頸前路減壓融合術后鄰近節段退變病的研究進展

王超 唐曉杰 譚江威

隨著老齡化問題越來越嚴重，頸椎退變性疾病（cervical degenerative disease，CDD）患者開始變多，已成為脊柱外科的常見疾病，頸前路減壓融合術（anterior cervical discectomy and fusion，ACDF）早在20 世紀中期就已誕生，基于該措施可以有效地緩解脊髓前路壓迫問題，繼而支持頸椎維系更好的穩定效果，因此為目前業內公認的CDD 干預金標準[1]。而基于該方案的使用越來越普遍，術后鄰近節段退變病（adjacent segment degeneration，ASD），這一典型的遠期并發疾病開始被更多研究人員所關注。雖然大量證據表明ASD 的存在，但其發病機制及防治時機仍值得研究。現就ASD 發生率、危險因素及防治措施做一綜述。

1 ASD的發生率

雖然ASD 已經得到了廣泛的研究，但既往報道中ACDF 術后ASD 發生率不盡相同。Guo 等[2]對66 例接受ACDF 的患者進行8 年隨訪發現術后ASD 的發生率達27.27%。王建等[3]對133 例患者隨訪30～50 個月，ASD 出現情況占比30.08%，但是學者Chung 等[4]則圍繞177 例ACDF 患者開展了不低于10 年的跟蹤訪查，得到ASD 的并發數據占比19.2%。研究表明，ASD 患者的平均年齡為（52.02±15.58）歲，年齡在30 歲以下發病率約為20%，隨著患者年齡的增加，ASD 的發病率在30 歲以后明顯增加，高于60 歲則發病情況達到94.29%[5]。ASD 發生率較高，同時按照逐年2.9%的速率極速提升，未來10 年里該指標將會達到25%以上[6]。由上述研究可知，頸前路減壓融合術后ASD 的發生率為19.2%～30.08%，并以每年2.9%的速度提升，60 歲以后的發生率高達94.29%。

2 ASD的危險因素

2.1 鈦板邊緣至手術節段椎體邊緣的距離 雖然有關ASD 的探究已然十分廣泛，但現階段ASD 危險要素尚未有一致性的及確切的觀點[7]。鈦板邊緣至手術節段椎體邊緣的間距（PDD）＜5 mm 被認為是ASD 的關鍵危險因素[8]。頸椎前路椎間盤摘除融合術被認為是CDD 患者的標準手術治療。隨著手術器械和手術技術的發展，鈦板已成為ACDF 手術的常規應用。合理使用鈦板可在術后早期提供即刻穩定性，可防止植骨塌陷、植骨脫出，提高植骨融合率，減少外固定的需要[9]。但是，目前有關報道提出頸椎鋼板融合術能夠影響頸椎生物力學，最后引發ASD[10]。Guo 等[11]構建10 個完整C4～7節段的ACDF 有限元模型，設計不同長度的鈦板，分析C4～5和C6～7椎間盤應力、植骨應力、鈦板應力和螺釘應力的變化，發現PDD 影響術后植骨應力、鈦板應力和螺釘應力，PDD 過小會增加ASD 的風險。Chung 等[4]通過回顧性分析177 例接受ACDF 的患者，發現ASD 多見于PDD＜5 mm 的患者，因此他們得出結論，在ACDF 術中應盡可能使PDD＞5 mm，避免將3 mm 作為警戒線，以預防ASD。Yu 等[12]對263 例ACDF 患者進行回顧性分析發現PDD＞5 mm 時，ASD 發生率顯著降低，將PDD＜5 mm 作為ASD 的危險因素。

