疾病名 腰椎间盘突出症 英文名 prolapse of lumbar intervertebral disc 别名 腰椎间盘突出; 腰椎间盘脱出症 ICD 号 M51 病因和发病机制研究的进展 1. 病因研究进展腰椎间盘突出症 (Lumbar disc herniation,ldh) 又称腰椎纤维环破裂症或腰椎髓核脱出症 它是腰椎间盘发生退行性病变以后, 在外力的作用下, 纤维环破裂 髓核突出刺激或压迫神经根 血管或脊髓等组织所引起的腰痛, 并且伴有坐骨神经放射性疼痛等症状为特征的一种疾病 近代研究表明,LDH 发病主要与以下几方面因素有关 (1) 生物力学 : 1 生物力学特性 : 由于腰椎间盘在支撑体重 缓冲外力中起很重要的作用, 生物力学因素对椎体生长有着重要的影响 Thompson RE 等发现, 椎间盘受压时表现为向四周膨出, 在脊柱前屈 后伸或侧弯时, 都会承受一定的张应力, 且纤维环不同方向上强度不同 由于腰椎经常会处于不同程度的前屈 侧屈及扭转, 因此会增加椎间盘的应变量, 如在人椎间盘中, 以 L L -S 负重最大 活动最多, 而它们相对水平面的角度较大, 是躯干活动剪切应力的中心 而随着年龄的增长椎间盘即出现退行性变, 纤维环和髓核退行性变不平衡, 纤维环的软骨纤维变性较为明显, 其韧性也随之减低 2 生物力学与椎间盘退变的关系 : 正常力学环境对软骨终板 PG( 蛋白多糖 ) 代谢影响较小, 各组分含量保持相对稳定, 而异常生物力学环境则可直接导致终板 PG 含量的不断减少和成分比例的改变, 进而导致椎间盘的损伤 力学负荷主要在以下几方面对椎间盘存在影响 :1 椎间盘基质环境的变化 : 异常生物力学通过影响水分含量 离子组成 渗透压等大大地改变椎间盘细胞的代谢 2 静水压 : 静水压会因椎间盘细胞代谢异常而发生改变 3 基质金属蛋白酶 : 异常的机械负荷能促进 MMPs 的合成, 抑制 TMPs, 造成 MMPs/TIMPs 失衡 同样表明适当的应力刺激能促进基质的合成, 应力丧失或异常增高则出现椎间盘细胞合成基质成分减少, 分解加速, 椎间盘发生退变 4 细胞凋亡 : 体内动物实验研究表明, 异常应力作用下可引起椎间盘细胞凋亡 ; 并且在不同作用时间和不同作用强度下, 对椎间盘中不同类型细胞的影响亦不相同
(2) 细胞因子 : 1 基质金属蛋白 : 椎间盘基质主要由胶原 蛋白多糖 水和弹性蛋白构成,LDH 也主要表现为基质内蛋白多糖 胶原和弹性蛋白等生物大分子的结构 功能 含量及类型的变化 实验证明,MMPs 与椎间盘退变有关,MMPs 的功能 : 一是几乎能降解除多糖以外的全部 ECM( 细胞基质 ) 成分 二是使别的 MMPs 激活, 形成瀑布效应 其中,MMP-1 是降解 I 型胶原的主要蛋白酶, 主要由结缔组织细胞 内皮细胞 巨噬细胞所产生, 其作用底物主要是间质胶原 (Ⅰ, Ⅱ,Ⅲ 型胶原 ), 除 Ⅳ 胶原外, 可降解 Ⅶ 型胶原 明胶 蛋白多糖 MMP-3 是基质金属蛋白酶中的另一重要成员, 它能降解蛋白多糖 层连蛋白 纤维连接蛋白以及 Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅸ 型胶原等成分, 还能活化以酶原形式分泌的 MMP1~ 4, 随着椎间盘的退变或老化, 髓核中 MMP-3 活性升高 MMP-9 是主要来源于中性白细胞 巨嗜细胞 软骨细胞等, 主要作用底物为 Ⅳ Ⅴ Ⅶ Ⅹ Ⅺ 型胶原, 纤维粘连蛋白 弹性蛋白和蛋白多糖, 能够有效降解明胶和胶原降解的初级产物 MMP-7 可以水解包括 Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ 型胶原 蛋白多糖 弹性蛋白 纤维连接蛋白 (LN) 层粘连蛋白(FN), 它的另一功能是激活胶原酶包括已发现存在于间盘内的其它 MMPS, 如 MMP-1 MMP-3 MMP-2 和 MMP-9 综上提示,MMPs 与椎间盘退变突出有关 此外, 还存在一种可以消化 Aggrecan( 聚集蛋白聚糖 ) 的金属蛋白酶 ADAMTS-4, 研究证明 ADAMTS-4 与椎间盘组织退变有关 2 白细胞介素 -1 白细胞介素-6 肿瘤坏死因子: 白细胞介素作用于 LDH 过程是通过影响 MMPs( 基质金属蛋白酶 ) 的生物活性以及抑制基质中蛋白多糖的合成来完成 在手术摘除的突出椎间盘组织中, 发现含有 IL-1α 和 IL-1β 免疫反应细胞, 且这些细胞的数量与 LDH 突出的程度有一定相关性 白介素 -1α 可以刺激 LDH 基质中蛋白多糖的降解, 显现明显的时间和浓度依赖性, 能刺激滑膜细胞和软骨细胞产生前列腺 E, 还能刺激滑膜细胞和软骨细胞合成过量金属蛋白酶, 破坏软骨基质, 抑制软骨细胞合成蛋白多糖 IL-6 是一种重要的炎症介质, 在多种免疫反应中均有增高, 退变的椎间盘组织可自发分泌 IL-6, 造成局部组织的炎症反应 TNF-α( 肿瘤细胞因子 -α) 是强有力的炎性细胞因子, 突出腰椎间盘细胞可产生 TNF-α 由于椎间盘内蛋白多糖主要是蛋白聚糖,TNF-α 可以通过影响蛋
