腰椎Modic改變的發(fā)生機(jī)制和治療進(jìn)展

王詩(shī)晴，傅瑞陽(yáng)

(1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院，浙江 杭州 310053；2.湖州市中醫(yī)院，浙江 湖州 313000)

椎體終板由骨性終板和軟骨終板構(gòu)成，其中骨性終板由椎體上下面的骨骺板骨化而成，且呈輕度凹陷狀，而軟骨終板則是由椎體終板的中央薄層透明軟骨構(gòu)成。Modic改變又稱(chēng)椎體終板信號(hào)改變，即MRI上椎體終板及終板下骨質(zhì)的異常影像學(xué)變化。有研究[1-4]發(fā)現(xiàn)，腰椎Modic改變是引起腰背部疼痛的原因之一，因此深入研究腰椎Modic改變的發(fā)生機(jī)制可為腰背部疼痛的治療提供參考?，F(xiàn)就腰椎Modic改變的發(fā)生機(jī)制和治療進(jìn)展綜述如下。

1 腰椎Modic改變的分型

目前腰椎Modic改變的分型仍沿用1988年Modic提出的分型原則，即根據(jù)腰椎MRI的影像特征分為3種類(lèi)型。Ⅰ型：MRI上T1WI呈低信號(hào)，T2WI呈高信號(hào)，提示椎體終板炎性改變或水腫；Ⅱ型：MRI上T1WI和T2WI均呈高信號(hào)，提示椎體紅骨髓向黃骨髓轉(zhuǎn)化；Ⅲ型： MRI上T1WI和T2WI均呈低信號(hào)，提示椎體終板硬化。

2 腰椎Modic改變的發(fā)生機(jī)制

2.1 機(jī)械應(yīng)力異常一般情況下，腰椎Modic改變的發(fā)生與椎體損傷有關(guān)。行椎間盤(pán)切除術(shù)后，椎體的生物力學(xué)結(jié)構(gòu)也相應(yīng)改變，這可能促進(jìn)腰椎Modic改變的發(fā)生[5]。Han等[6]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎Modic改變與肥胖和高強(qiáng)度的體力勞動(dòng)有關(guān)。肥胖會(huì)使椎體終板長(zhǎng)期處于高負(fù)荷狀態(tài)，而高強(qiáng)度的體力勞動(dòng)也會(huì)增加作用于椎體終板的剪切力，一旦椎體終板的負(fù)荷超過(guò)閾值，可能會(huì)導(dǎo)致椎體終板和骨小梁損傷[7]。腰椎Modic改變多見(jiàn)于L4～L5或L5S1節(jié)段[8]，而L4～L5和L5S1節(jié)段是全身承受應(yīng)力最大的部位[9]，這提示持續(xù)、過(guò)載及不均衡作用于椎體終板的機(jī)械應(yīng)力會(huì)引起椎體終板的損傷，從而導(dǎo)致腰椎Modic改變。

2.2 炎癥反應(yīng)從椎體終板損傷到腰椎Modic改變形成這一過(guò)程，也是復(fù)雜的炎癥反應(yīng)過(guò)程。Moon等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在Modic改變的椎體中有腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α的存在。TNF-α屬于促炎細(xì)胞因子[11]，在有Modic改變的椎體中發(fā)現(xiàn)TNF-α，提示該椎體內(nèi)曾發(fā)生過(guò)炎癥反應(yīng)。Rajasekaran等[12]對(duì)有Modic改變者和無(wú)Modic改變者的椎間盤(pán)進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)研究，在Modic改變組中發(fā)現(xiàn)TNF-α?xí)ㄟ^(guò)上調(diào)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞和滑膜成纖維細(xì)胞中軟骨酸性蛋白1的表達(dá)引起炎癥反應(yīng)或軟骨破壞。Walter等[13]研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α可以刺激髓核產(chǎn)生白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6和 IL-8等促炎細(xì)胞因子，而這些促炎細(xì)胞因子又會(huì)使TNF-α含量增加，最終形成惡性循環(huán)。椎體終板損傷后，大量促炎物質(zhì)的釋放可使TNF-α含量增加，加劇軟骨終板的破壞，最終導(dǎo)致腰椎Modic改變的發(fā)生。

