腰椎間盤突出炎性因子與神經(jīng)根性疼痛相關(guān)性研究

王欽奮 周仕國(guó) 劉國(guó)銘 林世水

摘 要：目的 研究腰椎間盤突出后炎性因子與神經(jīng)根性疼痛的相關(guān)性。方法 收集2016年10月～2017年10月住院治療的符合納入標(biāo)準(zhǔn)的腰椎間盤突出癥患者20例作為觀察組，依據(jù)MRI檢查結(jié)果將觀察組分為膨出型6例（觀察組A）、突出型9例（觀察組B）和游離型5例（觀察組C）；收集正常人20例作為對(duì)照組。入院后采集靜脈血，采用Elisa檢測(cè)炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表達(dá)水平，采用VAS評(píng)分評(píng)價(jià)各組神經(jīng)根性疼痛程度，采用相關(guān)性分析研究IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表達(dá)水平和VAS評(píng)分之間的相關(guān)性。結(jié)果 與對(duì)照組比較，A組、B組和C組的炎性因子表達(dá)水平和VAS評(píng)分增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；與A組比較，B組和C組的炎性因子表達(dá)水平和VAS評(píng)分增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；與B組比較，C組的炎性因子表達(dá)水平和VAS評(píng)分增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。腰椎間盤突出后炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表達(dá)水平與神經(jīng)根性疼痛呈正相關(guān)。結(jié)論 腰椎間盤突出癥患者靜脈血中炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表達(dá)水平較正常人高，且隨著腰椎間盤突出程度的加重而升高，與神經(jīng)根性疼痛之間存在正相關(guān)關(guān)系，可作為一項(xiàng)指標(biāo)反映神經(jīng)根性疼痛程度，將神經(jīng)根性疼痛量化和數(shù)據(jù)化，有利于指導(dǎo)臨床用藥劑量和治療，更好地評(píng)判療效。

關(guān)鍵詞：腰椎間盤突出癥；神經(jīng)根性疼痛；炎性因子

中圖分類號(hào)：R681.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.15.019

文章編號(hào)：1006-1959（2018）15-0059-05

Correlation between Inflammatory Factors and Nerve Root Pain in Protrusion of Lumbar Intervertebral Disc

WANG Qin-fen，ZHOU Shi-guo，LIU Guo-ming，LIN Shi-shui

（Department of Orthopaedics，Jinshan Hospital，F(xiàn)uzhou 350001，F(xiàn)ujian，China）

Abstract：Objective To study the relationship between inflammatory factors after protrusion of lumbar intervertebral disc and nerve root pain.Methods From October 2016 to October 2017，20 patients with protrusion of lumbar intervertebral disc who were admitted to hospital selected as observation group.According to the results of MRI，the observation group was divided into 6 cases of exophthalmic type（observation group A），9 cases of protrusion type（observation group B）and 5 cases of free type（observation group C）； 20 normal person were collected as the control group.After admission，venous blood was collected，and the expression of IL-1，IL-6，IL-18 and TNF- α expression was detected by Elisa.The degree of nerve root pain was evaluated by VAS score.The correlation between IL-1，IL-6，IL-18 and TNF-α expression and VAS score was studied by correlation analysis.Results Compared with the control group， the levels of inflammatory factors and VAS scores in group A，group B and group C were significantly higher，the difference was statistically significant（P<0.05）.Compared with group A，the expression level of inflammatory factors and VAS scores in group B and C were higher，and the difference was statistically significant（P<0.05）.Compared with group B，the expression level of inflammatory factors and VAS score in group C were higher，and the difference was statistically significant（P<0.05）.The expression levels of inflammatory factors IL-1，IL-6，IL-18 and TNF-α were positively correlated with nerve root pain after protrusion of lumbar intervertebral disc.Conclusion The expression levels of inflammatory factors IL-1，IL-6，IL-18 and TNF-α in venous blood of patients with protrusion of lumbar intervertebral disc are higher than those of normal people.And increased with the degree of protrusion of lumbar intervertebral disc.There is a positive correlation with nerve root pain，which can be used as an indicator to reflect the degree of nerve root pain，to quantify and data radicular pain， to guide the dosage and treatment of clinical medication and to better evaluate the curative effect.