白聚糖含量的变化来导致椎间盘的退变, 在关节软骨中,TNF-α 促进金属基质降解酶 (MMPs) 的产生和分泌, 引起软骨基质的降解, 并可抑制软骨细胞合成具有透明软骨特性的蛋白聚糖和 Ⅱ 型胶原, 促进生成有纤维母细胞特性的 Ⅰ 型胶原, 从而使软骨细胞变性死亡, 从某种程度上说明 TNF-α 表达越高, 椎间盘细胞退变进程越快 可以认为促炎因子 TNF-α 和 IL-6 可能共同加剧椎间盘的退变, 在椎间盘退变过程中起着重要的作用 而 IL-4 作为一种常见的抗炎因子, 可强烈抑制 TNF-α IL-6 等促炎因子的合成 3 生长因子 : 椎间盘退变不仅与上述因子有关, 生长因子和炎性因子亦可能为椎间盘退变的重要原因 生长因子可以促进椎间盘细胞增殖和基质合成, 在椎间盘组织发育和成熟过程中可能具有一定的调节作用, 不同生长因子可以作用不同的椎间盘区域或细胞, 但随年龄增加, 其表达量逐渐减少, 如 TGF- B( 转化生长因子 -B) 和 bfgf( 碱性成纤维细胞生长因子 ) 在突出腰椎间盘组织中,TGF-B bfgf 胰岛素样生长因子-2(IGF-2) 等合成代谢因子减少,TGF-B 和 EGF( 表皮生长因子 ) 及其受体的表达很少或没有, 而 IL-2 IL-6 TNF-2α 等分解代谢因子则增加 其中,VEGF( 血管内皮生长因子 ) 是一种重要的血管生长刺激因子, 可通过促进血管生长及提高血管通透性的作用来加速突出椎间盘组织的吸收, 在突出髓核组织的血管形成中成为增效剂, 对椎间盘退变的演化过程有着重要作用 在与 LDH 有关的细胞因子中, 有些 ( 如 5- 羟色胺 组织胺 磷脂酶 2 磷酸二脂酶 2 和 6- 酮 - 前列腺素 1α 细胞外调节激酶等) 主要起致炎因子作用, 在纤维蛋白的诱导下, 它们含量增加必然会促进椎间盘细胞外基质降解及椎间盘中的炎症反应, 最终导致 LDH 及相关症状的发生 另外, 大量研究已经证明髓核增加了脊神经根中一氧化氮合成酶活性, 从而也说明一氧化氮与髓核的病理生理效应有关, 参与了 LDH 的发病 近年研究还发现, 遗传因素在椎间盘退变中也具有一定影响作用 针对以上病因, 目前临床上已经通过如调解和干预 Aggrecan 代谢 免疫与细胞凋亡抑制 MMPs 抑制等途径来治疗 LDH, 均在不同程度上取得较好疗效 2. 发病机制研究进展腰椎间盘突出症发病机制多数学者认为主要与损伤和退行性变有关 随着研究的进展, 腰椎间盘突出症发生的机制也渐趋明朗 归纳起来有以下几个方面 :1 疼痛发生机制 2 神经机械压迫机制 3 免疫学
机制 4 炎性反应机制 5 神经根粘连机制 6 微循环机制 7 退行性变机制 对这些机制的深入研究为药物治疗腰椎间盘突出症提供了有力的理论支持和可行性 (1) 疼痛机制 : 腰腿痛等疾病的疼痛刺激, 经感觉神经进入脊髓后, 一部分到达大脑中央后回产生疼痛 ; 一部分经脊髓反射刺激交感神经和运动神经, 分别引起血管收缩和肌肉挛缩, 导致局部缺血 缺氧, 代谢产物蓄积, 由此产生致痛物质 致痛物质又刺激感觉神经出现新的疼痛 如此产生疼痛反应的恶性循环 对此恶性循环采用神经阻滞可起到特异的效果 骶管神经阻滞可阻断刺激的传导, 解除局部肌肉挛缩和血管收缩, 使局部血液循环及代谢得到改善, 内环境趋向稳定, 从而使疼痛消失 骶管复合药液可以减轻神经根无菌性炎症水肿, 改善局部血液循环, 改善神经根的淤血 缺血 缺氧状态, 阻断炎性介质对软组织的进一步损伤, 促使炎性介质吸收, 并且降低神经根的敏感性 临床试验表明, 中药中的独活 威灵仙 全蝎 蜈蚣 延胡索 防风等药均有镇静 镇痛作用 乌头碱有明显的止痛作用, 并兼有麻醉神经末梢作用 Rask 报道秋水仙碱对急慢性椎间盘突出症有较快的止痛作用, 能迅速改善患者的症状体征 这可能与其减轻组织炎症反应 降低血管通透性 减轻组织水肿及减少炎性介质对组织的刺激有关 目前对秋水仙碱止痛机制有以下几种解释 :1 二羟焦磷酸钙结晶 淀粉样变性物质等, 可以沉积到变性或损伤的椎间盘中, 成为致痛物质, 而秋水仙碱可以溶解损伤的椎间盘附近长期沉积的这些疼痛性晶体 2 秋水仙碱促进了产生内腓肽的神经细胞的增生 3 白三烯和前列腺素的合成 4 神经轴浆流与神经营养物质的传递 神经兴奋的传导有密切的关系 ; 而秋水仙碱对神经轴浆流有抑制作用 (2) 神经机械压迫作用 : 髓核在腰椎间盘中间, 四周是坚韧而富有弹性的纤维环 由于劳损和老化, 髓核可向比较薄弱的侧后方突出, 压迫坐骨神经根, 引起炎症 水肿和粘连, 出现坐骨神经痛症状, 对于此类病症常采用手术治疗和经卧床休息 牵引 推拿 针灸 封闭等保守治疗得到缓解或痊愈 木瓜凝乳蛋白酶溶核疗法的出现为保守治疗失败后, 手术切除前提供了新的选择机会, 其成功率为 60%~90% 将木瓜凝乳蛋白酶注射入退变突出的椎间盘内, 通过使髓核蛋白多糖解聚成更小的糖胺聚糖和水并从尿中排泄而降低髓核内的压力, 但对纤维环不发生作用 使突出的椎间盘回复或缩小, 减轻或解除对神经
