腰椎间盘突出后重吸收的影响因素研究进展

李亚浩,李子航,唐振宇,马智佳,姜宏,俞鹏飞

(南京中医药大学附属苏州市中医医院,江苏 苏州 215009)

腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)患者经非手术治疗后,腰椎间盘突出组织可出现不同程度的缩小甚至消失,此即腰椎间盘突出后重吸收。Guinto等于1984年首次报道椎间盘突出后重吸收现象,并称该现象为spontaneous regression,即自发性消退。姜宏等[1]于1998年率先报道了腰椎间盘突出后重吸收现象及其临床意义,并对该现象的发生机制及特点进行了探讨。随着医学影像技术的发展和临床对LDH的深入研究,有关腰椎间盘突出后重吸收的文献报道逐渐增多,这也使越来越多的LDH患者倾向于选择非手术疗法。目前腰椎间盘突出后重吸收的具体影响因素尚不明确,可能与腰椎间盘突出的程度和节段,以及腰椎的MRI改变等有关[2]。深入研究腰椎间盘突出后重吸收的影响因素,有利于LDH的临床治疗,为此本文就腰椎间盘突出后重吸收的影响因素综述如下。

1 腰椎间盘突出程度对腰椎间盘突出后重吸收的影响

腰椎间盘突出后,突出组织可通过破裂的纤维环和后纵韧带接触到局部血运,会被人体识别为“异物”,进而出现巨噬细胞浸润和新生血管生成,最终可能出现突出组织重吸收现象。腰椎间盘突出组织的大小与其可接触的血运面积及炎性反应程度有关[3]。腰椎间盘突出组织的面积越大,其接触的血运面积越大,越容易出现巨噬细胞浸润和新生血管生成,因此越容易发生重吸收现象[4]。

Komori等[5]根据腰椎间盘突出程度将LDH分为3型:Ⅰ型,突出组织不超过相邻椎体的1/3;Ⅱ型,突出组织不超过相邻椎体的2/3;Ⅲ型,突出组织超过相邻椎体的2/3或呈游离状。刘锦涛等[6]研究发现,Komori等分型中Ⅲ型的重吸收率较高,Ⅱ型和Ⅰ型的重吸收率相对较低。Elkholy等[7]研究发现,巨大型或破裂型LDH是腰椎间盘突出后重吸收的重要预测因素。我们在前期研究中发现,腰椎间盘突出程度较大(超过椎管直径的50%)、突出组织向上下潜行游离较远(超过上下椎体的50%)、突出组织面积占椎管面积较大(超过椎管面积的50%)时,腰椎间盘突出组织的重吸收率较高[8]。

2 腰椎间盘突出节段对腰椎间盘突出后重吸收的影响

L4～L5、L5S1椎体较其他节段椎体承受的应力更大,加之后纵韧带相对薄弱,在外力的影响下,L4～5、L5S1椎间盘的纤维环容易破裂,因此更容易发生腰椎间盘突出[9]。L4～5和L5S1椎间盘突出后最易发生重吸收现象,但其具体的发生机制仍需进一步探讨[9-10]。

Kesikburun等[11]对40例LDH患者进行了相关研究,发现L4～5椎间盘突出后的重吸收率最高(约为75%)。Hu等[12]报道1例巨大游离型LDH,腰椎MRI显示L3～4、L4～5、L5S1椎间盘突出,经过4个月非手术治疗后,腰椎MRI显示L4～5椎间盘突出组织发生重吸收,而其余腰椎间盘突出组织则无明显变化。Macki 等[13]通过对LDH患者的影像学研究发现,L4～5椎间盘突出的重吸收率最高,其次是L5S1,最后是L1～2和L2～3。

3 腰椎MRI信号特点改变对腰椎间盘突出后重吸收的影响

腰椎MRI显示的一些异常改变可能与腰椎间盘突出后重吸收有关,相关的MRI指标包括相邻椎体Modic改变(modic changes,MCs)、Iwabuchi分型、突出组织相对信号强度(relative signal intensity,RSI)、突出组织环形增强高信号区分型。

3.1 相邻椎体MCs相邻椎体MCs在MRI上表现为病变椎体相邻椎体终板的异常信号改变,这可能与腰椎退变过程中椎体终板及终板下骨质在长期的力学负荷下出现裂隙等有关[14]。Shan等[15]研究发现,合并MCs的LDH患者,其腰椎间盘突出组织内纤维软骨较多而炎症细胞较少,这不利于巨噬细胞浸润及新生血管生长,因此突出组织的重吸收率较低。Latif等[16]研究发现,MCs与腰椎间盘突出组织的重吸收有关,且MCs可能通过影响LDH患者的腰椎间盘退变程度及炎症反应等情况影响突出组织的重吸收率。王青华等[17]研究发现,合并MCs的LDH患者,其腰椎间盘突出组织的重吸收率低于不合并MCs者。Kawaguchi等[18]通过对78例LDH患者的相关研究发现,合并MCs的LDH患者不容易发生腰椎间盘突出组织重吸收。

