的OB/OC失衡中发挥重要作用。除了DKK1和硬化蛋白，分泌型卷曲蛋白2/3（SFRP2/3）也由多发性骨髓瘤细胞产生，在有溶骨性病变的多发性骨髓瘤患者骨髓上清中高表达，亦可以通过抑制Wnt而抑制成骨细胞分化。

（2）趋化因子和白细胞介素：

趋化因子CCL3 又称巨噬细胞炎性蛋白（MIP-1α），属于C-C趋化因子家族，主要由单核-巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞及B细胞产生，主要与细胞黏附与迁移有关。在多发性骨髓瘤患者骨髓中，CCL3 主要由多发性骨髓瘤细胞在成纤维细胞生长因子3（FGFR3）调控下激活膜受体酪氨酸蛋白激酶信号通路（RAS-MAPK信号通路）产生。

因此含有t（4;14）致FGFR3 过度表达或含有RAS 突变的患者是CCL3的主要作用目标。除此之外OC、OB及MSC也可产生一定量的CCL3.

既往研究表明CCL3 在多发性骨髓瘤骨病中作为破骨细胞形成的有效激动剂，与其受体CCR1 及CCR5结合后通过剂量依赖性途径**破骨细胞前体（pOC）形成，促进OC 分化与活化。

该作用主要通过提高OB 及MSC 中RANKL的表达来实现，且CCL3 可参与骨髓微环境中破骨细胞的征集和分化。

Choi 等最先报道大部分多发性骨髓瘤细胞系上清及伴溶骨性病变的多发性骨髓瘤患者骨髓上清中CCL3 水平上升，并与肿瘤负荷、骨病的严重程度呈正相关，高水平的CCL3是患者预后不良的一项指标。最新的研究表明CCL3同样在抑制成骨细胞方面发挥重要作用。

Vallet 等证实CCR1及CCR5也表达于OB表面，并随着OB的分化成熟表达增加，因而提出CCL3主要影响成熟OB的功能而非OB分化过程，它能减少OB介导的骨质矿化，抑制骨钙素（OCN）的表达。

这种作用主要通过细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号途径及osterix来调节。而Hoshino等通过体外实验表明CCR1（-/-）的小鼠虽然成熟OB的标志物骨钙素表达水平下降，但OB早期标志物，如骨黏连蛋白（Osteonectin）、骨桥蛋白（Osteopontin）表达上升，提示CCL3 在OB 分化中的作用依然不容忽视。

其他炎性细胞因子，如TNF-α通过上调***生长因子（Gfi-1）的表达降解NF-κB 的抑制物Ⅰ-κB,激活NF-κB,从而抑制RUNX2,影响早期OB 的增殖，诱导成熟OB 的凋亡。

TNF-α还可促进IL-6 的分泌，增加肿瘤负荷。IL-3 可以通过**CD45+的单核巨噬细胞抑制BMP-2 介导的成骨分化。IL-7 亦可通过下调RUNX2发挥成骨抑制作用。

（3）TGFβ超家族：

TGFβ超家族中，有许多可溶性因子参与OB的分化调节，如BMP-2,主要通过SMAD1 及远端缺失同源盒5（DLX-5）对OB分化起正调节作用。

而有些家族成员，如激活素A（Activin A）和TGFβ则发挥相反的作用。Activin A 通过与其ⅠB 型受体（Activin - like kinase 4,ALK - 4）结合引起SMAD-2 磷酸化，通过SMAD蛋白家族的共传导分子SMAD-4 的核转移信号转导功能，抑制DLX-5基因表达。

而DLX-5 可以促进osterix 基因表达，这一过程最终导致骨生成异常。此外，DLX-5 还是β-catenin 通路的共靶点，Wnt10a、BMP-2、Activin A均可作用于DLX-5 调节成骨细胞代谢。

在多发性骨髓瘤患者中，Activin A并不由多发性骨髓瘤细胞直接产生，但多发性骨髓瘤 细胞可**BMSC 使其生成Activin A,Terpos 等研究发现多发性骨髓瘤患者中高水平的Activin A与ISS分期、广泛的骨质破坏、生存期缩短相关，且可以增加疾病复发。