Key words：Protrusion of lumbar intervertebral disc；Nerve root pain；Inflammatory factors

腰椎間盤突出癥（protrusion of lumbar intervertebral disc）是以腰腿痛、下肢體感覺異常等神經(jīng)根性癥狀為主的骨科臨床常見疾病。腰椎間盤突出癥的病理反應(yīng)復(fù)雜，涉及一系列相關(guān)的病理機(jī)制。目前已知，腰椎間盤突出后局部椎間盤組織發(fā)生炎癥，產(chǎn)生大量炎性因子，包括促炎性因子和抗炎性因子，調(diào)控腰椎間盤突出癥后的病理反應(yīng)，介導(dǎo)神經(jīng)根性疼痛[1]。腰椎間盤突出癥后產(chǎn)生的炎性因子包括促炎性因子和抗炎性因子。其中IL-1、IL-6、IL-8、IL-18和TNF-α是主要促炎性因子，能夠介導(dǎo)和加重炎癥；IL-10等是主要抗炎性因子，能夠抑制炎癥。目前研究表明[2]，促炎性因子在腰椎間盤突出癥發(fā)生后的高表達(dá)是導(dǎo)致腰椎間盤突出癥后發(fā)生神經(jīng)根性疼痛的重要因素。但是，腰椎間盤突出癥后發(fā)生的神經(jīng)根性疼痛的嚴(yán)重程度和上述炎性因子的相關(guān)性尚不明確。本研究旨在對(duì)腰椎間盤突出癥后的神經(jīng)根性疼痛與炎性因子表達(dá)水平的相關(guān)性進(jìn)行研究，以明確腰椎間盤突出癥患者血中炎性因子表達(dá)水平能否作為一項(xiàng)評(píng)價(jià)神經(jīng)根性疼痛程度的指標(biāo)。

1資料與方法

1.1一般資料 本研究采用隊(duì)列觀察臨床試驗(yàn)方法，以研究腰椎間盤突出癥神經(jīng)根性疼痛與IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α的相關(guān)性。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]，對(duì)本研究的樣本量進(jìn)行估算。因此，收集福建省立金山醫(yī)院于2016年10月～2017年10月住院治療的腰椎間盤突出癥患者20例，作為觀察組。根據(jù)腰椎間盤突出的MRI影像學(xué)表現(xiàn)，將上述20例腰椎間盤突出癥患者分為膨出型6例（觀察組A）、突出型9例（觀察組B）和游離型5例（觀察組C）。另外，收集正常人20例作為對(duì)照組。觀察組A中，男3例，女3例，年齡27～51歲，平均年齡（39.16±12.27）歲；觀察組B中，男6例，女3例，年齡32～56歲，平均年齡（44.13±11.77）歲；觀察組C中，男3例，女2例，年齡29～54歲，平均年齡（41.15±12.93）歲；對(duì)照組中，男11例，女9例，年齡34～56歲，平均年齡（45.72±10.67）歲。四組患者在性別、年齡方面相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

1.2診斷、納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1診斷標(biāo)準(zhǔn) 腰椎間盤突出癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)為：①腰部損傷或慢性勞損；②雙側(cè)或單側(cè)臀部或下肢放射性疼痛、麻木、感覺異常，疼痛可因腹壓增大時(shí)加??；③腰椎側(cè)彎、生理曲度改變、腰部活動(dòng)受限，棘突旁壓痛、叩擊痛或叩擊時(shí)出現(xiàn)單側(cè)或雙側(cè)下肢放射性疼痛、麻木；④直腿抬高試驗(yàn)陽(yáng)性，加強(qiáng)試驗(yàn)陽(yáng)性；⑤X線檢查示腰椎退行性變；⑥CT/MRI檢查可明確椎間盤突出部位和程度。