2.3 細(xì)菌感染Stirling等[14]最先報(bào)道，在腰痛患者的椎間盤(pán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的存在。Yuan等[15-17]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎Modic改變者的椎間盤(pán)內(nèi)存在痤瘡丙酸桿菌。Aghazadeh等[17]對(duì)行椎間盤(pán)切除術(shù)的腰椎間盤(pán)突出癥患者進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)多數(shù)有腰椎Modic改變的樣本組織內(nèi)存在痤瘡丙酸桿菌，認(rèn)為腰椎Modic改變與痤瘡丙酸桿菌有關(guān)。痤瘡丙酸桿菌是一種厭氧菌，而椎間盤(pán)內(nèi)的環(huán)境相對(duì)無(wú)氧，因此適合痤瘡丙酸桿菌的生長(zhǎng)。然而部分學(xué)者[18-19]對(duì)細(xì)菌感染與腰椎Modic改變有關(guān)持相反意見(jiàn)。Ahmed-Yahia等[18]對(duì)不同手術(shù)入路的腰痛患者進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)前側(cè)入路組的椎體細(xì)菌陽(yáng)性檢出率低于后側(cè)入路組，然而椎體細(xì)菌陽(yáng)性檢出率在有或無(wú)腰椎Modic改變的患者之間沒(méi)有差異，由此認(rèn)為后側(cè)入路手術(shù)更易引起污染，從而出現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果。Rajasekaran等[12]在有腰椎Modic改變者的椎間盤(pán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)，宿主防御蛋白、半乳糖凝集素-8、人源重組蛋白P01均呈特異性表達(dá)，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過(guò)程。由于半乳糖凝集素-8和人源重組蛋白P01是與革蘭氏陽(yáng)性菌及陰性菌有關(guān)的抗菌蛋白[20]，泛素系統(tǒng)可能參與細(xì)菌感染過(guò)程[21]，宿主防御蛋白與細(xì)菌感染引起的炎癥反應(yīng)有關(guān)[22]，在有Modic改變的腰椎組織內(nèi)發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)，提示該處曾發(fā)生細(xì)菌感染。Djuric等[23]研究發(fā)現(xiàn)，免疫失調(diào)可能為腰椎Modic改變組織被細(xì)菌感染創(chuàng)造了條件。

2.4 遺傳變異Karppinen等[24]研究發(fā)現(xiàn)，IL-1基因簇和基質(zhì)金屬蛋白酶-3基因的遺傳變異與腰椎Modic改變Ⅱ型有關(guān)，且這種相關(guān)性是多基因共同作用的結(jié)果，而單個(gè)基因的遺傳變異與腰椎Modic改變無(wú)關(guān)。Kanna等[25]研究發(fā)現(xiàn)，IL-1基因簇的遺傳變異與腰椎Modic改變無(wú)關(guān)，而維生素D受體基因和基質(zhì)金屬蛋白酶-20基因的遺傳變異與腰椎Modic改變有關(guān)。雖然腰椎Modic改變具有遺傳性已被證實(shí)[26]，但遺傳變異在腰椎Modic改變中的具體作用機(jī)制尚不明確。

3 腰椎Modic改變的臨床意義

3.1 腰椎Modic改變對(duì)椎間盤(pán)和椎體的影響腰椎Modic改變可影響腰椎間盤(pán)的退變程度。Xiao等[27-28]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎Modic改變者的椎間盤(pán)退變程度較無(wú)腰椎Modic改變者的嚴(yán)重，并且Modic改變面積與椎間盤(pán)退變程度呈正相關(guān)，因此認(rèn)為Modic改變可作為椎間盤(pán)退變程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。此外，Hayashi等[28-30]研究發(fā)現(xiàn)，有Modic改變的椎體更容易移位，可造成腰椎側(cè)凸或椎間盤(pán)突出癥復(fù)發(fā)，原因可能是有Modic改變的椎體終板與椎體連接處相對(duì)薄弱。發(fā)生Modic改變的椎體軟骨終板較為薄弱，其受損后軟骨終板碎片可進(jìn)入突出的椎間盤(pán)組織，影響椎間盤(pán)邊緣新生血管形成及巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，不利于突出的椎間盤(pán)組織重吸收[31]。

3.2 腰椎Modic改變對(duì)腰椎手術(shù)效果的影響腰椎Modic改變可能影響腰椎手術(shù)效果。Hao等[32]研究發(fā)現(xiàn)，行內(nèi)鏡下腰椎間盤(pán)摘除術(shù)的患者中，有腰椎Modic改變者的術(shù)后腰椎間盤(pán)突出癥復(fù)發(fā)率較高。Kumarasamy等[33]研究發(fā)現(xiàn)，行顯微鏡下腰椎間盤(pán)摘除術(shù)的患者中，有Modic改變者的術(shù)后椎間盤(pán)炎發(fā)病率高于無(wú)Modic改變者，且術(shù)后1年時(shí)有Modic改變者的腰部疼痛及運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)情況均較差。Pradip等[34]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎Modic改變是腰椎術(shù)后感染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。王牧一等[35]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎Modic改變可增加腰椎融合術(shù)后融合器下沉的風(fēng)險(xiǎn)。Takahashi等[36-37]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎Modic改變不僅會(huì)影響術(shù)后腰椎功能恢復(fù)，甚至?xí)又匦g(shù)后相關(guān)癥狀。我們認(rèn)為，臨床可將腰椎Modic改變納入與手術(shù)相關(guān)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)中，全面評(píng)估手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，制定合理的手術(shù)方案，從而促進(jìn)患者早期康復(fù)。

