椎間融合術(shù)后Modic改變對(duì)預(yù)后的影響及其預(yù)防與治療研究進(jìn)展

李 琛，孫崇毅

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院骨科，哈爾濱 150001

終板炎的概念于1987年由De Roos等［1］首先提出，Modic等［2］于1988年對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，故又稱Modic改變。Modic改變是以慢性炎癥、高骨轉(zhuǎn)換、纖維化為特征的受挫再愈合反應(yīng)［3］。Modic改變往往伴隨術(shù)后融合器沉降、不融合及鄰近節(jié)段Modic改變等一系列并發(fā)癥，也是節(jié)段不穩(wěn)的間接標(biāo)志［1］。本文通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)外Modic改變的相關(guān)文獻(xiàn)并加以梳理，從Modic改變發(fā)生過(guò)程及診斷、對(duì)預(yù)后的影響、外科預(yù)防、圍手術(shù)期處理等方面展開分析，綜述如下。

1 發(fā)生過(guò)程及診斷

由于軟骨終板緊鄰椎間盤，因而Modic改變與椎間盤退行性變（IDD）密不可分。損傷及炎性刺激是誘發(fā)或加重Modic改變的因素，在椎體終板發(fā)生破壞后，存在于血液中的低毒力細(xì)菌擴(kuò)散到椎間盤中并在椎間盤內(nèi)的厭氧環(huán)境中滋生，引起低級(jí)別椎間盤炎和血管滲透性增加，進(jìn)而導(dǎo)致椎間盤周圍骨髓的病理改變，即骨髓病變［4］。Thompson等［3］的研究顯示，Modic改變是椎體骨髓病變的一個(gè)亞型，且骨髓病變與ModicⅠ型椎體終板變化具有明顯相關(guān)性，推斷ModicⅠ型改變應(yīng)繼發(fā)于終板微損傷或椎間盤損傷。顯微鏡下ModicⅠ型改變終板標(biāo)本可見，在增厚的骨小梁空隙內(nèi)，纖維結(jié)締組織取代了正常骨髓，終板輕度斷裂，椎體-椎間盤交界處被肉芽組織填充，這些均為炎性表現(xiàn)；在ModicⅡ型改變終板標(biāo)本中，骨髓成分大多為脂肪性骨髓，椎間盤-終板交界處亦可見增生的纖維肉芽組織，且可見破碎的椎間盤成分［5］。以上研究均表明終板微損傷在誘發(fā)Modic改變中的重要性。

無(wú)論是終板周圍炎性介質(zhì)的趨化作用，還是低級(jí)別感染的不斷疊加，亦或是這些過(guò)程的混合，均是椎間盤及終板損傷的原因［6］，進(jìn)而導(dǎo)致Modic改變的發(fā)生。這些過(guò)程其本質(zhì)是聯(lián)系在一起而非相互獨(dú)立的；對(duì)病理活檢的病變組織進(jìn)行計(jì)量學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)生ModicⅠ型改變的終板其骨性增長(zhǎng)活躍，發(fā)生ModicⅡ型改變的終板其骨形成減少，發(fā)生ModicⅢ型改變的終板有穩(wěn)定的骨質(zhì)硬化狀態(tài)，表明Modic改變中椎體和骨髓之間存在動(dòng)態(tài)的相互依隨關(guān)系［7］。此外，骨質(zhì)硬化癥也可出現(xiàn)在的Modic Ⅰ/Ⅱ或ModicⅡ/Ⅲ混合型改變中［8］。上述研究均表明，3種不同的Modic分型本質(zhì)上代表了同一病理過(guò)程的不同階段，所有的Modic改變均可伴隨出現(xiàn)ModicⅠ/Ⅱ型或ModicⅡ/Ⅲ混合型改變。

2 對(duì)預(yù)后的影響

2.1 融合器沉降

術(shù)后融合器向上或向下陷入椎體超過(guò)2 mm即可定義為融合器沉降，通常伴隨術(shù)后椎間高度指數(shù)（IHI）的降低。IHI降低普遍被認(rèn)為是椎間盤、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)及椎弓根三者受力增加而共同作用的結(jié)果［9-10］；劉耀升等［11］、Galbusera等［12］和Tanaka等［13］的研究均表明，IHI降低會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)脊柱節(jié)段軸向剛度與屈伸剛度出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的增大。由于IHI在生物力學(xué)方面的重要意義，加之患者合并Moidc改變的病情特殊性，IHI與Modic 改變的相關(guān)性研究具有重要的臨床意義和預(yù)測(cè)預(yù)后的參考性。

