（外科学专业论文）细胞因子与轴性颈椎病和椎间盘退变的相关性研究.pdf

门_ ：l0j _ 目录 中文摘要0 qoobo 1 英文摘要2 研究论文细胞因子与颈性颈椎病和椎间盘退变的相关性研究 前言一一”- 一”一“”一”一一”一”3 一刖舌”一”一”一“”一”“”一” 材料与方法g o 0ooo 4 结果一“”d oo ooo0oo “”一”一8 附图1 0 附表1 2 讨 仑1 3 小结“1 8 参考文献1 9 综述颈椎病中细胞因子介导的神经功能损伤2 3 致谢d oiooo 一一3 4 个人简历3 5 中文摘要 细胞因子与颈性颈椎病和椎间盘退变的相关性研究 摘要 椎间盘突出的过程不仅表现为形态学上的变化。同时也伴随有椎间盘 的组织学与生化性质的一系列改变。细胞因子在椎间盘退行性变的病理过 程中及由此所引起的临床症状。如轴性颈肩痛。可能发挥着重要的调控作 用。 目的：测定样本病例( 颈性颈椎病) 中炎症因子t n f 0 【，i l 1 a ，i l 。6 的阳性表达，研究细胞因子的表达与颈性颈椎病和椎间盘退变的相关性。 方法：本研究取4 6 例颈性颈椎病手术病例作为样本( 排除c 4 神经 根痛) 。以颈部不适为主无颈椎病体征。主要为轴性颈肩部疼痛，僵硬，样本 病例均排除颈部外伤史、颈椎肿瘤、结核、畸形等情况。以免疫组化法半 定量测定样本中炎症介质的表达水平。 结果：t n f 0 【，i l 1 a ，i l 6 在所有样本中均被发现。在轴性疼痛高 的样本中椎间盘退变程度高。t n f 仅，i l 1o 【，i l 6 表达也高。 结论：本研究发现炎症因子在轴性痛颈椎病病例中存在。并且与轴 性疼痛和椎间盘的退变程度成正相关。 关键词：炎症因子；椎间盘退变；轴性颈肩痛；m 砌 英文摘要 a s t u d ya b o u tt h ec o r r e l a t i o no fc y t o k i n e s ，a x i a lp a i na n d d e g e n e r a t e dc e r v i c a li n t e r v e r t e b r a ld i s c a b s t r a c t o b j c t i v e ：t h e i n t e r v e r t e b r a ld i s c h e r n i a t i o n ( l i d h )c o m p r i s e s t h e m o r p h o l o g i c a lc h a n g e sa n das e r i e so fh i s t o l o g i c a la n db i o c h e m i c a lc h a n g e s o fi n t e r v e r t e b r a ld i s c c y t o k i n e sm a yp l a yar e g u l a t o r yr o l eo nt h ep a t h o g e n e s i s o fi n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n e r a t i o na n dt h ec l i n i c a ls y m p t o m sp r o d u c e db y a xi a li t y m o r p h o l o g y t h e r o l eo f p r o i n f l a m m a t o r y m e d i a t o r si nt h e d e g e n e r a t i o n o fi n t e r v e r t e b r a ld i s ca n dt h ei n f l a m m a t o r ye f f e c t so fd i s c h e m i a t i o n so nn e c kp a i nh a sb e e np r e v i o u s l yp u b l i s h e db e f o r e t os t u d yt h e l e v e l s e x p r e s s i o n t h er o l eo fn 虾一0 【，i l - 1 ，i l 一6i nd i s cm a t e r i a la n d m y e l o p a t h ya s s o c i a t e dw i t hc e r v i c a li n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n e r a t i o na n dn e c k p a i n ，a n da n a l y z et h ec o r r e l a t i o no fh e r n i a t e dm o r p h o l o g yw i t ht h ep r o d u c t i o n o ft n f 一仅，i l la ，i l - 6 m e t h o d ：f