根的压迫, 达到消除或缓解症状的目的 在临床实践中, 发现秋水仙碱对神经根有机械压迫的椎间盘病变, 甚至 CT 和脊髓造影显示椎间盘突出或完全梗阻的一些病例也有显著效果 因为这些病例的神经根受压迫的症状和体征完全消失, 其疗效已超出了秋水仙碱抗感染作用的范围, 难以用神经根水肿消退来解释 所以推测秋水仙碱有使突出的椎间盘萎缩的作用 Meek 通过对患者治疗前后 CT 扫描发现有突出的椎间盘萎缩的现象, 受压迫的神经恢复了正常的轮廓形态 (3) 免疫学治疗机制 : 椎间盘是人体最大的无血管封闭结构, 组织被纤维环包绕, 自出生以来与自体血循环隔绝, 因而具备自身抗原性 髓核中的隔绝抗原与机体免疫系统接触引起的自身免疫反应是引起椎管内组织炎症反应的主要原因 1 体液免疫 : 研究发现,LDH 患者血清和脑脊液 IgG IgM 增高, 随着 LDH 病程的加重, 患者脑脊液和血清免疫球蛋白逐渐增高, 严重者可出现中枢神经系统内合成免疫球蛋白 其可能的机理为 : 神经根遭受突出的椎间盘机械性压迫和自身免疫反应性炎症改变, 导致血脑屏障的破坏, 神经根内的毛细血管 微血管通透性增加, 血浆蛋白渗入脑脊液 2 细胞免疫 : 椎间盘组织中的 Ⅰ Ⅱ 型胶原 糖蛋白和软骨终板基质是潜在的自身抗原, 可激发机体产生由迟发超敏反应性 T 细胞和细胞毒性 T 细胞介导的细胞免疫反应, 导致椎间盘的早期退变 T 细胞和 B 细胞及椎间盘抗原的不断作用会产生体液免疫反应, 表现为血清免疫球蛋白的升高 ; 同时神经根损害引起的脱髓鞘变性物质和椎间盘抗原物质进入脑脊液, 可刺激中枢神经系统免疫活性细胞产生免疫球蛋白 正常椎间盘中无巨噬细胞存在, 腰神经根被压迫后, 椎间盘髓核组织作为自身抗原引发自身免疫反应, 很多巨噬细胞出现在脱髓鞘神经纤维中, 由巨噬细胞分泌某些活性物质可对白介素 -1 肿瘤细胞坏死因子 环氧合酶 -2 等的活化起促进作用, 可介导自体免疫反应, 引起椎间盘和神经根的损伤 另有研究证明,Ⅳ 型胶原也参与了椎间盘组织的免疫反应, 是椎间盘退变的早期指标之一 以上提示免疫机制在 LDH 发病中有一定作用, 但其确切机制及与临床的相关性还需进一步研究证实
(4) 炎性反应机制 : 近年来影像学发现腰椎间盘突出的程度及其对神经根的压迫程度与患者的临床症状并不完全一致 手术中也常常发现神经根表现出充血 水肿等类似炎症样变化 大量研究结果表明, 腰椎间盘突出可导致机体免疫学异常和局部慢性炎症发生, 椎管内慢性炎症才是致痛的主要原因 Saal 等于 1990 年首先证明突出的腰椎间盘组织中含有高活性水平的磷脂酶 A (PLA ), 此酶是炎症部位细胞膜产生前列腺素 (PG) 和白三烯的限速酶 认为其在退变的椎间盘中可能起着启动炎症反应的作用 Kawakami 等将同种椎间盘髓核放置在大鼠腰硬膜外腔, 引起大鼠后爪机械痛觉过敏 再将同种椎间盘髓核放置在大鼠坐骨神经上, 结果同样引起大鼠后爪机械痛觉过敏 当使用 PLA 抑制剂时, 大鼠感觉正常 研究结果表明,PLA 在腰椎间盘突出后的神经根痛发病机制中起重要作用,PG 是一种重要的炎性介质 O Donnell 和 O Donnell 测定突出的人腰椎间盘标本中的前列腺素 E (PGE ) 含量, 以确定其与临床表现的相关性 结果表明, 有坐骨神经痛的患者趋向于含有较高浓度的 PGE 椎间盘突出类型与 PGE 含量相关, 脱垂型比突出型高, 突出型比膨出型高 Kang 等从手术切除的突出的颈腰椎间盘孵育液中检测出一氧化氮 (NO) Hashizume 等应用免疫组化方法证明了腰椎间盘突出物中的 NO 来自肉芽组织细胞 Kawakami 等用大鼠进行实验研究, 发现 NO 可能在椎间盘突出后的神经根疼痛方面发挥作用 目前至少有 3 篇文献报道了免疫球蛋白在椎间盘组织中的沉积 LGG 在狗的椎间盘中被发现 LGM 与椎间盘的炎症和坐骨神经痛的发生有关 Habtemariam 等应用免疫组化技术, 进一步确定了上述实验结果 通过对椎间盘组织的免疫组织学分析, 侵入脱出的椎间盘组织中的单核细胞和内皮细胞有抗细胞粘连分子 - 1(ICAM-1 或 CD ) 表达的作用 ICAM-1 在细胞表面受到细胞因子如 