腰椎關節(jié)突關節(jié)骨關節(jié)炎研究進展

高澤 李凱 王世雄 栗遠威 席凡輝 張麒 薛旭紅

腰椎關節(jié)突關節(jié)骨關節(jié)炎（LFJOA）又稱腰椎小關節(jié)骨關節(jié)炎，是一種累及腰椎關節(jié)突的疾病，可導致下腰痛和活動障礙。該病好發(fā)于中老年人群，文獻報道15%～45%的腰痛來源于關節(jié)突關節(jié)[1]。上世紀初，有學者提出部分患者的腰痛可能由關節(jié)突關節(jié)病變所致，此后源于關節(jié)突關節(jié)的腰腿痛被稱為“小關節(jié)綜合征”。之后，學者們從病理組織層面證實關節(jié)突關節(jié)存在骨關節(jié)炎，其病理特征是軟骨退變、軟骨下骨硬化和關節(jié)邊緣反應性增生。近年來，LFJOA 發(fā)病率呈上升趨勢，嚴重影響患者的工作與生活質量，因此其發(fā)病機制和治療一直是研究熱點之一。本文對LFJOA 在形態(tài)學與生物力學、影像學、分子生物學及階梯化臨床治療等方面的研究進展進行綜述，以期為臨床預防、診斷及治療提供新思路。

1 解剖特點與生物力學

腰椎關節(jié)突關節(jié)位于椎體背外側，椎弓根與椎板移行處，左右各一，由上位椎體的下關節(jié)突和下位椎體的上關節(jié)突共同組成，上關節(jié)突面向后內側，而下關節(jié)突面向前外側，二者交互咬合，維持椎體穩(wěn)定[2]。上、下關節(jié)突內均有關節(jié)軟骨覆蓋，軟骨下襯有透明軟骨，由于軟骨層缺乏血供，故損傷后很難自我修復[3]。腰椎關節(jié)突關節(jié)完全被囊性韌帶包裹,其有內外兩層，內外層韌帶的彈性纖維走向交錯,具有豐富的自主神經(jīng)纖維和痛覺神經(jīng)纖維支配，每個腰椎關節(jié)突關節(jié)至少接受2個節(jié)段脊神經(jīng)后支發(fā)出的內側支的支配，這成為腰椎小關節(jié)紊亂綜合癥發(fā)生的病理基礎[4]。

眾所周知，L1～S1關節(jié)突的關節(jié)面方向依次由矢狀化向冠狀化過渡。上腰椎（L1～L2）關節(jié)突的關節(jié)面方向呈矢狀化，便于腰椎屈伸活動，并可阻止軀體軸向旋轉和椎體向前滑脫；而下腰椎（L3～L5）關節(jié)突的關節(jié)面方向則趨向冠狀化，這有利于旋轉和對抗剪切應力[5]。兩側腰椎關節(jié)突關節(jié)與椎間盤共同構成脊柱節(jié)段功能運動的基本單位，稱為“三關節(jié)復合體”，具有十分重要的生物力學作用，其中椎間盤主要承擔75%的軸向載荷，而腰椎關節(jié)突關節(jié)在承擔25%軸向載荷的同時，也發(fā)揮抗扭轉、抗剪切、抗滑移以及維持脊柱運動單元穩(wěn)定的作用[6]。

2 病理改變與致病機制

2.1 病理改變

LFJOA 是常見的腰椎退行性疾病，其發(fā)生源于關節(jié)軟骨退變，并逐步發(fā)展至滑膜、關節(jié)囊、軟骨下骨，最終導致整個關節(jié)突的形態(tài)學改變。與人體其它滑膜關節(jié)相似，LFJOA 的病理變化主要包括滑膜增生、軟骨退變、軟骨下骨硬化、關節(jié)間隙變窄、關節(jié)面粗糙和不規(guī)則、關節(jié)邊緣骨贅形成等[7]。

