雷光华教授团队在《Science》发表骨关节炎原创研究成果

近日，中南大学湘雅医院骨科/老年骨关节疾病防治教育部重点实验室/国家老年疾病临床医学研究中心雷光华/曾超/魏捷教授团队与中国科学院上海药物研究所谢岑研究员团队合作，在《Science》以“Research Article”形式在线发表题为“Osteoarthritis treatment via the GLP-1–mediated gut-joint axis targets intestinal FXR signaling（靶向肠道法尼醇X受体调控胰高血糖素样肽-1介导的肠-关节轴治疗骨关节炎）”的原创研究成果。该研究基于雷光华教授带领团队建成的大样本、稳定随访、前瞻性自然人群队列“湘雅骨关节炎研究（Xiangya Osteoarthritis Study）”的创新发现，历时10年，首次系统揭示了“肠道细菌–胆汁酸–肠道FXR–GLP-1–关节软骨轴”在骨关节炎中发挥重要作用，而已上市药物熊去氧胆酸可通过抑制肠道FXR治疗骨关节炎，系统提出了骨关节炎“肠-关节轴”发病机制新学说，突破了骨关节炎是一种局部因素所致疾病的传统认知，开辟了临床转化新方向。中南大学湘雅医院为论文第一单位和第一通讯单位。这是雷光华教授在四大医学期刊《JAMA》（2019年）和《BMJ》（2023年）发表原创论著后又实现CNS原创论著的重大突破。

全球有超过5亿骨关节炎（OA）患者，疾病负担沉重，尚无安全有效可延缓病情进展药物，亟需探明OA发病机制与干预靶点，并基于此开发治疗药物。OA的特点是关节局部发病，既往一直认为局部因素（如机械磨损）是OA的最主要病因，而系统因素（如全身代谢）在OA中的作用一直不清楚。

基于此，雷光华/曾超/魏捷教授团队与谢岑研究员团队合作开展了深入研究：

1、基于自主建立的自然人群队列“湘雅骨关节炎研究”（Cohort Profile: The Xiangya Osteoarthritis (XO) Study. Int J Epidemiol. 2024;53(6):dyae156）发现血液甘氨熊去氧胆酸（glycoursodeoxycholic acid, GUDCA）水平与OA及其严重程度呈显著负相关，该发现在另一项自主建立的独立人群队列（湘雅步行研究/Xiangya Step Study）中得到验证。

2、动物实验证实GUDCA可通过选择性抑制肠道法尼醇X受体（farnesoid X receptor, FXR）延缓小鼠OA病情进展；敲除小鼠肠道干细胞Fxr可促进其增殖，从而增加其分化成的L细胞数量，进而促进胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide 1, GLP-1）的产生，最终升高血清GLP-1水平。

3、进一步发现OA患者血液GLP-1水平降低，且血液与滑液GLP-1水平正相关；关节腔注射GLP-1受体抑制剂可阻断GUDCA对OA小鼠的治疗作用，关节腔注射GLP-1受体激动剂可延缓OA小鼠病情进展；真实世界研究进一步验证了使用GLP-1受体激动剂与OA患者病情进展风险下降显著相关。

4、为探索GUDCA发生变化的原因，宏基因组测序发现自然人群队列中OA患者肠道鲍氏梭菌（Clostridium bolteae, C. bolteae）相对丰度降低，多组学研究显示C. bolteae相对丰度与血液GUDCA水平正相关；补充C. bolteae升高GUDCA前体-熊去氧胆酸（ursodeoxycholic acid, UDCA）和GLP-1水平并延缓OA小鼠病情进展。

5、为进一步探索临床转化前景，发现安全性良好的已上市药物UDCA可抑制肠道FXR活性、增加L细胞数量、促进GLP-1分泌、延缓小鼠OA病情进展；真实世界研究验证了口服UDCA与OA患者病情进展风险下降显著相关，有望“老药新用”治疗OA。

雷光华教授带领团队，从人群出发，再到细胞、类器官和动物，最后回到人群，系统揭示了“C. bolteae–GUDCA–肠道FXR–GLP-1–关节软骨轴”在OA中发挥重要作用，阐明了抑制肠道FXR通过影响干细胞命运促进GLP-1分泌的新机制，而安全性良好的已上市药物UDCA有望通过抑制肠道FXR治疗OA。

中南大学湘雅医院骨科雷光华教授、曾超教授、魏捷教授和中国科学院上海药物研究所谢岑研究员为论文共同通讯作者。杨原蘅博士后、郝聪博士后、焦廷颖博士生、杨子丹主管技师、李辉副教授为论文共同一作。许志忠教授、黄熹教授、李长俊教授、张余庆教授、张维亚教授、Michael Doherty教授、Frank J. Gonzalez博士、孙楚颖博士生、杨拓医生、李嘉添博士后、吴静主管技师、张梦娇硕士、王伊伦教授、谢东兴副教授、汪挺舰医生、王宁副教授等对课题做出了重要贡献。白晓春教授、姜长涛教授、李国林教授、邹卫国教授、David Hunter教授、丁翔医生、辛浩宇博士、周宇辉博士生、董文静技术员、刘锦婷技术员、黄嘉琳技术员、杨慧霞技术员、周燕技术员、王昊晨博士后、何虹毅博士生、胡玮迪硕士生、许洁主管技师、伍璇主管技师、周姿技术员、侯静博士生、杨汶兴硕士生、曾海腾硕士生等对课题提供了重要支持。李伟博士生、吴紫莺博士后、姜婷副教授、朱正磊技术员、田健主治医师、袁凯教授等108人对课题中人群队列的构建做出了重要贡献。本课题获得了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的资助。

雷光华，2023年中国工程院院士有效候选人，教育部长江学者特聘教授，国家万人计划领军人才，科技部中青年科技创新领军人才，国家卫生健康突出贡献中青年专家。聚焦骨关节炎的临床防诊治与科学研究。主持国家重点研发计划项目（2022）和国自重点项目（2019/2024）。以通讯作者在JAMA（2019）、Science（2025）、BMJ（2023）、N Engl J Med（2015）、JAMA Intern Med（2025）、Ann Intern Med（2020/2022）、Ann Rheum Dis（2020/2022/2024/2025）、Arthritis Rheumatol（2021/2022/2023a/2023b/2024a/2024b/2025）、Br J Sports Med（2018/2023）、Eur Heart J（2022）、Nat Aging（2024）等发表SCI论文193篇。研究成果77次被美、英、德、法等14国42部权威指南共识采纳推荐。主编中华医学会临床诊疗指南和专家共识8部。发明专利授权35项，转化4项。以第一完成人获中华医学会、教育部、华夏医学奖3项一等奖。获评全国先进工作者、吴阶平医药创新奖、全国创新争先奖。