胸腰椎骨折脊髓損傷炎性與氧化應(yīng)激產(chǎn)物的意義△

賀 翎，王 度

（武漢市第三醫(yī)院骨科，湖北武漢 430060）

隨著人們生活節(jié)奏的加快，各種車禍傷及墜落傷明顯增多，成為現(xiàn)代創(chuàng)傷及致殘的高發(fā)病因。胸腰椎是脊柱的一個獨特節(jié)段，是受到外來暴力導(dǎo)致骨折脫位的高發(fā)部位，90%的脊柱骨折發(fā)生于胸腰段，椎體后緣骨塊壓迫脊髓，并發(fā)神經(jīng)功能損傷，又稱為胸腰椎骨折脊髓損傷［1，2］。胸腰椎骨折脊髓損傷對患者的軀體造成傷害，容易引起強烈的炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)，預(yù)后具有較高的不可預(yù)測性。報道也顯示，炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)與骨折愈合的關(guān)系緊密［3，4］?；诖?，觀察胸腰椎骨折脊髓損傷后血清炎癥因子及氧化應(yīng)激與骨折愈合的關(guān)系具有較高的臨床價值，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡18～65歲；（2）損傷后12 h內(nèi)入院治療；（3）符合《實用骨科學(xué)》下胸腰椎骨折脊髓損傷的診斷標(biāo)準(zhǔn)；（4）患者自愿簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）陳舊性骨折者；（2）中樞神經(jīng)系統(tǒng)障礙者；（3）合并重要臟器功能障礙、嚴(yán)重器質(zhì)性病變者；（4）精神疾病患者。

1.2 一般資料

前瞻性收集2015年3月—2018年12月本院收治且確診為胸腰椎骨折脊髓損傷患者68例為損傷組，其中男40例，女28例，年齡20～60歲，平均（45.62±10.34）歲。此外，收集同期健康體檢者作為健康組，共43例，其中男31例，女12例，年齡21～60歲，平均（45.93±11.61）歲。損傷組和健康組的年齡和性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者及家屬均簽署知情同意書。

1.3 手術(shù)方法

所有患者入院后均立即手術(shù)治療。全麻，俯臥位，以受傷椎體為中心，暴露上下3個相鄰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，切除破裂椎板及交鎖小關(guān)節(jié)，脫位間隙置入椎弓根螺釘，預(yù)彎鈦合金棒，以小骨刀撬撥聯(lián)合“序列漸進提拉法”復(fù)位椎體。清理脫位間隙的椎間盤與終板纖維，將自體碎骨顆粒植入椎間孔椎體間，經(jīng)透視確認(rèn)滿意，固定加壓，放置引流管。術(shù)后甲潑尼龍沖擊治療，常規(guī)脫水治療7 d，抗感染治療10 d，臥床4周，佩戴支具逐步負(fù)重鍛煉。術(shù)后分別于術(shù)后3、4個月X線片檢查骨折愈合情況。

1.4 評價指標(biāo)

采用中文版Oswestry功能障礙指數(shù)（Chinese Os?westry disability index,CODI）和美國脊髓損傷協(xié)會（American Spinal Cord Injury Association,ASIA）神經(jīng)功能評級［5］，按照嚴(yán)重程度分為A級、B級、C級、D級、E級，級別越低，神經(jīng)功能受損越嚴(yán)重，同時術(shù)前ASIA評級-末次隨訪ASIA評級，得到進步0級、1級、2級、3級和4級。

行影像檢查，骨折愈合標(biāo)準(zhǔn)：可見骨痂，骨折線模糊或消失，3個月內(nèi)愈合為I級、4個月內(nèi)愈合為II級，4個月以上愈合為III級。

所有受試者均于確診后的24 h內(nèi)空腹采集外周靜脈血5 ml，離心得血清，ELISA法檢測腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor α,TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（Interleukin-1β,IL-1β）和可溶性血管細(xì)胞間黏附分子-1（soluble vascular intercellular adhesion molecule-1,sVCAM-1）。此外，采用全自動生化分析儀測定外周血總抗氧化能力（total antioxidant capacity,TAC）、過氧化氫酶（catalase,CAT），采用黃嘌呤氧化酶法測定超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD），硫代巴比妥酸法測定丙二醛（malondialdehyde,MDA）。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 臨床與影像結(jié)果

