颈前路减压融合术后邻近节段退变病的研究进展

王超 唐晓杰 谭江威

随着老龄化问题越来越严重，颈椎退变性疾病（cervical degenerative disease，CDD）患者开始变多，已成为脊柱外科的常见疾病，颈前路减压融合术（anterior cervical discectomy and fusion，ACDF）早在20 世纪中期就已诞生，基于该措施可以有效地缓解脊髓前路压迫问题，继而支持颈椎维系更好的稳定效果，因此为目前业内公认的CDD 干预金标准[1]。而基于该方案的使用越来越普遍，术后邻近节段退变病（adjacent segment degeneration，ASD），这一典型的远期并发疾病开始被更多研究人员所关注。虽然大量证据表明ASD 的存在，但其发病机制及防治时机仍值得研究。现就ASD 发生率、危险因素及防治措施做一综述。

1 ASD的发生率

虽然ASD 已经得到了广泛的研究，但既往报道中ACDF 术后ASD 发生率不尽相同。Guo 等[2]对66 例接受ACDF 的患者进行8 年随访发现术后ASD 的发生率达27.27%。王建等[3]对133 例患者随访30～50 个月，ASD 出现情况占比30.08%，但是学者Chung 等[4]则围绕177 例ACDF 患者开展了不低于10 年的跟踪访查，得到ASD 的并发数据占比19.2%。研究表明，ASD 患者的平均年龄为（52.02±15.58）岁，年龄在30 岁以下发病率约为20%，随着患者年龄的增加，ASD 的发病率在30 岁以后明显增加，高于60 岁则发病情况达到94.29%[5]。ASD 发生率较高，同时按照逐年2.9%的速率极速提升，未来10 年里该指标将会达到25%以上[6]。由上述研究可知，颈前路减压融合术后ASD 的发生率为19.2%～30.08%，并以每年2.9%的速度提升，60 岁以后的发生率高达94.29%。

2 ASD的危险因素

2.1 钛板边缘至手术节段椎体边缘的距离 虽然有关ASD 的探究已然十分广泛，但现阶段ASD 危险要素尚未有一致性的及确切的观点[7]。钛板边缘至手术节段椎体边缘的间距（PDD）＜5 mm 被认为是ASD 的关键危险因素[8]。颈椎前路椎间盘摘除融合术被认为是CDD 患者的标准手术治疗。随着手术器械和手术技术的发展，钛板已成为ACDF 手术的常规应用。合理使用钛板可在术后早期提供即刻稳定性，可防止植骨塌陷、植骨脱出，提高植骨融合率，减少外固定的需要[9]。但是，目前有关报道提出颈椎钢板融合术能够影响颈椎生物力学，最后引发ASD[10]。Guo 等[11]构建10 个完整C4～7节段的ACDF 有限元模型，设计不同长度的钛板，分析C4～5和C6～7椎间盘应力、植骨应力、钛板应力和螺钉应力的变化，发现PDD 影响术后植骨应力、钛板应力和螺钉应力，PDD 过小会增加ASD 的风险。Chung 等[4]通过回顾性分析177 例接受ACDF 的患者，发现ASD 多见于PDD＜5 mm 的患者，因此他们得出结论，在ACDF 术中应尽可能使PDD＞5 mm，避免将3 mm 作为警戒线，以预防ASD。Yu 等[12]对263 例ACDF 患者进行回顾性分析发现PDD＞5 mm 时，ASD 发生率显著降低，将PDD＜5 mm 作为ASD 的危险因素。

