IL-1、IL-6在椎間盤(pán)源性腰痛患者椎間盤(pán)退變中的作用研究

杜志坡，張敬賓，李警，張朝，王建波

(河北省保定市第四中心醫(yī)院，河北 唐縣 072350)

椎間盤(pán)源性腰痛在發(fā)病過(guò)程中，由于纖維環(huán)破裂，髓核中的大量炎性介質(zhì)暴露，能夠刺激周圍神經(jīng)末梢，進(jìn)而導(dǎo)致腰腿疼痛癥狀的發(fā)生[1-2]。有研究發(fā)現(xiàn)[3]，在椎間盤(pán)退變的各個(gè)階段中，均可檢測(cè)到少量的IL-6、IL-1、IL-8、TNF-α、前列腺素E2等炎癥因子，這些前炎癥細(xì)胞因子，能夠增強(qiáng)基質(zhì)降解，加速椎間盤(pán)退變，還可引發(fā)局部炎癥反應(yīng)，刺激神經(jīng)纖維末梢導(dǎo)致疼痛的發(fā)生。本研究通過(guò)分析IL-6、IL-1表達(dá)強(qiáng)度、椎間盤(pán)MRI信號(hào)值、患者臨床癥狀三者之間的關(guān)系，探討椎間盤(pán)源性腰痛發(fā)生的分子機(jī)制，旨在為臨床診治方面尋求新的思路和靶點(diǎn)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇本院2016年3月-2017年12月收治的30例椎間盤(pán)源性腰腿痛患者為研究對(duì)象，其中男17例，女13例；年齡46-64歲，平均(51.5±5.6)歲；突出節(jié)段：L3-49例，L4-511例，L5-S1 10例；JOA評(píng)分為(12.4±1.1)分。入組患者均保守治療無(wú)效，具有手術(shù)指征。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)進(jìn)行，患者及家屬書(shū)面簽署知情同意書(shū)，明確本次研究方法及目的。

納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床癥狀表現(xiàn)為反復(fù)腰痛及活動(dòng)受限，時(shí)間≥1年；影響日常工作和生活；積極正規(guī)非手術(shù)治療≥6個(gè)月無(wú)效或反復(fù)發(fā)作，經(jīng)影像學(xué)檢查結(jié)果，椎間盤(pán)造影陽(yáng)性，誘發(fā)疼痛與平時(shí)疼痛類似，確定疼痛源為椎間盤(pán)退變節(jié)段。排除標(biāo)準(zhǔn)：癥狀輕微、功能良好、無(wú)手術(shù)意愿者；影像學(xué)檢查未見(jiàn)明確的椎間盤(pán)退變，或同時(shí)存在并確定疼痛源為腰椎滑脫及椎管狹窄；合并嚴(yán)重內(nèi)科疾病如糖尿病、高血壓等，或存在免疫缺陷、急慢性感染者。

1.2 研究方法

1.2.1 MRI檢查測(cè)定T2相對(duì)值(T2ratio)

術(shù)前行常規(guī)腰椎MRI檢查，通過(guò)處理軟件(IView BOLD)對(duì)椎間盤(pán)中矢狀位髓核中央T2信號(hào)值(椎間盤(pán)T2值)進(jìn)行測(cè)量，并測(cè)量背部皮下脂肪(同一水平面)，得到背部脂肪平均T2值。每個(gè)樣本的上述測(cè)量指標(biāo)測(cè)量3次，取平均值，計(jì)算T2ratio。T2ratio=椎間盤(pán)T2值/背部脂肪平均T2值。

1.2.2 JOA評(píng)分測(cè)定

按照日本骨科協(xié)會(huì)腰痛JOA評(píng)分對(duì)患者的主觀癥狀(腰痛、下肢痛及麻木、步行能力)、體征(直腿抬高試驗(yàn)、感覺(jué)障礙、運(yùn)動(dòng)障礙)、日常生活動(dòng)作、膀胱功能進(jìn)行評(píng)定。評(píng)分范圍0-29分，分?jǐn)?shù)越低表明功能障礙越明顯。

1.2.3 椎間盤(pán)組織中IL-1、IL-6含量測(cè)定

對(duì)所有患者行椎間盤(pán)切除，必要時(shí)行腰椎融合術(shù)，術(shù)中留取部分切除的椎間盤(pán)2 mL標(biāo)本，-70℃保存?zhèn)溆谩２捎民R考斯亮藍(lán)染色法測(cè)定椎間盤(pán)組織中IL-1、IL-6濃度。

1.2.4 觀察指標(biāo)

觀察術(shù)前癥狀JOA評(píng)分，MRI圖像處理軟件收集T2ratio數(shù)據(jù)，馬考斯亮藍(lán)染色法測(cè)定IL-1、IL-6含量水平，分析臨床癥狀JOA評(píng)分、T2ratio與IL-1、IL-6含量水平的相關(guān)性。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

所有患者的術(shù)前JOA評(píng)分為(12.4±1.1)分；經(jīng)MRI檢查，椎間盤(pán)T2值為52.3±4.6，背部脂肪T2值為79.4±8.5，T2ratio值為0.7±0.1；術(shù)后經(jīng)檢驗(yàn)，椎間盤(pán)組織中IL-1水平為(12.4±1.1)pg/mL，IL-6水平為(31.7±2.9)pg/mL。

經(jīng)Pearson直線相關(guān)分析，IL-1、IL-6值均與T2ratio呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.781和-0.852，P=0.000)，見(jiàn)圖1-2；T2ratio與JOA評(píng)分呈顯著正相關(guān)(r=0.764，P=0.000)，見(jiàn)圖3。

