李松軍等

【摘要】 目的：觀察腰間盤(pán)信號(hào)改變與間盤(pán)組織TNF-α表達(dá)的關(guān)系，分析研究HIZ在椎間盤(pán)內(nèi)破裂癥中的診斷價(jià)值。方法：38例經(jīng)椎間盤(pán)造影診斷為IDD的患者，行腰椎MRI檢查和Pfirrmann分級(jí)及VAS評(píng)分，根據(jù)VAS評(píng)分結(jié)果分為輕度疼痛A組、中度疼痛B組及重度疼痛C組；根據(jù)Pfirrmann分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將Ⅲ級(jí)歸入輕度退變D組，Ⅳ級(jí)為中重度退變F組。取手術(shù)切除的HIZ及非HIZ間盤(pán)組織行TNF-α免疫組化染色觀察和TNF-α含量檢測(cè)，同時(shí)以5例脊柱骨折患者手術(shù)時(shí)取出的間盤(pán)組織作為對(duì)照。結(jié)果：（1）間盤(pán)信號(hào)與年齡間的直線(xiàn)相關(guān)系數(shù)R值0.6111，信號(hào)與年齡呈負(fù)相關(guān)；信號(hào)與間盤(pán)內(nèi)TNF-α表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)，R值為-0.8710。（2）隨著疼痛癥狀加重，間盤(pán)信號(hào)逐漸減弱，A、B、C組間盤(pán)信號(hào)改變與對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。（3）間盤(pán)退變程度與間盤(pán)信號(hào)改變及TNF-α表達(dá)量相關(guān)，D組、F組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。（4）IDD患者HIZ間盤(pán)組織局部炎性反應(yīng)明顯，TNF-α免疫組化染色陽(yáng)性；HIZ組TNF-α表達(dá)量明顯強(qiáng)于非HIZ組和對(duì)照組（P<0.05）。結(jié)論：（1）間盤(pán)信號(hào)與年齡、TNF-α表達(dá)量及VAS評(píng)分負(fù)相關(guān)。（2）IDD患者HIZ中TNF-α陽(yáng)性表達(dá)明顯，表明HIZ可作為IDD診斷的一個(gè)特異性影像改變。

【關(guān)鍵詞】 椎間盤(pán)內(nèi)破裂癥； 高信號(hào)區(qū)； 磁共振成像； 腫瘤壞死因子-α； 免疫組化

椎間盤(pán)內(nèi)破裂癥（internal disc disruption， IDD）是以腰間盤(pán)內(nèi)在結(jié)構(gòu)完整性受到破壞為病理基礎(chǔ)的腰痛綜合征。近年來(lái)，IDD逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和重視[1]。T2WI纖維環(huán)后部高信號(hào)區(qū)（high-intensity zone， HIZ）已被用來(lái)診斷疼痛間盤(pán)，但間盤(pán)局部腫瘤壞死因子-α（tumour necrosisfactor， TNF-α）的表達(dá)是否與IDD間盤(pán)HIZ發(fā)生演變相關(guān)，鮮見(jiàn)相關(guān)報(bào)道[2-3]。為此，筆者對(duì)IDD患者手術(shù)切除的HIZ間盤(pán)組織進(jìn)行了TNF-α免疫組化觀察和TNF-α表達(dá)量檢測(cè)，以進(jìn)一步明確HIZ、TNF-α的相關(guān)性和HIZ在診斷IDD的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 符合標(biāo)準(zhǔn)的IDD患者共38例，其中男21例，女17例；年齡29～64歲，平均48.5歲。病程14周～13年，平均6.23年。所有入選病例均行腰椎MRI檢查，由兩個(gè)非實(shí)驗(yàn)組高年資醫(yī)師對(duì)腰椎MRI影像按照Pfirrmann分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分析判定間盤(pán)退變影像級(jí)別。

1.2 IDD診斷標(biāo)準(zhǔn) IDD診斷標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）腰、臀部及大腿疼痛，不伴有明顯的神經(jīng)根壓迫癥狀；（2）癥狀反復(fù)遷延不愈；（3）內(nèi)科保守治療3個(gè)月無(wú)療效；（4）影像學(xué)檢查無(wú)明顯神經(jīng)根受壓；（5）MRI表現(xiàn)單節(jié)段后部出現(xiàn)高信號(hào)區(qū)。（6）間盤(pán)造影疼痛誘發(fā)試驗(yàn)陽(yáng)性。

