椎间盘退性疾病发病机制及治疗现状

林弘月，陈凌云，蔡玉忠，郑建盛

(1.莆田学院临床医学系，福建莆田 351100;2.福建医科大学临床医学系，福建福州 350000;3.莆田学院基础医学院，福建莆田 351100)

椎间盘的病理变化在20岁左右即可开始退变，目前这一疾病也越趋于年轻化，这些改变可在成人椎间盘的组织学中观察到。目前由于生活节奏快，长期处于超负荷的工作量中，不良生活方式带来许多健康问题。据估计，多达80%的人口正遭受着各种形式的腰背痛，是影响人类健康的首要问题［1］。尽管腰背痛的原因多种多样，但发生于椎间盘的病变是慢性腰痛较为主要的原因。腰椎间盘退变性疾病 (1umbar disc degenerativedisease，LDDD)是最常见的脊柱疾病之一，易造成腰椎间盘突出、腰椎滑脱、腰椎管狭窄等继发性病变［2］。目前对腰椎间盘各方面的研究也较为热门。

1 椎间盘退性疾病的发病机制

为了更好的治疗椎间盘疾病，首先需要从病理机制入手，熟悉疾病的发生原因，才能从根本上治疗疾病。并且在预防疾病上提出更好的方法。腰椎间盘退变性疾病引起的腰背痛，如果为椎间盘突出，可从影像上发现而得到及时救治。易被忽视的在没有椎间盘突出的情况下，发生于椎间盘内部的病变的引起“椎间盘源性腰痛”［3］。所以熟悉机制才能及时发现疾病。椎间盘病变不仅是一种生物力学现象，病理及生物化学机制也可能参与这一过程，因此国内外很多学者对椎间盘病变的系统解剖、生物力学、病理生理机制进行了更深入的研究。

1.1 生物力学 脊椎有承重功能，而椎间盘起到缓冲压力的作用，过大的压力会导致椎间盘的损伤。其原因一方面椎间盘主要由纤维环及软骨终板构成，椎间盘组成成分是Ⅰ型和Ⅱ型胶原，约占80%左右［4］。这两种类型胶原的作用各不相同，Ⅰ型胶原主要承受牵张力，Ⅱ型胶原具有高糖化作用和亲水性，能耐受压力。这种组合结构可以缓冲压力，为脊柱提供了运动的基础。另一方面椎间盘没有血管分布，其营养供给和代谢产物的排泄主要依靠终板途径［5］。软骨终板是椎间盘营养代谢的重要基础，生物力学平衡的破坏将直接导致椎间盘的进一步退变。一定的压力水平及频率能促进合成代谢，而较高的压力和频率则相反，增加细胞凋亡的速度，并加速椎间盘退变。流行病学调查显示，重体力劳动、提重物、长时间驾驶及肥胖等因素是与椎间盘退变相关的主要危险因素［6］。这些工作者椎间盘承重都较大。应加强锻炼腰部肌肉，适当的休息以延缓椎间盘的损伤。

1.2 免疫因素及炎症因子的作用 近年来细胞因子和炎性介质在椎间盘突出所起到的作用得到越来越多的专注。目前研究认为主要 IL－1、IL－6、TNF－α、一氧化氮、Fas蛋白等可能与椎间盘突出有关。

髓核组织从出生开始就是封闭的，从未与机体的免疫系统接触，形成“免疫豁免区”。当髓核破裂后就会使机体发生自身免疫反应，产生大量细胞因子和炎症介质刺激神经，产生疼痛。而且纤维环破裂时，纤维环的外层纤维也会受来自髓核机械和化学的刺激，出现椎间盘源性腰痛［7］。椎间盘压迫神经根也会引起疼痛。病情进一步进展后，使血一神经屏障的破坏，抗原物质就会乘机进入脑脊液，中枢的免疫系统产生大量免疫物质，对机体造成损伤。另外一方面纤维环破裂后，这免疫球蛋白与抗原可形成免疫复合物，抗原抗体复合物通过激活补体和释放炎症反应有关酶类和介质，如IL－1、IL－6、肿瘤坏死因子α等参与免疫应答的调节或引起免疫性炎性反应，使椎间盘基质降解破坏。由于补体的趋化作用，中性粒细胞被带到复合物的沉积区，补体的过敏毒素可导致嗜碱性细胞和肥大细胞释放组织胺及血管活性物质引起髓核的新生血管化及加重炎性反应［8］。椎间盘源性腰痛的椎间盘内的白细胞介素1、神经生长因子、P物质显著高于正常的椎间盘和有形态学改变的椎间盘。张天宏等［9］研究证实突出椎间盘组织中有单核巨噬细胞及T淋巴细胞的浸润、免疫复合物的沉积。在临床上当影像学无法找到腰痛的病灶，应结合病史，相应临床表现等考虑是否为椎间盘源性腰痛，采取相应的抗炎治疗，以免错过疾病最佳诊治时机。

