膝骨关节炎（KOA）是全球60岁以上人群中最高发慢性退行性肌肉骨骼疾病，累及软骨、软骨下骨及滑膜^[1]。KOA临床表现以关节疼痛及活动受限为主，甚至出现关节畸形，严重影响患者生活质量，给患者家庭及社会带来极大负担^[2]。由于全球人口老龄化与肥胖人口的增加，KOA发病率逐年攀升，截至2017年，全球髋、膝关节炎患病人数已超3亿^[3]，而中国更为患病率之首^[4]。KOA发病受性别、年龄、职业及BMI等因素影响，但其具体发病机制尚未明确，现阶段研究将KOA发病归因于软骨代谢稳态失衡、软骨下骨异常骨重构及滑膜炎性改变^[5]。目前KOA的治疗以非甾体类抗炎镇痛药最为常用，但因其胃肠道不良反应多见，具有心血管疾病高危人群中应用或增加血栓风险^[6]，且在一定程度上影响骨代谢^[7]，在天花板效应下增加用量还会导致减效增毒后果^[8]，在临床应用中存在一定风险。许多临床研究显示中草药及其制品可显著减缓KOA患者疼痛症状并改善关节功能，此外与西医治疗相比，其不良事件发生率更低^[9]，中医诊疗指南中将部分中成药口服列为1级推荐^[2]，但其临床价值目前并未得到国际广泛认可。当前中医药在KOA的临床治疗上疗效显著，但因其作用机制复杂，至今仍未有明确研究，亟需一种新的研究方法介入。

网络药理学是一种基于系统生物学理论探究“多药物成分-多生物靶点-多分子通路-多疾病”机制的研究方法^[10]。网络药理学的产生改变了传统“一对一”的研究方式，为致病机制尚未明确的疾病研究提供了新思路。此外，网络药理学研究的整体性、系统性观点与中医“整体观念、辨证论治”的总体治疗原则相符，因此被广泛运用于中医科研领域^[11]。故文章对现阶段网络药理学在中药治疗KOA的研究现况进行总结，以期为临床防治KOA提供决策参考。

1 网络药理学概述 1.1 网络药理学的发展及应用

自2002年清华大学教授李梢等将系统生物学、生物信息学手段应用于中药药物成分分析，中药研究的新思路就此打开。2007年李梢教授团队构建中药复方的生物调控网络，为网药药理学在中医药研究中的应用打下基础^[12]。同年，英国药理学家Andrew L. Hopkins正式提出网络药理学概念，标志着一种以计算机网络分析为基础的药物分析新方式的诞生^[13]。网络药理学通过信息化手段分析药物靶点、疾病靶点之间的交集，构建“药物活性成分-疾病-靶点-通路”可视化网络，探究其交互作用途径，在挖掘中药潜在作用成分和预测治疗靶标方面具有优势^[14]。

网络药理学研究主要由网络构建、网络分析和实验验证3方面构成^[15]，相较于传统药物化学实验的研究方式，基于网络药理学的中药研究周期短、费用低，因此近年来广泛应用于中药单味药、药对及复方的研究中。目前，网络药理学在中药药理机制研究、中药配伍机制研究、中药新药研发及适应症扩展和中药安全性评价研究方面显示出良好应用前景^[14]。

1.2 网络药理学的研究步骤

对检索文献进行阅读并总结，归纳网络药理学一般研究步骤为：1）中药活性成分获取及活性成分对应生物靶点筛选。2）KOA疾病靶点获取。3）KOA疾病靶点与中药活性成分对应生物靶点交集筛选。4）活性成分-靶点-疾病网络图谱构建及蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络构建。5）基因本体（GO）分析和京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。

2 中药治疗KOA的网络药理学研究进展 2.1 文献来源 2.1.1 文献检索策略

由第一作者对中国知网（CNKI）、万方、维普（VIP）、中国生物医学文献服务系统（SinoMed）、PubMed和Web of Science数据库自建库至2024年8月发表的文献进行检索。中文检索设定主题词为“‘网络药理学’+‘膝关节骨性关节炎’+‘膝骨关节炎’+‘膝骨性关节炎’+‘膝关节退行性疾病’+‘膝关节炎’+‘膝关节痛’+‘膝痹’+‘骨痹’+‘中药’+‘中医药’+‘方剂’+‘复方’+‘药对’+‘中成药’+‘草药’+‘传统医药’”，英文检索词为“Network Pharmacology；Osteoarthritis，Knee；Drugs，Chinese Herbal”。PubMed数据库的检索策略如下。

