腰椎间盘突出炎性因子与神经根性疼痛相关性研究

王钦奋 周仕国 刘国铭 林世水

摘 要：目的 研究腰椎間盘突出后炎性因子与神经根性疼痛的相关性。方法 收集2016年10月～2017年10月住院治疗的符合纳入标准的腰椎间盘突出症患者20例作为观察组，依据MRI检查结果将观察组分为膨出型6例（观察组A）、突出型9例（观察组B）和游离型5例（观察组C）；收集正常人20例作为对照组。入院后采集静脉血，采用Elisa检测炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表达水平，采用VAS评分评价各组神经根性疼痛程度，采用相关性分析研究IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表达水平和VAS评分之间的相关性。结果 与对照组比较，A组、B组和C组的炎性因子表达水平和VAS评分增高，差异具有统计学意义（P<0.05）；与A组比较，B组和C组的炎性因子表达水平和VAS评分增高，差异具有统计学意义（P<0.05）；与B组比较，C组的炎性因子表达水平和VAS评分增高，差异具有统计学意义（P<0.05）。腰椎间盘突出后炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表达水平与神经根性疼痛呈正相关。结论 腰椎间盘突出症患者静脉血中炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表达水平较正常人高，且随着腰椎间盘突出程度的加重而升高，与神经根性疼痛之间存在正相关关系，可作为一项指标反映神经根性疼痛程度，将神经根性疼痛量化和数据化，有利于指导临床用药剂量和治疗，更好地评判疗效。

关键词：腰椎间盘突出症；神经根性疼痛；炎性因子

中图分类号：R681.5 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.15.019

文章编号：1006-1959（2018）15-0059-05

Correlation between Inflammatory Factors and Nerve Root Pain in Protrusion of Lumbar Intervertebral Disc

WANG Qin-fen，ZHOU Shi-guo，LIU Guo-ming，LIN Shi-shui

（Department of Orthopaedics，Jinshan Hospital，Fuzhou 350001，Fujian，China）

Abstract：Objective To study the relationship between inflammatory factors after protrusion of lumbar intervertebral disc and nerve root pain.Methods From October 2016 to October 2017，20 patients with protrusion of lumbar intervertebral disc who were admitted to hospital selected as observation group.According to the results of MRI，the observation group was divided into 6 cases of exophthalmic type（observation group A），9 cases of protrusion type（observation group B）and 5 cases of free type（observation group C）； 20 normal person were collected as the control group.After admission，venous blood was collected，and the expression of IL-1，IL-6，IL-18 and TNF- α expression was detected by Elisa.The degree of nerve root pain was evaluated by VAS score.The correlation between IL-1，IL-6，IL-18 and TNF-α expression and VAS score was studied by correlation analysis.Results Compared with the control group， the levels of inflammatory factors and VAS scores in group A，group B and group C were significantly higher，the difference was statistically significant（P<0.05）.Compared with group A，the expression level of inflammatory factors and VAS scores in group B and C were higher，and the difference was statistically significant（P<0.05）.Compared with group B，the expression level of inflammatory factors and VAS score in group C were higher，and the difference was statistically significant（P<0.05）.The expression levels of inflammatory factors IL-1，IL-6，IL-18 and TNF-α were positively correlated with nerve root pain after protrusion of lumbar intervertebral disc.Conclusion The expression levels of inflammatory factors IL-1，IL-6，IL-18 and TNF-α in venous blood of patients with protrusion of lumbar intervertebral disc are higher than those of normal people.And increased with the degree of protrusion of lumbar intervertebral disc.There is a positive correlation with nerve root pain，which can be used as an indicator to reflect the degree of nerve root pain，to quantify and data radicular pain， to guide the dosage and treatment of clinical medication and to better evaluate the curative effect.

Key words：Protrusion of lumbar intervertebral disc；Nerve root pain；Inflammatory factors

腰椎间盘突出症（protrusion of lumbar intervertebral disc）是以腰腿痛、下肢体感觉异常等神经根性症状为主的骨科临床常见疾病。腰椎间盘突出症的病理反应复杂，涉及一系列相关的病理机制。目前已知，腰椎间盘突出后局部椎间盘组织发生炎症，产生大量炎性因子，包括促炎性因子和抗炎性因子，调控腰椎间盘突出症后的病理反应，介导神经根性疼痛[1]。腰椎间盘突出症后产生的炎性因子包括促炎性因子和抗炎性因子。其中IL-1、IL-6、IL-8、IL-18和TNF-α是主要促炎性因子，能够介导和加重炎症；IL-10等是主要抗炎性因子，能够抑制炎症。目前研究表明[2]，促炎性因子在腰椎间盘突出症发生后的高表达是导致腰椎间盘突出症后发生神经根性疼痛的重要因素。但是，腰椎间盘突出症后发生的神经根性疼痛的严重程度和上述炎性因子的相关性尚不明确。本研究旨在对腰椎间盘突出症后的神经根性疼痛与炎性因子表达水平的相关性进行研究，以明确腰椎间盘突出症患者血中炎性因子表达水平能否作为一项评价神经根性疼痛程度的指标。