2.2 ACDF 术中椎间撑开高度 近年来研究证实，术中椎间高度的有效恢复对预防术后邻近节段的退变有着重要的影响[13]。适当的椎体间撑开高度可有效恢复颈椎生理曲度，邻近的椎间盘受力也对应的降低，推动关节囊等有效恢复，从而减缓邻近节段的退变。徐锦明等[14]回顾性分析接受ACDF 治疗的44 例颈椎病患者的临床数据比较可得，椎间隙撑开2～4 mm，对于椎旁组织牵拉、刺激性也相对适宜，颈椎曲度能够有效改善，ASD 发生率最低。Lu 等[15]在6 例新鲜成人尸体颈椎标本上模拟C5～6椎间盘切除减压融合术，分别在不同的运动负荷下，测试牵引基准高度为100%、120%、140%和160%的C5～6椎间隙前后C4～5和C6～7椎间压力、关节突压力和颈椎活动度的变化，发现120%的基准高度可以减少相邻关节突和间盘的压力，增加相邻间盘的活动范围，从而延缓相邻节段的退变。李嘉[16]通过对动物进行生物力学实验，发现就术后节段的曲度而言，术中撑开过大对其有明显不良影响，术后即刻椎间盘的高度及融合节段的曲度是ASD 形成的重要影响因素，他们认为术中适当撑开椎间隙并且恢复正常的颈椎曲度是降低ASD 的有效措施。陆廷盛[17]发现，ACDF 术后，椎间隙撑开高度在120%左右时患者的症状改善最为明显，当高度大于140%后邻近节段有明显的椎间隙高度丢失，邻近节段更容易出现不稳。选择120%左右的撑开高度，临床效果最佳，ASD 的发生率明显降低。目前ASD 的发生原因与ACDF 手术椎间隙的过度撑开是有明确的相关性的，关于椎间隙撑开到何种程度才合适目前尚没有统一的共识。

2.3 ACDF 术后生物力学改变 有关生物力学分析指出，ACDF 术后邻近节段关节及椎间盘承压对比常规的脊柱显著提升，椎间盘上的压力增加会对生化环境产生一系列的影响。异常的椎间盘负荷会改变特定细胞因子水平，当椎间盘上压力增加时白细胞介素-1b 和肿瘤坏死因子-α 水平上调，进而导致蛋白多糖和分解代谢酶释放。椎间盘本身就是缺氧的，其氧饱和度低于身体其他组织，椎间盘压力增加会导致其压缩，进一步阻止氧气和营养物质从终板扩散，加速椎间盘退变[18]。此外随着椎间盘机械压力的改变，会导致椎间盘电环境的改变，从而加快间盘退化的进展[19]。Li 等[20]通过建立并验证完整C2～T1节段的三维有限元模型并进行应力评估得知，患者予以ACDF 干预之后会引发邻近节段终板、间盘及关节突关节承力提升。总体而言，ACDF 术后相邻节段的生物力学改变致使施加在相邻节段上的压力随之而变。随后，生化环境及电环境改变导致椎间盘退变。并且ACDF 术前，颈椎各节段已处于不同的退化进程当中，这无形中增加了ASD 的发生率。

围绕颈椎来说，某一运动节段为两个毗邻椎体、椎间盘等部分构成。当颈椎做屈伸活动时，应考虑骨骼、韧带和椎间盘之间的相互作用[21]。手术后原有的运动节段改变，融合节段通常被认为是一个整体固定的运动单位，因此颈椎的整体活动度降低，但刚度增加。当颈椎每天进行屈伸运动时，非融合节段需要补偿颈椎所需的活动度。相邻节段的补偿度最高，向两端逐渐减小。载荷集中在相邻节段，相邻椎间盘和关节突受压较大，从而加速椎间盘退变和关节突磨损，导致ASD 的发生[12]。

2.4 颈椎矢状面排列 颈椎矢状面排列受到了越来越多的关注，由于前路负荷和压力增加，矢状面平衡矫正不足可能是ASD 的病理机制之一。生物力学结果显示，术后椎间盘内应力和相邻节段的活动度变化较大，而前凸度较小，说明前凸度降低可能导致相邻节段的改变，从而导致ASD 的发生[22]。Kato等[23]对178 例患者术前和术后X 线片对比发现，术后颈椎畸形影响患者预后，这表明术后颈椎矢状面分布不佳或许和ASD 有着一定联系。John 等[24]围绕42 例ACDF 患者展开了长达10 年的研究，指出这之中19%的患者发生了ASD，77%的ASD 的患者颈椎曲度分布极为混乱，典型的包括后凸畸形等问题，由此可得颈椎后凸畸形对于ASD 的发生有着一定的影响。分析强调ASD 于单节段融合发生的可能性较大，恢复和保留颈椎矢状位可以切实减小ASD 隐患[25]。所以，脊柱于屈曲及伸展期间后凸导致后柱张力提高，继而邻近节段退变。完全恢复术后颈椎前凸能够减小ASD 出现可能[26]。

