磁共振DTI定量評價脈絡寧注射液對非壓迫性腰神經根炎療效的實驗研究*

彭 濤，牛翔科，肖建明，王宗勇，植 彪，楊朝炳，陳云濤，楊 璽，韓立新

(成都大學附屬醫院放射科，成都 610081)

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論著·基礎研究

磁共振DTI定量評價脈絡寧注射液對非壓迫性腰神經根炎療效的實驗研究*

彭 濤，牛翔科，肖建明，王宗勇，植 彪，楊朝炳，陳云濤，楊 璽，韓立新

(成都大學附屬醫院放射科，成都 610081)

目的 探索運用磁共振擴散張量成像(MR-DTI)定量評價脈絡寧注射液對非壓迫性腰神經根炎的療效。方法 選取巴馬小型豬9只，分入A組、B組、C組，各3只，在CT引導下建立非壓迫性腰神經根炎模型，各組于造模后14 d硬膜外分別注射脈絡寧(10 mL)、生理鹽水(10 mL)、消炎液(10 mL)，造模前、造模后14 d、治療前均進行MR-DTI掃描，治療后3、7、14 d分別從各組取出1只實驗豬進行MR-DTI掃描后處死并取神經根標本進行免疫組織化學檢測，在MR-DTI圖像中測量神經根各向異性分數(FA)值，對FA值和免疫組織化學結果進行統計學分析。結果 MR-DTI：各組造模后FA值均降低(P<0.05)；A組治療后14 d FA值回升，與治療前比較，差異有統計學意義(P<0.05)；A組治療后3、7 d FA值無明顯上升，A、B兩組間比較，差異無統計學意義(P>0.05)，但C組FA值回升較其他兩組早且迅速(P<0.05)；治療后14 d，A組FA值回升，雙側神經根FA值分別與B組、C組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，而B組和C組間FA值比較差異有統計學意義(P<0.05)。免疫組織化學：治療后7 d，A組神經組織腫瘤壞死因子α(TNF-α)的積分吸光度值(IA值)開始下降；治療后14 d，A組與C組TNF-αIA值較B組明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)。結論 脈絡寧注射液對非壓迫性腰神經根炎具有一定療效，并可用DTI對其進行評價。

磁共振成像；擴散張量成像；神經根炎；外科手術，微創性；脈絡寧注射液

腰椎間盤髓核突出引起的化學性炎性反應是引起腰神經根性疼痛的重要因素[1]。硬膜外類固醇藥物注射已成為目前治療腰神經根痛的重要方式，但其在臨床適應證、有效性和風險方面仍存在較大的爭議，因此其他藥物的療效受到越來越多的關注[2]。據文獻報道，脈絡寧注射液代替激素治療腰神經根性疼痛取得了良好的臨床療效[3]，但對其療效的定量評價尚待完善。磁共振擴散張量成像(magnetic resonance diffusion tensor imaging，MR-DTI)能夠探測神經組織中水分子沿神經纖維的運動，是目前能夠測量活體組織中水分子擴散張量的惟一方法，各向異性分數(fractional anisotropy，FA)能夠定量地反映水分子擴散的方向性[4]，幫助了解腰神經根組織的微觀結構和病理生理變化。本文旨在探索能否用DTI定量評價脈絡寧注射液微創治療非壓迫性腰神經根炎的療效，以期為臨床選擇合理的治療方案提供參考。

1 材料與方法

1.1 動物來源 選取普通級巴馬小型豬9只，體質量(20±1.3)kg，均為雌性，由成都達碩實驗動物有限公司提供[生產許可證號：SCXK(川)2013-24、實驗動物使用許可證號：SYXK(川)2014-189]。納入標準：體質量20 kg左右，發育良好，步態正常，食欲良好。排除標準：脊柱側彎畸形，脊柱區其他疾病，體型過小，精神萎靡。

1.2 方法

1.2.1 磁共振成像(MRI)檢查 實驗動物麻醉后，利用德國Siemens公司的Siemens Avanto 1.5T超導型磁共振掃描儀進行掃描，仰臥位頭先進，使用8通道相控陣脊柱線圈，所有實驗動物均進行T2WI、DTI掃描。掃描參數如下：(1)T2解剖序列采用可變翻轉角的自旋回波序列(spcR)矢狀位掃描，層數88，掃描野(FOV)250×250，層厚1 mm，重復時間(TR)2 000 ms，回波時間(TE)117 ms，平均次數2次，相位編碼方向H-F，分辨率256×254,并行因子2，翻轉角150°，帶寬399。(2)DTI采用單次激發自旋回波平面成像序列(SE-EPI)橫斷位掃描，TR 12 000 ms，TE 117 ms，FOV 200 mm×200 mm，分辨率132×132，平均次數5次，層厚3 mm，層數48，層間距0，相位編碼方向A-P，并行因子2，抑脂：SPAIR，b值0、800，彌散方向12，帶寬996。