3.3 腰椎Modic改變對(duì)腰背部疼痛程度的影響對(duì)腰痛患者而言，腰椎Modic改變是一個(gè)不良信號(hào)，可能意味著更嚴(yán)重的臨床癥狀。Mera等[38-39]研究發(fā)現(xiàn)，Ⅰ型和Ⅱ型腰椎Modic改變與腰背部疼痛程度有關(guān)。Chen等[40]研究發(fā)現(xiàn)，腰痛患者中腰椎Modic改變Ⅱ型者最為多見(jiàn)、Ⅲ型者最為少見(jiàn)。Hanimoglu等[41]研究發(fā)現(xiàn)，腰椎Modic改變Ⅰ型者的椎體Modic改變面積與腰椎功能障礙指數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。這一結(jié)果有助于判斷腰椎Modic改變Ⅰ型者的腰椎功能障礙嚴(yán)重程度。Jensen等[42]研究發(fā)現(xiàn)，有腰椎Modic改變的腰痛患者，其腰痛持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于無(wú)腰椎Modic改變者。Tian等[43]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)皮腰椎間盤(pán)切除術(shù)聯(lián)合經(jīng)皮骨水泥成形術(shù)是治療伴腰椎Modic改變Ⅰ型的腰椎間盤(pán)突出癥的有效方法。我們認(rèn)為，對(duì)于有腰椎Modic改變的腰痛患者應(yīng)早期進(jìn)行針對(duì)性治療，從而達(dá)到改善預(yù)后的目的。

4 腰椎Modic改變的治療方法

4.1 非手術(shù)治療

4.1.1藥物治療 Gjefsen等[44]研究發(fā)現(xiàn)，英利昔單抗可用于治療腰椎Modic改變。英利昔單抗是一種單克隆抗體，其可以通過(guò)抑制TNF-α的表達(dá)減輕炎癥反應(yīng)，臨床常用于治療慢性腰背部疼痛[45-47]。Albert等[48-49]研究發(fā)現(xiàn)，采用抗生素治療伴Ⅰ型腰椎Modic改變的腰背部疼痛，可以獲得良好效果。引起腰椎Modic改變的原因較多，并非所有存在Modic改變者的椎間盤(pán)內(nèi)均有感染發(fā)生，因此應(yīng)注意合理應(yīng)用抗生素。Cao等[50-51]研究發(fā)現(xiàn)，椎間盤(pán)內(nèi)注射類(lèi)固醇類(lèi)藥物治療伴腰椎Modic改變的椎間盤(pán)源性腰痛，可以顯著改善患者的腰背部疼痛癥狀，且能減小Modic改變面積。Cai等[52]研究發(fā)現(xiàn)，唑來(lái)膦酸治療伴腰椎Modic改變的腰痛效果良好，但失眠、抑郁等不良反應(yīng)的發(fā)生率較高，臨床應(yīng)謹(jǐn)慎應(yīng)用。

4.1.2針灸和推拿治療 袁仕國(guó)等[53]研究發(fā)現(xiàn)，推拿治療伴Ⅰ型腰椎Modic改變的慢性非特異性腰痛效果顯著。推拿療法是治療腰背部疼痛的常用方法，其作用機(jī)制可能是通過(guò)抑制TNF-α和IL-6的表達(dá)減輕炎癥反應(yīng)[54-56]。針灸療法也是治療腰背部疼痛的常用方法，其作用機(jī)制可能與減輕炎癥反應(yīng)、調(diào)控神經(jīng)-免疫-內(nèi)分泌系統(tǒng)有關(guān)[57-60]。我們認(rèn)為，臨床可采用針灸和推拿治療腰椎Modic改變，通過(guò)減輕局部炎癥反應(yīng)減少椎體終板破壞，從而延緩或控制Modic改變的進(jìn)一步發(fā)展。

4.2 手術(shù)治療腰椎Modic改變非手術(shù)治療無(wú)效時(shí)可采用手術(shù)方法治療。Sairyo等[61]報(bào)道，椎間孔鏡下椎間盤(pán)切除術(shù)治療Ⅰ型腰椎Modic改變引起的慢性腰痛效果良好。對(duì)于腰椎Modic改變引起的慢性腰背部疼痛患者，可采用竇椎神經(jīng)射頻消融術(shù)治療，能夠有效減輕腰背部疼痛癥狀[62-63]。

5 小 結(jié)

目前，腰椎Modic改變的具體發(fā)生機(jī)制尚未完全明確，也無(wú)針對(duì)腰椎Modic改變的統(tǒng)一治療方法。我們認(rèn)為，未來(lái)進(jìn)行與腰椎Modic改變有關(guān)的研究時(shí)，可從感染條件和感染標(biāo)志物兩個(gè)方面進(jìn)行深入探討，這對(duì)提高腰椎Modic改變的療效具有積極意義。此外，有關(guān)英利昔單抗、針灸和推拿治療腰椎Modic改變的療效，未來(lái)還需開(kāi)展更多的高質(zhì)量研究予以證實(shí)。