腰椎間盤突出癥患者髓核組織TIMP-1、IL-27水平對術后復發的預測價值*

楊好, 陳程程, 宣以道, 索玉萍

(1.解放軍聯勤保障部隊901醫院 康復骨科, 安徽 240000; 2.山西醫科大學第四臨床醫學院 骨科, 山西 030012)

腰椎間盤突出癥的主要臨床癥狀是腰腿疼,嚴重腰椎間盤突出癥患者甚至可能出現下肢癱瘓和尿失禁[1]。早期明確腰椎間盤突出癥發病機制、尋找相關生物指標,對降低發病率、改善治療效果有重要意義。椎間盤變性及其炎癥微環境導致的椎間盤源性疼痛起源于髓核[2],因此,探究髓核組織中相關標志物的表達可能有重要意義。基質金屬蛋白酶組織抑制因子-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1)對髓核組織中多種膠原降解有重要作用,可導致髓核出現退行性改變[3]。研究顯示,免疫及炎癥細胞在椎間盤髓核中大量聚集可造成細胞凋亡、壞死及膠原丟失[4]。白細胞介素27(interleukin27,IL-27)是一種重要的細胞因子,在免疫抑制和免疫促進中均扮演重要角色,與免疫炎癥疾病密切相關[5]。因此,本研究通過檢測腰椎間盤突出癥患者髓核組織中TIMP-1、IL-27表達情況,探討TIMP-1、IL-27在腰椎間盤突出癥預后中的重要作用。

1 材料與方法

1.1 一般資料

納入2019年12月—2021年9月住院的腰椎間盤突出癥患者96例為觀察組,其中男47例、女49例,平均(50.63±9.18)歲;同時納入同期行手術治療的腰椎骨折患者94例為對照組(均已排除腰椎間盤突出癥),其中男46例、女48例,平均(50.86±9.47)歲。納入標準:(1)觀察組均經影像學檢查確診(符合診療指南[6])、且接受單純髓核摘除術,對照組接受椎管減壓及骨折固定術;(2)臨床病例及隨訪資料記錄完整;(3)年齡≥18歲。排除標準:(1)有慢性腰腿疼痛、脊柱病史者;(2)免疫系統疾病、急慢性感染性疾病、血液系統疾病、肝腎功能障礙疾病者;(3)復發患者排除術后從事姿勢性工作、重體力工作及外傷等因素造成的復發。

1.2 研究方法

1.2.1手術方法及髓核組織樣本保存 所有腰椎間盤突出癥患者均行椎間孔鏡髓核摘除術:局部麻醉、俯臥位,經皮椎間孔鏡下操作,依據患者椎間盤類型,以不同位置進行經皮穿刺、注入對比劑、探查椎間病變位置,導絲插入后將穿刺針拔出、沿著導絲的方向插入擴張導管、摘除髓核,用生理鹽水沖洗后實施消融減壓術,關閉切口。腰椎骨折患者術中髓核組織,采用超聲波粉碎后加入PBS緩沖液研磨,制成勻漿后于3 000 r/min轉速下離心15 min,取上層血清轉移至干燥EP管中保存(-80 ℃)。

1.2.2檢測髓核組織TIMP-1、IL-27及炎癥因子水平 采用酶聯免疫吸附(ELISA)法檢測患者髓核組織TIMP-1、IL-27和炎性因子,C反應蛋白(C reactive protein,CRP)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)、白細胞介素6(interleukin6,IL-6)及降鈣素原(procallcitonin,PCT)水平。TIMP-1由江西艾博因生物科技有限公司提供(貨號IBIO-SK518),IL-27由北京凱詩源生物科技有限公司提供(貨號SEKM-0353),CRP由上海瓦蘭生物科技有限公司提供(貨號WK-SU00073),TNF-α由上海瓦蘭生物科技有限公司提供(貨號ABE10038),IL-6由江西艾博因生物科技有限公司提供(貨號IB-E10049),PCT由上海瓦蘭生物科技有限公司提供(貨號ABE10175)水平,依據試劑盒說明進行操作。

1.2.3隨訪 兩組患者術后均進行為期1年的電話隨訪,隨訪開始時間為患者出院后下1個月,連續隨訪3個月,之后每3個月隨訪1次,了解患者出院后腰背部的康復狀況,隨訪截至2022年9月。依據腰椎間盤突出癥診斷標準[6],若出現椎間盤局限性突出、刺激和壓迫神經根及馬尾而表現出神經根性疼痛、腰痛、下肢麻木無力、大小便功能障礙等癥狀(同時門診復查影像學與神經定位相符)即為腰椎間盤突出癥復發,根據是否復發將96例腰椎間盤突出癥患者分為未復發組84例和復發組12例。

1.3 統計學處理

2 結果

2.1 TIMP-1、IL-27水平及炎癥因子水平

觀察組髓核組織IL-27、CRP、TNF-α、IL-6、PCT水平顯著高于對照組,TIMP-1水平顯著低于對照組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組患者髓核組織TIMP-1、IL-27水平及炎癥因子水平比較

2.2 髓核組織TIMP-1、IL-27水平與炎癥因子水平的相關性

Pearson相關性分析結果顯示,腰椎間盤突出癥患者髓核組織TIMP-1水平與CRP、TNF-α、IL-6、PCT水平均呈負相關,差異有統計學意義(P<0.05);IL-27水平與CRP、TNF-α、IL-6、PCT水平均呈正相關,差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 腰椎間盤突出癥患者髓核組織TIMP-1、IL-27水平與炎癥因子水平的相關性