o r t ys i xp a t i e n t su n d e r g o i n gs u r g e r y f o rc e r v i c a l c e r v i c a l i n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n m a t i o na n dn e c kp a i nw e r ei n v e s t i g a t e d s u r g i c a l l y o b t a i n e dd i s cm a t e r i a l s ，p a t i e n t sw i t hah i s t o r yo fp r e v i o u sc e r v i c a ld is c s u r g e r y ；。s y s t e m i c - 3 - r r f l a m m a t o r y d i s e a s e ；n e o p l a s m a n d “。t r a u m a _ w e - l 。n o t i n c l u d e d t h e e x p r e s s i o n o f i n f l a m m a t o r y m e d i a t o r si s b y t h e i m m u n o h i s t o c h e m i c a lm e t h o d r e s u l t s ：v e r ys i m i l a rv a l u e so f i n t e r l e u k i n - 6w e r ef o u n di nv e r ys a m p l e s s a m p l e sw i t hm o r ea x i a lp a i na r eh i g hd e g r e eo fd i s cd e g e n e r a t i o na n dh i g h l e v e lo f e x p r e s s i o no ft n f - 0 【，i l 一1 仅，i l 一6 c o n e l u s i o n ：t h es t u d yf o u n dt h a tt n f 0 【，i l 1a ，a n di l 6c a nb ef i n di n i nd i s cm a t e r i a lo f m y e l o p a t h ya s s o c i a t e dw i t hc ，a n dr e l a t e dt oa x i a lp a i na n d i n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n e r a t i o n k e yw o r d s ：i n f l a m m a t o r ym e d i a t o r s ；d e g e n e r a t e d c e r v i c a l i n t e r v e r t e b r a ld i s c ；a x i a lp a i n ；i n t e n s i t yc h a n g e so nm 砌 2 研究论文 细胞因子与颈性颈椎病和椎间盘退变的相关性研究 上- j 一 刖吾 轴性疼痛是颈椎病常见的临床症状之一。在临床治疗中较为棘手。有 的学者将颈性颈椎病单独例为颈椎病的一种类型。颈型颈椎病的发病与颈 椎退变引起的颈椎不稳和椎间盘退变产生的炎症刺激有关【1 】。正常椎间盘 仅纤维环表层有血管分布，无症状的正常老化椎间盘，其血管分布也仅见 于外层纤维环，绝不见于内层纤维环和髓核。椎间盘源性下腰痛病人疼痛 的退变椎间盘的特征性病理学改变是形成自纤维环后方外层到髓核的伴 有广泛神经分布的肉芽组织条带区，其对应于腰椎间盘造影术显示的裂隙 【2 】o 深入髓核的血管肉芽组织条带区最可能起源于外层纤维环的机械性损 伤或创伤和随之的创伤修复过程。单纯内层纤维环或髓核的撕裂，此部位 缺乏血供不会诱发形成损伤后的血管肉芽组织的修复过程。任何组织，包 括椎间盘组织，在损伤后的损伤修复过程中首先的步骤是炎症反应。大量 的动物实验研究发现，纤维环外层的损伤能启动整个椎间盘的进展性退 变。目前还不知道纤维环损伤致椎间盘进展性退变的机制，但在损伤后激 发的炎症反应可能在启动椎间盘退变的过程中起重要作用。椎间盘退变过 程中的生物化学机制以及生物化学机制对神经结构的生化影响因素以得 到广泛研究【3 川。正常椎间盘组织中髓核细胞的生长处于偏酸性同时缺氧 和营养供给较差的环境中。椎间盘细胞为了能够在这种轻度酸性和缺氧的 环境中生存，出现了很高程度的分化【5 】。在这样的微环境下椎间盘细胞的 信号传导是通过特异的信号传导通路完成的【6 】。一旦这种微环境被破坏。 如炎症介质的出现。则很有可能加剧椎间盘的退变。这种生化机制是否在 颈椎间盘退变中适用还没有得到论证。国内文献报道中，很少有关于这种 生化机制在颈椎间盘突出中的分析【7 】。