综述：杜仲提取物对骨质疏松大鼠模型的治疗作用：一项系统评价和荟萃分析

　　本综述系统评价杜仲提取物对骨质疏松大鼠模型的骨代谢改善作用，通过荟萃分析证实其能显著提升骨密度（BMD）、改善骨微结构（如增加骨小梁数量Tb.N和厚度Tb.Th），并调节骨转换标志物（如降低TRACP和OC）。机制涉及OPG/RANKL通路调控，体现多靶点治疗优势，为植物源抗骨质疏松药物开发提供证据支持。

　　

背景

骨质疏松症（Osteoporosis, OP）是一种多因素引起的系统性骨骼疾病，以骨矿物质密度降低、骨质量下降和骨组织微结构恶化为特征，导致骨脆性显著增加和病理性骨折风险升高。随着全球人口老龄化的加速，骨质疏松症的患病率持续上升。全球流行病学数据显示，1990年至2019年间，因低骨密度（LBMD）导致的死亡人数从207,367例显著增加至437,884例，总增长达111.16%。同期，与LBMD相关的伤残调整生命年（DALYs）从8,588,936上升至16,647,466，增幅达93.82%。尤其值得关注的是，LBMD相关骨折的疾病负担增长更为迅猛：死亡病例从121,248例激增至301,482例（增长148.65%），而DALYs从4,436,789人年飙升至9,808,464人年（增长121.07%）。此外，过去三十年间，LBMD相关疾病的负担大约翻了一番，骨折并发症的增长率比总体LBMD负担高出36.49个百分点。

骨折作为骨质疏松最严重的并发症，不仅损害身体功能、降低生活质量，还带来巨大的公共卫生和经济负担。临床研究表明，因部位特异性骨密度减少而发生在髋部和脊柱的骨折被归类为典型的骨质疏松性骨折。流行病学数据显示，2019年全球55岁及以上人群中新发髋部骨折病例达958万例，较1990年增长159.75%。其中，女性新发病例620万（增长152.16%），男性338万（增长174.95%）。研究数据表明，单次髋部骨折住院的直接医疗成本中位数为10,075美元。

在骨质疏松的诊断中，需综合评估骨小梁和皮质骨系统的微观参数。其中，骨矿物质密度（Bone Mineral Density, BMD）作为骨矿物含量和强度的核心指标，通过双能X线吸收测定法（DXA）测量，被确立为诊断金标准。根据世界卫生组织的定义，骨质疏松的诊断标准为BMD值低于健康性别匹配年轻成年人平均值2.5个标准差（SD）或更多。骨生化标志物动态反映骨重塑状态，对早期诊断和疗效评估至关重要。在骨形成标志物中，血清碱性磷酸酶（ALP）活性指示成骨细胞功能，骨钙素（OC）反映骨转换水平，I型前胶原氨基端前肽（P1NP）表征胶原合成速率。骨吸收指标如血清钙和磷浓度参与矿化调节：钙失衡提示代谢异常，而磷波动可能指示肾脏磷酸盐代谢紊乱或潜在甲状旁腺功能亢进。持续监测这些标志物为骨质疏松的精确诊断和管理提供依据。

尤其值得关注的是，骨质疏松症呈现慢性进展和病程延长的特点，在临床实践中需要长期甚至终身管理。骨质疏松的预防和治疗需要多方面的策略，包括基础治疗、药物治疗、生活方式调整和物理治疗。在骨质疏松性骨折的预防管理中，药物治疗起着关键作用，然而其潜在的不良反应风险日益引起临床关注。双膦酸盐是目前最广泛使用的抗骨吸收药物，但在长期使用中越来越多地与严重不良事件相关，如非典型股骨骨折（AFF）和颌骨坏死（ONJ）。