2.3 不同預后組腰椎間盤突出癥患者髓核組織TIMP-1、IL-27及炎癥因子水平

復發組髓核組織IL-27、CRP、TNF-α、IL-6、PCT水平顯著高于未復發組,TIMP-1水平顯著低于未復發組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 不同預后腰椎間盤突出癥患者髓核組織TIMP-1、IL-27水平及炎癥因子水平比較

2.4 髓核組織TIMP-1、IL-27水平對腰椎間盤突出癥患者預后的預測價值

以TIMP-1、IL-27水平及聯合預測概率值為檢驗變量,以腰椎間盤突出癥是否復發作為狀態變量,繪制ROC曲線分析TIMP-1、IL-27預后預測價值,結果顯示,髓核組織TIMP-1、IL-27水平及二者聯合預測腰椎間盤突出癥患者復發的AUC分別為0.732、0.805、0.856,單獨預測AUC均顯著低于二者聯合預測AUC(Z=4.384、1.803,P<0.05)。見圖1、表4。

圖1 髓核組織TIMP-1、IL-27水平預測腰椎間盤突出癥患者復發的ROC曲線

表4 髓核組織TIMP-1、IL-27水平對腰椎間盤突出癥患者復發的預測價值

2.5 TIMP-1、IL-27影響腰椎間盤突出癥患者復發的logistic回歸分析

以腰椎間盤突出癥患者是否復發為因變量,以TIMP-1、IL-27為自變量進行logistic回歸分析,結果顯示,IL-27是腰椎間盤突出癥復發的獨立危險因素(P<0.05),TIMP-1是腰椎間盤突出癥復發的保護因素(P<0.05)。見表5。

表5 TIMP-1、IL-27影響腰椎間盤突出癥患者復發的logistic回歸分析

3 討論

腰痛是一種廣泛而復雜的臨床疾病,影響全球70%～85%的人口,然而,在超過40%的慢性腰痛病例中并無神經壓迫的證據[7]。因此,椎間盤改變被認為是疼痛的主要原因。腰椎間盤突出癥的特點是病程長,復發率高,難以獲得根治性治療的良好結果,導致患者長期痛苦[8]。因此,醫療領域在制定有效的治療和康復措施以減少腰椎間盤突出癥反復發作方面面臨巨大挑戰。研究顯示,腰椎間盤突出癥的重要特點是髓核中膠原成分大量丟失以及細胞老化,而二者均與細胞外基質降解過度及炎癥反應激活過度有關[9-10]。TIMP-1是一種金屬蛋白酶組織抑制因子,與基質金屬蛋白酶間維持相對動態平衡,當各種因素誘導如炎癥因子分泌異常時,二者間的動態平衡被破壞,致使細胞外基質降解,造成椎間盤退變加劇[11-12]。本研究結果顯示,腰椎間盤突出癥患者髓核組織中TIMP-1表達顯著降低,與侯桂紅等[13]研究結果基本一致。分析認為腰椎間盤突出癥患者TIMP-1與基質金屬蛋白酶間的動態平衡被打破,朝著有利于髓核退行性病變的方向進展,最終造成細胞外基質降解,膠原成分大量丟失,加快椎間盤疾病進展。此外,本研究結果中復發患者TIMP-1表達水平低于未復發患者,且TIMP-1可有效預測患者復發。提示臨床中可將TIMP-1作為輔助檢測指標用于預測腰椎間盤突出癥復發,其檢測水平低于98.76 ng/L時復發風險較高。IL-27是一種新型的IL-6/IL-12家族細胞因子,在免疫及炎癥性疾病中可調控多種細胞成熟、增殖、分化[14-15]。本研究結果中腰椎間盤突出癥患者髓核組織IL-27表達高于正常髓核組織,且與炎癥因子呈正相關。分析認為疾病初期患者髓核組織暴露并激活免疫應答,使得突出部位發生慢性炎癥,IL-27表達升高。另外,術后復發患者髓核組織IL-27表達較高,對預測術后復發有重要作用。分析認為部分IL-27水平較高在患者經手術治療后,機體內免疫炎癥持續存在,炎癥無法徹底消退,在經過短暫癥狀減輕后重新出現疼痛,當機體再次受到某些刺激時,炎癥反應再次過度激活進而導致腰椎間盤突出癥復發。結合ROC曲線分析結果認為:當IL-27水平高于13.93 mg/L時患者復發可能性較高,與TIMP-1聯合后可進一步提高預測效能。多因素分析結果顯示,TIMP-1、IL-27均是腰椎間盤突出癥復發的影響因素。提示二者可能在腰椎間盤突出癥復發過程中相互影響,使炎癥水平增加,膠原成分丟失。

綜上,腰椎間盤突出癥患者髓核組織中TIMP-1表達降低、IL-27表達升高,且二者表達水平與炎癥因子水平顯著相關,其可能是參與腰椎間盤突出癥炎性病變的重要細胞因子。一方面TIMP-1、IL-27檢測方法簡便、臨床易操作且經濟,臨床可通過檢測二者表達水平預測腰椎間盤突出癥術后復發風險,以便及時采取有效預防措施,降低疾病復發情況;另一方面,臨床可通過控制機體中TIMP-1、IL-27水平而綜合調控治療效果,二者有望作為腰椎間盤突出癥治療靶點。