关于炎症介质在椎间盘退变和根性 疼痛发病过程中的作用方面，已经进行过深入而广泛的研究。虽然有很多 研究结果支持在椎间盘退变和根性疼痛的发病机制上的作用，但是这些研 究结果并不能完全证明炎症介质的确切作用，并且大多数的研究只是集中 在腰椎方面，对于颈椎方面的研究目前还很少，研究结果并不完全适用于 颈椎间盘的病变【& 9 1 。就目前的文献检索而言。涉及炎症介质在颈性颈椎 研究论文 病发病方面的研究还未见报道。本研究旨在试图发现炎症因子的表达水平 在顽固性颈椎轴性痛和椎间盘退变关联性。研究结果将作为前瞻性的发 现，以期在治疗生化因素对神经结构影响中有所发现。 材料与方法 1 1 轴性疼痛评定参考曾岩等【1o 】对颈部症状的评定法，根据患者颈部疼 痛、酸胀、僵硬及“落枕”样感觉等症状，及其对工作和生活的影响程度， 以及客观体检颈部椎旁肌和斜方肌有否痉挛和压痛，将其分为4 级： 1 1 1 优，颈部无任何异常感觉，无压痛和肌肉痉挛； 1 1 2 良，于劳累或受凉后出现轻度症状，但很快能复，对日常工作和生 活无明显影响，颈部肌肉无或轻度压痛、无或轻度痉挛。服用药物后止痛 效果良好： 1 1 3 中，平时症状经常出现( 1 0 0d 年) ，明显影响日常工作和生活，颈部肌肉明 显压痛或痉挛，需服用止痛药物，止痛效果不好。评定结果为优和良者定 为无轴性疼痛，中和差者为有轴性疼痛 1 2 椎间盘退变程度评定 取m 刚正中矢状面图像判定颈椎间盘退行性变程度。根据t 2 加权 像椎间盘信号强度划分为3 个等级： 1 2 1 i 型，髓核显示高信号强度( 明亮) ，为正常； 1 2 2i i 型，中等信号强度( 灰色) ，表明退行性变的早期； 1 2 3i i i 型，低强度信号或信号缺失( 黑色) ，表明显著的退变 其中0 级为正常椎间盘，1 、2 级分别为轻度、中度退变椎间盘，4 、 5 级为重度退变椎间盘。m 刚检查：采用m t s0 。3 5 t 超导型磁共振成像 系统( d i a s o n i c s 公司产品) 。自旋回波( s e ) 序列。t 2 加权成像采t r t e = i 5 0 0 8 0m s 扫描。3 6c m 颈线圈。矢状面层厚5m m 。横断面层厚1 0m m 。 1 3 一般材料 试验样本取材于2 0 0 8 2 0 0 9 年。随机选取的住院手术治疗的4 6 例年 龄在3 3 6 8 岁之间。脊髓型颈椎病和无脊髓病变以颈部不适表现为主的椎 研究论文 间盘突出患者。女性2 0 例。男性2 6 例。病程6 - - 3 9 个月，平均18 个月。 取自c 3 43 侈0 。c 4 52 0 例。c 5 61 7 例， c 6 76 例。 1 4 主要试剂： 1 4 1t n f 仅、i l 1 、i l 6美国a b c a m 公司 1 4 2 羊抗人i n o s 多克隆抗体北京中杉金桥生物技术有限公司。 1 4 3 苏木素本院实验中心提供 1 5 主要溶液配制 h a r r i s 氏苏木素液配方 甲液：苏木素 1 9 纯酒精 l0 m l 乙液：铵明矾2 0 9 蒸馏水2 0 0 m l 丙液：一氧化汞 o 5 9 配制方法：先将甲液加热溶解后待用。再将乙液加热溶解。此时需将 火焰灭小。使溶液仍处于小沸腾状。然后再将甲液徐徐倒入其中。全部混 合后。再使溶液在短时间内沸腾。将火焰再次灭小。最后将一氧化汞缓慢 倒入溶液中。待全部溶液侄i 入后再使液体沸腾片刻。立即将溶液放入冷水 中。使溶液冷却。用前每9 6 m l 加入4 m l 冰醋酸。 1 6 主要仪器设备 石蜡组织切片机德国 爱华展片考片机上海 o l y m p a sb x 4 1 光学显微镜 日本 1 7 标本采集 摘取椎间盘之前。x 线影像再次定位。确定为术前明确的手术节段。 所有样本患者的手术方式为：标准的颈前路方法。切开前纵韧带时。小心 控制术野出血。以防止出血污染所取样本组织。以环钻切取方法取得。手 术切取范围包括：外层纤维环及髓核组织。然后选择中央部分髓核组织作 为样本。把所得样本用生理盐水冲洗后置入1 0 福尔马林液中浸泡。于4 。c 温度环境中保存2 4 h 。 1 8 切片的制备 将标本用4 多聚甲醛( 0 1 m p b s ，p h 7 0 - - - - 7 6 ，含0 1 d e p c ) 进行 研究论文 固定。经7 0 乙醇3 0 分钟、8 0 乙醇3 0 分钟、9 0 乙醇3 0 分钟两次、 9 5 乙醇3 0 分钟两次、1 0 0 乙醇3 0 分钟两次、二甲苯透明3 0 分钟两次、 5 5 石蜡中9 0 分钟两次、用铜制模具包埋组织块。将包埋好的石蜡块用 德国莱卡r m 2 0 1 5 石蜡切片机连续石蜡切片。厚5 u m 。将组织切片附于 经多聚赖氨酸附膜的载玻片上。6 0 。c 烘烤4 8 h 。 2 免疫组织化学染色 2 1t n f 仅免疫组化染色 ( 1 ) 将石蜡切片浸于二甲苯中5 分钟两次、1 0 0 乙醇5 分钟两次、 9 5 乙醇5 分钟两次、9 0 乙醇5 分钟两次、8 5 乙醇5 分钟两次、7 5 乙醇5 分钟两次、自来水冲沈、p b s 沈两次； ( 2 ) 1 甲醇双氧水，室温1 0 分钟，蒸馏水洗1 次，0 1 m p b s 洗3 次5 分钟：将切片置于枸橼酸缓冲液( p h6 o ) 抗原修复液，在9 4 9 8 c 内修复6 分钟。