患者均順利完成手術(shù)，術(shù)中1例出現(xiàn)呼吸減慢，微調(diào)整麻醉劑量，癥狀緩解。切口長度10～15 cm，平均（12.34±2.20）cm；手術(shù)失血量 30～114 ml，平均 （67.52±14.51） ml；手術(shù)時間 35～73 min，平均（54.33±12.54）min。68例患者中，3例出現(xiàn)切口淺表感染，根據(jù)藥敏結(jié)果給予敏感抗生素，均愈合。

68例患者均隨訪12～24個月，平均（18.25±4.65）個月?；颊吲R床資料見表1，隨著時間推移，患者的CODI評分顯著下降（P<0.05），而ASIA神經(jīng)功能評級明顯改善（P<0.05）。隨訪過程中，所有患者均未發(fā)生再損傷，均無神經(jīng)損傷再次加重者，均無翻修手術(shù)。至末次隨訪時，ASIA脊髓神經(jīng)功能評級恢復(fù)程度：進步1級11例、2級42例、3級15例，所有患者均可生活自理。

表1 68例患者不同時間點臨床資料與比較

依據(jù)影像學(xué)，68例患者中，19例3個月內(nèi)愈合，32例4個月內(nèi)愈合，17例延遲愈合；至末次隨訪時，所有患者均達(dá)到影像學(xué)骨折愈合。典型影像見圖1。

圖1 患者，男，43歲，傷后腰背痛，雙下肢麻痹1 h入院 1a:矢狀位MRI示T12爆裂骨折，椎體后緣突入椎管，硬膜囊受壓 1b:腰椎CT顯示椎體后壁骨折，骨折塊向后突入椎管，硬膜囊受壓變形 1c,1d:術(shù)后4個月X線片示骨折已完全愈合

2.2 患者與健康人炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢驗結(jié)果與比較

68例脊柱骨折伴脊髓損傷患者與43例健康人炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢驗結(jié)果見表2，與健康人相比，患者的TNF-α、 IL-1β、sVCAM-1和 MDA顯著增加（P<0.05），而TAC、CAT和SOD顯著降低（P<0.05）。

表2 兩組血清炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢測結(jié)果（±s）與比較

表2 兩組血清炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢測結(jié)果（±s）與比較

images/BZ_39_1302_633_1602_719.pngimages/BZ_39_1302_805_1602_891.pngimages/BZ_39_1602_805_1871_891.pngimages/BZ_39_1871_805_2151_891.pngTNF-α（ng/L）24.67±8.656.57±2.44<0.001images/BZ_39_1602_633_1871_719.pngimages/BZ_39_1871_633_2151_719.pngimages/BZ_39_2151_633_2276_719.pngimages/BZ_39_2151_805_2276_891.pngimages/BZ_39_1302_977_1602_1063.pngimages/BZ_39_1871_977_2151_1063.pngimages/BZ_39_1602_977_1871_1063.pngimages/BZ_39_2151_977_2276_1063.pngimages/BZ_39_1302_1149_1602_1236.pngsVCAM-1（μg/L）CAT（nU/ml）MDA（μmol/L）images/BZ_39_1602_1149_1871_1236.png78.67±26.56 32.45±11.23 5.12±2.41images/BZ_39_1871_1149_2151_1236.png21.44±12.13 51.34±13.67 2.17±1.32images/BZ_39_2151_1149_2276_1236.png<0.001<0.001<0.001

2.3 炎性應(yīng)激產(chǎn)物與臨床指標(biāo)的相關(guān)分析

不同術(shù)前ASIA脊髓神經(jīng)功能評級患者炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢測結(jié)果比較見表3。隨術(shù)前ASIA評級脊髓損傷程度減輕，TNF-α、IL-1β、sVCAM-1和MDA顯著降低（P<0.05），而 TAC、CAT和SOD顯著增高（P<0.05）。

表3 術(shù)前不同ASIA評級患者炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢測結(jié)果（±s）與比較