有研究［14］報(bào)道，腰椎后路融合術(shù)后，ModicⅠ型改變患者臨床癥狀改善最佳，ModicⅡ型及無(wú)Modic改變的患者改善情況相似，但ModicⅠ型和Ⅱ型患者發(fā)生IHI降低的比例較無(wú)Modic改變患者高。王牧一等［15］的研究表明，術(shù)前 Modic 改變可顯著增加經(jīng)椎間孔入路腰椎椎間融合術(shù)（TLIF）后融合器沉降風(fēng)險(xiǎn)，尤其是ModicⅠ型和Ⅱ型改變，但對(duì)椎間融合效果沒(méi)有明顯影響。王云清等［16］和Steffen等［17］認(rèn)為，融合器輕度沉降會(huì)增加融合器穩(wěn)定性，或許有利于術(shù)后融合。Liu等［18］的研究表明，斜外側(cè)入路腰椎椎間融合術(shù)（OLIF）中無(wú)Modic改變組的融合器沉降率明顯高于Modic改變組。以上研究表明，Modic改變對(duì)融合器沉降的影響可能與術(shù)式選擇及術(shù)中操作有關(guān)，其相關(guān)性值得進(jìn)一步探究。

2.2 融合率

一般認(rèn)為，前屈后伸位X線片上融合節(jié)段的相鄰節(jié)段椎間角度的差異小于5°、棘突間活動(dòng)軌跡無(wú)反常、融合節(jié)段椎體與融合器之間無(wú)透亮區(qū)域或X線片上透亮區(qū)小于融合器表面的1/2、融合器位置無(wú)偏移即表明植骨融合［19］。Modic改變引起的終板鈣化導(dǎo)致軟骨終板通透性下降50% ~ 60%，使終板不能為植骨融合區(qū)提供營(yíng)養(yǎng)和血供［20］。馬輝［14］的研究顯示，融合術(shù)后Modic改變者的融合率較無(wú)Modic改變者低，且植骨區(qū)與椎體間的融合周期及融合效果均較無(wú)Modic改變者差，證明Modic改變可能在一定程度上抑制了融合過(guò)程；繼續(xù)觀察2組患者術(shù)后6個(gè)月融合率，有無(wú)Modic改變對(duì)融合率均無(wú)明顯影響，Modic改變組的融合效果也令人滿意，且分型對(duì)照（ModicⅠ型和ModicⅡ型）差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Kwon等［21］的研究比較了所有分型的Modic改變對(duì)采用椎間融合術(shù)治療的患者術(shù)后融合率及臨床療效的影響，結(jié)果表明，ModicⅢ型改變患者的椎間融合率及臨床療效均較ModicⅠ型和Ⅱ型改變者差。

2.3 疼痛

Modic改變患者的主訴為疼痛，在終板發(fā)生Modic改變?cè)缙跁r(shí)，疼痛的主要來(lái)源可能是受損終板附近的傷害性感受器受到化學(xué)和機(jī)械刺激［6］。目前，以Modic改變患者為研究對(duì)象對(duì)比手術(shù)前后疼痛情況的相關(guān)文獻(xiàn)較少。王牧一等［15］的研究顯示，TLIF治療前后，Modic改變組與無(wú)Modic改變組疼痛視覺(jué)模擬量表（VAS）評(píng)分及Oswestry功能障礙指數(shù)（ODI）差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Modic改變累及椎體面積的大小在ModicⅠ型改變中有重要意義，莊汝杰等［22］的研究表明，ModicⅠ型改變累及椎體面積與VAS評(píng)分呈正相關(guān)；Han?mo?lu等［23］的研究以O(shè)DI為因變量，以年齡、平均Pfirrmann分級(jí)、ModicⅠ型改變累及椎體總面積、性別為自變量，在多元線性回歸模型中僅ModicⅠ型改變累及椎體總面積與ODI呈顯著正相關(guān)。同ModicⅠ型改變類似，ModicⅡ型改變患者慢性下腰痛的程度同樣隨椎體終板Modic改變累及面積增加而加重［24］。盡管相關(guān)研究較少，但為以后的研究提供了思路，未來(lái)以手術(shù)為側(cè)重點(diǎn)對(duì)Modic改變患者的疼痛情況進(jìn)行觀察研究，或?qū)⒂懈吲R床意義的發(fā)現(xiàn)。

3 術(shù)后Modic改變的預(yù)防及治療

終板損傷是導(dǎo)致Modic改變的重要因素之一，減少終板損傷對(duì)預(yù)防Modic的發(fā)生和轉(zhuǎn)變有重要意義。融合術(shù)需要切除椎間盤組織后再行植骨融合，雖然術(shù)后穩(wěn)定性較好，但在一定程度上影響了手術(shù)節(jié)段的生理狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)能力，加快了鄰近節(jié)段的退行性變，從而增加了術(shù)后鄰近節(jié)段Modic改變的概率［25］。終板損傷不僅存在于術(shù)前，手術(shù)過(guò)程中對(duì)終板的過(guò)度處理同樣可引起醫(yī)源性終板損傷，預(yù)防術(shù)中融合間隙終板的醫(yī)源性損傷是減少融合術(shù)后并發(fā)癥的主要手段之一。融合器的融合效果與術(shù)中終板刮除程度相關(guān)［26］，一般認(rèn)為，術(shù)中增加對(duì)病變位置終板的刮除，可提高術(shù)后融合效果；但過(guò)度刮除往往伴隨著醫(yī)源性終板損傷，導(dǎo)致術(shù)后復(fù)發(fā)或新發(fā)Modic改變。若為了盡可能保留終板附近骨質(zhì)而減少對(duì)椎體病變區(qū)域的清理，同樣可增加Modic改變復(fù)發(fā)甚至向Ⅱ型、Ⅲ型轉(zhuǎn)變的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，處理Modic改變的病變終板，在刮除軟骨終板去除部分病變的同時(shí)，應(yīng)稍增加清理程度，使其少量滲血，促進(jìn)植骨區(qū)的營(yíng)養(yǎng)和血供，有助于融合［27］。