TGF-β可通过RUNX2和DLX-5 途径抑制BMSC及前成骨细胞向OB的分化，使骨质矿化减少，这一作用通过在多发性骨髓瘤患者骨髓上清或多发性骨髓瘤 细胞系上清中加入TGF-β 抑制剂SB431542后骨质矿化增加得到了证实。

肝细胞生长因子（HGF）由OC产生，在OC及OB上均有其受体。HGF以旁分泌方式与OB结合可促进OB增殖，以自分泌方式与OC 结合促进OC 增殖与迁移。多发性骨髓瘤患者中HGF 表达上升，可以抑制BMP-2介导的成骨，通过阻断SMAD既抑制RUNX,也影响osterix 转录，并可使BMSC停留在未分化阶段减少骨质形成。

（4）Eph 信号通路：

Eph（**- producing hepatocyte kinases）受体是酪氨酸蛋白激酶受体家族中最大的亚家族，ephrin（Eph receptor interacting proteins）是其配体，Eph 和ephrin都是膜结合蛋白，它们之间的信号传导依赖于细胞间接触。

在OB、OB前体细胞及MSC表面主要表达EphB4、ephrinB2;OC表面主要表达ephrinB2.ephrinB2和EphB4 可相互激活而磷酸化。

Zhao 等最先发现Eph/ephrin 可通过双向信号通路调节OB/OC平衡：ephrinB2 激活OB表面EphB4 为正向信号，通过抑制Ras 低分子量GTP酶RohA使成骨前体细胞内的成骨分化标志物表达增强，促进成骨细胞分化；EphB4激活OC表面ephrinB2为反向信号，通过抑制c-Fos-NFATc1转录级联反应（负反馈）抑制破骨细胞分化和生成。

Pennisi 等研究示多发性骨髓瘤患者的MSC及骨细胞低表达Eph/ephrin,对新骨形成产生影响。在体外SCID-hu模型中，用嵌合ephrinB2-Fc 可**新生血管形成、成骨细胞活化及新骨形成，用EphB4 处理则可抑制血管形成，减少破骨细胞活化，抑制肿瘤生长。

二、多发性骨髓瘤骨病成骨受抑靶向治疗进展

在多发性骨髓瘤骨病中，增加成骨细胞数量、促进成骨对抑制多发性骨髓瘤进展有积极作用。一方面OB可产生大量小型富含亮氨酸的蛋白多糖（SLRP），其核心蛋白多糖（decorin）能抑制肿瘤生长。

阻断decorin 的表达，可以减少OB对多发性骨髓瘤细胞的抑制作用，而与其重新结合后可直接导致多发性骨髓瘤细胞凋亡。这可能与decorin 直接活化门冬氨酸特异半胱氨酸蛋白酶3（caspase-3）并上调P21,促进多发性骨髓瘤细胞凋亡有关。

另一方面，OB增加可使骨髓微环境中骨髓瘤细胞生长因子减少，破骨**因子减少，间接抑制多发性骨髓瘤的发展。如OB增多可增加OPG表达水平，并降低RANKL水平，引起RANKL/OPG比例变化，减少骨质溶解，干扰OC对多发性骨髓瘤细胞的**作用，从而抑制骨髓瘤的进展。

因此促进骨合成代谢的药物不仅可减少骨相关事件（skeletal related events,SRE）的发生，提高患者的生活质量，对控制多发性骨髓瘤的进展也可发挥重要作用。

1.蛋白酶体抑制剂：

硼替佐米（Bzb）作为最先运用于临床的蛋白酶体抑制剂，对多发性骨髓瘤的治疗作用所涉及到的机制既包括直接针对多发性骨髓瘤细胞的细胞毒作用，也包括通过对骨髓微环境的调节间接影响肿瘤生长。