表3 術(shù)前不同ASIA評級患者炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢測結(jié)果（±s）與比較

images/BZ_39_205_1604_686_1674.pngimages/BZ_39_686_1604_992_1674.pngimages/BZ_39_992_1604_1476_1674.pngimages/BZ_39_1476_1604_1954_1674.pngTNF-α（ng/L）31.05±9.2521.45±8.2414.89±7.25<0.001images/BZ_39_205_1465_686_1535.pngimages/BZ_39_686_1465_992_1535.pngimages/BZ_39_992_1465_1476_1535.pngimages/BZ_39_1476_1465_1954_1535.pngimages/BZ_39_1954_1465_2276_1535.pngimages/BZ_39_1954_1604_2276_1674.pngimages/BZ_39_205_1744_686_1814.pngimages/BZ_39_686_1744_992_1814.pngimages/BZ_39_992_1744_1476_1814.pngimages/BZ_39_1476_1744_1954_1814.pngimages/BZ_39_1954_1744_2276_1814.pngimages/BZ_39_205_1883_686_1953.pngsVCAM-1（μg/L）CAT（nU/ml）MDA（μmol/L）images/BZ_39_686_1883_992_1953.png93.63±29.44 26.89±9.48 6.33±2.86images/BZ_39_992_1883_1476_1953.png78.25±25.75 33.75±11.98 4.71±2.32images/BZ_39_1476_1883_1954_1953.png40.91±18.15 44.10±15.42 2.85±1.98images/BZ_39_1954_1883_2276_1953.png<0.001<0.001<0.001

68例患者不同骨折愈合分級炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢測結(jié)果見表4。與I級組比，II級和III級組的TNF-α、IL-1β、sVCAM-1 和 MDA 顯著升高 （P<0.05），TAC、CAT和SOD顯著降低（P<0.05）；與II級組比，III級組的 TNF-α、 IL-1β、sVCAM-1和 MDA增高，TAC、CAT和SOD降低（P<0.05）。

表4 不同骨折愈合分級患者炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢測結(jié)果（±s）與比較

表4 不同骨折愈合分級患者炎性應(yīng)激產(chǎn)物檢測結(jié)果（±s）與比較

images/BZ_39_205_2421_668_2490.pngimages/BZ_39_205_2559_668_2629.pngimages/BZ_39_668_2421_1009_2490.pngimages/BZ_39_668_2559_1009_2629.pngimages/BZ_39_1009_2421_1525_2490.pngimages/BZ_39_1009_2559_1525_2629.pngimages/BZ_39_1525_2421_1971_2490.pngimages/BZ_39_1525_2559_1971_2629.pngTNF-α（ng/L）9.54±3.2225.43±10.3240.15±19.23<0.001images/BZ_39_1971_2421_2276_2490.pngimages/BZ_39_1971_2559_2276_2629.pngimages/BZ_39_205_2698_668_2767.pngimages/BZ_39_668_2698_1009_2767.pngimages/BZ_39_1009_2698_1525_2767.pngimages/BZ_39_1525_2698_1971_2767.pngimages/BZ_39_1971_2698_2276_2767.pngimages/BZ_39_205_2837_668_2906.pngsVCAM-1（μg/L）CAT（nU/ml）MDA（μmol/L）images/BZ_39_668_2837_1009_2906.png33.12±11.23 42.83±12.13 2.36±1.13images/BZ_39_1009_2837_1525_2906.png84.56±24.52 30.87±10.32 4.99±2.11images/BZ_39_1525_2837_1971_2906.png118.49±32.98 23.82±5.23 8.45±3.56images/BZ_39_1971_2837_2276_2906.png<0.001<0.001<0.001

骨折愈合分級與檢測指標(biāo)Spearman分析結(jié)果見表5，TNF-α、IL-1β、sVCAM-1和MDA越高，術(shù)前ASIA評級越低，呈負(fù)相關(guān)（P<0.05）；TAC、CAT和SOD越高，術(shù)前ASIA評級越高，呈正相關(guān) （P<0.05）。

表5 骨折愈合分級與檢測指標(biāo)的Spearmen相關(guān)性結(jié)果

TNF-α、IL-1β、sVCAM-1和MDA越高，骨折愈合時間越晚，呈正相關(guān)（P<0.05）；TAC、CAT和SOD越高，骨折愈合時間越早，呈負(fù)相關(guān)（P<0.05）。