中医药作为传统医学的主要分支，在骨质疏松的预防和治疗中有着悠久的应用历史。杜仲（Eucommia ulmoides Oliver）是杜仲科单型属植物，是中国特有的孑遗物种，药用历史近两千年。在临床实践中，杜仲被广泛用于骨质疏松的治疗，并显示出良好的临床效果。近年来的研究进展表明，多项研究已对杜仲提取物的抗骨质疏松作用进行了系统评价。

杜仲叶总黄酮（TFEL）能有效抑制去卵巢（OVX）大鼠的异常体重增加、骨微结构退行性变化和雌激素缺乏诱导的骨丢失。特别值得注意的是，在发挥骨保护作用的同时，TFEL未引起子宫组织或其他器官的增殖反应。此外，肠道微生物群分析显示，口服TFEL显著增加了OVX大鼠肠道微生物群的多样性，并恢复了肠道微生物稳态，为靶向微生物-骨代谢轴干预绝经后骨质疏松提供了新的理论支持。杜仲籽总苷（TGEUS）治疗通过调节Notch信号通路有效抑制OVX诱导的骨丢失。该干预显著增强了OVX大鼠模型中脂肪源性间充质干细胞（ADSCs）的成骨潜力，并通过促进骨基质矿化改善骨形成。此外，杜仲水提取物通过显著抑制骨转换标志物TRACP-5b的表达，有效维持骨组织的生物力学强度和质量参数。

体外实验和动物模型研究表明，该提取物显著增强骨代谢稳态并有效预防骨丢失。考虑到先前研究结果之间存在明显的异质性，我们进行了一项荟萃分析，以系统综合现有证据，从而为未来临床应用杜仲治疗骨质疏松的随机对照试验提供循证依据。

方法

本荟萃分析遵循系统评价和荟萃分析优先报告项目（PRISMA）指南，并在PROSPERO（CRD420251003546）前瞻性注册。

文献检索策略

我们检索了中英文数据库，包括PubMed、Web of Science、Embase、Scopus、外文医学文献检索服务、中国知网（CNKI）和万方数据知识服务平台。两名作者独立进行文献检索。数据库检索采用关键词和医学主题词（MeSH）组合。检索时间从建库至2025年3月6日，使用以下组合词项：（“Osteoporosis” OR “Osteoporoses” OR “Age-Related Osteoporosis” OR “Age-Related Osteoporoses” OR “Bone Loss, Age-Related” OR “Age-Related Bone Loss” OR “Senile Osteoporosis” OR “Post-Traumatic Osteoporosis”）AND（“Eucommiaceae” OR “Eucommia ulmoides” OR “Du-zhong” OR “Du zhong”）AND（“rats” OR “Rat” OR “Rattus” OR “Rattus norvegicus” OR “Laboratory Rats” OR “Norway Rats”）。

纳入与排除标准

本研究采用随机对照试验（RCT）设计，系统比较杜仲提取物与生理盐水或安慰剂（载体治疗）对骨质疏松大鼠模型的干预效果。纳入标准定义为：a）成功诱导骨质疏松的大鼠模型；b）体内实验研究；c）具有明确可提取数据的结局指标；d）随机对照试验（RCTs）。排除标准如下：a）涉及共存骨代谢紊乱的动物模型的研究；b）涉及联合疗法或复方制剂的体外研究；c）数据重复或重复发表的研究；d）非原始研究类型，如会议摘要、文献综述、专家评论或致编辑信。

数据提取与质量评估

去除重复后，由两名研究人员以双盲方式独立筛选剩余研究的标题和摘要，排除符合预定标准的研究。对通过初步筛选的研究进行全文审查，以确认其符合纳入标准。若在研究纳入方面存在分歧，通过讨论或请第三位研究人员仲裁达成共识。

数据收集由两名研究人员以双盲方式独立进行。收集的数据项包括：第一作者信息、出版年份、骨质疏松诱导模型的建立方法、实验对象的体重和年龄（月）、样本量、干预方案、给药途径、研究持续时间（指定时间单位）以及主要疗效结局的平均值和标准差（SD）。对于以图形形式呈现的数值数据，采用GetData Graph Digitizer系统（版本2.26）进行数字化和重建。