2.5 年龄等其他危险因素 年龄原因和融合后邻近节段加速退化有着显著联系。术后邻近的节段退化和手术的关联性尚不明确，未有可靠的证据能够支持颈椎融合推动了ASD 演进。相反，也无有关数据可以佐证融合和ASD 没有任何关联。现阶段，ASD 未有完全一致性的临床及影像检测依据及分类机制，导致现有ASD 发病记录存在误差[5]。张鸿悦等[27]就颈椎MRI 排查的老年患者113 例，60～80 岁；平均（71.29±4.45）岁的患者展开了研究，指出70～80 岁的群体的颈椎退行情况相对更为严重，即便没有进行任何的手术，年龄仍是椎间盘退变的危险因素。

就融合节段情况及术后邻近节段不稳固的联系也未有确切的结论。一些研究人员指出融合节段越多，则其于活动期间承载的力也更高，更是会存在不稳定情况。另外部分研究人员强调，多节段融合，特别是融合了最会导致退变节段，反倒能够规避退变问题。个人习惯也会对该疾病出现造成干扰，这之中吸烟被视作为导致ASD 的关键要素[28]。基于访查周期的进一步延伸，它的发生可能性也会进一步提升。

3 ASD的防治

就邻近节段退变及出现症状人员，可预先予以非手术干预，无效时可引入手术干预。干预旨在去除有关致压要素，继而去除病因、缓和症状，此为全部治疗有效性的重要评估内容。手术形式包含了单纯减压及减压加融合等，以及内固定物取出再固定等。病变以椎间盘突出为主，且未有脊椎不稳表现的群体，可单一性地给予减压术干预，而就潜在着不稳情况的患者，则需要给予融合、融合加内固定术干预，需要手术治疗邻近节段病的患者可以通过同侧或对侧进行前入路手术。通过先前的切口接近颈椎需要剥离纤维性瘢痕组织。颈前路减压融合术后ASD 的发生率为19.2%～30.08%，并以每年2.9%的速度发生，60 岁以后的发生率高达94.29%。由于相邻水平的症状，多达10%的患者继续需要进行后续手术。如此高的发病率及再手术率使得ASD的预防显得尤为重要。

进行非融合手术治疗可能是预防ASD 的方法之一。后路椎间孔切开扩大术（posterior cervical foraminotomy，PCF）可避免相关并发症，包括术后吞咽难度高、血肿等。同时，PCF 无须融合，避免了假关节和器械失效等与融合相关的并发症，也可保留手术节段活动性，由此减小ASD 出现可能[29]。PCF 的适应证仅限于无脊髓压迫和大的中央型椎间盘突出的外侧椎间盘突出和椎间孔狭窄的患者。PCF 与ACDF 治疗神经根型颈椎病同样安全有效。同时，PCF 可能比ACDF 具有更低的医疗费用，且不会增加邻近节段的活动度，从而降低邻近节段病变的发生率。根据现有证据，PCF 似乎是治疗神经根型颈椎病的另一种较好的手术方式。

除PCF 外颈椎间盘置换也可预防ASD 的发生。间盘置换的主要生物力学优势是它能够更好地保留邻近节段的运动范围，理论上，间盘置换使得力均匀分布在整个颈椎，保留了邻近节段的关节功能，减少相邻关节退变。Deng 等[30]通过前瞻性随机临床试验发现颈椎间盘置换ASD 需手术的总发生率明显低于ACDF。Yang 等[31]对2002-2015 年接受间盘置换的患者进行了一项回顾性研究，发现ASD 的发生率明显降低。综上而言，人工间盘置换不失为一种预防ASD 的有效手段。

ASD 是ACDF 术后常见的并发症。ASD 的危险因包括钛板边缘到手术节段椎体边缘间距、术中椎间撑开高低、术后生物力学改变、年龄等。大多数的ASD 是不可避免的，但PCF、人工间盘置换等可有效降低ASD 的发生率。加深对ASD 的理解将有助于临床决策，并改善患者的预后。