1.3 神经异常生长 正常情况下神经只在椎间盘纤维环的外层生长，病理状态下纤维环的内层以及软骨板也会有神经长入。在承重状态下易受压迫而引起疼痛。SP免疫反应性神经纤维正常情况下只存在纤维环的表层，而在病理状态下也分布于髓核。而且在没有发生疼痛的椎间盘未发现神经生长因子的表达，然而在疼痛的椎间盘中，可发现神经生长因子受体的表达。Peng等［10］已成功用亚甲蓝椎间盘内注射杀灭长入的神经纤维，使70%以上的患者疼痛缓解，在突出椎间盘髓核内可释放出肿瘤坏死因子α，引起炎症反应，使起神经内的水肿及神经纤维脱髓鞘病变;神经纤维损伤;毛细血管血栓形成等病理生理变化。

1.4 细胞营养方面 细胞的营养过程也十分重要，如果损伤直接影响了细胞的新陈代谢，影响细胞的生物合成能力，影响组织的损伤修复。形成恶性循环直接影响髓核细胞的生存。终板受到破坏导致椎间盘周围血供减少，代谢产物及营养物质不能循环吸收。在局部代谢产物堆积，产生的乳酸等物质还可造成内部的酸性环境，使椎间盘内的相关酶激活，水解破坏组织。在酸性和缺氧的情况下，椎间盘细胞之间的信息传导会受到阻碍。一旦这种平衡受破坏，则导致椎间盘退变加剧。对于此种情况应给与细胞营养物质，调节局部酸性环境，以加强药物的疗效。

2 椎间盘源性腰痛的治疗

这类疾病应及时诊断和治疗，阻止病情的进展，防止更为严重的后遗症。因此大部分学者认为手术为较好的方法。也有人认为对年龄轻，症状体征不重者，可以采取卧床休息、拉伸牵引、药物治疗等。对于症状明显，生活质量差的患者应采取手术治疗。治疗椎间盘源性腰痛的方法主要分为［11］:(1)非手术治疗，如卧床休息、拉伸牵引、按摩、针灸理疗、药物治疗等;(2)手术治疗，如椎间盘切除、腰椎融合术、椎间关节融合、椎间盘内射频消融等。新兴的有:微创手术、组织工程学等。

2.1 非手术治疗 传统的中医方面有中药治疗，针灸，手法牵引，经络导平、中药雾化、小针刀等疗法［12］。还包括卧床休息、牵引、理疗、支具、药物以及硬膜外、椎间孔阻滞疗法、骶管注射疗法等［13］。见效较慢，需长期坚持。牵引能够缓解神经根挤压，使突出的椎间盘回缩。腹针疗法一种新型针灸方法，以神阙调控系统理论为核心，具有安全、无痛、显效快的特点，通过刺激腹部穴位调节脏腑失衡来治疗疾病，可有效缓解椎间盘突出引起的疼痛［14］。针刺治疗腰椎间盘突出可以减轻椎管、压力，减轻粘连，使中枢神经递质和体液因子重新恢复平衡，并且可恢复血液动力学及脊柱力学的平衡。

2.2 手术治疗 传统手术治疗的机制主要以通过摘除椎间盘以消除椎间盘组织对神经根的压迫及去除引起疼痛的长入髓核的神经及不断刺激产生炎症因子及引起免疫反应的根源。包括全椎扳切除椎间盘摘除术、半椎板切除椎间盘摘除术、椎板间开窗椎间盘摘除术。这些手术通常同时进行关节突关节融合术以维持疗效，防止较快复发。椎体间融合是治疗椎间盘源性腰痛最有效的方法，椎间盘切除不但除去感受疼痛的感受器等，也避免了异常机械应力对存留的神经末梢产生的不良刺激。近年来小切口椎板开窗减压术广泛应用于临床，使并发症大大减少。用小切口开窗术式治疗腰椎间盘突出症193例，有效率为91.6%［15］。该术式优点有切口小、手术时间短、出血少、术后恢复快、并发症少等特点，近、远期疗效好。椎板间开窗椎间盘摘除术的复发率也较低。

近年来随着材料科学及组织工程学等的发展，随之出现了人工髓核及椎间盘置换术。这两种治疗方法不但去除了相应的疼痛的感受器及神经，而且保留正常椎间隙高度及腰椎生理前凸等结构，有效防止相邻节段发生继发性退变。

2.3 新型微创治疗 微创技术在临床各个领域发展，手术切口缩小减轻了患者的痛苦，也使患者术后更快恢复。其他治疗原理与传统手术相似。这种治疗是目前最有前景的治疗，主要是指使用专用器械经皮穿刺进入椎间盘中部髓核处，使用各种方法，如烧灼，气化，微波等方法使椎间盘髓核体积变小，来减低椎间盘的内部压力，缓解症状。所有微创术均适用于包容性椎间盘突出。且具有损伤小、恢复快、较安全、对椎间盘稳定性影响较小的优点［16］。