圖1 IL-1值與T2ratio相關(guān)性分析

圖2 IL-6值與T2ratio相關(guān)性分析

圖3 T2ratio與JOA評(píng)分相關(guān)性分析

3 討論

據(jù)美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)中心報(bào)告顯示，在醫(yī)院就診的患者中，腰痛患者占總就診人數(shù)的14%，慢性腰痛已經(jīng)成為嚴(yán)峻的醫(yī)療及社會(huì)問(wèn)題，也是目前臨床研究的熱點(diǎn)[4]，但腰痛的確切發(fā)生機(jī)制尚未完全闡明。發(fā)生椎間盤(pán)源性腰痛時(shí)，椎間盤(pán)退變的主要病理表現(xiàn)為椎間盤(pán)代謝能力下降、含水量減少。隨著退變的加速，纖維環(huán)發(fā)生破裂從而產(chǎn)生疼痛[5]。近年來(lái)，椎間盤(pán)源性腰痛的分子機(jī)制為學(xué)者們探索的熱點(diǎn)，有研究顯示，椎間盤(pán)內(nèi)炎性介質(zhì)(IL-1、IL-6)介導(dǎo)的自身免疫反應(yīng)與椎間盤(pán)源性腰痛的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[6]。其中，IL-1是機(jī)體內(nèi)重要的炎癥介質(zhì)，可通過(guò)加速椎間盤(pán)內(nèi)基質(zhì)的降解速度加快椎間盤(pán)退變的進(jìn)程[7]。體外實(shí)驗(yàn)顯示，椎間盤(pán)細(xì)胞經(jīng)過(guò)IL-1的處理后，基質(zhì)的合成與分解平衡被打破，導(dǎo)致椎間盤(pán)退變向不可逆方向發(fā)展。Tonosu等[8]發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生退變的椎間盤(pán)組織中，IL-1、神經(jīng)生長(zhǎng)因子的表達(dá)均明顯升高，能夠增強(qiáng)氧化應(yīng)激反應(yīng)，并隨著炎癥介質(zhì)的釋放產(chǎn)生炎性疼痛；IL-1還可以刺激靶細(xì)胞產(chǎn)生前列腺素E2，局部高濃度的前列腺素E2的代謝過(guò)程能夠促使神經(jīng)末梢感受器敏感性增強(qiáng)，痛覺(jué)敏感度增加[9]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，IL-6能夠激活和聚集炎性介質(zhì)，加重退變椎間盤(pán)的炎癥反應(yīng)；還可以抑制纖維細(xì)胞對(duì)膠原的合成，導(dǎo)致髓核基質(zhì)中的蛋白多糖丟失[10]。Levi等[11]通過(guò)檢測(cè)退變的椎間盤(pán)髓核IL-6水平，發(fā)現(xiàn)其明顯升高，提示IL-6與腰椎間盤(pán)退變的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其可能是導(dǎo)致椎間盤(pán)源性腰痛的關(guān)鍵因素之一。

MRI具有分辨率高、無(wú)創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)椎間盤(pán)的形態(tài)及退變方面能夠早期做出準(zhǔn)確判斷。椎間盤(pán)發(fā)生退變后，由于椎間盤(pán)內(nèi)的自由水和結(jié)合水量均明顯減少，能夠引起MRI的T1馳豫時(shí)間延長(zhǎng)，進(jìn)而引起T2遲豫時(shí)間延長(zhǎng)，因此T2WI對(duì)于椎間盤(pán)的信號(hào)改變最為敏感，能夠早期、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)椎間盤(pán)退行性變的程度。而在退變的椎間盤(pán)內(nèi)，IL-1、IL-6均可影響到蛋白多糖的代謝，而蛋白多糖維持椎間盤(pán)含水量能力的減弱，在MRI表現(xiàn)為T(mén)2信號(hào)的減低。

本研究發(fā)現(xiàn)，IL-1、IL-6值均與T2ratio呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.781和-0.852，P=0.000)；T2ratio與JOA評(píng)分呈顯著正相關(guān)(r=0.764，P=0.000)。椎間盤(pán)源性腰痛患者，椎間盤(pán)MRI-T2信號(hào)值降低越明顯，說(shuō)明椎間盤(pán)內(nèi)IL-1、IL-6含量水平就越高，其介導(dǎo)的自身免疫反應(yīng)也越重，與臨床癥狀呈明顯相關(guān)性。此外，T2ratio與JOA評(píng)分呈顯著正相關(guān)(r=0.764，P=0.000)，表明椎間盤(pán)信號(hào)值降低，患者的功能障礙加重、生活質(zhì)量降低。

綜上所述，在椎間盤(pán)源性腰痛患者椎間盤(pán)退變的過(guò)程中，IL-1、IL-6發(fā)揮著重要作用，與疼痛癥狀的發(fā)生有相關(guān)性，對(duì)椎間盤(pán)內(nèi)含水量的下降也有直接的促進(jìn)作用。通過(guò)T2信號(hào)值與JOA評(píng)分可用來(lái)衡量椎間盤(pán)內(nèi)IL-1、IL-6的含量，同時(shí)隨著椎間盤(pán)T2信號(hào)的下降，患者的功能障礙也明顯增加，說(shuō)明IL-1和IL-6在椎間盤(pán)失水、椎間盤(pán)退變過(guò)程中發(fā)揮重要作用。因此，應(yīng)尋求降低IL-1、IL-6表達(dá)水平，阻斷介導(dǎo)的自身免疫反應(yīng)，乃至尋求逆轉(zhuǎn)椎間盤(pán)退變過(guò)程，從而為有效治療椎間盤(pán)源性腰痛提供客觀依據(jù)。