基于“虛-瘀-痛-腦”軸探析靶向激光介入干預腰椎間盤突出癥的應用前景

趙繼榮，蔣鵬，陳祁青，王興盛，陳文，趙寧，薛旭，郭培堯，楊文通，史凡凡

(1.甘肅中醫藥大學，蘭州 730000； 2.甘肅省中醫院脊柱骨二科，蘭州 730050)

腰椎間盤突出癥(lumbar disc herniation，LDH)系指腰椎間盤退行性病變，纖維環破裂，髓質核突出引起的神經根壓迫性腰部綜合征[1]。以中青年男性多見，好發于L4～S1椎間盤，占90%以上[2]。其病因有退行性改變、外部損傷、腰骶先天異常、遺傳因素、妊娠、肥胖、糖尿病、高脂血癥、吸煙、感染等[3]。其主要臨床表現為下腰部疼痛，單側或雙側下肢放射痛、麻木，馬尾神經癥狀等，給患者的生活帶來許多不利影響。該病可以通過手術或保守治療[4-5]。但傳統開放手術因治療意外風險高、潛在并發癥多，對患者心理創傷大而不易被接受[6]。隨著人們生活方式的改變和生活節奏的加快，LDH患病率上升，且呈年輕化趨勢，因手術療法存在一定的弊端，非手術療法越來越受學者們推崇，經皮激光椎間盤減壓術(percutaneous laser disc decompression，PLDD)是干預LDH的一種介入療法，臨床應用廣泛，遠期療效確切[7]。LDH以腰痛為主癥，中醫學“腰痛病”的病機以本虛血瘀為要，腎為本，故以腎虛為主，虛者不榮則痛，瘀者不通則痛；腦主司神志活動和感覺運動，所以疼痛的效應受腦調控。現以“虛-瘀-痛-腦”軸為基礎，簡述LDH的發病與“虛-瘀-痛-腦”軸的病理聯系，并借鑒現代相關機制研究，闡明靶向激光介入干預LDH的作用機制與遠期維穩效應。

1 “虛-瘀-痛-腦”軸與LDH的病理聯系

LDH屬于中醫“腰痛”“腰脊痛”“痹病”等范疇，《素問·評熱論》載：“邪之所湊，其氣必虛[8]”。說明“虛”乃疾病發生之根本，肝腎虧虛，易發為腰痛。《丹溪心法·腰痛》曰：“腰痛主濕熱、腎虛、瘀血、挫閃、有痰積[9]”。腎者，先天之本，精之處也，一身氣之根，主骨生髓通腦，《素問·脈要精微論》曰：“腰者腎之府，轉搖艱難，腎將憊矣。”即腰痛的主要病位在腎，此病“虛”以腎為主。中醫亦曰“乙癸同源”，《張氏醫通》中道：“氣不耗，歸精于腎而為精；精不泄，歸精于肝而化清血”，精血同源，肝與腎相互滋生，榮俱榮，損俱損。肝在體合筋，歷代醫家對“筋”并無統一認識，歸納起來多指肌腱、筋膜、椎間盤、關節囊、韌帶、肌肉等軟組織[10]。肝血虧虛，則不能“淫氣于筋”，束筋無力，便會出現椎間盤退變，纖維環松弛，髓核突出于纖維環之外，突出者屬有形之物，屬于中醫學“瘀”的范疇，瘀則不通，不通則痛，發為腰痛。疼痛作為一種“感覺”和“情緒”，屬于中醫學“神志”“情志”的范疇。《素問·脈要精微論》曰：“腦者，精明之府，頭傾視深，精神將奪矣”，說明腦是人的精神之處所，精神與腦密切相關。腦為髓海，元神之府，清靈之竅，是全身一切神志與精神活動之統帥和主宰。腎主骨亦生髓，髓可分為腦髓、骨髓、脊髓，屬于奇恒之腑，腎氣虛弱則充髓無力，髓海不盈。《靈樞·海論》載：“髓海有余，則輕勁多力，自過其度；髓海不足，則腦轉耳鳴，脛酸眩冒，目無所見，懈怠安臥”[11]，印證了腎虛髓減，腦主司精神活動和感覺運動的生理功能衰退，人的運動功能下降，活動受限，伸屈不利；人的精神、意識、感覺、情志也會隨之消減。腦主神明，神明失常所致的痛癥中，情志內傷至為重要，如《素問·舉痛論》所述：“怒則氣上，喜則氣緩，悲則氣消……思則氣結”，各種情緒的改變均可使氣機逆亂，血不循經誘發疼痛，痛者或實或虛。LDH所致疼痛患者多有功能活動受限等表現，影響正常的工作和日常起居，久之繼發各種負性情緒[12]，進一步說明痛與腦密切相關，兩者相互影響。總之，“元神之府”調控不能，臟腑氣機紊亂，引起痰飲、瘀血等病理變化，痛癥發生；腎精虧虛，髓海失養，腦之功能異常，出現焦慮、恐懼、抑郁等痛共情緒反應，負面情緒縈繞不休，導致慢性疼痛的持續并加重患者的疼痛感受。