椎间盘微创手术发展进程如下:1975年Hijikatapl首次使用经皮穿刺椎间盘切除术 (PLD)的方法［17］。用髓核钳在X线透视下经皮从后外侧刺入椎间盘，通过抽吸髓核减小体积来减压。其优点是，使术后疤痕产生和腰椎不稳的发生率下降。微创经皮手术还有经皮椎间盘镜腰椎间盘摘除、脊柱后路显微内窥镜治疗腰椎间盘突出症、前方腹膜外腰椎间盘突出切除术、腹腔镜腰椎间盘突出切除。

切除了腰椎间盘，解除了压迫，但也改变了人体自然的受力结构，也没有完全消除炎症因子及免疫复合物。气化及射频消融、激光等新兴物理技术逐渐应用于临床。可以起到减压作用，同时也消除致痛物质。

1987年最先由choy［18］等采用经皮激光椎间盘汽化减压术治疗取得一定成果。其方法是局麻下经后外侧入路穿刺椎间盘，沿穿刺针置入套管;插入光纤，汽化髓核组织.PLDD手术并发症较少见，发生率低于1%。但这种技术不能改善椎管狭窄、神经管狭窄、骨赘及关节突肥厚内聚，手术适应症较为局限。

椎间盘镜下腰椎间盘摘除术 (MED)由Foley［19］等在1997年首次开展，采用传统后方入路建立工作通道达椎板间隙，在显微内窥镜下切除突出间盘组织，并作同侧侧隐窝和神经根管减压。经皮椎间孔镜腰椎间盘切除术PELD是1998年Yeung［20］等研制用于临床的第3代脊柱内镜系统。该术椎盘造影定位可在镜下清楚识别并切除椎间盘解除压迫，持续生理盐水冲洗清除椎间盘内代谢产物、致痛因子和炎性介质。

1999年Kennedy［21］用经皮椎间盘内射频消融术治疗椎间盘源性下腰痛。主要通过消融电极发射能量，产生高温，烧灼髓核使其收缩。同时可以灭活炎症因子、致痛因子和消除水肿。也有低温等离子消融术，主要原理是利用射频电场产生等离子场，并产生大量的高度离子化微粒，使大分子分解成较小分子排出［22］。可有效治疗慢性椎盘源性腰痛。

经皮髓核成形术 (PCN)是以冷融切技术为基础的低温等离子消融术，利用低温等离子体消融技术气化椎间盘的部分髓核组织。再用热皱缩术将髓核组织加温到一定温度，达到治疗目的。2000年PCN在美国始用于临床。

相对于物理方法，化学方法有损伤更小，也可以同时注入神经及细胞营养物质等优点。近年来主要有以下两种:

化学溶核术法胶原酶化学溶解术可通过椎间盘内注射、椎间孔注射、骶管置管注射等方法;实施时需局麻，并在x线监视下穿刺到椎间盘，注入600 U～1200 U单位的胶原酶。溶解椎间盘内的髓核达到治疗的目的。任国臣等［23］认为直接在神经所在部位注入激素及神经营养类药物能使该部位的炎症消退，同时大剂量混合液相对增大了椎管内容积，可以使髓核回缩。采用此方法治疗500例腰椎间盘突出症，总有效率为93.75%。

臭氧注射法是20世纪90年代兴起的一种新型治疗方法［24］。臭氧注射髓核消融治疗在发展中逐步得到重视。臭氧治疗有损伤更小、即时止痛、无过敏反应、无椎间隙感染、可反复注射等特点。2002年Mexandre等［25］报道了6 665例5年的随访研究结果，有效率高达93.3%。

综上所述，椎间盘疾病应及时的发现，早期得到干预及诊治对预后的帮助很大。首先应根据症状及体征，相关的辅助检查方法准确诊断疾病，如果有相应临床表现，而影像上无相关证据，在排除其它疾病应考虑椎间盘源性腰痛，再判断主要是炎症因素、免疫方面还是细胞营养因子缺乏等方面的因素。腰椎间盘突出的基本解剖及病理形态对是否手术及选择何种手术也很关键，同时要考虑到患者的个体意愿及状况。在临床上还有发现椎间盘突出后重吸收的现象，对其现象及发展规律、发生机制进一步的研究，可望获得更好的治疗方法［26］。根据回顾性研究分析表明:90%的LDH患者经非手术治疗可以缓解临床症状，但部分患者远期效果不稳定，甚至部分患脊神经损伤加重;开放性手术治疗快速改善患者临床症状。但19%～37%患者易再发腰腿痛，术后l～2年与保守治疗效果无明显差别［27］。随着科技的发展及病理生理，生物化学机制的不断研究，组织工程方面治疗盘源性腰痛成为新的热门。主要是从椎间盘的内部结构促进椎间盘的再生，研究方面主要在生长因子、基因和细胞移植技术如何修复损伤的椎间盘。另一个研究热门是人工椎间盘置换。椎间盘置换所用的特殊材料能够应保持椎体生理状态下的活动度，可以使压力通过椎间盘传递，又在体内长期存留。只有不断的从中探究才有可能有更高效，更经济的方法使椎间盘源性腰痛得到更好的的治疗，从其发病机制入手，熟悉发病过程，也可从源头上预防。熟悉其症状，才能早期干预。

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