0 1 m p b s 洗3 次5 分钟； ( 3 ) 切片上滴加正常山羊血清封闭液。室温2 0 分钟。甩去多余液体。 不洗。切片上滴加t n f o 【抗体第一抗体( 1 ：2 0 0 ) 。4 。c 过夜。0 1 m p b s 洗3 次5 分钟； ( 4 ) 切片上滴加t n f 0 【第二抗体。3 7 。2 0 分钟。0 1 m p b s 洗3 次5 分钟； ( 5 ) d a b 显色：使用d a b 显色试剂盒l m l 蒸馏水加显色剂a 、b 、 c 各一滴。混匀。加至标本上。显色3 分钟。充分水沈； ( 6 ) 苏木素复染细胞核1 分钟。充分水洗、1 盐酸酒精分化、1 胺 水反蓝、充分水洗、经7 0 乙醇5 分钟、8 0 乙醇5 分钟、9 0 乙醇5 分 钟两次、9 5 乙醇5 分钟两次、1 0 0 乙醇5 分钟两次脱水、二甲苯透明5 分钟两次、中性树脂封片。 ( 7 ) o l y m p u s 光学显微镜观察。 ( 8 ) 实验结果判定：以胞浆或和胞膜、细胞外基质着棕色者为阳性 染色。 2 2 1 i l 1 a 免疫组化染色 ( 1 ) 将石蜡切片浸于二甲苯中5 分钟两次、1 0 0 乙醇5 分钟两次、 9 5 乙醇5 分钟两次、9 0 乙醇5 分钟两次、8 5 乙醇5 分钟两次、7 5 乙醇5 分钟两次、自来水冲洗、p b s 洗两次； 研究论文 ( 2 ) 1 甲醇双氧水，室温l o 分钟，蒸馏水沈1 次，0 1 m p b s 沈3 次5 分钟：将切片置于枸橼酸缓冲液( p h6 0 ) 抗原修复液，在9 4 9 8 。c 内修复1o 分钟。0 1 m p b s 洗3 次5 分钟； ( 3 ) 切片上滴加正常山羊血清封闭液。室温2 0 分钟。甩去多余液体。 不洗。切片上滴加i l 10 【抗体第一抗体( 1 ：5 0 ) 。4 。c 过夜。0 1 m p b s 洗 3 次5 分钟； ( 4 ) 切片上滴加i l 10 【第二抗体。3 7 。2 0 分钟。0 1 m p b s 洗3 次 5 分钟； ( 5 ) d a b 显色：使用d a b 显色试剂盒l m l 蒸馏水加显色剂a 、b 、 c 各一滴。混匀。加至标本上。显色3 分钟。充分水沈； ( 6 ) 苏木素复染细胞核1 分钟。充分水沈、1 盐酸酒精分化、1 胺 水反蓝、充分水洗、经7 0 乙醇5 分钟、8 0 乙醇5 分钟、9 0 乙醇5 分 钟两次、9 5 乙醇5 分钟两次、1 0 0 乙醇5 分钟两次脱水、二甲苯透明5 分钟两次、中性树脂封片。 ( 7 ) o l y m p u s 光学显微镜观察。 ( 8 ) 实验结果判定：以胞浆或和胞膜、细胞外基质着棕色者为阳性 染色。 2 2 1i l 6 免疫组化染色 ( 1 ) 将石蜡切片浸于二甲苯中5 分钟两次、1 0 0 乙醇5 分钟两次、 9 5 乙醇5 分钟两次、9 0 乙醇5 分钟两次、8 5 乙醇5 分钟两次、7 5 乙醇5 分钟两次、自来水冲洗、p b s 洗两次； ( 2 ) 1 甲醇双氧水，室温1 0 分钟，蒸馏水沈1 次，0 1 m p b s 洗3 次5 分钟：将切片置于枸橼酸缓冲液( p h6 0 ) 抗原修复液，在9 4 9 8 内修复8 分钟。0 1 m p b s 洗3 次5 分钟； ( 3 ) 切片上滴加正常山羊血清封闭液。室温2 0 分钟。甩去多余液体。 不洗。切片上滴加i l 6 抗体第一抗体( 1 ：1 5 0 ) 。4 c 过夜。0 1 m p b s 洗 3 次5 分钟； ( 4 ) 切片上滴加i l 6 第二抗体。3 7 。2 0 分钟。o 1 m p b s 洗3 次5 分钟； ( 5 ) d a b 显色：使用d a b 显色试剂盒l m l 蒸馏水加显色剂a 、b 、 c 各一滴。混匀。加至标本上。显色3 分钟。充分水沈； 研究论文 ( 6 ) 苏木素复染细胞核1 分钟。充分水沈、l 盐酸酒精分化、1 胺 水反蓝、充分水洗、经7 0 乙醇5 分钟、8 0 乙醇5 分钟、9 0 乙醇5 分 钟两次、9 5 乙醇5 分钟两次、1 0 0 乙醇5 分钟两次脱水、二甲苯透明5 分钟两次、中性树脂封片。 ( 7 ) o l y m p u s 光学显微镜观察。 ( 8 ) 实验结果判定：以胞浆或和胞膜、细胞外基质着棕色者为阳性 染色。 2 2 5t n f q 、i l 1 a 、i l 6 表达的半定量测定 免疫组化技术根据抗原抗体特异性结合的原理。在显微镜下通过观察 标记物而获知该蛋白质的分布部位。是近年来科研和临床工作中最常用的 一种检测手段。有部分学者用高倍镜视野下数阳性细胞数目的方法实现定 量或半定量研究。数阳性细胞数目的方法得到的实验数据较准确。但是对 科研人员识别细胞的能力要求较高。尤其是显色以后出现的所谓“边缘效 应 。即组织边缘部位着色比其它部位深。这就给实验操作者带来很大的 困扰。