椎間盤內(nèi)注射類固醇激素、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）抗體、抗生素和雙膦酸鹽等，可預(yù)防術(shù)后鄰近節(jié)段退行性變導(dǎo)致的繼發(fā)Modic改變，避免終板的退行性變及損傷。這些藥物在短期內(nèi)緩解Modic改變的有效性已被證實(shí)，但長(zhǎng)期療效尚不清楚；此外，誘導(dǎo)或促進(jìn)軟骨終板之間潤(rùn)滑素的產(chǎn)生可能會(huì)成為未來(lái)Modic改變和椎間盤退行性變治療的研究方向［6，28］。施強(qiáng)慧等［29］和Liu等［30］認(rèn)為，椎體終板由透明軟骨終板和骨終板組成，軟骨終板與軟骨下骨的結(jié)構(gòu)類似于滑膜關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)面，而椎間盤作為一類軟骨樣組織，其退行性變很可能與關(guān)節(jié)軟骨有相似之處。在滑膜關(guān)節(jié)中，潤(rùn)滑素附著在關(guān)節(jié)表面，潤(rùn)滑素表達(dá)受抑制時(shí)，終板中痤瘡假單胞菌開始出現(xiàn)，并最終促進(jìn)巨噬細(xì)胞的進(jìn)展和終板的退行性變［30］，因此，潤(rùn)滑素在軟骨終板中的主要作用可能并不是潤(rùn)滑，而是抗炎。Ohtori等［31］和Dudli等［32］的研究顯示，Modic改變與TNF誘導(dǎo)的炎性反應(yīng)有關(guān)，椎間盤中的髓核細(xì)胞具有免疫原性，椎間盤破壞后髓核細(xì)胞暴露于椎間隙內(nèi)并觸發(fā)炎癥的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，而TNF-α可能在該炎性反應(yīng)中發(fā)揮核心作用。Walter等［33］的研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生IDD甚至Modic改變的椎間盤中，均有TNF-α的表達(dá)，TNF-α的表達(dá)觸發(fā)白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、IL-6和IL-8的釋放，而英夫利昔單抗可以在體外降低其表達(dá)從而抑制TNF。這為未來(lái)潤(rùn)滑素及生物制劑對(duì)Modic改變的預(yù)處理等相關(guān)研究提供了方向。

4 總結(jié)與展望

盡管Modic改變的相關(guān)研究較多，但對(duì)于Modic改變的預(yù)防及治療，目前仍處于起步階段。近年來(lái)，有學(xué)者［34-35］發(fā)現(xiàn)，除了椎間盤損傷及低毒力細(xì)菌感染，痛風(fēng)也是引起終板退行性變及Modic改變的原因之一，高尿酸血癥及痛風(fēng)患者的椎間盤或終板中存在尿酸結(jié)晶，這些患者均有嚴(yán)重的IDD。在痛風(fēng)急性發(fā)作期間，單鈉尿酸鹽（MSU）晶體會(huì)刺激并導(dǎo)致周圍組織發(fā)生水腫、充血、炎性反應(yīng)及骨質(zhì)破壞，引發(fā)椎體不穩(wěn)，甚至出現(xiàn)痛風(fēng)石壓迫脊髓神經(jīng)根。若痛風(fēng)石晶體在終板和椎間盤中積累，必然會(huì)加快IDD的發(fā)生?？梢哉f(shuō)，對(duì)Modic改變患者的治療過(guò)程中，忽視血液中尿酸水平的變化，很有可能導(dǎo)致高尿酸血癥與Modic改變形成惡性循環(huán)，因此，監(jiān)測(cè)血液中尿酸水平對(duì)Modic改變也會(huì)起到一定的預(yù)防及治療作用；當(dāng)下采用TNF抑制劑治療Modic改變逐漸形成趨勢(shì)，在對(duì)包括中軸性脊柱炎在內(nèi)的幾種炎性疾病的治療中，TNF-α抑制劑療效顯著［36-37］。Gjefsen等［38］的研究表明，使用英夫利昔單抗抑制椎間盤炎癥可能是下腰痛和Modic改變的一種治療策略。這些研究提示，對(duì)于Modic改變，生物制劑的使用及免疫相關(guān)治療可能會(huì)成為趨勢(shì)，也是未來(lái)預(yù)防和治療Modic改變的新思路。