同種異體骨與聚醚醚酮椎間融合器應(yīng)用于頸椎病的薈萃分析

陳楊帆，屈一鳴，欒富鈞，牛 雄，李 波

重慶醫(yī)科大學(xué)附屬永川醫(yī)院骨科，重慶 402160

頸椎前路椎間盤切除融合術(shù)（ACDF）是治療神經(jīng)根型頸椎?。–SR）或部分脊髓型頸椎?。–SM）的金標(biāo)準(zhǔn)［1-2］。ACDF的優(yōu)點(diǎn)包括維持頸椎曲度、通過擴(kuò)大椎間孔直徑及維持椎間高度實(shí)現(xiàn)神經(jīng)的間接減壓、穩(wěn)定手術(shù)節(jié)段、防止退行性病變的進(jìn)展等［3-4］。自體髂骨是ACDF術(shù)中首選的植骨材料，自體髂骨植骨雖然融合率高，但易發(fā)生供區(qū)部位疼痛、應(yīng)力性骨折和股外側(cè)皮神經(jīng)損傷等嚴(yán)重并發(fā)癥，并且會(huì)延長(zhǎng)手術(shù)時(shí)間、增加出血量和手術(shù)感染風(fēng)險(xiǎn)［5-9］。近年來，各種不同形狀和材料的椎間融合器在ACDF術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，其中，同種異體骨與聚醚醚酮（PEEK）椎間融合器具有與自體骨相似的彈性模量和力學(xué)性能，與自體髂骨植骨相比具有并發(fā)癥少、供體來源不受限制等優(yōu)勢(shì)［10］。本研究采用薈萃分析系統(tǒng)評(píng)價(jià)2種材料應(yīng)用于ACDF治療頸椎病的安全性及有效性，旨在為臨床治療中植骨材料的選擇提供循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

1 材料與方法

1.1 文獻(xiàn)檢索策略

通過PubMed、Cochrane Library、Web of Science、Medline、EMBASE、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)和維普網(wǎng)數(shù)據(jù)庫檢索同種異體骨與PEEK椎間融合器應(yīng)用于ACDF治療頸椎病的相關(guān)文獻(xiàn)，檢索時(shí)間范圍為各數(shù)據(jù)庫建庫至2021年7月1日。英文關(guān)鍵詞為“allograft”“structural body allograft”“femoral cortical allograft”“femoral ring allograft”“allogeneic transplant”“allogeneic graft ”“homograft”“homologous transplant”“polyetheretherketone”“PEEK”“cage”“anterior cervical discectomy”“ACDF”，中文關(guān)鍵詞為“同種異體骨”“聚醚醚酮”“椎間融合器”“頸椎前路椎間盤切除融合術(shù)”。

1.2 文獻(xiàn)篩選

由2名研究員獨(dú)立閱讀文題與摘要，對(duì)于可能符合納入研究的文獻(xiàn)進(jìn)行全文閱讀，確定其是否符合納入標(biāo)準(zhǔn)，若2人意見不同則與第3名研究員討論協(xié)商決定。納入標(biāo)準(zhǔn)：①隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)、隊(duì)列研究或回顧性研究；②比較同種異體骨與PEEK椎間融合器應(yīng)用于ACDF的研究；③涉及融合率、融合器沉降率、假關(guān)節(jié)形成率、再手術(shù)率中的至少2項(xiàng)研究結(jié)果。排除標(biāo)準(zhǔn)：①重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)；②系統(tǒng)評(píng)價(jià)、薈萃分析、文獻(xiàn)綜述、生物力學(xué)研究及個(gè)案報(bào)道。

1.3 數(shù)據(jù)提取

數(shù)據(jù)由2名研究員獨(dú)立提取、意見不一致時(shí)與第3名研究員討論協(xié)商決定。提取數(shù)據(jù)：①研究基本信息（作者、年份、研究類型、樣本量、隨訪時(shí)間）；②患者基本信息［年齡、性別、吸煙人數(shù)、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）］；③臨床和影像學(xué)結(jié)果，包括術(shù)后頸椎功能障礙指數(shù)（NDI）、疼痛視覺模擬量表（VAS）評(píng)分、頸椎曲度、置入物沉降率、假關(guān)節(jié)形成率、再手術(shù)率、融合率等。

