陳旭獅　桑朝輝　彭楷文　宋祖坤　張嘉偉　瞿東濱　江建明

. 臨床研究與實踐 Clinical research and practice .

腰腿痛患者肥胖與腰椎間盤退變程度的相關(guān)性研究

陳旭獅桑朝輝彭楷文宋祖坤張嘉偉瞿東濱江建明

目的探討腰腿痛患者肥胖對腰椎間盤退變的影響及規(guī)律。方法納入 2014 年 1 月至 2015年 12 月，因腰腿痛就診于我院脊柱骨科門診的 329 例腰椎管狹窄癥或腰椎間盤突出癥患者，收集患者的身高、體重、性別、年齡、高血壓史、糖尿病病史、抽煙史、職業(yè)等資料，采用疼痛視覺模擬評分 ( visual analogue scale，VAS ) 評估其腰痛程度。計算體質(zhì)量指數(shù) ( body mass index，BMI )，根據(jù) BMI 值分為正常組( BMI＞18.5 kg / m2～＜24.0 kg / m2)、超重組 ( BMI≥24 kg / m2～＜28 kg / m2) 及肥胖組 ( BMI≥28 kg / m2)。所有患者均已行腰椎 MRI 檢查，采用 Pfirrmann 椎間盤退變分級分析腰椎每一節(jié)段椎間盤。統(tǒng)計分析腰腿痛患者中肥胖對腰椎間盤退變的影響及規(guī)律。結(jié)果各組患高血壓情況：肥胖組 26 例 ( 40.6% )，超重組 27 例( 22.0% )，正常組 17 例 ( 12.0% )，肥胖組與超重組、肥胖組與正常組之間高血壓病的比例差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＜0.05 )；3 組患者性別、年齡、糖尿病的比例、抽煙的比例及職業(yè)等一般資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＞0.05 )。L1～2節(jié)段各組 3 級椎間盤，肥胖組為 20 例 ( 31.3% )，超重組為 33 例 ( 26.8% )，正常組為 26 例( 18.3% )，與正常組相比，肥胖組 L1～2節(jié)段的 3 級椎間盤比例顯著增高 ( P＜0.05 )。L2～3節(jié)段中 3 組之間不同分級的椎間盤比例差異無統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＞0.05 )。L3～4節(jié)段各組 1～2 級、4 級、5 級椎間盤，肥胖組分別為14 例 ( 21.9% )、18 例 ( 28.1% )、4 例 ( 6.3% )，超重組分別為 41 例 ( 33.3% )、27 例 ( 22.0% )、2 例 ( 1.6% )，正常組分別為 68 例 ( 47.9% )、20 例 ( 14.1% )、0 例 ( 0.0% )，與正常組相比，肥胖組及超重組 L3～4節(jié)段 1～2 級椎間盤比例均顯著減少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＜0.05 )。與正常組相比，肥胖組 L3～4節(jié)段 4 級、5 級椎間盤比例均顯著增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＜0.05 )。L4～5節(jié)段各組 3 級、4 級、5 級椎間盤，肥胖組分別為 14 例( 21.9% )、28 例 ( 43.8% )、18 例 ( 28.1% )，超重組分別為 69 例 ( 56.1% )、31 例 ( 25.2% )、12 例 ( 9.8% )，正常組分別為 99 例 ( 69.7% )、19 例 ( 13.4% )、4 例 ( 2.8% )，L5～S1節(jié)段 3 級、4 級、5 級椎間盤，肥胖組分別為5 例 ( 7.8% )、35 例 ( 54.7% )、14 例 ( 21.9% )，超重組分別為 46 例 ( 37.4% )、46 例 ( 37.4% )、10 例 ( 8.1% )，正常組分別為 74 例 ( 52.1% )、35 例 ( 24.6% )、3 例 ( 2.1% )；全腰椎椎間盤中各組 3 級、4 級、5 級椎間盤，肥胖組分別為 90 例 ( 28.1% )、90 例 ( 28.1% )、44 例 ( 13.8% )，超重組分別為 240 例 ( 39.0% )、120 例 ( 19.5% )、34 例 ( 5.5% )，正常組分別為 545 例 ( 57.4% )、94 例 ( 9.9% )、13 例 ( 1.4% )，L4～5節(jié)段、L5～S1節(jié)段及全腰椎椎間盤中，3 組患者 3 級、4 級、5 級椎間盤的比例兩兩之間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＜0.05 )。VAS 評分：肥胖組 ( 3.38±1.24 ) 分，超重組 ( 2.77±0.75 ) 分，正常組 ( 2.63±1.06 ) 分，3 組兩兩之間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義( P＜0.05 )。結(jié)論腰腿痛患者肥胖與腰椎間盤退變程度相關(guān)，會加重腰椎間盤退變并可能加重患者腰痛程度。肥胖對下腰椎椎間盤退變的影響大于上腰椎椎間盤。