本实验数据采集采用图像处理系统来对免疫组化阳性颗粒测定灰度 值。以此达到定量的目的。一定程度上避免了人为因素和“边缘效应的干 扰。用计算机图像分析仪将免疫组化切片图像通过图像采集系统输入。 用m o t i cm e d6 0 数码医学图像分析系统对图像中阳性反应部位进行光密 度分析。以阳性细胞染色的平均光密度值( o d ) 来表示抗原表达量。 2 2 5 关于半定量测定郁丽等【1 2 】通过研究证实采用半定量方法得出的结 论与其它相关结果一致；屈文东等【l3 】半定量观察统计结果与图像分析定 量的统计结果一致。本研究采用半定量分析方法得出结论 3 统计学处理 采用s p s s l 3 0 统计软件进行统计学处理，单因素方差分析，用 p e a r s o n 相关检验评估t 2 w i 信号值和t n f 、i l 1 s 、i l 6 含量之间的相关 性。p 0 0 1 时差异有显著性意义。结果用平均数士标准差表示。 结果 1病理改变在本试验中。光学镜下可见t n f 、i l 1 a 、i l 6 表达阳性的 细胞。主要集中在椎间盘髓核及纤维环组织中。其胞浆为棕黄色着色。背 研究论文 景为淡黄色。阳性细胞包括成软骨细胞、纤维细胞及部分淋巴细胞。又以 软骨细胞，纤维细胞为主。有些标本中可见成纤维细胞、淋巴细胞和内皮 细胞。这可能与椎间盘突出物周围形成较大的炎性肉芽组织有关。以上结 果提示：椎间盘中的炎性细胞因子可能是脊柱退变后通过自分泌或旁分泌 方式产生。并作用于椎间盘自身细胞产生病理效应。人椎间盘细胞主要为 软骨细胞和成纤维细胞。在本试验中。t n f 、i l 10 【、i l 6 在这两种细胞 中均有表达。推测软骨细胞和成纤维细胞可能产生该细胞因子。 2 组织学观察显示：纤维环后部高信号区( h i g h i n t e n s i t y z o n e 。h i z ) 对应 部位椎间盘组织表现为血管化肉芽组织和不同退变程度的髓核( 图l 、2 、 3 ) 。说明纤维环内破裂后，增生的血管、肉芽组织和软骨样细胞对损伤椎 间盘进行修复。也是m 砌的t 2 像出现h i z 的病理实质。信号强度越强。 t n f 0 【、i l 1 a 、i l 6 表达量越大。在h i z 区表达大量的t n f 一0 【、i l 1 a 、 i l 一6 免疫阳性细胞。主要是软骨样细胞。样本病例均观察到t n f 一0 【、i l 1 a 、 i l 6 免疫染色阳性细胞。说明退变椎间盘细胞可产生t n f 0 【、i l 1 a 、i l 6 。 h i z 区表达大量的t n f 0 【、i l 10 【、i l 6 免疫阳性细胞说明h i z 区的炎症 反应可能参与椎间盘源性痛的产生。 3测量结果 由表l 、2 可见腰椎间盘矢状位t 2 w i 信号和t n f ( i t 、i l 10 【、i l 6 的 平均光密度值( 0 d ) 相关性经p e a r s o n 相关检验表明。t 2 w i 平均信号强度 比值与蛋t n f 0 【、i l 1 a 、i l 6 呈正相关。与t n f 0 t 含量之间的相关系数 ( r 值) 分别为0 7 2 3o 7 4 5p 0 0 0 1 ；与i l 10 【含量之间的相关系数分别 为o 7 0 2o 7 1 4p 0 0 0 l ；与i l 一6 含量之间的相关系数分别为o 7 5 2o 7 7 4 p 0 0 0 1 ： 研究论文 ，* 替 ：。 一 ： 。 “ ：! *， 静 黾 重 堂 附图 j 荔 牵 毋 ， 癣 勰 曲 蕾 m j f i g 1e x p r e s s i o no f t n f 一0 【i ni n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n e r a t i o na s s e s s e db y i m m u n o h i s t o c h e m i c a ls t a i n i n g ( 4 0 0 ) f i g 2e x p r e s s i o no fi l - lai ni n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n e r a t i o na s s e s s e db y i m m u n o h i s t o c h e m i c a ls t a i n i n g ( 4 0 0 x ) ： 扩 ， 研究论文 一一_ t +t ；， ： ， j p 诤t 。 - 磊 凳 绦 ，。