IL-1 TNFα 与 γ 干扰素的调节 对 ICAM-1 的调节可以加强白细胞等炎症细胞的吸附, 促进它们向炎症区域的游走 根据炎症机制导致神经根损伤这一理论, 应用皮质类固醇激素降低 PLA 的炎症效应, 取得良好的疗效 而且, 激素可抑制由髓核内糖蛋白引起的自主免疫反应, 并阻止淋巴细胞 单核细胞 巨噬细胞产生细胞因子 针对 PLA 活性升高,Kawakami 等证明麦帕克林 (mepacrine) 可抑制椎间盘中 PLA 对坐骨神经的机械痛觉致敏作用, 但由于强烈的胃肠道反应和中枢神经系统的毒性反应, 限制了其应用 类固醇激素通过阻止粒细胞以及巨噬细胞的脱颗粒作用, 抑制巨噬细胞抑制因子, 稳定溶酶体膜和其他细胞膜而发
挥作用 Franson 等报道了顺式不饱和脂肪酸的氧化反应在体内和体外对 PLA 有抑制作用 另外, 已被证实的 PLA 抑制剂还有 manoalde manoalogue phromophenacyibromin 等, 但这些化合物对 PLA 的抑制缺乏特异性, 且具有一定的毒性作用 中药中防己 威灵仙 五加皮 马钱子 当归 红花对试验性关节炎显示出不同程度的抑制作用 (5) 粘连作用 : 当腰椎间盘突出后神经根受邻近破裂椎间盘产生的化学物质的刺激, 神经根出现炎症反应及水肿, 当神经根反复受刺激, 反复水肿, 可引起神经根与突出椎间盘之间的粘连 疼痛由间断性转为持续性, 由于椎间盘的突出, 神经根及其硬膜轴被拉长引起粘连, 秋水仙碱可干扰纺锤体的形成, 抑制细胞的有丝分裂 ; 并可抑制细胞的胶原合成和分泌, 使胶原纤维的形成受阻 其在抑制胶原纤维形成的同时, 还可刺激成纤维细胞合成特异性胶原酶以溶解胶原, 并可抑制肌纤维母细胞的收缩, 减少纤维挛缩, 秋水仙碱对胶原代谢的影响可减少神经根周围组织的粘连和神经内外纤维化的形成 中药中的活血化瘀药物有缩短炎症期和减轻结缔组织形成的作用, 采用骶管硬膜外注药治疗, 骶管封闭药液中的激素具有抗炎症作用, 在短时间内将大量的混合药液输入硬膜外腔, 形成一定的压力, 向四周冲击扩散, 使受压的神经根被液体钝性分离, 达到无创伤分离神经粘连 扩大突出物和神经根间隙的目的 (6) 微循环障碍 : 椎间盘的营养通路主要有二 : 一是终板途径, 椎体内血管的营养物质通过骨髓腔 - 血窦 - 软骨终板界面扩散到椎间盘, 营养纤维环及髓核内层 ; 二是纤维环途径, 即纤维环表面血管营养纤维环外层, 软骨终板既有屏障功能, 又有营养中介作用 Otaga 和 Whiteside 证实其为主要途径 随着机体的老化, 供应椎间盘周围的血管数量减少, 软骨终板逐渐钙化, 妨碍营养物质的供应及椎间盘代谢产物的排泄, 使椎间盘周围血供减少, 降解的细胞外基质大分子聚集和椎间盘内含水量降低也影响了代谢物质通过细胞外基质的弥散, 进一步损害了细胞的营养供应 随着营养物质的减少, 乳酸堆积,pH 值降低, 细胞代谢功能障碍, 最终导致椎间盘内细胞死亡, 从椎间盘的营养途径可看出改善微循环对于治疗腰椎间盘突出有重要意义 有研究分析了血液流变学与腰椎间盘突出症之间的关系, 结果提示血液流变学与腰椎间盘突出症有密切相关性 中医认为腰椎间盘突出症属血瘀症痹症范畴乃静脉痹阻瘀血停滞为患 血瘀症的实质是全身或局部血液流变性发生紊乱, 血液呈现异常的浓黏稠
凝聚状态, 微循环障碍 腰椎间盘突出症可能导致血液流变性改变, 而血液流变性的变化也可能加重病情, 现代医学研究也证实活血化瘀药物能改善血液循环 ; 增加血液流量改善血液流变性, 具有促纤溶和抗凝作用 活血化瘀药物通过改善血流微血管形态 毛细血管通透性及其渗出, 来改善椎管内外循环和微环境 (7) 椎间盘退行性变 : 腰椎是人体负重 活动的枢纽, 呈生理性前凸, 椎间盘后薄前厚, 随年龄增长, 纤维环及髓核的含水量逐渐降低, 蛋白粘多糖的量也逐年下降, 胶原纤维逐渐溶解, 髓核也会失去弹力及膨胀性能, 这样就造成在受外力时, 腰椎间盘易发生萎缩 弹性减弱等退行性病变, 髓核也可能从纤维环薄弱处外突 近年研究发现, 椎间盘退行性变主要受以下因素影响 1 蛋白聚糖 : A. 