腰腿痛；椎間盤退行性變；腰椎；肥胖癥；人體質(zhì)量指數(shù)

肥胖是指因攝入能量高于消耗能量而導(dǎo)致的能量平衡紊亂、過量脂肪積累，體重高于正常人群的疾病[1]。肥胖不僅是一種獨立疾病，且同時是多種疾病的危險因素，如代謝相關(guān)疾病、心腦血管疾病、腫瘤及呼吸系統(tǒng)疾病等。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們的飲食結(jié)構(gòu)和生活習(xí)慣發(fā)生了巨大的改變，近年來肥胖的發(fā)病率呈現(xiàn)顯著上升的趨勢，肥胖已成為我國公共衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展的巨大障礙[2]。與腰椎間盤退變 ( lumbar disc degeneration，LDD ) 相關(guān)的腰椎退行性疾病是脊柱外科臨床常見疾病，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，造成沉重的社會經(jīng)濟負(fù)擔(dān)[3]。吸煙、代謝相關(guān)性疾病、職業(yè)、脊柱矢狀面失平衡等多種因素可導(dǎo)致 LDD[4-8]。目前研究初步認(rèn)為，肥胖與 LDD 之間存在一定的相關(guān)性，但其機制尚不明確，且缺乏探究肥胖程度對于不同節(jié)段腰椎間盤影響規(guī)律的研究[9-14]。回顧性分析 2014 年 1 月至 2015 年12 月，因腰腿痛就診于我院脊柱骨科門診的 340 例腰椎管狹窄癥或腰椎間盤突出癥患者的臨床資料，探討肥胖與不同節(jié)段 LDD 的相關(guān)性及其規(guī)律，報告如下。

資料與方法

一、入組與排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 入組標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 既往無脊柱手術(shù)史；( 2 ) 行腰椎 X 線、CT 及 MRI 檢查排除腰椎骨折、滑脫、感染、腫瘤、先天畸形等疾病。

2. 排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 因疼痛臥床無法準(zhǔn)確測量身高、體重者；( 2 ) 繼發(fā)性肥胖者；( 3 ) 資料不全者。

二、分組

收集患者的身高及體重數(shù)據(jù)，計算體質(zhì)量指數(shù) ( body mass index，BMI )，根據(jù) BMI 將入組患者按 2002 年中國肥胖問題工作組數(shù)據(jù)匯總分析協(xié)作組發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)[15]分為正常組 ( BMI＞18.5 kg / m2～＜24.0 kg / m2)、超重組 ( BMI≥24 kg / m2～＜28 kg / m2)及肥胖組 ( BMI≥28 kg / m2)。收集 3 組患者性別、年齡、病程、高血壓病史、糖尿病病史、診斷、抽煙史、職業(yè)等一般資料并進行比較。

三、評價標(biāo)準(zhǔn)及流程

所有患者均行腰椎磁共振檢查 ( 3.0 T，PHILIP，Netherlands )。利用醫(yī)學(xué)影像信息系統(tǒng) ( picture archiving and communication systems，PACS ) 對每例患者的腰椎磁共振矢狀面進行分析。由 2 名脊柱骨科醫(yī)生采用 Pfirrmann 椎間盤退變分級[16]共同分析腰椎每一節(jié)段椎間盤，將椎間盤根據(jù)退變程度由輕到重分為 1～5 級，對于存在分歧的椎間盤，由通信作者裁定其分級 ( 表1 )。入組患者均于就診時采用疼痛視覺模擬評分 ( visual analogue scale，VAS ) 評估其腰背部疼痛程度。

四、統(tǒng)計學(xué)處理

本研究數(shù)據(jù)均應(yīng)用 SPSS 20.0 軟件錄入、處理及統(tǒng)計分析。采用 t 檢驗或 u 檢驗比較計量資料組間差異，采用 χ2檢驗或 Fisher 確切概率法比較計數(shù)資料組間差異。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，3 組之間兩兩比較的 χ2檢驗其檢驗水準(zhǔn)為 0.025。