1.4 文獻(xiàn)質(zhì)量偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

采用紐卡斯?fàn)?渥太華量表（NOS）［11］對(duì)納入研究的病例的選擇方法、病例資料的可比性、接觸暴露評(píng)估方法進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)由2名研究員獨(dú)立完成，最后交叉核對(duì)，如遇分歧則通過與第3名研究員協(xié)商決定。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用RevMan 5.3軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行薈萃分析。以比值比（OR）作為二分類資料的效應(yīng)指標(biāo)，均數(shù)差（MD）作為連續(xù)型變量資料的效應(yīng)指標(biāo)，區(qū)間估計(jì)采用95%置信區(qū)間（CI）；以P< 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。異質(zhì)性定量分析：若I2< 50%且P≥0.05，表明各研究間無異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型；若I2≥50%或P< 0.05，采用隨機(jī)效應(yīng)模型。

2 結(jié) 果

2.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果和質(zhì)量評(píng)價(jià)

共檢索出文獻(xiàn)486篇，根據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，最終8篇文獻(xiàn)［12-19］納入分析，檢索文獻(xiàn)流程圖見圖1。納入研究的8篇文獻(xiàn)均為回顧性研究，各項(xiàng)研究中患者的一般資料都具有齊同可比性（表1）。采用NOS對(duì)文獻(xiàn)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，其中7分、9分各1篇，8分6篇，均為較高質(zhì)量文獻(xiàn)。

表1 納入研究的基本特征及患者一般信息Tab.1 Basic characteristics and general patients information of included studies

圖1 文獻(xiàn)篩選流程圖Fig.1 Flow chart of literature screening

2.2 薈萃分析結(jié)果

納入的8篇研究包含6 950例患者，其中4 569例應(yīng)用同種異體骨植骨（同種異體骨組），2 381例應(yīng)用PEEK椎間融合器植骨（PEEK組）。4篇研究［14，16-18］為多節(jié)段融合，4篇研究［12-13，15，19］為單/雙節(jié)段融合。關(guān)于頸椎曲度，Wang等［17］的研究中提到PEEK組2年后末次隨訪時(shí)頸椎前凸角丟失1.5°±2.2°，同種異體骨組丟失1.9°±2.1°，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P> 0.05）。Moo等［13］、方青等［19］及Buyuk等［12］的研究中都提到，2組術(shù)后頸椎曲度、融合節(jié)段Cobb角及末次隨訪丟失角度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P> 0.05）。2篇研究［13，19］提到2種材料都能夠很好地維持頸椎的生理曲度。各研究涉及手術(shù)時(shí)間及估計(jì)術(shù)中出血量的數(shù)據(jù)較少，因此無法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2.2.1 融合率

共7篇研究［13-19］納入術(shù)后融合率的比較分析，各研究間存在異質(zhì)性（I2=79%，P< 0.05），采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行薈萃分析。結(jié)果顯示，同種異體骨組融合率高于PEEK組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（OR=3.12，95%CI 1.19 ~ 8.15，P< 0.05，圖2）。

圖2 融合率的薈萃分析Fig.2 Meta analysis of fusion rate

2.2.2 置入物沉降率

共4篇研究［12-13，18-19］納入置入物沉降率的比較分析，各研究間存在異質(zhì)性（I2=50%，P> 0.05），采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行薈萃分析。結(jié)果顯示，2組術(shù)后置入物沉降率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（OR=0.71，95%CI 0.37 ~ 1.36，P> 0.05，圖3）。

圖3 置入物沉降率的薈萃分析Fig.3 Meta analysis of subsidence rate

2.2.3 假關(guān)節(jié)形成率

共5篇研究［14-18］納入假關(guān)節(jié)形成率的比較分析，各研究間存在異質(zhì)性（I2=83%，P< 0.05），采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行薈萃分析。結(jié)果顯示，同種異體骨組的假關(guān)節(jié)形成率低于PEEK組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（OR=0.25，95%CI 0.09 ~ 0.69，P< 0.05，圖4）。

圖4 假關(guān)節(jié)形成率的薈萃分析Fig.4 Meta analysis of pseudarthrosis rate

2.2.4 再手術(shù)率

共5篇研究［12，14-15，17-18］納入再手術(shù)率的比較分析，各研究間無異質(zhì)性（I2=14%，P> 0.05），采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行薈萃分析。結(jié)果顯示，同種異體骨組的再手術(shù)率低于PEEK組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（OR=0.25，95%CI 0.12 ~ 0.52，P< 0.05，圖5）。