2.2 ACDF 術中椎間撐開高度 近年來研究證實，術中椎間高度的有效恢復對預防術后鄰近節段的退變有著重要的影響[13]。適當的椎體間撐開高度可有效恢復頸椎生理曲度，鄰近的椎間盤受力也對應的降低，推動關節囊等有效恢復，從而減緩鄰近節段的退變。徐錦明等[14]回顧性分析接受ACDF 治療的44 例頸椎病患者的臨床數據比較可得，椎間隙撐開2～4 mm，對于椎旁組織牽拉、刺激性也相對適宜，頸椎曲度能夠有效改善，ASD 發生率最低。Lu 等[15]在6 例新鮮成人尸體頸椎標本上模擬C5～6椎間盤切除減壓融合術，分別在不同的運動負荷下，測試牽引基準高度為100%、120%、140%和160%的C5～6椎間隙前后C4～5和C6～7椎間壓力、關節突壓力和頸椎活動度的變化，發現120%的基準高度可以減少相鄰關節突和間盤的壓力，增加相鄰間盤的活動范圍，從而延緩相鄰節段的退變。李嘉[16]通過對動物進行生物力學實驗，發現就術后節段的曲度而言，術中撐開過大對其有明顯不良影響，術后即刻椎間盤的高度及融合節段的曲度是ASD 形成的重要影響因素，他們認為術中適當撐開椎間隙并且恢復正常的頸椎曲度是降低ASD 的有效措施。陸廷盛[17]發現，ACDF 術后，椎間隙撐開高度在120%左右時患者的癥狀改善最為明顯，當高度大于140%后鄰近節段有明顯的椎間隙高度丟失，鄰近節段更容易出現不穩。選擇120%左右的撐開高度，臨床效果最佳，ASD 的發生率明顯降低。目前ASD 的發生原因與ACDF 手術椎間隙的過度撐開是有明確的相關性的，關于椎間隙撐開到何種程度才合適目前尚沒有統一的共識。

2.3 ACDF 術后生物力學改變 有關生物力學分析指出，ACDF 術后鄰近節段關節及椎間盤承壓對比常規的脊柱顯著提升，椎間盤上的壓力增加會對生化環境產生一系列的影響。異常的椎間盤負荷會改變特定細胞因子水平，當椎間盤上壓力增加時白細胞介素-1b 和腫瘤壞死因子-α 水平上調，進而導致蛋白多糖和分解代謝酶釋放。椎間盤本身就是缺氧的，其氧飽和度低于身體其他組織，椎間盤壓力增加會導致其壓縮，進一步阻止氧氣和營養物質從終板擴散，加速椎間盤退變[18]。此外隨著椎間盤機械壓力的改變，會導致椎間盤電環境的改變，從而加快間盤退化的進展[19]。Li 等[20]通過建立并驗證完整C2～T1節段的三維有限元模型并進行應力評估得知，患者予以ACDF 干預之后會引發鄰近節段終板、間盤及關節突關節承力提升。總體而言，ACDF 術后相鄰節段的生物力學改變致使施加在相鄰節段上的壓力隨之而變。隨后，生化環境及電環境改變導致椎間盤退變。并且ACDF 術前，頸椎各節段已處于不同的退化進程當中，這無形中增加了ASD 的發生率。

圍繞頸椎來說，某一運動節段為兩個毗鄰椎體、椎間盤等部分構成。當頸椎做屈伸活動時，應考慮骨骼、韌帶和椎間盤之間的相互作用[21]。手術后原有的運動節段改變，融合節段通常被認為是一個整體固定的運動單位，因此頸椎的整體活動度降低，但剛度增加。當頸椎每天進行屈伸運動時，非融合節段需要補償頸椎所需的活動度。相鄰節段的補償度最高，向兩端逐漸減小。載荷集中在相鄰節段，相鄰椎間盤和關節突受壓較大，從而加速椎間盤退變和關節突磨損，導致ASD 的發生[12]。

2.4 頸椎矢狀面排列 頸椎矢狀面排列受到了越來越多的關注，由于前路負荷和壓力增加，矢狀面平衡矯正不足可能是ASD 的病理機制之一。生物力學結果顯示，術后椎間盤內應力和相鄰節段的活動度變化較大，而前凸度較小，說明前凸度降低可能導致相鄰節段的改變，從而導致ASD 的發生[22]。Kato等[23]對178 例患者術前和術后X 線片對比發現，術后頸椎畸形影響患者預后，這表明術后頸椎矢狀面分布不佳或許和ASD 有著一定聯系。John 等[24]圍繞42 例ACDF 患者展開了長達10 年的研究，指出這之中19%的患者發生了ASD，77%的ASD 的患者頸椎曲度分布極為混亂，典型的包括后凸畸形等問題，由此可得頸椎后凸畸形對于ASD 的發生有著一定的影響。分析強調ASD 于單節段融合發生的可能性較大，恢復和保留頸椎矢狀位可以切實減小ASD 隱患[25]。所以，脊柱于屈曲及伸展期間后凸導致后柱張力提高，繼而鄰近節段退變。完全恢復術后頸椎前凸能夠減小ASD 出現可能[26]。