蛋白聚糖的结构功能 : 椎间盘内的 Aggrecan 主要分布在髓核, 可以使椎间盘总离子数大于血浆而形成盘内高渗透压, 控制带电溶质在组织内的分布和转运, 保证椎间盘的营养供应 Aggrecan 还可通过核心蛋白的作用与 Ⅰ 型和 Ⅱ 型胶原纤维的结合, 改变胶原纤维的表面性质, 使胶原纤维形成延迟或形成较细的纤维, 从而防止椎间盘等结缔组织的钙化, 是椎间盘保持粘弹性 抵抗外来压力 吸收震荡的生物力学特征的生理基础 B.Aggrecan 与椎间盘退变的关系 : 椎间盘退变始于椎间盘基质的退化, Aggrecan 损耗则是基质退化最早的表现, 会导致以髓核为主的椎间盘基质含水量减少 粘弹性下降, 导致 Ⅱ 型胶原的合成减少, 增加弹性较差的 I 型胶原的合成, 分泌蛋白酶增多 ; 随着胶原等蛋白质成分的改变, 基质网状结构遭到破坏, 髓核弹性进一步丧失, 引发纤维环的劳损, 整个椎间盘组织的退变就此形成 总之,Aggrecan 的含量和成分变化是诱发椎间盘退变 导致椎间盘与椎体生物力学功能紊乱和丧失的一个重要原因 2 细胞凋亡作用 : 大量研究表明, 退变腰椎间盘组织中存在大量凋亡的软骨细胞, 当软骨细胞死亡增加, 其合成细胞外基质的能力下降, 不能有效地维持椎间盘基质的渗透压, 从而导致椎间盘脱水及退变 Fas 蛋白是由椎间盘细胞膜所表达, 其功能增强可导致组织细胞破坏的加剧 研究发现, 在退变腰椎间盘组织中,FasⅠ 表达增强, 椎间盘细胞可通过自分泌或旁分泌 FasⅠ 的方式激活表达 Fas 的椎间盘细胞, 造成细胞调亡作用增加 在退变椎间盘组织中,
某些细胞因子如 IL-1 IL-6 TNF PGE 等可能上调 Fas 的表达水平, 产生超常的凋亡作用, 导致椎间盘组织中细胞数量减少, 进而引起椎间盘基质成分的改变, 最终表现为椎间盘生理功能的受损和破坏, 即椎间盘组织退行性变 3 营养作用 : 退变的发生同营养供应的改变密切相关, 椎间盘的营养主要依靠软骨终板通路和纤维环外周通路供应, 当椎间盘周围血供减少时, 导致降解的基质大分子聚集和椎间内水含量降低, 细胞代谢功能障碍或者死亡, 椎间盘内压力明显增高且引起软骨终板破裂, 椎间盘物质通过裂口进入椎体, 妨碍了椎间盘营养的供应, 更加快了椎间盘退变和突出的发展 可以认为, 腰椎间盘的退行改变是 LDH 发生的一个重要基础 诊断研究进展 1. 辅助诊断检查进展 (1) 实验室检查进展 : (2) 特殊检查进展 : 2. 临床诊断进展 治疗与预防方法研究的进展 腰椎间盘突出症临床上采用的治疗方法大体分为三类, 即保守治疗, 手术治疗和介入治疗 传统的保守治疗, 虽然有一定的疗效, 但易复发 外科手术治疗虽然是疗效较为确切, 但可能带来脊柱不稳等问题 微创介入治疗是近年来兴起的新的治疗手段, 其特点为损伤小 见效快, 易于被患者所接受, 目前已经成为治疗腰椎间盘突出症的常用方法 1. 非手术治疗 (1) 中药治疗 : 中药治疗有内服 外用两种方法, 所用的中药具有温经散寒, 祛风通络, 活血止痛的作用 结合中医药理论和实践, 将腰椎间盘突出症分为四个不同的阶段 : 急性疼痛期宜清热利湿祛风通络佐安神之剂 ; 方用龙胆泻肝汤加减 ; 整复期宜祛淤活血止痛佐续筋之剂, 方用新伤续断汤加减 ; 缓解期宜通经活络佐调理气血, 方用补阳还五汤加减 ; 后期宜益肝肾补气血柔筋, 补虚扶正, 参以柔筋之品 中药外治法是采用传统的中药外敷 膏药外贴 熏洗等方法, 使药物通过皮肤作为媒介, 渗入到病灶自达病所, 能较好地起到缓解炎症, 减轻症状的作用
(2) 牵引疗法 : 牵引疗法具有简便 经济 疗效肯定等特点, 在临床上广泛运用, 但目前学者们对牵引体位 重量, 腰椎牵引适应证的选择等有不同的看法 近年三维牵引相关报道较多, 大多探讨牵引方式 力度及速度等与疗效的相关性, 经影像学实验观测显示其疗效可能与椎间盘突出症的病理性间隙变化有关 腰椎牵引利用 筋能束骨 的原理, 恢复椎间盘的高度, 纠正后关节错位, 使后关节间隙增大, 消除对脊神经后内侧支的压迫, 缓解腰部肌肉痉挛 临床多采用电动牵引床行腰椎骨盆牵引法, 体位有仰卧和俯卧两种, 以仰卧位多取 牵引须根据患者体格差异调整牵引质量 时间 次数, 充分发挥牵引的有效治疗作用 牵引后绝对卧床休息 1~2 周 三维牵引治疗床是根据生物力学和中西医正骨复位原理, 微电脑控制, 将牵引旋转 伸屈侧弯能融为一体, 其作用为 :1 松驰腰肌, 解除肌肉痉挛 ;2 恢复脊柱的正常生理曲度, 使腰椎间隙增大, 前后纵韧带拉紧, 使椎间隙内形成负压, 利于突出物的还纳 ;3 牵引使腰椎小关节细微的错位得以整复, 恢复脊位系统内外平衡 该治疗方法具有操作简单, 痛苦小, 费用低, 较安全, 尤其适合年龄大, 体质差, 多节段突出者, 手术禁忌证者 但对心脏病, 骨质疏松症患者慎用本法 (3) 推拿治疗 : 推拿疗法被认为是目前保守治疗中最有效的方法之一 医者采用各种手法施于病者身体的某个特定部位, 进行一种良性的物理性刺激, 能宣通经络, 活血止痛, 消除痉挛, 解除神经血管束的卡压 手法通过似脉冲状挤压淋巴管, 通过神经系统的作用, 能使局部淋巴管扩张, 增加局部淋巴液的循环, 改善局部组织的营养和代谢, 有利于损伤组织水肿和病理产物的吸收和消除 按抖 后伸牵引 斜扳 直腿抬高扳足 屈膝屈髋按压 抖腿等手法, 松动上下关节突, 可使神经根管容积扩大, 神经根产生移位, 小关节的粘连获得松解, 迫使髓核还纳 复位, 重新获得椎间盘在空间力学上的平衡状态 生物力学试验及临床实验显示斜扳手法可使椎板发生位移, 较大幅度地松动上下关节突之间的关系, 使椎间孔形态发生变化, 缓解神经根受压及粘连 国内有学者对于牵板手法治疗的 86 例患者经脊髓造影,CT MRI 检查前后对照结果发现突出的椎间盘影像大小形态及部位均无确认的明显变化, 提示手法推拿治疗是突出物的 变位 作用达到神经根的松解而非髓核的复位还纳 至于推拿手法是否可使突出的椎间组织回纳复位, 至今仍有争议 有实验报道突出椎间盘