1.3 IDD病例排除標(biāo)準(zhǔn) 除外脊柱創(chuàng)傷性骨折、病理性骨折、化膿性脊柱炎、脊柱結(jié)核、腰椎間盤(pán)突出癥，腰椎管狹窄癥及椎間盤(pán)炎及其他免疫性脊柱關(guān)節(jié)病如強(qiáng)直性脊柱炎、反應(yīng)性關(guān)節(jié)炎等疾病。

1.4 VAS評(píng)分分組 根據(jù)美國(guó)NIH制定的臨床疼痛的測(cè)定視覺(jué)模擬標(biāo)尺法（VAS）對(duì)腰痛進(jìn)行評(píng)分，38例IDD腰痛患者根據(jù)VAS評(píng)分結(jié)果分為三組：11例VAS評(píng)分為1～3分者歸入輕度疼痛A組，10例4～6分為中度疼痛B組，17例7～10分者為重度疼痛C組。

1.5 腰椎MRI檢查 西門(mén)子1.5T磁共振成像儀行腰椎MRI檢查。HIZ的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：T2WI高信號(hào)局限于后側(cè)纖維環(huán)內(nèi)部，且比髓核的信號(hào)略高[4]。

1.6 間盤(pán)信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量及分組 利用磁共振內(nèi)置的測(cè)量軟件，測(cè)量T2WI正中矢狀面圖像間盤(pán)的信號(hào)強(qiáng)度，測(cè)量3次，取其平均值。按照Pfirrmann分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分組，設(shè)定Pfirrmann Ⅲ級(jí)為D組，Ⅳ級(jí)設(shè)為F組。

1.7 間盤(pán)組織TNF-α免疫組化染色觀察和表達(dá)量檢測(cè) 選擇纖維環(huán)后方出現(xiàn)HIZ且內(nèi)科治療無(wú)效的IDD病例行腰椎前路椎間融合術(shù)，術(shù)中收集HIZ和非HIZ的間盤(pán)組織。將標(biāo)本研磨成勻漿，加5 mL 0.1 mol pH7.4磷酸鹽緩沖液，3000 r/min

離心3 min，采用雙抗體夾心ABC-ELISA法檢測(cè)上清液TNF-α含量（試劑盒購(gòu)自北京中杉金橋）。同時(shí)將標(biāo)本經(jīng)10%甲醛固定，常規(guī)石蠟包埋切片，HE染色后光鏡下觀察形態(tài)學(xué)特點(diǎn)。TNF-α免疫組化SP法步驟簡(jiǎn)述如下：切片脫蠟至水、熱抗原修復(fù)，PBS洗3次，5 min/次，滴加1%BSA封閉非特異性抗原位點(diǎn)，室溫20 min，滴加鼠抗TNF-α抗體（北京中杉金橋），室溫孵育1 h，PBS洗3次，5 min/次，滴加生物素標(biāo)記的羊抗鼠IgG（1：200，北京中杉金橋），室溫靜置孵育30 min；PBS洗3次。5 min/次，DAB顯色，蘇木精復(fù)染，鏡檢，以細(xì)胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)棕黃色信號(hào)為陽(yáng)性。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 使用SPSS 10.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果以（x±s）表示。椎間盤(pán)信號(hào)改變與年齡、VSA評(píng)分及TNF-α表達(dá)量、HIZ TNF-α表達(dá)量與腰椎間盤(pán)退變程度之間的相關(guān)性采用直線(xiàn)相關(guān)分析；對(duì)不同組別TNF-α表達(dá)量及間盤(pán)信號(hào)改變采用t檢驗(yàn)。以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 間盤(pán)信號(hào)改變與患者年齡、性別、VAS評(píng)分及TNF-α表達(dá)量之間的相關(guān)性 IDD患者典型MRI HIZ信號(hào)參見(jiàn)圖1。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果表明，間盤(pán)信號(hào)改變與性別無(wú)明顯相關(guān)性（P>0.05），但間盤(pán)T2WI信號(hào)與IDD患者年齡間存在直線(xiàn)回歸關(guān)系，R值為-0.6111，P<0.05，說(shuō)明信號(hào)與年齡之間線(xiàn)性依存程度高，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明隨著年齡的增長(zhǎng)，信號(hào)逐漸降低。進(jìn)一步分析表明，T2WI間盤(pán)信號(hào)與TNF-α表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)（R=0.8710，P<0.001）；當(dāng)腰痛加重即VAS評(píng)分增高時(shí)，間盤(pán)信號(hào)明顯減弱，表明間盤(pán)信號(hào)與VAS評(píng)分負(fù)相關(guān)（R=-0.9135，P<0.001），見(jiàn)表1。