結(jié)　果

本組 340 例，其中 11 例因 BMI＜18.5 kg / m2予以排除，最終納入 329 例，其中肥胖組 64 例，超重組 123 例，正常組 142 例。3 組之間性別、年齡、病程、糖尿病病史、吸煙史及職業(yè)等一般資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＞0.05 )，肥胖組與超重組、肥胖組與正常組之間高血壓的比例差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＜0.05 ) ( 表2 )。

與正常組相比較，肥胖組 L1～2節(jié)段的 3 級椎間盤比例顯著增高 ( P＜0.05 )。L2～3節(jié)段中 3 組之間不同分級的椎間盤比例差異無統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＞0.05 )。與正常組相比，肥胖組及超重組 L3～4節(jié)段 1～2 級椎間盤比例均顯著減少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＜ 0.05 )。與正常組相比，肥胖組 L3～4節(jié)段 4 級、5 級椎間盤比例均顯著增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＜0.05 )。L4～5節(jié)段、L5～S1節(jié)段及全腰椎椎間盤中，3 組患者 3、4、5 級椎間盤的比例兩兩之間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＜0.05 ) ( 表3 )。

表1　Pfirrmann 椎間盤退變分級系統(tǒng)*Tab.1　Pfirrmann disc degeneration grading system*

表2　不同組別患者的一般資料 ( x-± s )-Tab.2　Demographic data of different groups ( x ± s )

表3　肥胖組、超重組、正常組不同節(jié)段、不同 Pfirrmann 分級椎間盤數(shù)占各自椎間盤總數(shù)比例的比較 [ n ( % ) ]Tab.3　Comparison of proportions of disc numbers in different level and Pfirrmann grade among obese group, overweight group and normal group [ n ( % ) ]

VAS 評分肥胖組 ( 3.38±1.24 ) 分，超重組( 2.77±0.75 ) 分，正常組 ( 2.63±1.06 ) 分，兩兩之間比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義 ( P＜0.05 )。典型病例見圖 1～3。

討　論

肥胖為多種疾病的危險因素，且目前被證實可以增加骨關(guān)節(jié)炎和腰椎疾病的發(fā)病風(fēng)險[17]。肥胖可能與 LDD 有關(guān)，部分學(xué)者針對其可能機制進行了研究。肥胖對 LDD 的影響可能與肥胖導(dǎo)致腰椎間盤的負(fù)荷增加及分布情況改變，影響細(xì)胞外基質(zhì)和酶的合成有關(guān)[18]。Kauppila[19]進行了一項系統(tǒng)評價，認(rèn)為動脈粥樣硬化與 LDD 相關(guān)，其影響了椎間盤的血液供應(yīng)和營養(yǎng)運輸。動脈粥樣硬化的危險因素有高血壓、高血脂、高膽固醇及糖尿病等代謝相關(guān)性疾病，而這些疾病往往與肥胖相關(guān)，動脈粥樣硬化可能是肥胖影響 LDD 的機制之一。有學(xué)者認(rèn)為肥胖是一種系統(tǒng)性炎癥疾病，肥胖導(dǎo)致 C 反應(yīng)蛋白、白介素及腫瘤壞死因子等炎性因子水平升高，推測炎癥可能是肥胖與 LDD 的中介，但該假說目前未得到證實[20-21]。

目前，肥胖對 LDD 的影響未有定論，其影響規(guī)律亦不明確。早期對于 LDD 的評定，大部分是基于腰椎側(cè)位 X 線片，敏感性低，僅能分辨出嚴(yán)重的LDD。Riihim?ki 等[22]評估 216 名工地工人和 201 名油漆工的腰椎側(cè)位 X 線片，發(fā)現(xiàn)肥胖與 LDD 無顯著相關(guān)性。Symmons 等[23]針對中年女性腰腿痛患者進行了 9 年腰椎 X 線片隨訪，發(fā)現(xiàn) BMI 升高可能是LDD 的危險因素之一。MRI 技術(shù)的誕生和發(fā)展，使得觀察早期 LDD 成為可能。Elfering 等[7]基于 MRI 技術(shù)進行了一項 41 名無癥狀志愿者的 5 年隨訪研究，發(fā)現(xiàn) BMI 水平與 LDD 無相關(guān)性。Liuke 等[21]的研究在校正了職業(yè)和生活習(xí)慣影響的基礎(chǔ)上，證實 BMI＞25 kg / m2增加了 LDD 的風(fēng)險，且其對青少年椎間盤的影響較中年人大。隨后，多位學(xué)者針對該問題進行探討，初步證實了肥胖與 LDD 的關(guān)系[10,12-14,24]，但未針對肥胖對不同節(jié)段腰椎間盤的影響規(guī)律進行探討，這促使筆者進行該項研究。