1资料与方法

1.1一般资料 本研究采用队列观察临床试验方法，以研究腰椎间盘突出症神经根性疼痛与IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α的相关性。根据参考文献[3]，对本研究的样本量进行估算。因此，收集福建省立金山医院于2016年10月～2017年10月住院治疗的腰椎间盘突出症患者20例，作为观察组。根据腰椎间盘突出的MRI影像学表现，将上述20例腰椎间盘突出症患者分为膨出型6例（观察组A）、突出型9例（观察组B）和游离型5例（观察组C）。另外，收集正常人20例作为对照组。观察组A中，男3例，女3例，年龄27～51岁，平均年龄（39.16±12.27）岁；观察组B中，男6例，女3例，年龄32～56岁，平均年龄（44.13±11.77）岁；观察组C中，男3例，女2例，年龄29～54岁，平均年龄（41.15±12.93）岁；对照组中，男11例，女9例，年龄34～56岁，平均年龄（45.72±10.67）岁。四组患者在性别、年龄方面相比，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2诊断、纳入及排除标准

1.2.1诊断标准 腰椎间盘突出症的诊断标准为：①腰部损伤或慢性劳损；②双侧或单侧臀部或下肢放射性疼痛、麻木、感觉异常，疼痛可因腹压增大时加剧；③腰椎侧弯、生理曲度改变、腰部活动受限，棘突旁压痛、叩击痛或叩击时出现单侧或双侧下肢放射性疼痛、麻木；④直腿抬高试验阳性，加强试验阳性；⑤X线检查示腰椎退行性变；⑥CT/MRI检查可明确椎间盘突出部位和程度。

1.2.2纳入标准 ①符合上述腰椎间盘突出症诊断标准伴有神经根性疼痛的患者；②年龄18～60岁；③同意参与本次研究并签署知情同意书的患者；④2周内未接受其他药物及其他相关治疗者；⑤自愿遵医师医嘱，严格配合治疗者。

1.2.3排除标准 ①妊娠期或哺乳期女性患者；②合并高血压、糖尿病、心脏病等重大内科疾病者；③既往有严重原发病、精神病等重大疾病病史者；④既往有腰椎骨折、腰椎手术、骨肿瘤、骨结核等腰椎相关疾病者。

1.3方法 患者入院后，立即采集静脉血约10 ml。将血液离心后收集上清液，采用Elisa试剂盒（博士德公司，武汉），按照试剂盒说明书的操作步骤检测患者静脉血中IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表达水平。

1.4观察指标 观察各组VAS评分情况，采用视觉模拟疼痛评分（visual analogue scale，VAS）[4]即VAS评分对腰椎间盘突出症患者的神经根性疼痛程度进行评价。VAS评分采用一长为10 cm的直尺，0分代表无痛，1～3分代表轻度疼痛，4～6分代表中度疼痛，7～10分代表重度疼痛，患者根据自身疼痛程度选择相应的疼痛分数。同时检测各组患者静脉血中炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α的表达水平，分析各组炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α的表達水平与神经根性疼痛程度的相关性。

1.5统计学方法 本研究采用SPSS20.0软件进行统计分析，数据以（x±s）表示，符合正态分布且方差齐用t检验；相关性分析采用Person相关性分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2结果

2.1各组静脉血中炎性因子表达水平 对照组静脉血中的各个炎性因子表达水最低，C组静脉血中的各个炎性因子表达水平最高；与对照组比较，A组、B组和C组静脉血中的各个炎性因子的表达水平升高（P<0.05）；与A组比较，B组和C组静脉血中的的各个炎性因子的表达水平升高（P<0.05）；与B组比较，C组静脉血中的各个炎性因子的表达水平升高，差异具有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.2各组VAS评分情况 对照组VAS疼痛评分为（0.26±0.01）分，A组VAS疼痛评分为（6.89±1.21）分，B组VAS疼痛评分为（7.39±1.56）分，C组的VAS疼痛评分为（8.10±1.21）分；与对照组比较，A组、B组、C组和D组的VAS疼痛评分升高（P<0.05）；与A组比较，B组和C组的VAS疼痛评分升高（P<0.05）；与B组比较，C组的VAS疼痛评分升高（P<0.05），见图1。

2.3炎性因子与神经根性疼痛VAS评分相关性 经计算，腰椎间盘突出症患者静脉血中IL-1与VAS评分之间相关性分析的r值为0.772，说明IL-1与神经根性疼痛之间呈正相关（图2）；腰椎间盘突出症患者静脉血中IL-6与VAS评分之间相关性分析的r值为0.741，说明IL-6与神经根性疼痛之间呈正相关（图3）；腰椎间盘突出症患者静脉血中IL-18与VAS评分之间相关性分析的r值为0.684，说明IL-18与神经根性疼痛之间呈正相关（图4）；腰椎间盘突出症患者静脉血中TNF-α与VAS评分之间相关性分析的r值为0.611，说明TNF-α与神经根性疼痛之间呈正相关（图5）。