1.2.2 非壓迫性神經根炎造模及介入治療

1.2.2.1 造模 實驗動物保持麻醉狀態，取俯臥位固定，常規消毒、備皮、鋪巾，用17 cm 19G巴德針(TruGuide C2020B，美國巴德公司)在CT引導下穿刺腰2～3(L2～3)、腰3～4(L3～4)、腰4～5(L4～5)椎間盤，經掃描確定進入椎間盤后用電動經皮椎間盤旋切器(美國Stryker instruments公司)旋切椎間盤髓核，速度0.5～1.0 mm/s，共切吸約1～2 mL髓核組織并置于無菌容器中，加入生理鹽水并充分攪拌，制備成12 mL混懸液備用。在CT引導下，在L2～3、L3～4、L4～5雙側椎間孔區硬膜外分別注入上述混懸液各約2 mL(圖1)。造模介入手術操作完成后將實驗動物送回動物房常規分籠飼養14 d。

1.2.2.2 介入治療 將上述9只實驗動物分為A、B、C 3組，造模后14 d(此時炎癥最顯著[5])，再次MR-DTI掃描之后，在CT引導下在各組動物的L2～3、L3～4、L4～5雙側椎間孔區硬膜外分別注入相應的治療藥物：A組動物注入脈絡寧注射液10 mL(南京金陵制藥公司)，B組動物注入生理鹽水10 mL，C組動物注入消炎液10 mL(圖1)。消炎液的制備：將曲安奈德(天津金耀藥業有限公司)120 mg、維生素B12(VitB12，國藥集團容生制藥有限公司)6 mg、利多卡因(上海朝暉藥業有限公司)30 mL制成溶液共72 mL。

圖1 CT引導下造模及治療時椎間孔區硬膜外注射

1.2.2.3 神經根標本的獲取 3組各取1只實驗動物分別于治療后3、7、14 d再次進行MR-DTI掃描后，采用左心室灌注法立即處死、獲取并固定多組腰神經根標本。

1.2.3 MRI圖像分析 掃描完成后圖像傳送至Siemens后處理工作站，采用neuro 3D(MR)軟件進行后處理：融合橫斷位T2解剖圖像與DTI，融合后的圖像以多平面重建的方式顯示；FA偽彩圖的色彩定義為經典的三方向色：藍色代表頭尾方向，綠色代表前后方向，紅色代表左右方向[6]。仔細觀察對照確認偽彩圖和T2解剖圖的擬合情況，在橫斷位放置感興趣區(ROI)測量神經根FA值，放置位置為L2～3、L3～4、L4～5雙側神經根椎管內段、椎間孔內段、椎間孔外段(圖2)，ROI盡量包括所顯示的神經根斷面但不能超出邊界，ROI的大小為12～28 mm2，平均(18.3±7.6)mm2，每根神經根不同節段的ROI所測得FA值取平均值并記錄。

A：椎管內段；B：椎間孔內段；C：椎間孔外段

圖2 放置腰神經根ROI

1.2.4 病理分析 L2～3、L3～4、L4～5雙側神經根標本固定并標記后，用免疫組織化學染色鏈霉菌親生物素蛋白-過氧化物酶連接(SP)法及積分吸光度(IA)測定其腫瘤壞死因子α(TNF-α)蛋白基因表達。經防脫片和熱修復抗原處理后，滴加稀釋的一抗[1∶200，TNF-α，兔多克隆抗體，批號：ab6671，英國Abcam(上海)貿易有限公司]，4 ℃過夜，0.01 mol/L、pH 7.2～7.4磷酸鹽緩沖液(PBS)清洗3次；滴加生物素化山羊抗鼠/兔IgG(H+L)二抗(批號：13152A11，北京中山金橋生物有限公司)，37 ℃ 30 min，0.01 mol/L、pH 7.2～7.4 PBS清洗3次；滴加三抗辣根過氧化酶標記鏈霉素卵蛋白試劑(北京中山金橋生物有限公司)，37 ℃ 30 min，0.01 mol/L、pH 7.2～7.4 PBS清洗4次；3,3′-二氨基聯苯胺(DAB)顯色處理后，蘇木精輕度復染，脫水，透明，中性樹膠封片。采用BA200 Digital數碼三目攝像顯微攝像系統對切片進行圖像采集，先于100倍下觀察全部組織，再根據組織大小及表達情況分別選取1個區域400倍采集圖像，并通過美國Media Cybernetics Image-Pro Plus 6.0圖像分析系統測定所采集全部圖像的IA值。