t f i g 3e x p r e s s i o no f i l - 6i ni n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n e r a t i o na s s e s s e db y i m m u n o h i s t o c h e m i c a l s t a i n i n g ( 4 0 0 ) ， 矿 绺 研究论文 附表 t a b l elt h e s i g n a lv a l u eo f m r it 2w ii nt n f - a ，i l la a n di l 一6 c o n t e n ti nt h e t y p ei ii n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n e r a t i o n t a b l e 2t h es i g n a lv a l u eo fm r it 2w ii nt n f 一0 【，i l la a n di l 一6 c o n t e n ti nt h e t y p e l i ii n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n e r a t i o n a p o o1v s t y p ei ii n t e r v e r t e b r a ld i s cd e g e n e r a t i o n 研究论文 讨论 颈椎病是指因椎间盘退变及其继发性改变刺激或压迫临近脊髓、神 经、血管和食管等组织。并引起各种症状和或体征者。近年来颈椎病的发 病率逐年上升。其发病率已仅次于腰背痛。而其最常见的症状即轴性颈椎 痛。约6 6 的人一生中曾发生颈椎痛。约1 5 的女性和1 0 的男性会有 以固定时间段的慢性颈椎痛【l4 1 。颈性颈椎病患者多出现颈肩部、枕部、 后肩胛区的慢性持续性钝痛。可扩散至上背部、上臂。常伴有头痛。也可 伴有颈部活动受限。颈后肌肉压痛。肩关节活动受限等临床变现。一些研 究认为轴性颈椎痛是一科，颈椎间盘破裂、颈椎间盘源性痛综合症【1 5 】。 纤维环的神经支配为窦椎神经和脊神经。窦椎神经节后纤维与颈神经 通过颈神经节与颅脑神经广泛接触。接受的痛觉刺激可感应到头颈部，上 背部和肩部。因次，椎间盘的退行性变改变了椎间椎间盘的内部结构，刺激 窦椎神经引起疼痛。纤维环的刺激感受器可介导纤维环自身结构破坏引起 的疼痛。颈椎椎间盘的退行性变在轴性颈椎痛的发病中作用明显。髓核， 在纤维环破裂、椎间盘脱出时可作为抗原刺激机体产生免疫反应，产生的 免疫介质如炎症因子，刺激神经末梢引起疼痛。 正常椎间盘组织中髓核细胞的生长处于偏酸性同时缺氧和营养供给 较差的环境中。椎间盘细胞为了能够在这种轻度酸性和缺氧的环境中生 存。出现了很高程度的分化1 1 6 1 。在这样的微环境下椎间盘细胞的信号传 导是通过特异的信号传导通路完成的【l l 。一旦这种微环境被破坏，如炎 症介质的出现，则必然 3 d ) 罟l j 椎间盘的退变。另外，很多因素可以引起炎症。 例如，机械性的创伤，全身性的感染，甚至有些环境因素如：工作生活压 力、体重、吸烟等，也可以引起炎症反应。这些炎症介质通过调节蛋白酶 在椎间盘的退变过程中起作用。蛋白酶分解椎间盘纤维环和髓核的细胞外 基质，从而引起椎间盘的退变。如，突出椎间盘能够以自分泌的方式产生 内源性基质金属蛋白酶( m m p s ) ，它可以分解椎间盘组织的蛋白多糖。 从而导致突出椎间盘组织降解和自然重吸收。伴随髓核脱水。渗透压降低。 丧失其生物力学特性。在外力作用下就容易发生纤维环断裂。椎间盘突出、 退变。对脊柱的生物力学产生影响【1 8 1 。 椎间盘的退变在m r i 影像学上表现为信号强度增强。高磁场m 刚的 研究论文 t 2 矢状位像上纤维环后部高信号区( h i g h i n t e n s i t y z o n e 。h i z ) 已被用来 诊断疼痛的椎间盘。a p r i l l 和b o g d u k 1 9 1 第一个注意到在椎间盘造影中出 现一致疼痛和m 鼬上的纤维环后部高信号区的阳性关系。他们得出结论： 纤维环后部高信号区可能是一个有价值的疼痛破裂椎间盘的标志。纤维环 放射状撕裂在高磁场m 砌的t 2 矢状位像上表现为纤维环后部的一个高信 号区，周围被低信号密度区包围。信号强度与髓核信号接近或稍高，代表一 个4 级破裂( 达拉斯椎间盘造影分级系统) 【2 0 】。l e e 2 认为，纤维环后部高 信号区代表继发于纤维环的炎症。彭宝淦等1 2 2 】的研究发现。对应于纤维 环后部高信号区部位的椎间盘组织表现为沿着纤维环裂隙形成的不同程 度的血管化肉芽组织，有成熟的瘢痕化胶原组织，有新鲜的血管、肉芽组 织。本研究结果发现与彭宝淦等的研究发现相似。纤维环后部高信号区对 应部位椎间盘组织表现为血管化肉芽组织和不同退变程度的髓核。纤维环 后部高信号区出现大量增生的软骨样细胞和血管内皮细胞，可能是椎间盘 损伤后反复修复的结果。 以往的研究表明，炎症介质例如炎症因子和炎症趋化因子在椎间盘的 生物化学性损伤机制中扮演重要角色。源自于椎间盘突出和退变对脊髓、 神经组织损伤的病理学发病机制当前还没有一个明确的解释。可以肯定的 是：脊髓神经组织的损伤并不是由某个单一因素引起，机械性压因素迫，生 物化学性因素等都可能在脊髓神经组织损伤的发病中起作用。大量实验已 经证实，暴露于硬膜外的自体髓核对神经根的组织和结构功能方面会造成 损害。k a w a k a m i 试验表明。在硬膜外应用磷脂酶a 2 抑制剂后。