在 MRI 影像学上的缩小是炎性水肿的吸收及膨胀的髓核组织脱水, 后期是自然消退过程, 不是椎间盘的简单还纳 (4) 药物局部注射治疗 : 压痛点 发病病灶和相关部位采用药物局部注射疗法, 消除肌紧张 肌痉挛, 恢复和保护局部组织损伤而导致的神经病理改变, 防止椎周软组织粘连形成 近年来, 临床上采用硬膜外注入法治疗腰椎间盘突出症, 使药物可直接到达突出椎间盘引起的炎性病灶周围, 更集中有效地消除炎症 通过临床病例的实践和对比分析, 总结出了突出物内局部注射胶原酶治疗 腰突症 这一治疗方法, 改变了传统胶原酶直针注射所存在的缺陷, 如给药路径长, 药物弥散, 胶原酶不能直接浸润在突出物组织内等, 通过采用突出物内局部注射胶原酶治疗腰突症, 可以有效缩短给药途径, 药物不弥散, 与突出物直接接触, 从而迅速溶解突出物, 解除突出物对硬膜囊及神经根的压迫, 松解突出物与神经根之间的粘连, 消除水肿, 达到治疗作用 (5) 针灸及理疗 : 针灸治疗腰椎间盘突出症是根据人体经络中的经脉 经别与奇经八脉 十五络脉, 纵横交错, 入里出表, 通上达下的生理结构特点而采用的治疗方法 经络具有联络脏腑, 沟通腰窍, 运行气血, 濡养周身, 抗御外邪, 保卫机体的功能 理疗是利用电流 热能 微波 红外线 超声波 磁疗等作用于腰部患处, 刺激神经修复再生, 兴奋肌肉, 软化疤痕, 松解粘连, 促进局部微循环, 改善组织营养供给, 祛除致病因子, 达到消肿止痛的目的 2. 手术治疗 (1) 经皮椎间盘摘除术 (PLD):1975 年日本 Hijikata 通过经皮穿刺置入导管完成腰椎间盘髓核切除术,1985 年 Abmmovitz 设计了自动髓核切割器, 其治疗原理是通过穿刺将纤维环开窗, 部分髓核组织切割 吸出 降低椎间盘内压力, 使突出的部分得以回纳 因此, 可回纳的椎间盘突出是 PLD 的最佳适应证 该项技术创伤少, 恢复快, 没有注射酶类药物所产生的并发症 主要缺点是 : 手术在透视下而非直视下进行, 术中无法切除突出的椎间盘组织, 尤其是游离的组织, 难以得到彻底减压, 因此仅适用于单纯性和急性腰椎间盘突出症的病例, 若椎间盘突出合并腰椎管狭窄或神经根管狭窄症则难以开展, 否则影响疗效且并发症较多 (2) 内镜下椎间盘摘除术 (MED):MED 是九十年代末国际脊柱外科领域的一项新微创技术, 首先由 Kambin 于 1990 年报告使用 该手术将传统开放手术和
内镜微创技术融为一体, 具有创伤小 出血少 患者术后恢复快 不影响腰椎稳定性等优点 MED 与传统椎间盘摘除术相比, 术者能够在影像监视系统的帮助下, 辨别各种组织, 了解硬膜囊 神经根及突出椎间盘的关系, 从而彻底解决神经根压迫, 同时可避免损伤神经根和硬膜囊, 彻底止血并同步录像 MED 手术不仅适用单纯的椎间盘突出患者, 同样适用于复杂的腰椎管狭窄症和中央型椎间盘突出症, 但对椎间盘突出已完全钙化者应慎用 此手术要求操作者具有高度的眼 手配合能力, 若熟练程度不够, 耗时长, 会造成患者持续俯卧的辛苦, 同时加上术中使用的设备 器械较多, 增加了伤口感染的机会 (3) 机器人辅助椎间盘切除术 : 世界上第一台外科手术机器人手臂装置 AESOP( 伊索 )1994 年应用于临床, 它由多个声控机器人手臂组成, 能模仿人类手臂的形态和功能, 对内镜进行置位, 具有声控 遥控 记亿 定位等各种功能, 尤其为长时间 复杂的手术提供了稳定 清晰的手术图像 该手术具有以下优点 : 术野图像清晰稳定, 减轻术者的视觉疲劳, 明显提高工作效率 ; 人机合一, 满足手术视野, 增加操作的安全性等 不足之处是 : 持镜机器手不能自行擦镜, 仍需助手或护士完成 ; 术中尚不能自行跟踪移动, 需术者不断的指令, 才可移动内镜 ; 另外, 机器手本身价格比较昂贵, 病人负担相应增加, 普及较困难 (4) 腰椎间盘置换术 1 人工腰椎间盘置换术 (ADR): 人工腰椎间盘置换术是脊柱外科的新技术, 有 SB Charite 型 Stefee 型 SMH 型 3 种类型 目前临床使用最多的人工椎间盘是 SB Charite 椎间盘, 近几年来在临床应用已有近 3000 