2 結 果

2.1 MR-DTI組內及組間比較 A、B、C 3組分別于介入治療后3、7、14 d各取1只實驗動物行MR-DTI掃描，各分為3個亞組。各組造模后14 d神經根FA值降低，與造模前FA值比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。A組：介入治療后3、7、14 d FA值呈上升趨勢，但治療后3、7 d FA值與治療前(造模后14 d)比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，治療后14 d與治療前、治療后3 d、治療后7 d比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，此時FA值接近但低于造模前水平，二者比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。B組：介入治療后3、7、14 d神經根FA值分別與治療前比較，其差異均無統計學意義(P>0.05)，見表2。C組：介入治療后3、7、14 d神經根FA值分別與治療前比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，FA值逐漸接近造模前水平，差異均無統計學意義(P>0.05)，見表3。組間比較：造模前、造模后14 d各組間神經根FA值比較，差異無統計學意義(P>0.05)，治療后3、7 d，A組與B組神經根FA值比較差異無統計學意義(P>0.05)，A組與C組、B組與C組間神經根FA值比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。治療后14 d，A組神經根FA值逐漸上升，與C組的差距縮小，A組與B組、A組與C組神經根FA值比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，B組與C組間神經根FA值比較，差異有統計學意義(P<0.05)，見表4，圖3A。

表1 A組各時間點FA值

A1、A2、A3組：分別為介入治療后3、7、14 d取標本；*：P<0.05，與同組造模前比較;#：P<0.05,與同組治療前比較；△：P<0.05,與A3組介入治療后比較

2.2 免疫組織化學 組間比較：介入治療后3 d，3組間神經組織IA值比較，差異無統計學意義(P>0.05)；介入治療后7 d，A組與B組、A組與C組間IA值比較，差異無統計學意義(P>0.05)，C組較B組神經組織TNF-α蛋白水平(IA值)降低，差異有統計學意義(P<0.05)；介入治療后14 d，A組與C組相對于B組神經組織TNF-α蛋白水平(IA值)均降低，差異均有統計學意義(P<0.05)，A組與C組IA值比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表5、圖3B。組內比較：A組IA值呈下降趨勢，B組呈上升趨勢，治療后7、14 d與治療后3 d比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；治療后14 d與治療后7 d比較，差異亦無統計學意義(P>0.05)。C組：治療后7、14 dIA值與治療后3 d比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；治療后14 d與治療后7 d比較，差異無統計學意義(P>0.05)。治療后14 d L4～5左側神經根免疫組織化學染色TNF-α顯微圖像，見圖4。

表2 B組各時間點FA值

B1、B2、B3：分別為介入治療后3、7、14 d取標本；*：P<0.05，與同組造模前比較

表3 C組各時間點FA值

C1、C2、C3：分別為介入治療3、7、14 d取標本；*：P<0.05，與同組造模前比較；#：P<0.05，與同組治療前比較

表4 不同時間點各組FA值

*：P<0.05，與C組比較

表5 不同時間點各組TNF-α的IA值

*：P<0.05，與B組比較

A：FA值；B：TNF-αIA值

圖3 不同時間點各組FA值與TNF-αIA值的變化趨勢

A：雙側腰神經根大體標本；B：A組；C：B組；D：C組

圖4 治療后14 d L4～5左側神經根免疫組織化學染色TNF-α顯微圖像(×400)