可以消 除在神经根外放置自体髓核后产生的短暂痛觉过敏。并由此认为痛觉过敏 和花生四烯酸及其产物之间存在某种联系【2 3 1 。 据文献报道，没有椎间盘突出的病人比起椎间盘明显突出的病人表现 出更多的临床症状和实验室数据的差异。n y g a a r de ta 1 【2 4 峙艮道。他们比较 l t b 4 和t x b 2 在椎间盘突出组和无椎间盘突出组两组颈椎病人时，发 现无椎间盘突出组的含量要明显高于对照组。由此他们得出这些炎症介质 也可能作用于椎间盘。即使是很少量的炎症介质也会通过趋化能够产生炎 症因子的细胞或者调节表达前炎症因子的上游基因片段而促进炎症反应 【2 5 、2 6 】 o 在目前的研究中，可以通过一些试验方法检测前炎症因子的含量。我 研究论文 们也通过免疫组化的试验方法测定其表达，并试图发现炎症因子的表达与 椎间盘退变的联系。 1 1 t n f a 是由激活的单核巨噬细胞产生的具有广泛生物活性的多功能 细胞因子。在机体的炎症、病变等多种生理病理发生和发展过程中起着重 要的作用。s o n g 2 7 等认为t n f 0 【表达增加与椎间盘退变、疼痛程度呈正相 关。进而推测n 盯0 【可能与某种炎症反应的机制密切相关。t n f 仅的m r n a 和蛋白质是椎间盘退变的间盘组织中最早出现的炎性介质。这一个过程是 一个连锁反应。耵盯仅作用于中性粒细胞、巨噬细胞、使其释放广泛的炎 症介质，导致椎间盘供血减少，椎间盘细胞缺氧蛋白聚合能力下降i 型i i 型胶原比例失调。k a t o 2 8 1 等认为椎间盘退变组织中巨噬细胞内在活动增 加，刺激产生炎性因子。其中肿瘤坏死因子t n f o 【可促使血管生成诱导因 子如血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶m m p 一3 、m m p 7 及血浆酶的产 生，从而使蛋白多糖减少。椎间盘中蛋白多糖( p g ) 是由数目不等的糖 胺多糖( g l y c o s a m i n o g l y c a n g a g ) 链与核心蛋白通过共价键连接而形成 的生物大分子，蛋白多糖在椎间盘退变的早期就可出现改变，而且可以反 映椎间盘退变的程度f 2 9 1 。退变椎间盘中蛋白多糖含量下降，同时其性质发 生改变，伴随基质中水分的丢失，导致椎间盘基质的固定电荷密度和水合 状态改变，从而引起椎间盘生物力学的改变，加剧椎间盘退型3 0 1 。t n f q 能促进椎间盘细胞产生m m p 3 它除了可降解基质中的蛋白多糖和糖蛋白 ( 如纤维粘连蛋白、层连蛋白和明胶) 外，还可降解弹性蛋白和i i 、i i i 、 、v 、型胶原，从而加重椎间盘退行性变。w a g n e rr i 引l 研究发现n 师0 c 可引起疼痛行为改变，而且这种疼痛特征与髓核所产生的疼痛特征相似， 而用t n f 0 【的抗体处理后则可以减轻痛觉过敏的程度。t n f o 【及自体髓核 中的其它细胞因子可以促进明胶酶a 与b 的表达，后者可以降解血管基底 膜中的i v 型胶原和层粘连蛋白，破坏血神经屏障，引起巨噬细胞的侵入， 进一步释放t n f 仅等炎性因子【3 2 i 。这种因子之间的相互作用使炎症反应放 大，加重椎间盘的退变及对脊神经根及脊神经节的损伤。自体髓核刺激可 破坏血神经屏障，导致脊神经根和神经节的神经内膜水肿，内膜下液压 增加。引起间室综合征的发生1 33 3 4 】。间室综合征可以引起脊神经根和神 经节的血供下降，限制静脉的回流，使内膜下液压进一步增加，并形成恶 性循环。而神经内膜的水肿被认为是引起疼痛的主要原因。这有助于解释 研究论文 无椎间盘突出压迫神经组织时产生的疼痛，长期的水肿又会导致纤维母细 胞的活化，引起胶原的沉积，且以神经外膜明显。神经内膜的内外空间也 可看到纤维母细胞活化，纤维化可能是炎症消除后疼痛仍然存在的原因 一。s l a v i n 3 5 】等则证实肿瘤坏死因子0 【造成的沃勒变性( 神经纤维的脂肪变 性) 可能在神经痛中起着很重要的作用。o n d a 【3 6 】引用t n f 0 【刺激神经根后 观察神经电生理的改变，发现在神经根周围放置异源性t n f c 【可使得初级 传入纤维异常分泌。使与疼痛相关的后角神经元兴奋时间延长，产生疼痛。 a o k i 3 7 1 等研究发现髓核组织可减慢神经传导速度。t n f o c 诱导的神经传导 速度减慢则比髓核尤甚，并认为髓核细胞分泌的t n f 0 【与神经功能障碍和 髓核本身导致的疼痛有关。 1 2i l 1 与椎间盘退变的关系 炎性细胞因子( 如i l 1 、t n f 0 【等) 可诱导基质金属蛋白酶( m m p s ) 的高水平表达。其中i l 1 可以刺激软骨素酶a b c 的产生。软骨素酶a b c 又可以激活胶原酶。i l 1 可激活椎间盘释放的m m p s 酶原。有实验证实 用外源性i l 1 刺激体外培养的人体椎间盘组织。发现m m p s 的生成量显 著增加，并呈一定的时效关系，其中髓核组织的分泌量高于纤维环组织。 