例 ADR 的优点是它可以恢复椎间高度 应力传导和分布, 维持椎间关节的有限运动, 恢复病变椎间盘的运动学和负载功能, 达到分担负荷 节段性稳定和节段性运动的目的, 同时可去除有损伤 炎症退变的椎间盘, 减少自身免疫的来源和退变椎间盘诱发炎症的物质从而缓解疼痛 人工椎间盘置换术适应证目前尚未完全统一, 较公认的适应证包括腰椎间盘退变引起的慢性下腰痛 椎间盘切除术后腰背疼痛综合征 孤立性腰椎间盘吸收 退行性腰椎间盘疾病所致的脊柱节段性不稳 邻近融合节段的退变等 2 人工髓核假体 (PDN): 人工髓核假体是近几年研制出的髓核的人工替代物, 常见的类型有金属型和有机弹性体型, 在网状结构内有高分子聚乙烯及水
凝胶, 被置入髓核部位后, 可吸收组织液而膨大起来, 起到髓核的作用 髓核假体是椭圆形, 用硅橡胶制成, 通过流行的后路椎间盘摘除手术进路, 对于椎间盘突出症的病例, 在髓核摘除术后可方便地植入假体 利用特制的注入器将假体注入椎间盘中央, 因纤维环上切口小, 假体恢复圆形后比切口大, 不易掉出来 与人工全椎间盘置换不同,PDN 置换不必切除纤维环 终板和周围韧带, 通常是在纤维环上切一小口, 使用配套器械置入 PDN, 使之代替髓核, 缓解腰椎间盘疾患引起的腰痛 手术的创伤小, 如一旦手术效果不佳, 对以后的脊柱融合术没有影响 (5) 同种异体椎间盘移植术 : 国内有作者对冷冻保存异体椎间盘移植进行了实验研究, 观察猴冷冻保存异体椎间盘移植后的 X 线 组织形态学 分子生物学 生物化学和生物力学的变化, 探讨移植椎间盘的长期归宿及临床应用的可能性 结果显示 X 线显示无脱位,24 个月仍能维持正常高度的 64.9% 术后 2 周仅在移植椎间盘终板下骨与宿主椎体骨界面区有轻度免疫排斥反应,4 周时较明显,6 周后逐渐减轻,8 周逐渐趋向正常 分子生物学显示移植组 DNA 含量降低, 细胞因子基因片段 phil26 phil28 phtnf 和诱导型一氧化氮合酶 (inos) 早期较对照组增高, 晚期与对照组比较, 差异无显著性意义 生化结果显示移植椎间盘髓核和纤维环代谢均有不同程度变化 生物力学结果显示术后早期移植间盘在旋转 水平和轴向位移方面均有失稳倾向, 但对腰椎整体活动无明显影响, 并认为椎间盘移植有一定的临床应用前景 3. 微创介入治疗 (1) 胶原酶椎间盘化学溶解术 :Sussmann 于 1968 年首先用胶原酶进行椎间盘组织体外溶解试验, 并在 1981 年报告 29 例 LDH 病人临床试用获得成功 Shah NH 对 120 例行单间盘盘内化学溶核术治疗的 LDH 患者进行回顾性研究, 平均随访 9.5 年, 显示有效率为 81.2%, 显效率 70.5% Guha AR 等的临床研究也得出了相似的结果对 112 例腿痛明显, 且经 MRI 确诊为 LDH 的患者行胶原酶治疗, 随访 5 年以上, 有效率达 83%, 尤其对仅有 L5~S1 突出的年轻患者效果最佳 突出型 LDH 患者分为盘内组和盘外组, 分别采取胶原酶盘内注射 600~ 1200U 和盘外注射 1200U, 随访 6 个月以上, 认为二者有效率和优良率无明显统计学差异 经硬膜外前间隙注射胶原酶复合液 :2% 利多卡因 3ml 康宁克通 A 40mg 和胶原酶 1200U, 疗效优于硬膜外后间隙途径, 有效率分别为 90% 及 74%
采用前瞻 随机的方法, 对比观察了硬膜外侧隐窝注射 1200U 和 2400U 胶原酶治疗 LDH 近期及中远期 (8±4 月 ) 疗效, 显示两种剂量疗效差异无显著性, 故提倡使用最小有效剂量胶原酶 1200u/ 盘为宜 正确选择适应证, 规范性操作可以减少严重并发症的发生 (2) 臭氧溶核术 : 经皮穿刺腰椎间盘臭氧溶核术治疗腰椎间盘突出症, 是近年来在欧洲国家应用的一种治疗方法 目前认为其机制是 : 臭氧氧化髓核中蛋白多糖, 破坏髓核细胞, 抑制免疫反应, 抗炎镇痛作用 Bonetti 等通过研究认为, 将 O ~O 的混合气体注射到神经根周围也可以缓解疼痛, 中期随访有效率为 77.9% 导致该治疗方法失败的原因有突出间盘的钙化, 椎管狭窄, 硬膜外间隙纤维化 其最佳适应证是腰椎间盘膨出及轻中度突出合并根性症状者, 对突出程度较重及合并脱垂者疗效欠佳, 二次治疗可提高疗效 臭氧溶核术国内外报道尚未发现严重不良后果 国内报道有 23% 的患者术后症状和体征 反跳, 认为与椎间盘内压力暂时性升高关系密切, 部分患者无需任何治疗, 症状严重者可对症处理 (3) 经皮激光椎间盘减压术 (PLDD): 经皮激光椎间盘减压术 (Percutaneous Laser Disc Decompression,PLDD), 由美国 Choy 于 1986 年成功应用于临床, 利用激光高能量产生的局部生物效应, 