#1 “Network Pharmacology”[Mesh] OR “Pharmacology，Network”[Title/Abstract] OR “Systematic Pharmacology”[Title/Abstract] OR “Pharmacology，Systematic”[Title/Abstract] OR “Systems Pharmacology”[Title/Abstract] OR “Pharmacology，Systems”[Title/Abstract] OR “Drug-Target Network”[Title/Abstract] OR “Drug Target Network”[Title/Abstract] OR “Drug-Target Networks”[Title/Abstract] OR “Network，Drug-Target”[Title/Abstract] OR “Networks，Drug-Target”[Title/Abstract]

#2 “Osteoarthritis，Knee”[Mesh] OR “Knee Osteoarthritides”[Title/Abstract] OR “Knee Osteoarthritis”[Title/Abstract] OR “Osteoarthritis of Knee”[Title/Abstract] OR “Osteoarthritis of the Knee”[Title/Abstract]

#3 “Drugs，Chinese Herbal”[Mesh] OR “Chinese Drugs，Plant”[Title/Abstract] OR “Chinese Herbal Drugs”[Title/Abstract] OR “Herbal Drugs，Chinese”[Title/Abstract] OR “Plant Extracts，Chinese”[Title/Abstract] OR “Chinese Plant Extracts”[Title/Abstract] OR “Extracts，Chinese Plant”[Title/Abstract]

#4 #1 AND #2 AND #3

2.1.2 文献纳入与排除标准

文献纳入标准：1）研究疾病为KOA。2）研究对象为中药。3）研究方法包括网络药理学研究。文献排除标准：1）研究对象为中药提取物或单体成分。2）文章内容不完整，存在重要数据缺失。3）文章重复发表。4）会议论文、学位论文等未经过同行评议的论文。

2.2 结果 2.2.1 文献检索结果

通过初步检索得到文献共1 200篇，其中中文1 047篇，英文153篇，NoteExpress软件去重535篇，剩余665篇。通过初筛及阅读全文后，最终得到73篇，其中中文58篇，英文15篇。所有文章均发表于中国大陆地区，涉及21个省及直辖市，发表排名如下：广东（n=11）、北京（n=10）、湖南（n=8）、江苏（n=7）、贵州、山东（n=5）、安徽、广西、浙江（n=4）、陕西、上海、四川（n=3）、福建、南京、山西（n=2）、河南、黑龙江、辽宁、天津、西藏、重庆（n=1）。自2019年薛艳等^[16]发表桂枝-白芍药对治疗KOA网络药理学研究后，相关研究发文量逐年攀升，2020年获取文献11篇，2021年13篇，2022年15篇，2023年发文量为22篇达到巅峰，2024年截至8月发文17篇。

2.2.2 单味中药治疗KOA网络药理学研究进展

单味中药方面，网络药理学研究主要聚焦于药物治疗KOA机制探索，还涉及对药物治疗KOA可能性预测。通过整理获得文献6篇，涉及5种中药，药物提及率分别为：牛膝（n=2）、木瓜、丹参、艾叶、甘草（n=1）。可以看出活血化瘀、补益肝肾药物研究较多，单味中药多通过白细胞介素（IL）受体通路、肿瘤坏死因子（TNF）信号通路、核因子κB（NF-κB）信号通路等，对细胞增殖、分化及凋亡进行调控，通过介导免疫炎症反应减轻炎性损伤，并抑制软骨细胞凋亡，对关节软骨起到保护作用^[17-22]，见表 1。

吕燃等^[17]对中药牛膝治疗KOA分子机制进行研究，认为IL-1β、IL-6、TNF、前列腺素E2（PGE2）等细胞炎性因子为牛膝治疗KOA关键靶点，可通过IL-17、TNF、凋亡信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B（PI3K-AKT）等信号通路减轻炎症反应、抑制软骨细胞凋亡以减缓KOA的发生。时孝晴等^[18]对中药木瓜治疗KOA分子机制进行研究，筛选得出槲皮素、白桦脂酸、表儿茶酸等3种主要活性物质，对KOA治疗关键靶点VEGFA、IL-6、ESR1等进行对接，通过调节细胞凋亡、TNF、p53、NF-κB、AGE-RAGE等信号通路调控关节内免疫反应、减轻炎性反应、抑制软骨细胞凋亡。Shi等^[20]对中药丹参对治疗KOA分子机制进行研究，发现木犀草素、丹参酮ⅡA、隐丹参酮等活性物质，对前列腺素内过氧化物合成酶2（PTGS2）、MAPK1、表皮生长因子受体（EGFR）、CASP3等靶点有较强亲和力并可调控表达，通过IL-17、HIF-1和TNF信号通路达到改善关节内微环境、消除炎性因子的作用，以延缓KOA软骨变性进展。