1.2.2納入標(biāo)準(zhǔn) ①符合上述腰椎間盤突出癥診斷標(biāo)準(zhǔn)伴有神經(jīng)根性疼痛的患者；②年齡18～60歲；③同意參與本次研究并簽署知情同意書的患者；④2周內(nèi)未接受其他藥物及其他相關(guān)治療者；⑤自愿遵醫(yī)師醫(yī)囑，嚴(yán)格配合治療者。

1.2.3排除標(biāo)準(zhǔn) ①妊娠期或哺乳期女性患者；②合并高血壓、糖尿病、心臟病等重大內(nèi)科疾病者；③既往有嚴(yán)重原發(fā)病、精神病等重大疾病病史者；④既往有腰椎骨折、腰椎手術(shù)、骨腫瘤、骨結(jié)核等腰椎相關(guān)疾病者。

1.3方法 患者入院后，立即采集靜脈血約10 ml。將血液離心后收集上清液，采用Elisa試劑盒（博士德公司，武漢），按照試劑盒說(shuō)明書的操作步驟檢測(cè)患者靜脈血中IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表達(dá)水平。

1.4觀察指標(biāo) 觀察各組VAS評(píng)分情況，采用視覺模擬疼痛評(píng)分（visual analogue scale，VAS）[4]即VAS評(píng)分對(duì)腰椎間盤突出癥患者的神經(jīng)根性疼痛程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。VAS評(píng)分采用一長(zhǎng)為10 cm的直尺，0分代表無(wú)痛，1～3分代表輕度疼痛，4～6分代表中度疼痛，7～10分代表重度疼痛，患者根據(jù)自身疼痛程度選擇相應(yīng)的疼痛分?jǐn)?shù)。同時(shí)檢測(cè)各組患者靜脈血中炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α的表達(dá)水平，分析各組炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α的表達(dá)水平與神經(jīng)根性疼痛程度的相關(guān)性。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 本研究采用SPSS20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)以（x±s）表示，符合正態(tài)分布且方差齊用t檢驗(yàn)；相關(guān)性分析采用Person相關(guān)性分析。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1各組靜脈血中炎性因子表達(dá)水平 對(duì)照組靜脈血中的各個(gè)炎性因子表達(dá)水最低，C組靜脈血中的各個(gè)炎性因子表達(dá)水平最高；與對(duì)照組比較，A組、B組和C組靜脈血中的各個(gè)炎性因子的表達(dá)水平升高（P<0.05）；與A組比較，B組和C組靜脈血中的的各個(gè)炎性因子的表達(dá)水平升高（P<0.05）；與B組比較，C組靜脈血中的各個(gè)炎性因子的表達(dá)水平升高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見表1。

2.2各組VAS評(píng)分情況 對(duì)照組VAS疼痛評(píng)分為（0.26±0.01）分，A組VAS疼痛評(píng)分為（6.89±1.21）分，B組VAS疼痛評(píng)分為（7.39±1.56）分，C組的VAS疼痛評(píng)分為（8.10±1.21）分；與對(duì)照組比較，A組、B組、C組和D組的VAS疼痛評(píng)分升高（P<0.05）；與A組比較，B組和C組的VAS疼痛評(píng)分升高（P<0.05）；與B組比較，C組的VAS疼痛評(píng)分升高（P<0.05），見圖1。