本研究在校正年齡、糖尿病病史、抽煙史及職業(yè)等一般資料的情況下，證實了肥胖是 LDD 的危險因素之一，并探討其在不同腰椎節(jié)段的影響規(guī)律。肥胖已被證實了為高血壓的危險因素之一，3 組間患高血壓病的比例存在差異，高血壓可能在肥胖對LDD 的影響機制中扮演著一定的角色，但其影響尚需進一步研究。本研究 L4～5節(jié)段及 L5～S1節(jié)段中，肥胖組及超重組 3 級椎間盤比例均顯著低于正常組，4 級、5 級椎間盤比例均顯著高于正常組，說明肥胖與 LDD 相關(guān)，會加重 LDD 程度，且其對下腰椎 LDD 影響大于上腰椎椎間盤。

肥胖與 LDD 均與患者下腰痛相關(guān)，肥胖可能通過加重 LDD 程度導(dǎo)致更嚴(yán)重的腰背部疼痛[10,13,19]。本研究中，3 組患者之間 VAS 評分經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析，肥胖組 VAS 評分顯著高于超重組和正常組，超重組VAS 評分顯著高于正常組，肥胖與患者腰痛程度相關(guān)，結(jié)果與既往研究一致[10,13,19]。3 組患者之間 VAS評分均值相差不大，后續(xù)需專門進行肥胖對下腰痛影響的臨床研究，進一步探討兩者之間關(guān)系。

本研究證實，腰腿痛患者中，肥胖與 LDD 相關(guān)，會加重 LDD 并可能加重患者腰痛程度。肥胖對下腰椎椎間盤的影響大于上腰椎椎間盤。但本研究也有不足之處：( 1 ) 肥胖程度常用 BMI、腹圍、腰臀比及脂肪百分比等進行評價，本研究單純應(yīng)用公認(rèn)的 BMI 對患者進行分組，可能導(dǎo)致一定的偏倚；( 2 )本研究納入的均為腰腿痛患者，結(jié)論不一定適用于健康人群；( 3 ) 體重過輕的病例因例數(shù)較少未納入研究，未能就該群體探討 BMI 與 LDD 的相關(guān)性；( 4 )本研究為橫斷面研究，關(guān)于肥胖對 LDD 影響的大規(guī)模隨機對照試驗及基礎(chǔ)研究有待進一步開展。

圖 1　患者，男，52 歲，BMI 28.37 kg / m2，MRI 矢狀位 T2 加權(quán)像，L1～S1 椎間盤 Pfirrmann 分級分別為3、3、4、4、5 級Fig.1　T2-weighted image in sagittal MRI of a male patient, 52 years old, BMI = 28.37 kg / m2, the Pfirrmann levels of L1 - S1 were 3, 3, 4, 4 and 5 respectively

圖 2　患者，男，40 歲，BMI 30.69 kg / m2，MRI 矢狀位 T2 加權(quán)像，L1～S1 椎間盤 Pfirrmann 分級分別為2、3、4、4、3 級Fig.2　T2-weighted image in sagittal MRI of a malepatient, 40 years old, BMI = 30.69 kg / m2, the Pfirrmann levels of L1 - S1 were 2, 3, 4, 4 and 3 respectively

圖 3　患者，男，26 歲，BMI 20.55 kg / m2，MRI 矢狀位 T2 加權(quán)像，L1～S1 椎間盤 Pfirrmann 分級分別為2、1、1、3、2 級Fig.3　T2-weighted image in sagittal MRI of a male patient, 26 years old, BMI = 20.55 kg / m2, the Pfirrmann levels of L1 - S1 were 2, 1, 1, 3 and 2 respectively

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( 本文編輯：王萌 )

A correlative study between obesity and lumbar disc degeneration in the patients with low back and leg pain

CHEN Xu-shi, SANG Chao-hui, PENG Kai-wen, SONG Zu-kun, ZHANG Jia-wei, QU Dong-bin, JIANG Jian-ming. Department of Spinal Surgery, Nanfang Hospital, Southern Medical University, Guangzhou, Guangdong, 510515, PRC Corresponding author: JIANG Jian-ming, Email: jjm19991999@sohu.com