2.2.3 中药药对治疗KOA网络药理学研究进展

中药药对方面，网络药理学研究基于中药“七情”配伍原则，研究药物增效减毒机制。通过前期网络药理学研究快速预测药物有效成分及对应疾病治疗靶点，使药物配伍设计合理化，提高后续新药临床试验成功率，节约药物研发成本。通过整理获得文献共25篇，涉及19组药对，提及率分别为：乳香-没药（n=3）、桃仁-红花、独活-桑寄生、牛膝-熟地黄-当归、黄芪-当归（n=2）、淫羊藿-附子、桑寄生-茯苓、羌活-独活、片姜黄-当归、牛膝-杜仲、牛膝-当归、黄芪-白术、桂枝-白芍、杜仲-续断、独活-牛膝、丹参-三七、川芎-牛膝、白术-茯苓、白芍-甘草（n=1）。其中牛膝、杜仲等提及频率较高，与单味药研究范围有所重合，药对涉及行气活血、补益肝肾、养血柔肝、调和肝脾等中药配伍，偏重于药物协同作用研究，其中下载量前6文献^[23-28]，见表 2。

薛艳等^[16]对桂枝-白芍药对治疗KOA分子机制进行研究，归纳出桂枝中活性物质异丙烯醇、茴香脑、香豆素酸、谷甾醇、樟脑、草木樨果聚糖A、橙花叔醇、反式肉桂酸、苯乙烯等，白芍中活性物质芍药内酯A、帕比酮、没食子酸、除虫菊酯、除虫菊酯I、β-谷甾醇等，对应TNF、IL-6、IL-10、IL-1β、血管紧张素转换酶（ACE）等靶点，且在有效成分与靶点对应中以桂枝为主。马增威等^[29]对乳香-没药药对治疗KOA分子机制进行研究，筛选出槲皮素、β-谷甾醇、鞣花酸等药物活性物质，得出KOA治疗关键靶点5个：IL-6、VEGFA、EGFR、CASP3、JUN，通过AGE-RAGE、PI3K-AKT、IL-17信号通路等调节关节内炎性反应、促进关节内软骨细胞增殖分化，改善KOA关节软骨变性。同样地，李凯明等^[30]对黄芪-当归药对进行研究，筛选出槲皮素、刺芒柄花素、华良姜素等14个KOA治疗相关核心活性物质，TP53、MAPK、VEGFA、PTGS、JUN、表皮生长因子（EGF）、趋化因子（CCL2）等KOA治疗关键靶点61个，通过PI3K-AKT、TNF、MAPK信号通路、VEGF等信号通路控制炎症反应，延缓KOA疾病进程。

2.2.4 中药复方治疗KOA网络药理学研究进展

中药复方方面，网络药理学对经方、现代经验方治疗KOA的作用机制进行探索，明确药物作用途径，以可视化网络呈现，从数据挖掘方面验证其临床有效性，实现古方新用，扩大成药适应症。通过整理获得文献共47篇，涉及41个成方及中成药，其中囊括经方，如桂枝汤、薏苡仁汤、参苓白术散等；包括经验方，如补肾活血汤、骨痹方等；还包括上市中成药，如盘龙七片、参麦注射液等；另外还涉及少数民族医学，如藏族药浴基础组方五味甘露、苗药杜仙健骨方。所有复方中桃红四物汤、薏苡仁汤研究最多（n=3），其次为独活寄生汤、四妙散/丸（n=2）。文献所提及复方治法涉及补肾活血法、除湿宣痹法、益气健脾法等，其中以补肾活血法为多，与临床KOA常见肾虚血瘀型相契合，其中下载量前6文献^[31-36]，见表 3。

石淇允等^[37]对独活寄生汤治疗KOA分子机制进行研究，归纳槲皮素、山柰酚、β-谷甾醇、汉黄连素、黄芩素、β-胡萝卜素、甘草查耳酮A、异鼠李素等154种活性物质，KOA治疗主要通过IL-6、VEGFA、ALB、EGFR、CASP3、MAPK8、MYC等7个关键靶点，通过细胞凋亡、AGE-RAGE、TNF等信号通路调控细胞凋亡程序，减少炎症反应以阻止KOA疾病进程。石佳等^[38]对补肾活血汤治疗KOA机制进行探究，提取蛇床子素、川白芷素、二氢山芹醇醋酸酯等82种活性化合物，作用于TNF、STAT3、MAPK1等靶点，对TNF、类风湿性关节炎、破骨细胞分化、PI3K-AKT信号通路进行调节，达到抗炎、抗氧化应激作用，以延缓KOA疾病进程。基于方剂药物组成遵循“君、臣、佐、使”配伍原则，涉及药物种类繁多、中药成分间相互作用复杂，导致作用机制研究相对困难，仍处于探索阶段，还需与实证研究相结合。曾凡等^[39]对加味独活寄生合剂治疗KOA作用机制进行网络药理学探索及实验验证，检索得到槲皮素、山柰酚、木犀草素等309种有效成分，使用Cytoscape3.7.2软件将152种药物与疾病共同靶点进行度值排序，得出AKT1为最主要靶点，涉及TNF、HIF-1、NF-κB信号通路等证实与KOA发病相关的信号通路。基于此，对兔膝关节进行KOA造模，证实加味独活寄生合剂可显著改善软骨退变，降低血清炎症因子表达，通过聚合酶链式反应技术及免疫印迹检测得到药物干预组较模型组AKT1的mRNA及蛋白表达水平均显著降低。