2.3炎性因子與神經(jīng)根性疼痛VAS評(píng)分相關(guān)性 經(jīng)計(jì)算，腰椎間盤突出癥患者靜脈血中IL-1與VAS評(píng)分之間相關(guān)性分析的r值為0.772，說(shuō)明IL-1與神經(jīng)根性疼痛之間呈正相關(guān)（圖2）；腰椎間盤突出癥患者靜脈血中IL-6與VAS評(píng)分之間相關(guān)性分析的r值為0.741，說(shuō)明IL-6與神經(jīng)根性疼痛之間呈正相關(guān)（圖3）；腰椎間盤突出癥患者靜脈血中IL-18與VAS評(píng)分之間相關(guān)性分析的r值為0.684，說(shuō)明IL-18與神經(jīng)根性疼痛之間呈正相關(guān)（圖4）；腰椎間盤突出癥患者靜脈血中TNF-α與VAS評(píng)分之間相關(guān)性分析的r值為0.611，說(shuō)明TNF-α與神經(jīng)根性疼痛之間呈正相關(guān)（圖5）。

2.4炎性因子與VAS評(píng)分之間趨勢(shì) 觀察組患者入院治療后3 d、7 d、14 d、21 d后的炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α平均表達(dá)水平呈下降趨勢(shì)；觀察組患者的平均VAS評(píng)分亦呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。觀察組各個(gè)炎性因子的下降趨勢(shì)與VAS評(píng)分的下降趨勢(shì)一致，說(shuō)明兩者之間具有相關(guān)性。見圖6，圖7。

3討論

腰椎間盤突出癥的病理反應(yīng)十分復(fù)雜，炎癥是其中的一項(xiàng)重要的病理反應(yīng)，也是導(dǎo)致腰椎間盤突出癥神經(jīng)根性疼痛的重要病理機(jī)制之一。目前研究認(rèn)為[5]，腰椎間盤突出癥的炎癥反應(yīng)發(fā)生后產(chǎn)生的大量炎性因子可通過(guò)一系列的生化反應(yīng)浸潤(rùn)、刺激神經(jīng)根，從而產(chǎn)生腰腿痛的神經(jīng)根性疼痛癥狀。腰椎間盤突出癥發(fā)生后，局部缺血、機(jī)械壓迫、離子失衡、氧自由基釋放等多種因素可激活細(xì)胞內(nèi)多種與炎癥相關(guān)的受體和細(xì)胞通路，導(dǎo)致下游多種促炎性因子，如IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α等，釋放到細(xì)胞外，產(chǎn)生炎癥。特別是在突出的椎間盤組織中，炎性因子發(fā)揮重要的促炎癥、維持炎癥、介導(dǎo)神經(jīng)根性炎癥的作用[6]。這些炎性因子發(fā)揮不同的生化作用，刺激神經(jīng)根、疼痛感受器等，導(dǎo)致神經(jīng)根性疼痛的發(fā)生，促進(jìn)神經(jīng)根性疼痛程度放大，反映疼痛變化情況[7]。