2.2 不同疼痛組間間盤(pán)信號(hào)和TNF-α表達(dá)量的關(guān)系 隨著疼痛癥狀加重，間盤(pán)信號(hào)逐漸減弱。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明正常組與A組、B組和C組間盤(pán)信號(hào)比較，信號(hào)強(qiáng)度逐漸降低，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），提示患者隨著腰痛癥狀逐漸加重及VAS評(píng)分增加，間盤(pán)信號(hào)逐漸降低，也意味著腰痛癥狀的嚴(yán)重程度與椎間盤(pán)信號(hào)降低程度相關(guān)，見(jiàn)表2。另外，隨著間盤(pán)內(nèi)信號(hào)的改變，局部TNF-α表達(dá)也出現(xiàn)相應(yīng)的變化，其表達(dá)量與間盤(pán)退變程度正相關(guān)。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果表明D組、F組及對(duì)照組間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。提示隨著間盤(pán)內(nèi)信號(hào)降低其TNF-α表達(dá)量明顯增高，見(jiàn)表3。

*與對(duì)照組比較，P<0.05；△與C組比較，P<0.05；#與B組比較，P<0.05

2.3 HIZ組和非HIZ組間盤(pán)組織TNF-α表達(dá)量分析 從表4可以看出，HIZ組TNF-α表達(dá)量及間盤(pán)信號(hào)改變較非HIZ組和對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；病理學(xué)觀察示HIZ局部炎性反應(yīng)明顯，免疫組化結(jié)果顯示TNF-α染色陽(yáng)性，而對(duì)照組和非HIZ組TNF-α免疫染色弱陽(yáng)性，HIZ組TNF-α表達(dá)程度明顯強(qiáng)于非HIZ組和對(duì)照組（P<0.05），見(jiàn)表4。說(shuō)明椎間盤(pán)破裂后，血管、肉芽組織和軟骨樣細(xì)胞爬行滲透增生明顯，見(jiàn)圖2。

*與對(duì)照組比較，P<0.05；△與F組比較，P<0.05

*與對(duì)照組比較，P<0.05；△與非HIZ組比較，P<0.05

注：A：典型HIZ區(qū)組織學(xué)改變HE×200；B：非HIZ區(qū)間盤(pán)組織TNF-α免疫組化染色呈弱陽(yáng)性SP×200；C：對(duì)照組間盤(pán)TNF-α免疫組化染色弱陽(yáng)性SP×200；D：HIZ區(qū)TNF-α免疫組化染色強(qiáng)陽(yáng)性SP×200