Objective To explore the correlation and regulation between obesity and lumbar disc degeneration in the patients with low back and leg pain. Methods Three hundred and twenty-nine patients with low back and leg pain who visited our out-patient department of spinal surgery and were diagnosed with lumbar spinal stenosis or lumbar disc herniation from January 2014 to December 2015 were included. Demographic data were collected including height, weight, sex, age, history of high blood pressure, history of diabetes, history of smoking and occupation. The severityof back pain were graded using visual analogue scale ( VAS ). Body mass index ( BMI ) was calculated according to weight and height. The patients were divided into normal group ( 18.5 kg / m2< BMI < 24.0 kg / m2), overweight group ( 24 kg / m2≤ BMI < 28 kg / m2) and obese group ( BMI ≥ 28 kg / m2) according to BMI. MRI examination was performed on all the patients, and lumbar discs were graded using the Pfirrmann grading system. The correlation and regulation between obesity and lumbar disc degeneration were statistically analyzed. Results There were 26 ( 40.6% ) patients who had a history of high blood pressure in obese group, 27 ( 22.0% ) in overweight group and 17 ( 12.0% ) in normal group. The prevalence of high blood pressure showed statistically significant differences between obese group and overweight group, obese group and normal group ( P < 0.05 ). Other demographic data including sex, age, prevalence of diabetes, prevalence of smoking and occupation showed no statistically significant differences among the 3 groups ( P > 0.05 ). In L1-2segment, the numbers of Pfirrmann 3 disc were 20 ( 31.3% ) in obese group, 33 ( 26.8% ) in overweight group and 26 ( 18.3% ) in normal group. Proportion of Pfirrmann 3 disc in L1-2segment was significantly higher in obese group than in normal group ( P < 0.05 ). In L2-3segment, proportions of disc numbers of each Pfirrmann grade showed no statistically significant differences among the 3 groups ( P > 0.05 ). In L3-4segment, numbers of Pfirrmann 1 - 2, 4 and 5 were 14 ( 21.9% ), 18 ( 28.1% ) and 4 ( 6.3%) in obese group, 41 ( 33.3% ), 27 ( 22.0% ) and 2 ( 1.6% ) in overweight group and 68 ( 47.9% ), 20 ( 14.1% ) and 0 ( 0.0% ) in normal group. In L3-4segment, proportion of disc number of Pfirmann 1 - 2 was significantly lower in obese group and overweight group when compared with normal group ( P < 0.05 ), and proportions of disc numbers of Pfirmann 4 and 5 were significantly higher in obese group and overweight group when compared with normal group ( P < 0.05 ). In L4-5segment, disc numbers of Pfirmann 3, 4 and 5 were 14 ( 21.9% ), 28 ( 43.8% ) and 18 ( 28.1% ) in obese group, 69 ( 56.1% ), 31 ( 25.2% ) and 12 ( 9.8% ) in overweight group and 99 ( 69.7% ), 19 ( 13.4% ) and 4 ( 2.8% ) in normal group. In L5- S1segment, disc numbers of Pfirmann 3, 4 and 5 were 5 ( 7.8% ), 35 ( 54.7% ) and 14 ( 21.9% ) in obese group, 46 ( 37.4% ), 46 ( 37.4% ) and 10 ( 8.1% ) in overweight group and 74 ( 52.1% ), 35 ( 24.6% ) and 3 ( 2.1% ) in normal group. In the whole lumbar discs, disc numbers of Pfirmann 3, 4 and 5 were 90 ( 28.1% ), 90 ( 28.1% ) and 44 ( 13.8% ) in obese group, 240 ( 39.0% ), 120 ( 19.5% ) and 34 ( 5.5% ) in overweight group and 545 ( 57.4% ), 94 ( 9.9% ) and 13 ( 1.4% ) in normal group. In L4-5segment, L5- S1segment and the whole lumbar discs, proportions of disc numbers of Pfirmann 3, 4 and 5 showed statistically significant differences in the 3 groups when compared to each other ( P < 0.05 ). The VAS scores showed statistically significant differences in the obese group ( 3.38 ± 1.24 ), overweight group ( 2.77 ± 0.75 ) and normal group ( 2.63 ± 1.06 ) when compared to each other ( P < 0.05 ). Conclusions There exists a correlation between obesity and the degree of lumbar disc degeneration in the patients with low back and leg pain. Obesity may aggravate the severity of back pain and have more impact on the lower lumbar discs than the upper lumbar discs.

Lumbago-leg pain; Intervertebral disc degeneration; Lumbar vertebrae; Obesity; Body mass index

10.3969/j.issn.2095-252X.2016.11.015

R681.5

國家自然科學(xué)基金面上項目 ( 81272022 )

510515 廣州，南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院脊柱骨科

江建明，Email: jjm19991999@sohu.com

2016-07-18 )