2.2 致病機制

信號通路的調節(jié)：研究發(fā)現(xiàn)，Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路在LFJOA 患者中活性顯著增強，從而導致軟骨細胞的異常增殖和分化[8]。轉化因子（TGF）-β/骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）信號通路在LFJOA 患者中也存在表達異常，其與軟骨退行性變相關，在軟骨細胞增殖、分化和基質合成中發(fā)揮作用[9]。核因子（NF）-κB 信號通路是炎癥反應的關鍵調節(jié)因子，在LFJOA 組織中，該通路的活性顯著增高，并促進了炎癥因子（如腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-6、白細胞介素-1β）釋放，這些炎癥反應的活化可能導致炎性細胞浸潤，進而加劇LFJOA 的發(fā)展[10]。Orikasa 等[11]發(fā)現(xiàn)，印度刺猬(IHH)信號通路在LFJOA 發(fā)生過程中起關鍵性作用，其可影響關節(jié)軟骨細胞的增殖和分化，調節(jié)關節(jié)軟骨穩(wěn)態(tài)，調控骨骼發(fā)育或修復過程。有研究發(fā)現(xiàn)，LFJOA 患者中IHH 信號通路相關基因（GLI1、PTCH1和HHIP）的mRNA 水平與關節(jié)突關節(jié)退變病理評分呈正相關，表明IHH 信號通路可能對LFJOA 發(fā)展有正向促進作用[12]。

相關基因與細胞因子：Wu 等[13]研究發(fā)現(xiàn)，P2Y12 受體在正常軟骨中表達較弱，而在退變嚴重的關節(jié)軟骨中表達較高。他們的骨關節(jié)炎（OA）動物模型研究顯示，P2Y12 受體參與LFJOA 發(fā)展，其通過磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K） /蛋白激酶B （Akt）信號通路抑制B 淋巴細胞瘤-2（Bcl-2）基因相關啟動子和Bcl-2的結合，從而抑制細胞凋亡和細胞外基質降解，改變了軟骨穩(wěn)態(tài)[14]。Jiang 等[14]發(fā)現(xiàn)，腫瘤壞死因子受體相關因子2（TRAF2）在LFJOA軟骨細胞中具有抗凋亡作用。TRAF2 作為銜接蛋白，可與腫瘤壞死因子受體結合，轉導信號，增加腫瘤壞死因子-α 誘導的Caspase-3/-8 裂解表達，通過Caspase 依賴性信號通路負向調節(jié)軟骨細胞凋亡。Nakamura 等[15]發(fā)現(xiàn)，人鋅指蛋白440（ZNF440）在LFJOA 和膝關節(jié)OA 軟骨中的表達增加，并首次揭示了ZNF440 對OA 發(fā)展中軟骨退化的潛在影響。他們還證實，2 種微RNA（miR-181a-5p 和miR-4454）在中重度LFJOA 患者關節(jié)軟骨中表達增加，并能靶向作用于LFJOA 軟骨中的ZNF440，從而介導下游的NF-kB 信號傳導[16]。Wang 等[17]首次證明，活化T 細胞核因子1（NFAT1）缺乏可導致小鼠關節(jié)軟骨和滑膜中促炎細胞因子的表達增加，出現(xiàn)嚴重的LFJOA。

細胞外基質成分改變：在LFJOA 病變區(qū)域，細胞外基質成分發(fā)生改變，包括蛋白聚糖、膠原蛋白、硫酸軟骨素等基質分子的合成和分解失衡，導致細胞外基質的降解和損傷，從而促進炎癥反應發(fā)生[18]。此外，基質金屬蛋白酶升高，其參與降解膠原、彈性蛋白等基質分子，使細胞外基質破壞和軟骨退變，加速LFJOA 的病理進程，并最終導致關節(jié)軟骨退化、關節(jié)間隙變窄、關節(jié)功能受限[19]。

隨著對LFJOA 分子生物學研究的深入，學者們已取得一些初步成果。但LFJOA 的分子生物學機制受到個體差異、疾病進展程度和樣本來源等多種因素影響，目前仍在不斷探索中，相關基因及其多態(tài)性對疾病的作用仍需要更大樣本量的研究進行驗證。