3 討論

骨折后產(chǎn)生的氧化應(yīng)激反應(yīng)可增加骨細(xì)胞的活性氧簇水平，誘導(dǎo)骨細(xì)胞凋亡甚至壞死，當(dāng)骨折發(fā)生，骨髓中的間充質(zhì)干細(xì)胞在細(xì)胞外基質(zhì)及損傷部位的多種炎癥因子的刺激下可發(fā)育為骨細(xì)胞以補充骨折造成的骨細(xì)胞損失，過度的氧化應(yīng)激反應(yīng)可嚴(yán)重影響成骨分化，引發(fā)機體非特異性適應(yīng)反應(yīng)，表現(xiàn)為臟器功能障礙，組織缺氧，成骨分化受限及臟器功能障礙影響了骨折愈合進度。SOD是機體重要的活性物質(zhì)，可清除新陳代謝過程中產(chǎn)生有害物質(zhì)，創(chuàng)傷后繼發(fā)性損傷導(dǎo)致可造成繼發(fā)性過氧化損傷，顯著降低SOD水平［6］。TAC用于反映機體的總抗氧化能力，CAT作為過氧化氫酶，屬于抗氧化劑，具有較好的抗氧化作用。SOD聯(lián)合TAC和CAT可綜合評估機體的抗氧化功能，用于判斷自由基繼發(fā)損傷情況［7］。MDA是自由基連鎖反應(yīng)脂質(zhì)過氧化的終端產(chǎn)物，可反映機體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度［8］。本課題結(jié)果所示，MDA以健康組、3個月愈合、4個月愈合及延遲不愈合、CODI依次增高，TAC、CAT和SOD則依次降低，且術(shù)前ASIA評級及愈合時間與血清氧化應(yīng)激指標(biāo)呈明顯的線性相關(guān)性（P<0.05），如術(shù)前ASIA評級越低，TAC、CAT和SOD則越低，MDA越高，與愈合時間呈相反的趨勢，進一步佐證了胸腰椎骨折脊髓損傷延遲愈合的患者機體中的氧化應(yīng)激狀態(tài)相對較強，骨折創(chuàng)傷和/或手術(shù)過程引起的繼發(fā)性損傷，組織在缺血后發(fā)生血管再灌注損傷造成機體內(nèi)產(chǎn)生的過氧化損傷作用較強，該結(jié)果與文獻(xiàn)報道類似［9，10］。

骨折導(dǎo)致內(nèi)皮功能受損，激活或促進大量自由基被釋放，激活單核巨噬細(xì)胞，TNF-α、IL-1β和sV?CAM-1等炎癥因子水平增高，炎癥因子表達(dá)增高與機體的炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)緊密相關(guān)，大量炎癥因子反應(yīng)逐放大的瀑布效應(yīng)，引起全身炎癥反應(yīng)綜合征，在發(fā)病早期可促進臟器功能衰竭，炎癥因子釋放失控引發(fā)全身炎癥綜合征［11-13］。如本課題結(jié)果所示，血清TNF-α、IL-1β和sVCAM-1水平以健康組、3個月愈合、4個月愈合及延遲不愈合、CODI依次增高，且術(shù)前ASIA評級及愈合時間與血清TNF-α、IL-1β和sVCAM-1呈明顯的線性相關(guān)性（P<0.05），如術(shù)前ASIA評級越低，TNF-α、IL-1β和sVCAM-1則越高，與愈合時間呈相反的趨勢，進一步表明炎癥因子的異常變化參與了骨折愈合，該結(jié)果與文獻(xiàn)報道類似［14-16］。

綜上所述，胸腰椎骨折脊髓損傷患者機體炎癥因子及氧化應(yīng)激與術(shù)前ASIA評級及骨折愈合時間緊密相關(guān)，建議對患者的炎癥因子及氧化應(yīng)激進行檢測，一方面用于預(yù)估康復(fù)預(yù)后情況，另一方面積極尋找有效治療方法，調(diào)整患者的炎癥和氧化應(yīng)激狀態(tài)，縮短骨折愈合時間，改善預(yù)后。