2 靶向激光介入干預LDH

目前應用于臨床的PLDD是一種介于手術治療與保守治療之間的介入療法，是在充分認識LDH病理機制的基礎上對突出椎間盤進行減壓的微創介入技術[13]。PLDD使用半導體激光治療儀，頻率2.5 Hz，最大輸出功率10 W，脈寬4.5 ns，波長808 nm，光導纖維直徑600 μm，16 G×15 cm穿刺針。在透視下經皮緩慢將16 G×15 cm穿刺針插入有病變的椎間盤，確認穿刺針尖端位于髓核內，然后將一根600 μm的激光光纖導絲插入穿刺針中，超出穿刺針尖端3 mm，調整激光輸出功率進行激光汽化治療(波長980 nm、功率10 W、模式為重復)，脈沖輻射時間10 s，脈沖間隔時間為1 s。術中用10 ml空針抽吸氣體，降低椎間盤內壓力；在行PLDD治療時，如有腰部或下肢酸痛等異常反應立即停止激光輸出，根據患者自身承受能力設置總能量為2 500～3 000 J，將導絲來回抽插、改變方向，完全汽化突出的髓核，汽化結束后，退出光纖及穿刺針，針眼覆蓋無菌敷料固定。囑患者術后臥床休息24 h，之后指導患者行五點式、三點式、飛燕式功能鍛煉，并佩戴腰圍固定下地活動。

PLDD治療LDH是通過光熱作用，運用激光燒灼汽化使椎間盤內一定量的髓核組織消融，椎間盤內壓力降低，降低髓核組織對纖維環的壓力，則纖維環對脊髓、神經根的機械壓迫減輕[14]，患者遠期療效肯定，復發率低。高書明等[15]對40例LDH患者進行PLDD治療，發現與椎間盤摘除術相比，PLDD遠期療效更優，并發癥少。趙繼榮等[16]運用PLDD聯合銀質針治療LDH放射性腰腿痛，結果發現其短期內能夠有效緩解臨床癥狀，并為突出髓核的逐漸回縮提供了有利環境。ülgen等[17]研究報道，激光是一種有效且先進的治療LDH的技術，可以從第2周開始降低視覺模擬評分法評分和Oswestry功能障礙指數，且沒有任何開放手術可能帶來的并發癥。在骨科手術機器人輔助下，經皮激光汽化穿刺定位可以降低初學者的學習曲線，提高穿刺精準度，從而提高手術安全性、縮短手術時間，減少術區暴露，降低感染風險[18]。機器人輔助下通過PLDD對LDH進行靶向干預，充分發揮了兩者的獨特優勢，這項組合技術集數字化、精準化、智能化于一體，機器人的智能系統通過對正常及異常椎間盤不同組織灰度值數據的識別、提取和計算，精準導航到椎間盤的特定分區，即“靶向”干預“虛-瘀-痛-腦”軸的“瘀”節點。瘀的本質含義：①血瘀，《金匱翼》記載“瘀血腰痛者，閃挫及強力舉重得之。蓋腰者，一身之要，屈伸俯仰，無不由之。若一有損傷，則血脈凝澀，經絡壅滯，令人疼痛不能轉側，其脈澀，日輕夜重者是也”[19]，其發病時，實證居多，多認為因外力損傷，氣血運行不暢，經脈阻塞，瘀滯不通。②有形之質，即突出纖維環的膠原化髓核。從中醫理論來講，人是一個有機整體，自身正氣與纖維環對髓核的束縛力成正比，當本虛不固、肝腎不足，纖維環對髓核的束縛力減弱，有形之物膠原化髓核突出纖維環，且處于非生理環境，可歸屬于中醫學“瘀”的范疇，瘀則阻滯經氣營血不通，不通則發為腰痛。PLDD就是通過“靶向”干預LDH “虛-瘀-痛-腦”軸的“瘀”節點，產生即刻解除壓迫、緩解疼痛的效果。