3.2 Iwabuchi分型Iwabuchi等[19]主要根据腰椎MRI特点将LDH分为5型:1型,T1等信号,T2高信号;2 型,T1等信号,T2等信号;3 型,T1高信号,T2高信号;4 型,T1高信号,T2等信号;5 型,T1低信号,T2等信号。1型和5型腰椎间盘突出组织成分多为髓核,2型、3型、4型腰椎间盘突出组织成分多为纤维环及软骨终板。1型和5型LDH患者最容易发生重吸收现象,这可能与髓核组织周围易有新生血管长入等有关[20]。我们前期研究也发现,LDH患者腰椎间盘突出组织中髓核成分越多,突出组织的重吸收率越高[8]。

3.3 突出组织RSI腰椎间盘突出组织中退变的髓核较正常髓核更易诱发炎症反应,因此更容易发生重吸收现象[2]。突出组织RSI是反映突出腰椎间盘组织中髓核退变程度的MRI指标之一,其计算方法为突出组织平均信号强度与脑脊液平均信号强度的比值×100%。突出组织RSI分级主要有4级:0级,髓核正常,突出组织RSI >82%;1级,髓核轻度退变,73%<突出组织RSI <82%;2级,髓核中度退变,64%<突出组织RSI <72%;3级,髓核重度退变,突出组织RSI<64%[20]。陈其昕等[21]研究发现,当LDH患者的突出组织RSI为30%～72%(髓核中度或重度退变)时,腰椎间盘突出组织内新生血管长入及巨噬细胞浸润的程度较高,容易发生重吸收现象。沈学强等[2]研究发现,当LDH患者的突出组织RSI为(32.09±10.43)%时更容易发生重吸收现象。

3.4 突出组织环形增强高信号区分型腰椎间盘突出组织边缘的新生血管及炎性肉芽组织在增强MRI上表现为边缘强化,因此称作“突出组织环形增强高信号区”[22]。突出组织环形增强高信号区分型有3型[22-23]:Ⅰ型,环形增强区域全部包围腰椎间盘突出组织,甚至边缘增厚呈团块状增强信号;Ⅱ型,环形增强区域部分包围腰椎间盘突出组织,或仅呈线性增强信号;Ⅲ型,腰椎间盘突出组织周围无明显环形增强区域。椎间盘组织中的纤维环、软骨终板及免疫抑制分子等可组成一种隔离髓核与免疫系统的物理分子屏障,即血-髓核屏障(blood-nuclei barrier,BNB)[24]。当腰椎间盘突出组织突破BNB进入硬膜外腔,可激发机体自身的免疫反应,从而引起突出组织重吸收现象,而这一现象可在增强MRI上表现为环形高信号。Autio等[4]研究发现,腰椎间盘突出组织环形增强高信号区是LDH重吸收的重要影响因素。我们在前期研究中发现,突出组织环形增强高信号区Ⅰ型LDH患者的非手术治疗成功率最高(88.46%),Ⅱ型次之(69.57%),Ⅲ型最低(20%),这可能与Ⅰ型患者的突出组织重吸收率最高有关[22]。因此,突出组织环形增强高信号区分型可作为预测LDH患者突出组织重吸收率的重要指标[25]。

4 脊柱生理结构对腰椎间盘突出后重吸收的影响

脊柱的生理结构也可能与腰椎间盘突出后重吸收有关,相关因素包括椎体高度和宽度、脊柱-骨盆矢状位曲度参数。

4.1 椎体高度和宽度Lai等[25-26]研究发现,L4椎体后缘高度是腰椎间盘突出后重吸收的早期预测指标。椎体高度与椎间盘高度存在相关性,当椎间盘高度降低,椎间隙会变窄、椎体不稳定性及相邻椎体终板压力会增加,可造成椎体骨质增生,继而引起椎体高度变化,最终影响腰椎间盘突出组织的重吸收情况[27]。Julin等[28]研究发现,椎体高度可能与MCs呈正相关,当椎体高度增加时更易发生MCs,从而影响腰椎间盘突出组织的重吸收情况;但是这一结论仍需更多的临床证据支持。

4.2 脊柱-骨盆矢状位曲度参数人体的脊柱和骨盆在正常生长发育时形成的矢状面生理曲度称为脊柱-骨盆矢状位曲度,其常用参数包括骨盆入射角、骶骨倾斜角(sacral slope,SS)、骨盆倾斜角等。王丰等[29]研究发现,骨盆入射角与LDH患者的体位、年龄,以及椎间盘突出组织重吸收无关;而当SS和腰椎前凸角增大且骨盆倾斜角变小时,腰椎的生理曲度增大,脊柱前柱承受的压力减小,腰椎间盘突出组织内的压力随之减小,有利于腰椎间盘突出组织的重吸收。脊柱-骨盆矢状位曲度参数可通过影响腰椎间盘的受力方向、应力分布比例,以及脊柱和骨盆之间的关系来影响腰椎间盘突出组织的重吸收[30]。目前,骨盆入射角对脊柱-骨盆脊柱矢状面平衡的影响尚不明确[29]。Hornung等[26]研究发现,SS与腰椎间盘突出后重吸收有关。Barrey等[31]研究发现,当骨盆倾斜角减小、SS增大时,股骨头后旋、髋关节后伸,可使骨盆后移、腰椎前凸消失,会加重腰椎间盘突出组织的退变程度,因此不利于腰椎间盘突出组织的重吸收。Rajnics等[32]对50例LDH患者和30例无症状志愿者的腰椎X线片进行了对比研究,结果发现LDH患者的腰椎前凸角和SS较小,这使脊柱在矢状面更接近垂直,加大了椎体与腰椎间盘之间的压力,加速了腰椎间盘突出组织退变,从而降低了腰椎间盘突出组织的重吸收率[29,32]。