我们独立应用SYRCLE偏倚风险工具评估十个项目，涵盖六个领域——选择偏倚、实施偏倚、测量偏倚、 attrition偏倚、报告偏倚和其他偏倚。满足每个项目标准的研究被评为低偏倚风险，未满足标准的评为高风险，信息不足的研究分类为不明风险。在整个评估过程中，任何分歧均通过讨论解决，以确保结果的准确性和一致性。

结局指标

主要结局指标是骨矿物质密度（BMD）。次要结局指标包括骨组织形态计量学参数——骨小梁数量（Tb.N）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁分离度（Tb.Sp）、骨体积分数（BV/TV）和结构模型指数（SMI）——以及骨转换生化标志物：I型前胶原N端前肽（PINP）、雌二醇（E2）、血清碱性磷酸酶（ALP）、血清骨钙素（OC）、抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）、血清钙和血清磷。

统计分析

数据合成和统计分析使用Stata SE 18版和RevMan 5.4版进行处理和图形呈现。连续变量导出至Microsoft Excel计算均值和标准差（SD）。研究间的异质性使用I2统计量评估；I2 < 50%采用固定效应模型，而I2 ≥ 50%则应用随机效应模型——或根据异质性来源酌情使用固定效应模型。为探索异质性的潜在来源，进行了亚组和留一法敏感性分析以评估结果的稳健性。通过Egger回归检验和漏斗图不对称性评估发表偏倚，p > 0.05表示不存在显著偏倚。对于连续结局，计算了标准化均值差（SMD）和95%置信区间（CI），统计学显著性设定为p < 0.05。

结果

检索结果

研究筛选过程如图所示。在筛选七个数据库后，检索到511条记录，其中211条重复记录被移除。经过标题和摘要筛选，排除了240条记录。随后对60篇全文文章进行资格评估，其中42篇因以下原因被排除：a）28篇未提供主要结局数据；b）10篇涉及与其他药物的比较或联合给药；c）3篇为体外研究；d）1篇为综述。最终，18项研究被纳入荟萃分析：4篇以英文发表，14篇以中文发表。

研究特征

表1总结了纳入研究的主要特征。本荟萃分析包含2009年至2025年间发表的18项研究，检验了杜仲提取物对去卵巢（OVX）诱导的大鼠骨质疏松模型的影响。关于提取和纯化，三项研究详细描述了活性成分的特征，五项采用乙醇提取法分离这些成分，一项使用蒸馏水提取，其余九项研究给予杜仲提取物但未指定活性成分或提取方法。干预组和对照组的大鼠均通过口服灌胃接受治疗，剂量范围从50 mg/kg/天到6 g/kg/天，每周给药六次，研究持续时间从6周到200天不等。

质量评估结果

使用SYRCLE偏倚风险工具独立评估动物研究的偏倚风险。SYRCLE工具评估六个领域的十个项目：选择偏倚（随机序列生成、基线特征、分配隐藏）；实施偏倚（随机安置动物、对照顾动物的人员设盲）；测量偏倚（随机结果评估、对结果评估者设盲）； attrition偏倚（不完整结局数据）；报告偏倚（选择性结局报告）；和其他偏倚（其他偏倚来源）。如图所示，一项研究因不完整的结局数据而被评为 attrition偏倚高风险，一项研究存在其他偏倚不明风险。没有研究报告分配隐藏、人员设盲、随机结果评估或结果评估者设盲。所有研究均充分报告了随机序列生成、基线特征和选择性报告，因此被评为低风险。

荟萃分析

骨矿物质密度

在这项关于骨质疏松大鼠模型骨矿物质密度（BMD）改善的荟萃分析中，杜仲提取物显示出显著的治疗效果。分析包含18项实验的数据，如图所示，杜仲治疗组的BMD显著高于对照组（标准化均值差[SMD] = 2.44, 95%置信区间[CI] 1.83–3.05; p < 0.000001）。亚组分析进一步揭示，杜仲的剂量和治疗持续时间对BMD增强均有显著影响，如表2所示。当杜仲剂量超过400 mg/kg/天时，BMD的增加最为明显；同样，治疗时间长于12周时，BMD的改善最大。这些发现表明，在特定的给药和治疗条件下，杜仲提取物能有效改善骨质疏松大鼠的骨矿物质密度。