即气化, 变性, 消融突出的椎间盘髓核, 减低病变椎间盘内压力, 使突出的椎间盘回缩, 解除对脊髓, 神经根的刺激 压迫 目前常用激光类型有 : 钾钛磷 (KTP) 激光, 钕 (Nd:YAG) 激光, 钬 (Ho:YAG) 激光, 和 CO 激光 研究证实, 激光汽化后椎间盘内压可降低 50% 以上, 采用 Nd:YAG 激光治疗 LDH 患者, 该疗法安全性较好, 偶有致神经根损伤, 及探头经纤维环前部进入腹腔而致肠坏死并发症, 以中青年患者为佳 实验研究显示, 在激光汽化椎间盘的过程中, 椎间盘前 后缘及椎间孔内壁温度变化均在 2 左右, 未达到引起组织变性损伤的温度 (60 ), 对椎间盘周围组织不会造成热损伤 (4) 椎间盘内电热凝纤维环成形术 (IDET): 椎间盘内电热纤维环成形术 (Intradiscal Electrothermal Therapy,IDET) 是通过局部加热使纤维环内胶原纤维的三螺旋结构崩解 变性 收缩, 从而使椎间盘组织回缩, 压力降低 各家报道 IDET 治疗后椎间盘内压降低程度不一致, 但均有显著效果 Findlay 等报道 IDET 治疗后, 髓核内压降低 6%~13%, 纤维环内压平均降低 0.28Mpa
Welch 等报道 27 例 LDH 患者行 IDET 的优良率为 75% Kleinstueck 等在尸体椎间盘上行 IDET 试验研究, 结果显示在加热线圈周围 1~2mm 的范围内组织最高温度可达 64 ~60, 周围组织温度均低于 60, 而只有当温度高于 60 时才能使胶原组织变性, 临床疗效可能与加热探头放置位置密切相关 Houpt 等发现 IDET 治疗时, 盘外温度升高不到 5, 认为行 IDET 治疗盘周组织不会受到损伤 (5) 射频消融髓核成形术 : 本法是利用射频热能使突出部分髓核变性, 凝固, 收缩, 解除对神经根压迫 Yeung 等 1996 年首先报告在经皮内窥镜引导下, 应用双极电极射频消融技术对 40 例腰椎间盘突出症患者进行治疗, 总有效率为 86.4% 通过对不同退变程度的尸体椎间盘进行射频消融, 发现引起的变化仅限于髓核内, 终板和椎体不受影响 测定手术前后椎间盘内压力变化, 年轻 无退行性变椎间盘内压力在术后明显降低, 而退变椎间盘内压力无变化, 认为术后椎间盘内压力的变化与椎间盘的退变程度高度相关 该法主要适用于 60 岁以下中青年患者, 以包容性腰椎间盘突出疗效最佳, 而临床症状以腰痛伴下肢放射痛患者较单纯下腰痛疗效好 目前存在问题和研究热点 随着对腰椎间盘突出症及其产生机制的进一步研究, 其理论日趋成熟, 这也就为药物治疗腰椎间盘突出症提供了基本的理论依据 但也应该看到对于药物治疗腰椎间盘突出症研究的广度和深度仍有待于进一步发展和深化, 并进行定量 定性和客观化的研究, 以提高临床效果 药物治疗腰椎间盘突出症有着手术治疗所不可比拟的巨大优越性 虽然在这个过程中尚有许多艰巨的工作等待我们去完成, 由于其很好的疗效正吸引着许多学者进行深入的探索和研究 截止到 2005 年我国已有 400 余家医院引进了 MED 技术, 虽然所有报道的手术优良率都在 90% 以上, 但实际上有近 1/2 的医院未能很好地开展这项技术, 也有不少医院已放弃了该技术 其中存在的一些问题值得思考 :1MED 手术器械及仪器价格昂贵, 维修费用高, 不少医院没有量力而行, 开展病例少, 仪器使用率不高 作为内窥镜下微创脊柱手术, 对手术医师的临床经验 操作技术水平和微创潜质要求较高 在应用初期, 手术者所遭遇的困难和并发症发生率较高, 往往因此而放弃和停止这项技术 2 相关规范化培训及准入制度较少 开展微创手术前医生进行专业训练非常重要 在熟练掌握手术定位 仪器安装
及使用方法的同时, 还需在尸体 动物标本上进行操作训练, 熟练掌握手术步骤及操作方法, 否则, 盲目在患者身上进行尝试将产生灾难性的后果 微创手术的核心在于减少医源性损伤的同时获得同开放性手术一样的疗效 目前大多数微创手术还缺乏长期前瞻性对比研究 虽然我国已逐渐成立相关微创手术培训中心及学习班, 但相关培训的时间 技术条件和水平以及培训规模还远不够微创脊柱外科发展的需要, 而且尚未建立相关的准入制度 近期期刊发表的部分论文 68 例腰椎间盘突出症术后并发症分析不同牵引节奏对快速牵引治疗腰椎间盘突出症的影响利美达松等药物穴位封闭治疗腰椎间盘突出症 120 例微创手术治疗腰椎间盘突出症 300 例的疗效分析手法推拿配合中药熏蒸治疗腰椎间盘突出症 150 例分析老年人腰椎间盘突出症的特点及手术方式的选择 ( 附 102 例报告 ) 腰椎间盘突出症患者日常生活活动功能定量评估腰椎间盘突出症术后长期疗效分析臭氧治疗腰椎间盘突出症的临床应用臭氧治疗腰椎间盘突出症的疗效评价