Bzb可通过其蛋白酶抑制作用抑制肿瘤细胞内蛋白抑制因子Ⅰ-κB 的磷酸化以及泛素化，增加其胞内浓度，从而降低NF-κB活性，促进肿瘤细胞凋亡。同时还可抑制破骨前体细胞NF-κB活性直接抑制破骨细胞分化，Bzb还能通过对成骨细胞的促进作用间接干扰多发性骨髓瘤细胞生长。

Bzb对OB的作用主要通过抑制DKK1的表达，从而增加BMP-2的表达，抑制RUNX2及β-catenin的降解，最终增加RUNX2及osterix促进成骨过程，使成骨标志物表达上升。还可上调维生素D受体水平，增加钙沉积。目前临床中许多Bzb 联合基础化疗方案的应用较单纯基础化疗方案能明显减少骨质的破坏。

另一种蛋白酶体抑制剂MLN9708 现也已进入临床试验，较Bzb的优势在于MLN9708可口服，使用方便，在患者缓解率方面与Bzb 无明显差异，而周围神经毒性反应明显减少，因此在临床中的应用必将更加广泛。

2.CCR1 拮抗剂：

随着对CCL3研究的深入，CCL3将成为临床评估患者病情和预后的重要指标，而其受体拮抗剂在多发性骨髓瘤治疗中的应用也受到关注。目前可以口服的小分子CCR1拮抗剂主要有CCX721、BX471、MLN3897,体外实验表明三者均可明显减少骨质溶解，降低肿瘤负荷。

在5T2多发性骨髓瘤鼠模型中，予BX471处理后，小鼠的骨质破坏减少了40% ,骨小梁面积增加了1 倍，而肿瘤负荷下降了20%.

然而目前在针对某些炎性疾病的临床试验中，CCR1拮抗剂并没有发挥如此显著的作用，这可能与趋化因子家族成员间的串扰有关。因此CCR1 拮抗剂在临床中的应用还有待进一步研究。

3.DKK1 拮抗剂：

BHQ880作为DKK1拮抗剂，可以通过逆转多发性骨髓瘤细胞对成骨细胞的抑制作用及抑制BMSC 生成IL-6 促进骨质生成，抑制多发性骨髓瘤细胞增殖。在体外小鼠模型中已经证实BHQ880 促进骨的合成代谢，增加成骨细胞数量，减少骨溶解，而且可以通过对骨髓微环境中DKK1的抑制降低肿瘤负荷。现BHQ880已进入临床试验阶段。

4.Activin A受体拮抗剂：

ACE-011（Sotatercept）是一种由激活素受体2A（ACVR2A）与人IgG1 Fc 段嵌合得到的蛋白，可以阻断Activin A通路促进骨质生成。在SCID-hu鼠感染人多发性骨髓瘤细胞模型及5T多发性骨髓瘤鼠模型中，用RAP-011（即鼠的ACVR2A与IgG1 Fc 段嵌合蛋白）均可使OB数量增加，骨量增加，并且可通过IL-6水平的下降来间接证实其抗瘤细胞作用，而这些模型中均未观察到OC水平的变化。

目前该药物应用于绝经期妇女可观察到OB标志物ALP增加水平与Sotatercept呈剂量依赖型，另一标志物N-Ⅰ型前胶原蛋白水平也有所提高，而骨溶解的标志物C-Ⅰ型胶原蛋白水平下降。

且试验中观察到的药物不良反应轻微，因此现在该药已试验性运用于30例伴有溶骨性病变接受标准化疗的多发性骨髓瘤Ⅱ/Ⅲ期患者，不仅超过20%的患者骨痛减轻，ALP增加，更有75%的患者在接受Sotatercept 治疗1 个月后血红蛋白升高，而安慰剂组仅33%达到这一目标，令该药在多发性骨髓瘤治疗中显示出了巨大前景。

近年来，对于多发性骨髓瘤骨病成骨受抑制机制的研究取得了很大进展，因此带动了促进骨合成代谢药物的研究。多发性骨髓瘤骨病的靶向治疗不仅有助于减少多发性骨髓瘤患者的骨质破坏，提高患者生活质量，更有助于抑制多发性骨髓瘤进展，延长患者生存。

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