骨组织形态计量学

杜仲提取物对骨质疏松大鼠模型骨组织形态计量学的荟萃分析见图4和图5。在图4中，九项研究报告杜仲提取物治疗显著增加了骨小梁数量（均值差[MD] = 0.87; 95% CI, 0.59–1.15; p < 0.000001）。九项研究报告了骨小梁厚度的变化（MD = 0.02; 95% CI, 0.01–0.03; p < 0.000001）。此外，六项研究表明杜仲提取物减少了骨小梁分离度（标准化均值差[SMD] = ?4.10; 95% CI, ?5.93 to ?2.27; p < 0.000001）。图5说明了杜仲提取物对骨质疏松模型中骨体积分数（BV/TV）和结构模型指数（SMI）的影响。九项研究证明BV/TV有所改善（SMD = 2.82; 95% CI, 1.76–3.88; p < 0.000001），四项研究报告SMI降低（SMD = ?2.81; 95% CI, ?4.71 to ?0.91; p < 0.000001）。

骨生化标志物

杜仲提取物治疗OVX诱导的骨质疏松大鼠模型的骨生化标志物荟萃分析见图6至图8。在图6中，七项研究表明杜仲干预显著提高了血清雌二醇（E2）水平（标准化均值差[SMD] = 3.71; 95%置信区间[CI], 1.34–6.08; p = 0.002）。两项研究报告抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）水平降低（SMD = ?1.64; 95% CI, ?2.49 to ?0.80; p = 0.0001），四项研究表明血清骨钙素（OC）水平下降（SMD = ?2.82; 95% CI, ?3.84 to ?1.80; p < 0.000001）。图7描绘了I型前胶原N端前肽（PINP）和碱性磷酸酶（ALP）的结局。四项研究报告了杜仲干预后的PINP（SMD = 1.11; 95% CI, ?1.17 to 3.38; p = 0.34），显示无显著效应。此外，九项研究显示ALP无显著变化（SMD = ?1.00; 95% CI, ?2.62 to 0.61; p = 0.22）。在图8中，八项研究报告了血清钙水平（均值差[MD] = 0.02; 95% CI, ?0.01 to 0.26; p = 0.26），八项研究报告了血清磷水平（MD = 0.06; 95% CI, ?0.01 to 0.13; p = 0.07），两者均未达到统计学显著性。

敏感性分析与发表偏倚

使用留一法敏感性分析评估敏感性，如图9所示。在依次省略单项研究后，I2统计量及其95%置信区间基本保持不变，表明异质性最小，并证明了荟萃分析结果的稳健性。鉴于各研究样本量相对较小且具有可比性，结局作为连续变量进行分析。根据Cochrane协作网指南，未通过漏斗图或Egger检验评估发表偏倚。

讨论

本荟萃分析表明，杜仲提取物显著改善骨质疏松大鼠模型的骨矿物质密度（BMD），有效延缓骨丢失。此外，该效应呈现与治疗剂量和持续时间的正相关。亚组分析显示，在特定剂量（>400 mg/kg/天）和治疗持续时间（>12周）下，杜仲提取物能有效增加骨质疏松大鼠的BMD。