3 討論

研究證實(shí)突出的椎間盤(pán)和退變椎間盤(pán)中有大量的炎性因子TNF-α，IL-1、IL-6、磷脂酶A2表達(dá)，炎性因子釋放是腰痛產(chǎn)生的重要原因。IDD作為一種椎間盤(pán)源性疾患，近年來(lái)逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和重視，但I(xiàn)DD腰痛的病理機(jī)制一直不是十分明確。研究認(rèn)為退變的人間盤(pán)組織可自動(dòng)分泌大量的促炎癥反應(yīng)介質(zhì)。因此，炎癥介質(zhì)表達(dá)增加與IDD的發(fā)病密切相關(guān)[5]。Burke等[6]研究發(fā)現(xiàn)椎間盤(pán)源性腰痛的病理基礎(chǔ)是在病變間盤(pán)內(nèi)積累了大量的炎癥介質(zhì)，這些炎性介質(zhì)作用于竇椎神經(jīng)末端的傷害感受器而引起腰痛。也有研究認(rèn)為產(chǎn)生疼痛的退變椎間盤(pán)終板內(nèi)、髓核、纖維環(huán)內(nèi)比單純退變椎間盤(pán)有更多的傷害感受器末梢[7]。本文研究結(jié)果顯示，IDD患者間盤(pán)組織TNF-α表達(dá)量明顯高于對(duì)照組，而且其增高的程度與患者根性疼痛的程度即VAS評(píng)分明顯相關(guān)（R=0.8453）。因此筆者認(rèn)為，椎間盤(pán)組織中TNF-α介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在IDD疼痛的發(fā)生中起重要作用，進(jìn)一步證實(shí)了IDD腰間盤(pán)組織的炎癥反應(yīng)在疼痛機(jī)制中的作用。有研究表明，椎間盤(pán)破裂的程度和由椎間盤(pán)造影術(shù)所激惹再現(xiàn)的疼痛之間存在極好的相關(guān)性[8]。趙鳳東等[9]發(fā)現(xiàn)終板Modic退變分級(jí)與椎間盤(pán)退變pear分級(jí)密切相關(guān)，并與椎間盤(pán)造影疼痛誘發(fā)試驗(yàn)有關(guān)聯(lián)性。本文研究表明Pfirrmann Ⅲ級(jí)D組、F組及對(duì)照組間比較差異有顯著性并與TNF-α表達(dá)量存在線(xiàn)性關(guān)系（P<0.05），說(shuō)明纖維環(huán)內(nèi)破裂的程度越嚴(yán)重其后緣HIZ TNF-α表達(dá)量明顯增高。隨著年齡的增長(zhǎng)，椎間盤(pán)正常老化也可能出現(xiàn)低信號(hào)。本試驗(yàn)的病例也證實(shí)椎間盤(pán)信號(hào)的降低與年齡是呈負(fù)相關(guān)的，R值為-0.6111，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），提示信號(hào)改變與年齡之間線(xiàn)性依存程度高，存在明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系。

IDD是一個(gè)癥狀性診斷，臨床確診較困難。椎間盤(pán)造影是診斷IDD的基礎(chǔ)，但其創(chuàng)傷大和感染危險(xiǎn)高，因此椎間盤(pán)造影在臨床上的應(yīng)用受到一定的限制。MRI T2WI正中矢狀面椎體后緣HIZ代表了椎間盤(pán)纖維環(huán)的破裂[10]。本實(shí)驗(yàn)研究中組織學(xué)觀察顯示，HIZ間盤(pán)組織表現(xiàn)為血管化肉芽組織，說(shuō)明椎間盤(pán)破裂后，血管、肉芽組織和軟骨樣細(xì)胞爬行滲透增生表現(xiàn)出局部炎性反應(yīng)，這也是T2WI出現(xiàn)HIZ的病理實(shí)質(zhì)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者據(jù)此進(jìn)行診斷并開(kāi)展相關(guān)研究，進(jìn)一步證實(shí)了HIZ在臨床診斷中的應(yīng)用價(jià)值[11-13]。Horton等[14]研究表明單節(jié)段間盤(pán)信號(hào)減低及后纖維環(huán)HIZ可以說(shuō)明該間盤(pán)為致痛間盤(pán)不必行椎間盤(pán)造影。研究證實(shí)后緣HIZ與椎間盤(pán)源性腰痛存在顯著的相關(guān)性[15]。本研究HIZ組、非HIZ組和對(duì)照組組間間盤(pán)信號(hào)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義意義（P<0.05）。說(shuō)明HIZ可能是一個(gè)有價(jià)值的疼痛破裂椎間盤(pán)的標(biāo)志，也就說(shuō)明HIZ可能是IDD重要影像學(xué)標(biāo)志。因此，HIZ可作為IDD的診斷征像，可作為IDD診斷篩選方法。

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（收稿日期：2013-10-30） （本文編輯：黃新珍）

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（收稿日期：2013-10-30） （本文編輯：黃新珍）