5 LDH患者的一般情况对腰椎间盘突出后重吸收的影响

影响腰椎间盘突出后重吸收的因素较多,与LDH患者一般情况有关的因素包括病程、年龄、性别和体质量指数(body mass index,BMI)。

5.1 病 程LDH早期,腰椎间盘突出组织的成分多为髓核,易接触血运、产生炎症反应,因此容易发生重吸收现象。随着LDH病程变长,腰椎间盘突出组织可出现钙化或纤维化等病理改变,腰椎间盘突出组织周围的炎症反应也逐渐减弱,因此腰椎间盘突出组织的重吸收率下降[33]。LDH患者的腰椎间盘突出组织重吸收现象多发生于初次发病后的1年内[2],其中初次发病后的前6个月是腰椎间盘突出组织发生重吸收的活跃期[14]。Elkholy等[7]研究发现,腰椎间盘突出组织的重吸收时间为LDH初次发病后(11.0±2.6)个月。Wang等[34]研究发现,LDH患者发病后的第4个月、第10.5个月是腰椎间盘突出组织发生重吸收的关键时间点。沈学强等[2]研究发现,病程小于1年的LDH患者更容易发生腰椎间盘突出后重吸收现象。

5.2 年 龄刘锦涛等[6]研究发现,老年LDH患者的腰椎间盘退变程度较重,不利于新生血管长入,因此腰椎间盘突出后重吸收率较低;而30～49岁LDH患者的腰椎间盘突出后重吸收率相对较高。Elkholy等[7]研究发现,年龄为(39.0±6.3)岁的LDH患者容易发生腰椎间盘突出后重吸收现象。Kesikburun等[11]研究发现,年龄为(48.3±10.1)岁的LDH患者,其腰椎间盘突出组织容易完全重吸收。有关年龄对腰椎间盘突出后重吸收的影响,仍需通过更多高质量的临床研究来验证。

5.3 性别和BMI性别和BMI也可能影响腰椎间盘突出后重吸收,但目前相关研究较为少见。Ghaffari-Rafi等[35]研究发现,男性LDH患者较女性LDH患者更容易发生腰椎间盘突出后重吸收现象。Rodriguez-Martinez等[36]研究发现,BMI与腰椎间盘突出后重吸收率呈负相关,原因可能是BMI较高的LDH患者更易出现关节突关节退变及腰椎间盘突出。但Hornung等[26]研究发现,BMI并非腰椎间盘突出后重吸收的影响因素。

6 小 结

随着临床对腰椎间盘突出后重吸收现象的广泛关注,LDH的治疗方法也有所改变。对于容易发生腰椎间盘突出后重吸收的LDH患者,可先采用非手术方法治疗,促进腰椎间盘突出组织重吸收[6,8,22-23]。我们发现,腰椎间盘突出程度、节段,以及腰椎MRI信号特点改变、脊柱-骨盆矢状位曲度参数、病程等对腰椎间盘突出后重吸收的影响较大;椎体高度和宽度对腰椎间盘突出后重吸收的影响仅为推测,且缺少相关机制研究和临床研究;年龄、性别和BMI对腰椎间盘突出后重吸收的影响,目前缺少临床证据支持。

腰椎间盘突出后重吸收的影响因素很多,且并非单一因素可产生影响,常是多因素共同作用,因此难以判断是何种因素起主导作用。未来可对腰椎间盘突出后重吸收的影响因素进行相关分析,并结合大数据[37]及人工智能[38]等进一步探讨对腰椎间盘突出后重吸收有利或不利的影响因素,从而制定合理的预测评分系统。此外,未来还可对腰椎间盘突出后重吸收影响因素的作用机制进行深入研究,从而提高腰椎间盘突出后重吸收的预测率。临床治疗LDH时,可在有效预测方法的辅助下进行非手术治疗,能够在减轻LDH症状的同时促进腰椎间盘突出组织重吸收,从而达到临床和影像学双重治愈的目的[23]。目前有较多研究证实,口服益气活血中药、针灸、推拿、牵引等中医药疗法均可促进腰椎间盘突出后重吸收[8,39-41]。如能深入研究腰椎间盘突出后重吸收的影响因素,并据此筛选合适的病例进行中医个体化治疗,将进一步提高LDH非手术治疗的成功率,这对充分发挥中医药特色优势也有重要意义。