杜仲总黄酮提取物（TFEL）干预后，OVX大鼠的骨组织微观结构呈现出显著的改善趋势，骨小骨微观结构几何形态和连接性的恶化在很大程度上得到阻止。潜在机制可能涉及骨保护素（Osteoprotegerin, OPG）/核因子κB受体活化因子配体（Receptor Activator of Nuclear Factor Kappa-B Ligand, RANKL）信号通路的调控。杜仲提取物对骨微结构的改善主要源于其对破骨细胞分化核心通路的精确调控。研究表明，杜仲中的黄酮类化合物可通过氢键稳定结合到RANKL蛋白的特定关键位点。该作用直接干扰RANKL-RANK相互作用，模拟了天然抑制剂OPG的生物学功能。通过调节OPG/RANKL通路内关键调控因子的比例，它有效抑制了RANKL与RANK的配体-受体结合，从而减缓破骨细胞分化速率并降低骨吸收活性。这种药效学特征证实了杜仲提取物对雌激素缺乏诱导的骨丢失具有预防和治疗作用。

观察到的杜仲提取物对血清雌二醇（E₂）水平的升高揭示了其非激素替代的调控机制。与常规雌激素治疗不同，杜仲中的活性成分松脂醇二葡萄糖苷选择性激活雌激素受体β（ERβ）。这使得能够在避免乳腺组织过度增殖风险的同时，精确调节骨代谢。抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）水平的降低以及血清骨钙素（OC）水平的下降反映了该提取物在重新平衡骨转换中的作用。杜仲提取物通过促进羟基磷灰石沉积同时抑制骨基质的异常降解来实现OC的正常化。这种双重调节效应在改善骨微结构和增强骨强度方面起着关键作用。I型前胶原N端前肽（PINP）和碱性磷酸酶（ALP）血清水平缺乏显著变化表明，杜仲提取物的促成骨效应主要针对终末矿化阶段，促进羟基磷灰石晶体沉积，而非成骨细胞活性的早期激活。血清钙和磷水平缺乏显著波动归因于肾脏维持稳态的补偿性调节。

杜仲含有多种化合物，包括黄酮类、木脂素类、环烯醚萜类、酚酸类、多糖类和萜类。根据加工方法和提取技术的不同，获得的生物活性成分存在显著差异：乙醇提取主要获得木脂素、黄酮类和环烯醚萜类作为主要活性成分，而水提取主要获得酚酸和多糖。杜仲提取物中的生物活性植物化学物质——包括槲皮素（QUE）、栀子苷（GEN）、绿原酸、杜仲皮多糖-3（EuOCP3）和松脂醇二葡萄糖苷——已被证明能协同抑制破骨细胞活性并促进成骨细胞分化，从而显著延缓骨质疏松的进展。在乙醇提取物中：槲皮素（QUE）特异性激活核因子E2相关因子2/血红素加氧酶-1（Nrf2/HO-1）通路，有效减轻铁过载诱导的氧化应激，并传递显著的骨保护作用。栀子苷（GEN）在体内和体外模型中通过激活自噬信号通路显著抑制地塞米松（DEX）诱导的MC3T3-E1成骨细胞凋亡。从机制上讲，GEN的自噬诱导效应是通过胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）/PI3K/Akt/mTOR通路介导的。值得注意的是，特异性抑制GLP-1R表达完全消除了GEN在DEX处理的MC3T3-E1细胞中的保护作用，强调了该受体的关键调控作用。绿原酸通过抑制病理性骨重塑来维持骨量稳态，以剂量依赖性方式发挥抑制骨吸收的作用，并显著逆转去卵巢（OVX）大鼠的关键骨小梁形态计量参数——如BV/TV和Tb.Th。该效应可能涉及PI3K/Akt通路下游细胞周期蛋白D1的上调，从而增强骨髓间充质干细胞（BMSC）的增殖。EuOCP3是一种从杜仲皮中分离出的酸性多糖，通过调节肠道微生物组成和血清代谢组学特征发挥抗骨质疏松作用。机制研究表明，EuOCP3可通过ERK/BMP-2/SMAD信号通路改善成骨细胞分化来刺激骨形成。此外，EuOCP3激活Nrf2信号，有效减轻骨质疏松模型小鼠的氧化应激并使骨代谢标志物正常化。