2.4炎性因子與VAS评分之间趋势 观察组患者入院治疗后3 d、7 d、14 d、21 d后的炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α平均表达水平呈下降趋势；观察组患者的平均VAS评分亦呈现下降趋势。观察组各个炎性因子的下降趋势与VAS评分的下降趋势一致，说明两者之间具有相关性。见图6，图7。

3讨论

腰椎间盘突出症的病理反应十分复杂，炎症是其中的一项重要的病理反应，也是导致腰椎间盘突出症神经根性疼痛的重要病理机制之一。目前研究认为[5]，腰椎间盘突出症的炎症反应发生后产生的大量炎性因子可通过一系列的生化反应浸润、刺激神经根，从而产生腰腿痛的神经根性疼痛症状。腰椎间盘突出症发生后，局部缺血、机械压迫、离子失衡、氧自由基释放等多种因素可激活细胞内多种与炎症相关的受体和细胞通路，导致下游多种促炎性因子，如IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α等，释放到细胞外，产生炎症。特别是在突出的椎间盘组织中，炎性因子发挥重要的促炎症、维持炎症、介导神经根性炎症的作用[6]。这些炎性因子发挥不同的生化作用，刺激神经根、疼痛感受器等，导致神经根性疼痛的发生，促进神经根性疼痛程度放大，反映疼痛变化情况[7]。

IL-1是促炎因子的重要一员，目前已知，IL-1通过调控前列腺素的表达而发挥促炎作用。动物实验证实[8]，随着IL-1表达水平的增加，前列腺素的表达水平也随之增加，且疼痛反射程度与之表达水平的增加呈正相关。此外，研究证实[9]，IL-1在退变的腰椎间盘组织中高表达，且可诱导椎间盘组织分泌释放大量的磷脂酶A2和前列腺素E2，从而介导加剧炎症。因此，IL-1被认为是腰椎间盘突出症后神经根性疼痛的诱导因子。除IL-1以外，IL-6也在腰椎间盘突出症后神经根性疼痛的发病中扮演重要角色。研究表明[10]，在大鼠的神经根性疼痛模型中，疼痛抑制剂显著降低了组织中IL-6的表达水平，抑制了疼痛，说明IL-6也是导致神经根性疼痛的重要因素。而且动物实验发现[11]，IL-1、IL-6和TNF-α可导致明显的痛觉过敏，且痛觉过敏程度与IL-6的注射剂量呈正相关性。这些研究结果均说明IL-1、IL-6和TNF-α与疼痛之间的密切关系。TNF-α作为一种重要的促炎性因子，在退变的椎间盘组织中广泛存在且表达量高，是椎间盘退变和产生神经根性疼痛的重要因素之一。到目前为止，已有学者发现[12]，腰椎间盘突出症伴有神经根性疼痛患者的硬膜外脂肪中的TNF-α明显高于无神经根性疼痛的患者，且差异具有统计学意义。同时这些炎性因子之间关系密切，相关作用，高表达量的TNF-α可增加IL-1和IL-6的分泌，通过刺激外周其他细胞进一步产生细胞因子和炎性介质，加剧炎症反应，刺激神经生长因子产生，直接作用于痛觉感受器，从而介导神经根性疼痛，放大疼痛程度[13]。IL-18是炎症反应的重要下游产物，炎症发生后，多种细胞因子[14]和活性氧[15]进入细胞内以及细胞内外的离子失衡，引起炎症体（如NLRP3等）在细胞内聚集，导致无活性的Caspase1前体被活化而获得酶切作用，剪切无活性的IL-18前体，使其成熟，形成具有促炎作用的IL-18并释放到细胞外介导炎症[16，17]。因此，从目前的研究结果来看，腰椎间盘突出症后产生的大量炎性因子与神经根性疼痛密切相关。但是，目前尚未有它们之间准确的相关性的研究。

本研究结果表明，腰椎间盘突出症发生后，患者外周静脉血中炎性因子表达水平升高，说明腰椎间盘突出症患者体内确实存在炎症反应，这也从临床角度证实了基础研究结果的正确性。同时，腰椎间盘突出症患者的神经根性疼痛程度随着腰椎间盘突出程度的加重而加重，并伴随着体内炎性因子表达水平的水平性增高。这提示腰椎间盘突出症后的炎性因子表达水平与神经根性疼痛程度之间存在相关性。应用统计学软件分析，结果表明腰椎间盘突出炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α均与神经根性疼痛之间存在正相关的关系。依据上述炎性因子在腰椎间盘突出症后炎症的作用以及其对神经根性疼痛的介导作用，可将腰椎间盘突出后炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α和神经根性疼痛之间的正相关关系概述为腰椎间盘突出程度越重，则局部炎症反应越严重，产生炎性因子越多，则导致的神经根性疼痛越严重。因此，临床上可检测腰椎间盘突出症患者外周静脉血中炎性因子IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α表达水平，以评估其神经根性疼痛程度，将神经根性疼痛程度量化及数据化，指导临床对神经根性疼痛的用药剂量和治疗，以便临床医生更好地把控用药剂量和评判疗效。

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收稿日期：2018-5-2；修回日期：2018-5-15

編辑/杨倩