圖5 再手術(shù)率的薈萃分析Fig.5 Meta analysis of reoperation rate

2.2.5 臨床療效

共有3篇研究［12-13，19］納入NDI的比較分析，各研究間無異質(zhì)性（I2=0，P> 0.05），采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行薈萃分析。結(jié)果顯示，2組術(shù)后NDI差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（MD=-0.32，95%CI -1.33 ~ 0.69，P>0.05，圖6）。共有3篇研究［12-13，19］納入VAS評(píng)分的比較分析，各研究間無異質(zhì)性（I2=8%，P> 0.05），采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行薈萃分析。結(jié)果顯示，2組術(shù)后VAS評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（MD=0.02，95%CI-0.20 ~ 0.23，P> 0.05，圖7）。

圖6 NDI的薈萃分析Fig.6 Meta analysis of NDI

圖7 VAS評(píng)分的薈萃分析Fig.7 Meta analysis of VAS score

3 討 論

理想的椎間融合器應(yīng)具有良好的生物相容性和表面化學(xué)性質(zhì)、便于物質(zhì)交換的高孔隙率、與松質(zhì)骨的植骨區(qū)相匹配的彈性模量，并且在新生骨和椎間融合器之間的動(dòng)態(tài)應(yīng)力能夠保持材料的支撐作用［20］。自體髂骨是植骨的金標(biāo)準(zhǔn)，自體髂骨無免疫原性，它在提供機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)還能提供成骨、骨誘導(dǎo)和骨傳導(dǎo)特性，并能夠獲得滿意的融合率，但供體部位的并發(fā)癥高發(fā)生率及供體來源的有限性都是其潛在的缺點(diǎn)［21］。PEEK的彈性模量接近皮質(zhì)骨［22］，有利于置入物與骨組織形成穩(wěn)定而牢固的骨結(jié)合；它同時(shí)還兼具化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、射線穩(wěn)定性和良好的生物相容性，因此，PEEK是目前在ACDF術(shù)中應(yīng)用最廣泛的材料［18，23］。但PEEK作為一種高分子材料，本身并不可被吸收，也不利于細(xì)胞的生長(zhǎng)爬行，可能會(huì)影響骨融合的速度以及力學(xué)強(qiáng)度［24-26］，因此，PEEK材料并不是椎間融合器最理想的材料。同種異體骨具有天然三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，富含成骨所需的各種生長(zhǎng)因子，兼具骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，可被爬行替代。同種異體骨在保留良好成骨能力的同時(shí)還可提供前柱軸向支撐，避免椎間隙下降，可能成為PEEK椎間融合器的良好替代品［27-29］。本研究納入的文獻(xiàn)中有4篇報(bào)道了頸椎曲度，結(jié)果顯示，2種材料術(shù)后頸椎曲度變化差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；有4篇研究［12-13，18-19］描述了患者臨床療效，其中1篇將融合器是否沉降分為2組進(jìn)行討論，無法與其他3篇一起納入比較；另3篇研究納入薈萃分析，結(jié)果顯示，2種材料末次隨訪時(shí)NDI及VAS評(píng)分差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明2種材料的臨床療效相當(dāng)。

融合率是評(píng)估椎間植骨融合是否成功的關(guān)鍵指標(biāo)。方青等［19］的研究使用同種異體骨治療43例單節(jié)段頸椎病患者，術(shù)后3個(gè)月全部融合，表明同種異體骨具有極佳的融合效果。Vaidya等［30］的研究顯示，PEEK組患者術(shù)后全部植骨融合，同種異體骨組24例中有23例植骨融合，2組融合率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Moo等［13］的研究顯示，PEEK組融合率為100%，同種異體骨組融合率為94.3%。本研究通過薈萃分析方法比較了同種異體骨和PEEK椎間融合器的融合率，共納入7篇研究［13-19］，結(jié)果顯示，同種異體骨有較高的融合率。

假關(guān)節(jié)形成是脊柱手術(shù)中最常見的并發(fā)癥之一，可能導(dǎo)致頸部疼痛、CSR、CSM等不良后果，影響術(shù)后融合率和臨床療效［31-32］。Phillips等［33］的研究發(fā)現(xiàn)，即使是無癥狀的經(jīng)影像學(xué)證實(shí)的假關(guān)節(jié)形成患者，隨著時(shí)間的推移也有很大的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)癥狀（67%，32/48），尤其是接受多節(jié)段手術(shù)的患者；大多數(shù)假關(guān)節(jié)形成患者的臨床結(jié)果很差，其中69%（22/32）須行翻修手術(shù)。同樣，Buttermann等［34］在一項(xiàng)10年以上的前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，10%的患者接受了假關(guān)節(jié)修復(fù)的翻修手術(shù)且大多數(shù)是在初次手術(shù)后的2年內(nèi)進(jìn)行的。Krause等［15］的研究顯示，同種異體骨組的假關(guān)節(jié)形成率（10%，7/71）明顯低于PEEK組（52%，29/56），并且PEEK組有7例患者須再次手術(shù)治療，而同種異體骨組僅1例須再手術(shù)治療。Buyuk等［12］的研究也顯示，同種異體骨組的假關(guān)節(jié)翻修率（8%）低于PEEK組（14%）。本研究通過薈萃分析發(fā)現(xiàn)，同種異體骨組假關(guān)節(jié)形成率和再手術(shù)率均低于PEEK組。