3 影像學診斷方法

X 線是常用影像學檢查方法，但由于其成像特點及腰椎關節(jié)突關節(jié)的解剖位置，對關節(jié)突關節(jié)炎的診斷價值有限[20]。CT 是目前診斷關節(jié)突關節(jié)炎最有效的影像學方法，其能夠清晰顯示骨組織及周圍軟組織改變，包括關節(jié)面肥大、關節(jié)軟骨變薄、關節(jié)內真空現(xiàn)象（積氣征）、滑膜囊腫及關節(jié)囊鈣化等[20]。隨著多層螺旋CT 和容積再現(xiàn)掃描技術的快速發(fā)展,實現(xiàn)了脊柱的三維重建，可以對關節(jié)突進行多角度、多方位觀察，更好地顯示關節(jié)突關節(jié)的形態(tài)。磁共振成像（MRI）檢查能夠彌補X 線及CT 檢查的不足，可以對關節(jié)軟骨、滑膜、關節(jié)腔積液等軟組織成像，但其顯示骨皮質邊緣的靈敏度較低,往往低估LFJOA 的嚴重程度[8]。其中，脂肪抑制的MRI 序列較傳統(tǒng)MRI 對流體更敏感，可以提高評估小關節(jié)和周圍結構變化的能力[21]。

此外, 單光子發(fā)射計算機斷層掃描（SPECT）對發(fā)現(xiàn)OA 和炎癥反應非常敏感，高分辨率SPECT對小關節(jié)病變臨床診斷的靈敏度為100%,特異度為71%[22]。超聲檢查對于關節(jié)突關節(jié)的顯像雖然不及CT 或MRI 圖像，但其作為一種引導工具已廣泛應用于腰椎小關節(jié)疾病的介入治療[23]。

4 治療

LFJOA 的治療原則主要以抗炎和鎮(zhèn)痛為目的，可分為保守治療、介入治療和手術治療。

4.1 保守治療

非藥物治療多以休息為主，輔以理療、康復鍛煉、腰圍固定等來緩解疼痛和改善腰背肌功能，引導患者改變原有生活方式，避免加重小關節(jié)損傷的動作和運動。藥物治療以口服非甾體抗炎藥和肌松藥為主，緩解炎癥和疼痛。

4.2 介入治療

神經(jīng)阻滯：主要通過局部注射麻醉藥物或激素，以阻滯脊神經(jīng)后內側支（MBB）及關節(jié)內或關節(jié)囊周圍神經(jīng)，達到抗炎和鎮(zhèn)痛的目的[24]。Kwak等[25]的研究表明，皮質類固醇局部注射可顯著減輕下腰痛癥狀。Sadeghian 等[26]發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)阻滯和小關節(jié)阻滯均可達到理想的術后效果。近期一項研究顯示，MBB 阻滯較關節(jié)內阻滯的療效更為確切[27]。在技術上，MBB 阻滯較關節(jié)內注射的解剖標志更明顯，準確性更高。

射頻消融：射頻技術包括熱射頻和脈沖射頻[28]，通過射頻消融技術可將關節(jié)囊及其周圍的神經(jīng)去神經(jīng)化，從而達到緩減疼痛的目的。熱射頻可能是內側支消融最有效的方法，但其高溫可導致彌漫性組織損傷；而脈沖射頻的最高溫度為42 ℃，可以降低組織損傷風險[28]。有研究表明，行射頻消融術治療的患者，短期和長期療效均有顯著改善[29]。?etin 等[30]發(fā)現(xiàn)，接受熱射頻治療的LFJOA 患者，術后2 年的臨床療效較接受脈沖射頻者更為滿意。Lakemeier 等[31]將56 例LFJOA 患者隨機分為兩組，29 例接受關節(jié)內類固醇浸潤治療，27 例接受射頻消融治療。隨訪6 個月發(fā)現(xiàn)，在疼痛緩解和功能改善方面，兩組之間沒有顯著差異。Moussa 等[32]將120 例LFJOA 患者隨機分為3 組，其中2 組分別接受小關節(jié)囊經(jīng)皮射頻消融和脊神經(jīng)背內側支經(jīng)皮射頻消融治療，另一組不接受射頻消融治療。2 年隨訪發(fā)現(xiàn)，接受小關節(jié)囊經(jīng)皮射頻消融治療者療效顯著，而脊神經(jīng)背內側支經(jīng)皮射頻消融的療效減弱。該研究結果表明，關節(jié)囊射頻消融較傳統(tǒng)的脊神經(jīng)背內側支射頻消融的療效更顯著[33]。