3 討 論

3.1 非壓迫性腰神經根炎的發病機制 下腰痛和坐骨神經痛的常見原因是椎間盤突出。傳統的主流理論認為，其發病機制是由于突出的髓核對神經根的機械性壓迫，然而神經壓迫的程度和患者癥狀之間常常缺乏直接的一致性，神經受到機械壓迫可能并非引起疼痛的唯一原因[7]。髓核的化學特性是其引起神經根性疼痛的關鍵因素，髓核具有致炎細胞因子，如TNF-α，其被證實是髓核所致的神經根性疼痛病理生理過程中的重要因子[7]。很多離體和活體研究都發現突出的髓核周圍有炎性介質的存在，包括磷脂酶A2、前列腺素E2、白細胞介素 (IL)-1a、IL-1b、IL-6、TNF-α及氧化亞氮。TNF-α是一種多肽類細胞因子，在引起椎間盤突出所導致的神經根性疼痛方面起到了重要作用，TNF-α可能引起神經傳導速率下降、神經纖維損傷、毛細血管內血栓形成和神經水腫，并導致神經痛覺感受器的過敏化，而抗TNF-α抗體具有抗痛覺過敏反應的作用[8-9]。

3.2 治療方法及脈絡寧注射液治療的作用機制 目前，椎間盤突出癥的治療方法主要包括保守治療和手術治療，保守治療短期療效差異很大、治療效果不穩定，長期服用激素類、非甾體類鎮痛藥也會帶來較多的不良反應，傳統手術創傷大、并發癥多，短期療效好，但長期療效不佳[10]。微創治療是目前治療非壓迫性神經根炎的重要手段，本研究中消炎液由曲安奈德、VitB12、利多卡因混合配制，曲安奈德能抑制炎性滲出，降低毛細血管通透性，減輕水腫；利多卡因作為局部麻醉藥具有明顯的止痛作用，同時也能解除肌肉痙攣、改善血液循環、促進炎癥吸收。VitB12能夠維護神經髓鞘的代謝和功能、保持神經纖維的完整性[11]。硬膜外注射類固醇激素在以往的研究中取得了較好的療效，但其應用也因引發的并發癥而存在較大爭議。高元朝等[3]的動物實驗發現，硬膜外應用脈絡寧的療效較好、不良反應少。

脈絡寧注射液是一種中藥復方注射液，主要由玄參、金銀花、牛膝、石斛四味中藥組成，中醫認為其具有活血化瘀、補益肝腎、養陰清熱等功效，臨床上傳統用于心腦疾病，隨著臨床應用中的不斷探索，其應用逐漸擴展到腰腿痛、骨關節炎等領域[12-14]。肉桂酸是玄參中的重要成分，為脈絡寧注射液的有效成分之一，具有抗菌、消炎作用，并且可以抑制黃嘌呤氧化酶的活性。有藥學研究在其中分離并鑒定了獐牙菜苦素、斷馬錢子苷半縮醛內酯、斷氧化馬錢子苷等11 種化合物[15]。脈絡寧注射液可以抑制TNF-α的產生，降低血液中炎性相關因子血栓素A2(TXA2)、IL-8、P物質水平，減輕局部微循環障礙和炎癥損傷，調節細胞凋亡相關基因，提高脊髓炎癥損傷區神經元的生存能力，促使神經元修復，從而發揮保護神經元、改善疼痛癥狀的作用[3，16]。

3.3 DTI評價非壓迫性神經根炎及脈絡寧注射液的療效 椎間盤髓核突出的化學致炎作用會引起神經根的一系列病理變化，包括血管通透性增加、神經束膜下和神經內的水腫，并且由此引起的血流降低和缺血會導致神經纖維脫髓鞘、沃勒變性及神經內膜纖維化，這些微觀結構的變化增加了神經軸突和軸突神經束之間的距離，從而引起水分子沿神經擴散的變化，導致垂直于最大本征值方向的水分子擴散增加，最終引起FA值下降[4]。在本研究中，3組實驗動物造模后14 d較造模前神經根FA值均降低，造模前后的FA值有明顯差異，此結果與Chuanting等[17]的研究結果一致。

Takagi等[18]發現損傷后的神經FA值會隨著脫髓鞘、沃勒變性而逐漸降低，而后隨著新生軸索的增加，其FA值及神經功能也同步回升。Morisaki等[19]嘗試應用DTI技術定量評估在體大鼠坐骨神經損傷與再生，發現 FA值可預測神經損傷后的退變及再生，且與組織學改變有很強的相關性。在本研究中，介入治療后3 d時TNF-αIA值反映消炎液和脈絡寧引起的變化均不明顯，而C組的FA值明顯增加，治療后7 d，消炎液組的IA值明顯降低、FA值持續增加，之后，A組的FA值才逐漸上升，治療后14 d，C組的IA值進一步降低、FA值繼續增加，而此時A組的FA值也進一步上升，并且與治療前比較有明顯差異，說明脈絡寧注射液雖然起效較慢，但治療14 d時仍能接近造模前FA值水平。治療后7、14 d A組TNF-αIA值趨勢線表現為緩慢下降的斜線，但其斜率較小，各時間點之間的差異并不明顯，而14 d時FA值明顯回升，與IA值相比，DTI的FA值能更敏感地反映神經修復的變化，其原因可能是脈絡寧的多種主要成分不僅僅減少了炎性因子的存在，還可能通過改善血液循環、促進神經修復，導致沿神經根走行方向的水分子擴散增加，從而引起FA值的增加。