IL-1是促炎因子的重要一員，目前已知，IL-1通過(guò)調(diào)控前列腺素的表達(dá)而發(fā)揮促炎作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)[8]，隨著IL-1表達(dá)水平的增加，前列腺素的表達(dá)水平也隨之增加，且疼痛反射程度與之表達(dá)水平的增加呈正相關(guān)。此外，研究證實(shí)[9]，IL-1在退變的腰椎間盤組織中高表達(dá)，且可誘導(dǎo)椎間盤組織分泌釋放大量的磷脂酶A2和前列腺素E2，從而介導(dǎo)加劇炎癥。因此，IL-1被認(rèn)為是腰椎間盤突出癥后神經(jīng)根性疼痛的誘導(dǎo)因子。除IL-1以外，IL-6也在腰椎間盤突出癥后神經(jīng)根性疼痛的發(fā)病中扮演重要角色。研究表明[10]，在大鼠的神經(jīng)根性疼痛模型中，疼痛抑制劑顯著降低了組織中IL-6的表達(dá)水平，抑制了疼痛，說(shuō)明IL-6也是導(dǎo)致神經(jīng)根性疼痛的重要因素。而且動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[11]，IL-1、IL-6和TNF-α可導(dǎo)致明顯的痛覺過(guò)敏，且痛覺過(guò)敏程度與IL-6的注射劑量呈正相關(guān)性。這些研究結(jié)果均說(shuō)明IL-1、IL-6和TNF-α與疼痛之間的密切關(guān)系。TNF-α作為一種重要的促炎性因子，在退變的椎間盤組織中廣泛存在且表達(dá)量高，是椎間盤退變和產(chǎn)生神經(jīng)根性疼痛的重要因素之一。到目前為止，已有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[12]，腰椎間盤突出癥伴有神經(jīng)根性疼痛患者的硬膜外脂肪中的TNF-α明顯高于無(wú)神經(jīng)根性疼痛的患者，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)這些炎性因子之間關(guān)系密切，相關(guān)作用，高表達(dá)量的TNF-α可增加IL-1和IL-6的分泌，通過(guò)刺激外周其他細(xì)胞進(jìn)一步產(chǎn)生細(xì)胞因子和炎性介質(zhì)，加劇炎癥反應(yīng)，刺激神經(jīng)生長(zhǎng)因子產(chǎn)生，直接作用于痛覺感受器，從而介導(dǎo)神經(jīng)根性疼痛，放大疼痛程度[13]。IL-18是炎癥反應(yīng)的重要下游產(chǎn)物，炎癥發(fā)生后，多種細(xì)胞因子[14]和活性氧[15]進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)以及細(xì)胞內(nèi)外的離子失衡，引起炎癥體（如NLRP3等）在細(xì)胞內(nèi)聚集，導(dǎo)致無(wú)活性的Caspase1前體被活化而獲得酶切作用，剪切無(wú)活性的IL-18前體，使其成熟，形成具有促炎作用的IL-18并釋放到細(xì)胞外介導(dǎo)炎癥[16，17]。因此，從目前的研究結(jié)果來(lái)看，腰椎間盤突出癥后產(chǎn)生的大量炎性因子與神經(jīng)根性疼痛密切相關(guān)。但是，目前尚未有它們之間準(zhǔn)確的相關(guān)性的研究。

本研究結(jié)果表明，腰椎間盤突出癥發(fā)生后，患者外周靜脈血中炎性因子表達(dá)水平升高，說(shuō)明腰椎間盤突出癥患者體內(nèi)確實(shí)存在炎癥反應(yīng)，這也從臨床角度證實(shí)了基礎(chǔ)研究結(jié)果的正確性。同時(shí)，腰椎間盤突出癥患者的神經(jīng)根性疼痛程度隨著腰椎間盤突出程度的加重而加重，并伴隨著體內(nèi)炎性因子表達(dá)水平的水平性增高。這提示腰椎間盤突出癥后的炎性因子表達(dá)水平與神經(jīng)根性疼痛程度之間存在相關(guān)性。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析，結(jié)果表明腰椎間盤突出炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α均與神經(jīng)根性疼痛之間存在正相關(guān)的關(guān)系。依據(jù)上述炎性因子在腰椎間盤突出癥后炎癥的作用以及其對(duì)神經(jīng)根性疼痛的介導(dǎo)作用，可將腰椎間盤突出后炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α和神經(jīng)根性疼痛之間的正相關(guān)關(guān)系概述為腰椎間盤突出程度越重，則局部炎癥反應(yīng)越嚴(yán)重，產(chǎn)生炎性因子越多，則導(dǎo)致的神經(jīng)根性疼痛越嚴(yán)重。因此，臨床上可檢測(cè)腰椎間盤突出癥患者外周靜脈血中炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表達(dá)水平，以評(píng)估其神經(jīng)根性疼痛程度，將神經(jīng)根性疼痛程度量化及數(shù)據(jù)化，指導(dǎo)臨床對(duì)神經(jīng)根性疼痛的用藥劑量和治療，以便臨床醫(yī)生更好地把控用藥劑量和評(píng)判療效。

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收稿日期：2018-5-2；修回日期：2018-5-15

編輯/楊倩