關節(jié)內給藥：富血小板血漿（PRP）具有抗炎和軟骨保護作用，關節(jié)內注射PRP 有助于減緩LFJOA 發(fā)展并減輕患者腰痛等不適癥狀[34]。Wu等[35]發(fā)現(xiàn)，小關節(jié)內注射PRP 聯(lián)合局麻藥或激素治療腰椎小關節(jié)綜合征更有效且更安全。關節(jié)內注射透明質酸，可潤滑關節(jié)表面，減少上下關節(jié)突關節(jié)面的摩擦，以緩解疼痛。但由于腰椎關節(jié)突關節(jié)的解剖結構特殊，很難確定關節(jié)囊內的透明質酸是否均勻涂抹于關節(jié)表面，其療效并不確切。Annaswamy 等[36]比較了注射透明質酸與曲安奈德治療小關節(jié)源性下腰痛的效果。他們發(fā)現(xiàn)，注射透明質酸可以顯著減輕疼痛，并能維持或改善腰椎關節(jié)突關節(jié)的功能，而注射曲安奈德僅有顯著的止痛作用。近年來研究發(fā)現(xiàn)，骨髓間充質干細胞外泌體、羊膜/臍帶顆粒等在治療腰椎關節(jié)突關節(jié)綜合征中發(fā)揮重要作用，但其臨床療效并不確切，分子機制尚未明確，均有待進一步深入研究[37-38]。

其他技術：低溫冷凍去神經(jīng)術使用氣體（N2O或CO2）冷卻的冷凍探針在-50 ℃以下冷凍神經(jīng)，達到去神經(jīng)化，以緩解疼痛癥狀[39]。該方法具有可逆性、可重復性等特點，并可降低神經(jīng)瘤形成、神經(jīng)炎等并發(fā)癥的發(fā)生率，但與射頻消融技術相比，冷凍探針產(chǎn)生的損傷更大[40]。化學藥物去神經(jīng)術利用化學試劑（酒精或苯酚）消融神經(jīng)，從而達到止痛的目的[41]。但這些化學制劑會導致軸突膜性狀改變，可能導致疼痛相關的感覺異常，臨床應用較少。

4.3 手術治療

內鏡下脊神經(jīng)后內側支切斷術：該手術是開放性手術，可以在直視下切斷神經(jīng)。與介入手術相似，一個腰椎關節(jié)突關節(jié)至少需要切斷2 條神經(jīng)，但內鏡下神經(jīng)切斷術較傳統(tǒng)的經(jīng)皮射頻消融更有效[42]。Meloncelli 等[43]發(fā)現(xiàn)，接受內鏡下神經(jīng)切斷術的患者至少在2 年內可獲得顯著的鎮(zhèn)痛效果。

腰椎減壓、融合、固定手術：LFJOA 患者因骨贅增生、關節(jié)肥大、滑膜囊腫可導致中央椎管、側隱窩和椎間孔狹窄，擠壓脊神經(jīng)根而形成根性癥狀，或發(fā)生生物力學改變造成椎間盤突出、椎體滑脫。這類患者經(jīng)保守治療無效，可以考慮手術治療，但需要進行詳細評估，制定個體化治療方案。無論開放性手術還是微創(chuàng)手術，均需要將減壓、融合、固定進行組合，以保證在充分減壓基礎上的堅強固定融合，最大化保留脊柱穩(wěn)定性[44-45]。

小關節(jié)置換或成型手術：雖然減壓融合、釘棒固定是治療退變性腰椎疾病的標準術式，但其會導致相應腰椎節(jié)段運動功能喪失，并加速鄰近節(jié)段退變。小關節(jié)置換術是減壓后脊柱融合的替代方法，旨在穩(wěn)定脊柱，同時保持正常的椎間運動。目前用于腰椎小關節(jié)置換術和關節(jié)成形術的裝置大致有三類：解剖小關節(jié)面置換系統(tǒng)(FRS)、全小關節(jié)面成形術系統(tǒng)(TFAS)、全后關節(jié)成形術系統(tǒng)(TOPS)，其中TOPS 應用最廣泛[46-48]。不過，這些新興術式的療效還有待進一步的生物力學研究及長期隨訪結果的支持。

5 結語

LFJOA 是一種復雜的多因素作用引起的疾病，綜合考慮各種因素對于理解疾病全貌至關重要。隨著對其病理形態(tài)學、影像學及分子生物學的深入研究，以及階梯化治療技術的不斷發(fā)展，LFJOA的預防、診斷、治療將不斷完善。