2.5 年齡等其他危險因素 年齡原因和融合后鄰近節段加速退化有著顯著聯系。術后鄰近的節段退化和手術的關聯性尚不明確，未有可靠的證據能夠支持頸椎融合推動了ASD 演進。相反，也無有關數據可以佐證融合和ASD 沒有任何關聯。現階段，ASD 未有完全一致性的臨床及影像檢測依據及分類機制，導致現有ASD 發病記錄存在誤差[5]。張鴻悅等[27]就頸椎MRI 排查的老年患者113 例，60～80 歲；平均（71.29±4.45）歲的患者展開了研究，指出70～80 歲的群體的頸椎退行情況相對更為嚴重，即便沒有進行任何的手術，年齡仍是椎間盤退變的危險因素。

就融合節段情況及術后鄰近節段不穩固的聯系也未有確切的結論。一些研究人員指出融合節段越多，則其于活動期間承載的力也更高，更是會存在不穩定情況。另外部分研究人員強調，多節段融合，特別是融合了最會導致退變節段，反倒能夠規避退變問題。個人習慣也會對該疾病出現造成干擾，這之中吸煙被視作為導致ASD 的關鍵要素[28]。基于訪查周期的進一步延伸，它的發生可能性也會進一步提升。

3 ASD的防治

就鄰近節段退變及出現癥狀人員，可預先予以非手術干預，無效時可引入手術干預。干預旨在去除有關致壓要素，繼而去除病因、緩和癥狀，此為全部治療有效性的重要評估內容。手術形式包含了單純減壓及減壓加融合等，以及內固定物取出再固定等。病變以椎間盤突出為主，且未有脊椎不穩表現的群體，可單一性地給予減壓術干預，而就潛在著不穩情況的患者，則需要給予融合、融合加內固定術干預，需要手術治療鄰近節段病的患者可以通過同側或對側進行前入路手術。通過先前的切口接近頸椎需要剝離纖維性瘢痕組織。頸前路減壓融合術后ASD 的發生率為19.2%～30.08%，并以每年2.9%的速度發生，60 歲以后的發生率高達94.29%。由于相鄰水平的癥狀，多達10%的患者繼續需要進行后續手術。如此高的發病率及再手術率使得ASD的預防顯得尤為重要。

進行非融合手術治療可能是預防ASD 的方法之一。后路椎間孔切開擴大術（posterior cervical foraminotomy，PCF）可避免相關并發癥，包括術后吞咽難度高、血腫等。同時，PCF 無須融合，避免了假關節和器械失效等與融合相關的并發癥，也可保留手術節段活動性，由此減小ASD 出現可能[29]。PCF 的適應證僅限于無脊髓壓迫和大的中央型椎間盤突出的外側椎間盤突出和椎間孔狹窄的患者。PCF 與ACDF 治療神經根型頸椎病同樣安全有效。同時，PCF 可能比ACDF 具有更低的醫療費用，且不會增加鄰近節段的活動度，從而降低鄰近節段病變的發生率。根據現有證據，PCF 似乎是治療神經根型頸椎病的另一種較好的手術方式。

除PCF 外頸椎間盤置換也可預防ASD 的發生。間盤置換的主要生物力學優勢是它能夠更好地保留鄰近節段的運動范圍，理論上，間盤置換使得力均勻分布在整個頸椎，保留了鄰近節段的關節功能，減少相鄰關節退變。Deng 等[30]通過前瞻性隨機臨床試驗發現頸椎間盤置換ASD 需手術的總發生率明顯低于ACDF。Yang 等[31]對2002-2015 年接受間盤置換的患者進行了一項回顧性研究，發現ASD 的發生率明顯降低。綜上而言，人工間盤置換不失為一種預防ASD 的有效手段。

ASD 是ACDF 術后常見的并發癥。ASD 的危險因包括鈦板邊緣到手術節段椎體邊緣間距、術中椎間撐開高低、術后生物力學改變、年齡等。大多數的ASD 是不可避免的，但PCF、人工間盤置換等可有效降低ASD 的發生率。加深對ASD 的理解將有助于臨床決策，并改善患者的預后。