3 PLDD干預LDH的相關機制研究及遠期維穩效應

在LDH的現代相關研究中，疼痛患者體內表現出復雜的免疫組織化學反應，有突出的椎間盤機械性壓迫神經根或硬膜囊表現，且疼痛導致腦結構和功能的改變，這與腰痛病“虛-瘀-痛-腦”軸有切合之處；PLDD靶向干預“瘀”節點，疼痛隨機械壓迫解除而減輕，身體功能逐漸復原，體內相關信號通路抑制細胞自噬或凋亡，維持椎間盤內環境的穩態，延緩椎間盤退變，體現出PLDD干預后的遠期維穩效應。

3.1LDH慢性疼痛的理化反應改變 LDH的慢性疼痛是由于神經根受壓引起，然而，LDH表現出復雜的圖像，很難用簡單的機械壓迫來解釋。近年來各種免疫學[20]、免疫組織化學[21]和分子生物學[22]研究表明，突出的椎間盤組織具有很強的生物學活性，具有表達一系列炎癥介質的能力：其中以白細胞介素(interleukin，IL)-1、IL-6、IL-8和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等細胞因子最為突出，且炎癥不僅由髓核釋放的生物活性物質的化學刺激引起，也可由自身免疫反應引起[23]。因此，LDH的慢性疼痛是一個同時具有機械性、自身免疫性和生化性的過程。Wickenheisser等[24]通過現有證據表明，激光的已知機制支持其用于抗炎、刺激組織生長和修復，能夠調節人體的免疫系統。張競爭和郭闖[25]觀察了40例 LDH患者在半導體激光干預后的炎癥因子水平，結果顯示TNF-α、IL-6水平低于干預前，且TNF-α、IL-6水平低于對照組(中頻脈沖電療)(均P<0.05)，說明激光治療具有促進炎癥吸收、快速鎮痛的作用。梁佳佳等[26]研究報道了X線引導下PLDD在纖維環內部產生熱毛細效應和熱塑效應，可以解除神經根壓迫、有效降低椎間盤內炎癥介質水平，通過熱效應改善局部血供，調節椎間盤生理狀態，促使腦脊液回流，促進局部功能恢復，從而減少刺激作用，減輕神經疼痛，有效緩解癥狀。

3.2慢性疼痛導致腦結構和腦功能改變 慢性疼痛與外周傳入神經的分子或結構變化、引起受干擾的傷害性過程的脊髓回路有關，且伴隨大腦形態和功能的重組。張川等[27]對13例LDH患者進行靜息態功能磁共振成像掃描后發現，LDH所致疼痛可引起廣泛的腦功能區自發神經活動的異常改變，包括痛覺、運動功能、情緒、記憶和認知等方面，且疼痛程度越重，右側初級感覺/運動皮質、右側基底節、右側顳下回/梭狀回、左側島葉、左側基底節自發神經活動的強度越大。毛翠平等[28]研究表明，慢性腰背痛大腦皮質和皮質下腦區存在不同的灰質異常模式，大腦皮質灰質體積減小，而皮質下灰質體積增加。Tu等[29]對50例慢性腰痛患者和匹配的44名健康對照者使用靜息態功能磁共振成像和多變量模式分析來識別各網絡之間的異常功能連接后，發現慢性腰痛患者內側前額葉皮質/吻側前扣帶皮質與默認模式網絡后區(扣帶回和角回)之間的靜息態功能連接減少，感覺運動網絡(中央后回、頂葉上區和中央旁葉)和顯著網絡(殼核、島葉、扣帶回前區和尾狀區)的內側前額葉皮質/吻側前扣帶皮質功能連接增加。綜上所述，LDH慢性疼痛患者的腦結構和腦功能連接發生了改變，這可能是疼痛維持的原因。