除此之外，i l 1 还可抑制金属蛋白酶组织抑制剂( t i m p s ) 的合成。并通 过干扰椎间盘基质的合成而加重椎间盘的退行性。i l 1 是一种单核因子， 可由单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、表皮细胞等多种细胞合成和分泌。 它分为i l 10 【和i l 1p 。k a n g | 3 8 】等在退变的椎间盘组织中发现了i l 10 【。 并认为i l 1 仅刺激腰椎间盘细胞产生更多的前列腺素e 2 和磷脂酶a 2 。 p g e 2 是炎症反应的重要递质，通过激活某些代谢过程，使神经末梢感受 器敏感性增强，感觉阈值降低，组织处于痛敏状态，增强和延长组胺、5 羟色胺、缓激肽等致痛因子对神经末梢的致痛作用。前列腺素e 2 ( p g e 2 ) 以及5 羟色胺是人体最重要的炎症介质和致痛物质。炎症的发生、发展 与局部前列腺素含量密切相关，促使疼痛发生。p l a 2 是局部组织炎症的 启动物质，其降解产物产生p g e 2 ，刺激支配椎间盘外环的神经。造成明 显疼痛症状。而i l 1 0 t 可以激活p l a 2 活性。i l 一10 【可能是其他炎症因子 诱发神经疼痛的始动因子，且能提高对疼痛的敏感性【3 9 “0 1 。m a e d a t 4 1 】j 哿 日本白兔的纤维环取出后分离成内、外两层。分别放到含或不含i l 10 【受 体拮抗蛋白的培养基中。结果表明内层纤维环中，i l 10 【对蛋白糖合成有 研究论文 抑制作用，高龄组比低龄组更为明显。突出椎间盘可自发分泌一氧化氮。 i l 1 p 可刺激其进一步分泌。i l 1 p 通过对一氧化氮生物活性的调节，参 与椎间盘突出所致神经根痛的病理过程。同时i l 1 p 可刺激细胞间黏附分 子i ( i c a m 一1 ) 表达。i c a m 一1 对炎性细胞具有趋化作用，促进炎性细胞进 入组织，启动椎间盘突出时的炎症反应，腰椎间盘突出引起神经性疼痛的 主要因素之一。体外培养进一步证实：髓核组织能产生i l 10 【、i l 1 b 和 p g e 2 ，而且p g e 2 的产量与培养液中加入i l 10 【的量呈正相关。推测当 椎间盘髓核组织突出时，i l 10 【刺激产生p g e 2 。p g e 2 是花生四烯酸的 代谢产物，是炎症反应的重要递质。通过激活某些代谢过程，使神经末梢 感受器敏感性增强，感觉阈值降低，组织处于痛敏状态。增强和延长组胺、 5 羟色胺、缓激肽等致痛因子对神经末梢的致痛作用，能使血管扩张，通 透性增强，造成局部水肿并加剧炎症细胞的浸润，从而造成神经痛。 l - 3i l 6 是一种来源广泛的多功能因子。它可被多种淋巴细胞和非淋巴细 胞自发地或在各种因素刺激下产生。i l 一6 在退行性骨关节病和关节疾病中 的病理作用研究较多。被认为是引起关节破坏和炎症的重要介质。王民等 研究发现：突出的腰椎间盘周围的炎性肉芽组织，椎间盘髓核及纤维环中 表达i l 6 。i l 6 是重要的炎症促进剂，可刺激炎症细胞聚集，激活炎症介 质的释放，促进腰椎间盘退变的炎症过程。i l 6 可能通过调节免疫细胞功 能而促进椎间盘自身免疫反应。急性炎症发生时的一个重要标志，就是粒 细胞在炎症部位的大量聚集。i l 6 可显著促进m m p s 的表达破坏椎间盘中 蛋白聚糖i i 型胶原的比例，使髓核中水分丢失，失去具有良好缓冲性能的 “胶冻样”形态。i l 6 还可以促进p o e 2 、n 0 的合成。后者通过改变椎间盘 的微环境( p h 值、电解质、氧饱和度等) ，巩固已有的退变。 虽然颈椎的解剖结构和生物力学结构与腰椎不尽相同。但是鉴于目前 关于颈椎间盘中炎症介质的研究很少。我们对腰椎间盘中炎症介质的研究 采取部分参考。我们的结果当中有些测试项目如i l 1 。与目前的研究结 果不同( 表达量显著小于另两组) 。这可能是因为我们所取的样本病例正 处于颈椎病的炎症发展过程中【4 2 1 。另外。我们的试验结果也可能表明。 生物化学因素是椎间盘突出和轴性痛颈椎病发病的诱因和致病因素之一。 目前的研究结果表明，在颈性颈椎病中，退变的颈椎间盘的髓核里前炎症 因子具有较高的表达。椎间盘退性行变受多因素、多环节的影响，一方面 研究论文 椎间盘组织损伤不断积累，而另一方面生物组织的修复机能也在同步工作 4 3 1 。椎间盘组织中，炎性细胞因子的产生是椎间盘退变的原因还是结果 目前尚不清楚。两者相互促进，互为因果。我们还需要进一步研究炎症因 子在颈性痛颈椎病的病例机制中的作用。因此，抑制某些前炎症因子，在 椎间盘退变、突出所致的轴性痛颈椎病的治疗中具有显著意义。 结论 ( 1 ) 炎症因子在轴性痛颈椎病病例中存在。并且与椎间盘的退变程 度成正相关。椎间盘退变程度高的炎症因子表达也高。 ( 2 ) 炎症因子可能是造成椎间盘退变的原因之一。 ( 3 ) 慢性炎症因素可能参与了颈性颈椎病的发病。 研究论文 参考文献 w i e s e re sw a n gj c s u r g e r yf o rn e c k p a i n n e y r o s u r g e