3 小结

在当今人口老龄化加剧的背景下，KOA不仅造成中老年人生活质量下降，还会为社会带来不小的经济负担。KOA发病机制尚未明确，受到多种致病因素综合作用，这种复杂性使得传统的单一靶点治疗手段难以取得理想效果，因此亟需获得符合其多靶点特性的治疗手段。网络药理学作为一种新兴的系统生物学研究方法，能够从整体上分析药物与生物体系的复杂相互作用，为KOA的治疗提供了新的思路。通过文献整理，可以看出网络药理学在KOA的中药治疗中应用较为广泛，且已取得一定成果。所研究药物涵盖补益类、活血类、理气类等药物，研究包含经方与时方，构建了“成分-疾病-靶点-通路”对应网络，为KOA的中药研究打开了新思路。

利用网络药理学技术挖掘不同中药治疗KOA的作用机制，一些活性成分（槲皮素、汉黄芩素等等）、靶点（IL、TNF等）、通路（PI3K-Akt、VEGF等信号通路）在研究结果中重复性较高。这些结果表明中药可以通过多途径发挥治疗作用，比如调节机体免疫、干预细胞增殖与凋亡、调节细胞代谢来达到延缓KOA疾病进程、修复关节软骨作用。具体而言，槲皮素作为一种常见的黄酮类化合物，在KOA治疗中显示出多方面的生物学活性。研究显示，槲皮素可激活细胞自噬相关蛋白来促进细胞自噬，抑制细胞铁死亡，并协调炎症相关信号通路（如NF-κB通路），从而抑制细胞炎症反应，恢复软骨细胞功能。此外，槲皮素还可通过调节PI3K-Akt信号通路，抑制细胞凋亡，进一步保护软骨细胞^[40-41]。汉黄芩素则通过降低细胞氧化应激水平，抑制炎症反应，从而减轻KOA的病理损伤。研究结果与网络药理学分析结果基本相符，进一步证实了网络药理学在预测药物活性成分作用机制方面的有效性^[42]。另外，网络药理学还揭示了关键靶点和信号通路在KOA治疗中的潜在作用。研究表明，PI3K-Akt信号通路参与调节软骨细胞平衡，在细胞增殖和凋亡中发挥重要作用^[26]，而VEGF信号通路则与软骨修复和血管生成相关^[28]。这些发现为中药治疗KOA的机制探索指明了方向，并为开发新型中药复方或优化现有治疗方案提供了理论依据。

网络药理学的蓬勃发展为中医药创新助力，但在其中仍存在不少问题^[43-44]，如：1）数据库建设不足，影响结果准确性：网络药理学结果准确性高度依赖于数据库，现阶段数据库建设尚存不足，准确性有待进一步考证，仍需进一步完善。且数据库对中药复方的复杂性支持不足，难以全面反应中药多成分、多靶点特性。2）研究与临床脱节，体内研究缺乏：网络药理学研究基于数据分析，研究中进行单味药物活性成分查询，而临床中中药的应用多为复方，煎煮方式、剂型及药物间的相互反应都会对最终的有效成分产生影响，且现阶段研究多集中于体外过程，很少涉及经过体内代谢的药物成分研究，单纯理论分析无法充分反应临床实际，导致网络药理学的研究结果与临床应用之间仍存在较大差距，还需进一步探索。3）实验验证不足，理论完整性有待增强：虽然网络药理学对药物治疗靶点及通路的预测提供了方向，但实验验证较少，尤其缺乏人类体内或体外验证，未能充分证实其临床效果，导致理论与实践之间存在脱节。因此，需要进一步加强实验验证，以增强网络药理学理论的完整性和可靠性，从而更好地指导临床用药。

随着人工智能技术的进步，网络药理学的发展按下加速键。机器学习等大数据处理方式的进展，显著提升了网络药理学研究过程中数据识别与筛选的效率和准确性。在今后的发展过程中，网络药理学应聚焦于中医药理论的现代科学内涵阐释，深入挖掘中医药的科学基础，推动中医药研究范式从传统向现代转变。在未来，网络药理学研究需逐渐拓展其应用领域，对中医临床常用药、经典用药进行重新研究、重新定义，结合实验验证，提高中医药研究的科学性和精准性，提升证据等级，为中医药的国际认可提供支持^[45]。