3.3細胞自噬維持椎間盤內環境長期穩態 自噬是細胞通過降解自身老化物質(如大分子聚集體、長壽命蛋白質和受損的胞內細胞器)來保持穩定的一種自我保護機制，在各種不利刺激下，髓核細胞通過自噬增強了其清除受損組織或器官的活力，是細胞自我循環的生理過程。PLDD在機器人導航下靶向干預LDH“瘀”節點，即突出纖維環的膠原化髓核，可以即刻緩解疼痛；而細胞自噬過程抑制髓核細胞凋亡，改善椎間盤內環境穩態，體現出遠期維穩效應[7，30]。Zou等[31]研究發現，血紅素加氧酶1通過增強Beclin1/Ⅲ類磷脂酰肌醇-3-激酶復合體的形成促進自噬，并通過抑制核因子κB抑制IL-1β誘導的人髓核細胞凋亡。Ni等[32]研究報道，外源性過氧化氫具有明顯的細胞毒性，并通過胞外信號調節激酶通路促進大鼠纖維環細胞自噬和凋亡；轉化生長因子-β1可通過抑制胞外信號調節激酶通路抑制外源性過氧化氫誘導的過度自噬，抑制外源性過氧化氫誘導的凋亡，從而降低外源性過氧化氫對纖維環細胞的毒性作用，維持髓核的穩態。此外，現代研究揭示了槲皮素[33]、二甲雙胍[34]、褪黑素[35]、青藤堿[36]均可以通過誘導或激活細胞自噬保護機制來抑制髓核細胞的凋亡，延緩椎間盤退變。同時，髓核細胞內自噬也受到信號通路的調控，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)通路依賴性自噬水平與mTOR信號通路活化程度密切相關[37]，雷帕霉素作為體內mTOR復合物1特異性抑制劑，通過特異性抑制mTOR復合物1信號通路延緩椎間盤退變[38]，維持椎間盤內環境的長期穩態效應。維持椎間盤內環境長期穩態，微觀上，細胞自噬在延緩椎間盤退變發揮重要作用，宏觀上，功能鍛煉也參與其中，PLDD治療后即刻解除臨床癥狀，術后建議指導患者堅持做腰背肌功能鍛煉，如快走、游泳、俯臥撐、平板撐等，增強肌肉對骨組織的堅固作用，能有效防止LDH的復發，遠期效應肯定。

4 小 結

“虛-瘀-痛-腦”軸從中醫整體觀出發，串聯了LDH發病的不同節點，借助現代研究成果論證了靶向激光介入干預LDH與“虛-瘀-痛-腦”軸的相關性。PLDD靶向干預“瘀”節點，參與解除機械壓迫、調控自身免疫反應和降低炎癥介質水平等活動，可即刻緩解疼痛，并通過誘導或激活細胞自噬，延緩椎間盤的退變，維持靶向激光介入干預LDH的長期穩態效應。靶向干預后隨著膠原化髓核的回縮，物理形態發生了改變，壓迫癥狀得到改善，推測疼痛的表現可能使腦的形態和功能連接也會發生變化，但目前對這一假說報道尚少，亟待現代科學研究加以佐證，未來也需要更加系統深入的科學實驗對PLDD與“虛-瘀-痛-腦”軸理論相關性進行科學驗證，闡釋“虛-瘀-痛-腦”軸在LDH防治中發揮的重要作用。另外，PLDD利用激光能量間接減壓受損神經根治療由椎間盤突出或退變引起的腰椎間盤源性神經根病變[39-40]，具有侵入性低、并發癥少、恢復時間短、成本低等優勢[13]，長期隨訪復發率低，遠期效應穩定，具有很好的應用和發展前景，但目前實驗研究依據不足，應開展更多臨床及基礎實驗，進一步探索靶向激光介入干預LDH與“虛-瘀-痛-腦”軸之間的生物學內涵，促進理論創新和發展。