目前骨质疏松的临床一线药物，如单克隆抗体和双膦酸盐，仅发挥单一的生物学效应——要么促进骨形成，要么抑制骨吸收。相比之下，杜仲提取物通过协同的多组分、多靶点、多通路机制改善骨质疏松骨骼。这体现在骨矿物质密度（BMD）值的增加以及多个骨生物力学参数和骨代谢标志物的统计学显著改善。其机制涵盖破骨细胞抑制、成骨细胞促进和氧化应激调节。作为“骨-免疫-代谢”多维调节剂，杜仲显示出作为骨质疏松综合管理新选择的潜力，特别适用于有常规抗骨质疏松药物禁忌症或需要长期干预的早中期患者。

在本荟萃分析中，9项纳入的研究仅指定“杜仲提取物”作为干预措施，未详细说明具体的活性成分、提取方法或标准化标准。这一关键信息差距显著损害了证据的透明度，并可能引入不可量化的异质性。由于不同提取工艺产生的成分差异可能导致不一致的生物活性，对次要结局的影响——包括骨组织形态计量学参数和骨生化标志物——在各研究中也各不相同。这给汇总效应量引入了潜在偏倚，并限制了对特定制剂的推断结果。鉴于原始文献中工艺细节报告不足，且目前技术无法对已发表研究中的样品实际成分进行回顾性分析，我们无法对这种异质性进行统计调整——这是草药荟萃分析中的常见局限性。因此，当前的结论应被视为对“广义杜仲提取物”效应的初步探索，而非对标准化产品的确认。加工和提取方法的多样性恰恰反映了中药（TCM）临床实践的现实：不同机构可能采用不同的标准化工艺。本荟萃分析整合了这种“真实世界”的变异性，表明尽管工艺不一致，杜仲提取物始终表现出积极的治疗作用。鉴于这种固有的异质性，我们建议：1）未来的研究应严格遵守《中药新药质量研究技术指导原则（试行）》，全面清晰地报告提取工艺和成分标准化方法；2）在临床应用中应优先使用标准化提取物制剂。

基于当前的实验证据，本研究支持了杜仲作为植物源治疗候选物的潜力，其促进骨形成和抑制骨吸收的双重作用为骨质疏松的治疗策略提供了新的见解。随着大规模研究和转化临床研究的进一步验证，这种天然产物有望被开发成针对特定分子通路的植物源替代疗法。

优势与局限性

本研究是首个评估杜仲提取物对骨质疏松大鼠模型效应的荟萃分析，纳入了高质量的随机对照试验，并为未来的临床转化提供了基础。还进行了亚组分析以评估提取物剂量和治疗持续时间对这些模型骨矿物质密度的影响。尽管如此，该分析有几个局限性。首先，一些纳入的研究存在方法学缺陷和质量低下的问题，这可能损害荟萃分析结果的有效性和可靠性，并且广泛缺乏对分配隐藏和盲法（特别是结果评估者盲法）的报告构成了潜在实施偏倚和测量偏倚的重要来源。其次，大多数动物实验的小样本量可能增加随机误差和结果的不确定性。此外，某些结局的报告有限限制了对这些终点的全面综合和评估。最后，虽然去卵巢手术部分模拟了绝经后骨质疏松，但种间差异仍然存在，需要进一步的研究来验证这些发现在人类骨质疏松中的转化潜力。

结论

本研究首次系统评价了杜仲提取物在骨质疏松大鼠模型中的作用，证明了其在骨矿物质密度（BMD）、骨小梁微结构和骨代谢标志物方面具有显著的、剂量和时间依赖性的改善。该提取物的机制可能涉及骨保护素（OPG）/核因子κB受体活化因子配体（RANKL）通路的调控，导致破骨细胞活性抑制和成骨细胞分化增强。尽管纳入的研究存在一些方法学局限性和小样本量，但研究结果表明其具有明显的抗骨质疏松药效，支持杜仲提取物作为植物源治疗候选物。需要进一步的大规模临床试验来确认其安全性和有效性，并开发创新的骨质疏松治疗策略。