關(guān)于2種材料的沉降率存在一定的爭(zhēng)議。有研究［35］報(bào)道，由于同種異體骨對(duì)促進(jìn)骨生長(zhǎng)具有重要的生物學(xué)作用，而為了實(shí)現(xiàn)骨融合，椎間盤高度大多會(huì)丟失，因此，與PEEK融合器相比，同種異體骨的沉降率更高。這一觀點(diǎn)被McAfee等［36］所佐證，該研究發(fā)現(xiàn)，在腰椎融合術(shù)后的患者中應(yīng)用PEEK融合器術(shù)后2年隨訪時(shí)椎間高度增加了66%。但Moo等［13］認(rèn)為PEEK融合器相較于同種異體骨有更大的沉降可能性。Yson等［18］的研究則發(fā)現(xiàn)，PEEK組和同種異體骨組沉降率（分別為29%和28%）無明顯差異，一種可能的解釋是兩者不同的彈性模量不足以影響最終的影像學(xué)結(jié)果，另一種解釋是所有病例的置入物尺寸相似（均為13 ~ 15 mm）。關(guān)于融合器置入物尺寸對(duì)沉降率影響的研究［37-38］表明，當(dāng)使用更大尺寸的置入物時(shí)，沉降率會(huì)因此降低，在腰椎融合術(shù)中，通過經(jīng)腰大肌入路插入更寬的椎間融合器可以降低融合器沉降的發(fā)生率。此外，手術(shù)中的牽張、融合節(jié)段位置、融合節(jié)段數(shù)量、手術(shù)技術(shù)和鋼板的使用等因素都可能影響到置入物沉降率［39-43］。Karikari等［44］對(duì)35篇文獻(xiàn)進(jìn)行薈萃分析，結(jié)論為置入物的類型并不影響沉降率，且置入物沉降既不影響臨床療效也不影響融合率。本研究通過薈萃分析發(fā)現(xiàn)，同種異體骨組和PEEK組置入物沉降率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

本研究存在以下局限性。①國內(nèi)外對(duì)同種異體骨與PEEK融合器應(yīng)用于ACDF的比較研究較少，且本研究納入的文獻(xiàn)均為回顧性研究，這種非隨機(jī)對(duì)照研究容易受到選擇偏倚、實(shí)施偏倚、混雜偏倚等影響，因此，需要開展更多的前瞻性隨機(jī)對(duì)照研究對(duì)2種材料的沉降率、融合率和患者臨床療效的長(zhǎng)期隨訪結(jié)果進(jìn)行比較。②納入的各研究在椎間融合器填充物均質(zhì)性方面存在一定缺陷，可能導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果的異質(zhì)性。③納入的各研究之間存在一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性，盡管在分析過程中采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行平衡，但還是可能對(duì)結(jié)論產(chǎn)生一定的影響。④本研究?jī)H將同種異體骨與PEEK融合器進(jìn)行了籠統(tǒng)的比較，而沒有將不同種類的PEEK融合器分類討論。⑤根據(jù)Cochrane手冊(cè)［45］推薦，每個(gè)結(jié)局指標(biāo)的薈萃分析納入的研究數(shù)不應(yīng)少于10篇文獻(xiàn)，否則不能判斷不對(duì)稱的真實(shí)性，本研究每項(xiàng)結(jié)局指標(biāo)均未達(dá)到10篇文獻(xiàn)的要求，所以未進(jìn)行發(fā)表偏倚漏斗圖分析。

綜上所述，本研究通過薈萃分析發(fā)現(xiàn)，在ACDF術(shù)中采用同種異體骨進(jìn)行植骨融合治療頸椎病與PEEK融合器相比有較高的融合率、較低的假關(guān)節(jié)形成率和較低的再手術(shù)率，為臨床治療中融合材料的選擇提供了循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。但目前相關(guān)研究較少，未來需要納入大樣本、多中心、高質(zhì)量的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)來進(jìn)一步驗(yàn)證本研究結(jié)論的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。