3.4 不足與展望 本研究做了不同治療藥物和時間點的分組，但樣本量較小。根據實驗結果中A組TNF-αIA值變化，若進一步延長觀測時間、增加實驗動物組數，可能會得到更多的結果。Sakai等[20]報道1例無癥狀腰椎間盤突出患者的擴散加權成像和DTI結果發現，受壓神經根FA值升高而表觀擴散系數(ADC)值降低，此結果與之前報道的很多有癥狀患者的測量結果相反，提示在神經根損傷的不同階段FA值可能有不同的變化，設想可能是由于神經根僅受壓而無脫髓鞘等慢性軸索損傷。因此，在今后的研究中可以更加細化在不同時間節點的DTI和病理觀察，以期找到神經根炎不同階段的DTI和病理特征。

綜上所述，脈絡寧注射液應用于治療非壓迫性神經根炎具有一定的療效，本研究中DTI的FA值可以定量監測其引起的病理生理變化，雖然起效時間晚于消炎液，但它為因并發癥而不能使用激素的患者提供了更多的選擇。

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An experimental study of magnetic resonance DTI quantitative evaluation on effect of Mailuoning Injection for non-compressive lumbar radiculitis*

PengTao，NiuXiangke，XiaoJianming，WangZongyong，ZhiBiao，YangChaobing，ChenYuntao，YangXi，HanLixin

(DepartmentofRadiology,AffiliatedHospitalofChengduUniversity,Chengdu,Sichuan610081,China)

Objective To investigate use of magnetic resonance diffusion tensor imaging (MR-DTI) for quantitatively evaluating the efficacy of Mailuoning Injection on non-compressive lumbar radiculitis.Methods Nine Bama mini pigs were selected and divided into group A,B and C,3 cases in each group.The non-compressive lumbar radiculitis model was established under CT-guiding.The corresponding therapeutic drugs (group A:10 mL Mailuoning;group B:10 mL normal saline;group C:10 mL diminishing inflammation fluid) were given by epidural injection on 14 d after constructing model.MR-DTI was performed before model construction,14 d after model construction and before treatment.One experimental pig in each group was taken on 3,7,14 d after treatment,performed MR-DTI and killed for taking the nerve root sample to conduct the immunohistochemical detection.The fractional anisotropy (FA) values of nerve root in MR-DTI imaging were measured.The FA values and immunohistochemical detection results were statistically analyzed.Results MR-DTI:the FA values after model construction in each group was decreased (P<0.05);the FA values on 14 d after treatment in the group A was increased,which showed statistically significant difference compared with before treatment (P<0.05);the FA values after 3,7 d treatment in the group A had no obvious increase,the difference between the group A and B was not statistically significant (P>0.05),but the FA values increase in the group C was earlier and more rapid than other two groups (P<0.05);the FA values after 14 d treatment in the group A was risen again,the FA values of bilateral nerve roots had no statistical difference between the group A with the group B and C (P>0.05),while the FA values had statistical difference between the group B and C (P<0.05).The immunohistochemical results:TNF-α integral absorbency value(IAvalue) on 7 d after treatment in the group A began to decline;the TNF-αIAvalue on 14 d after treatment in the group A and C was significantly decreased compared to group B,the difference was statistically significant (P<0.05).Conclusion Mailuoning Injection has a certain effect on non-compressive lumbar radiculitis,which can be evaluated by using DTI.

magnetic resonance imaging；diffusion tensor imaging；radiculitis;surgical procedures，minimally invasive；Mailuoning Injection

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.21.002

四川省醫學科研青年創新課題計劃項目(Q14004)。 作者簡介：彭濤(1977-)，副主任醫師，碩士，主要從事骨關節創傷和腹部磁共振診斷方面的研究。

R445.2

A

1671-8348(2017)21-2884-05

2017-02-09

2017-04-14)