腰椎間盤突出癥患者髓核組織TIMP-1、IL-27水平對術(shù)后復(fù)發(fā)的預(yù)測價值*

楊好, 陳程程, 宣以道, 索玉萍

(1.解放軍聯(lián)勤保障部隊901醫(yī)院 康復(fù)骨科, 安徽 240000; 2.山西醫(yī)科大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)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(yán)重腰椎間盤突出癥患者甚至可能出現(xiàn)下肢癱瘓和尿失禁[1]。早期明確腰椎間盤突出癥發(fā)病機(jī)制、尋找相關(guān)生物指標(biāo),對降低發(fā)病率、改善治療效果有重要意義。椎間盤變性及其炎癥微環(huán)境導(dǎo)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(guān)標(biāo)志物的表達(dá)可能有重要意義。基質(zhì)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(dǎo)致髓核出現(xiàn)退行性改變[3]。研究顯示,免疫及炎癥細(xì)胞在椎間盤髓核中大量聚集可造成細(xì)胞凋亡、壞死及膠原丟失[4]。白細(xì)胞介素27(interleukin27,IL-27)是一種重要的細(xì)胞因子,在免疫抑制和免疫促進(jìn)中均扮演重要角色,與免疫炎癥疾病密切相關(guān)[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(dá)情況,探討TIMP-1、IL-27在腰椎間盤突出癥預(yù)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(shù)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(biāo)準(zhǔn):(1)觀察組均經(jīng)影像學(xué)檢查確診(符合診療指南[6])、且接受單純髓核摘除術(shù),對照組接受椎管減壓及骨折固定術(shù);(2)臨床病例及隨訪資料記錄完整;(3)年齡≥18歲。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)有慢性腰腿疼痛、脊柱病史者;(2)免疫系統(tǒng)疾病、急慢性感染性疾病、血液系統(tǒng)疾病、肝腎功能障礙疾病者;(3)復(fù)發(fā)患者排除術(shù)后從事姿勢性工作、重體力工作及外傷等因素造成的復(fù)發(fā)。

1.2 研究方法

1.2.1手術(shù)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(shù):局部麻醉、俯臥位,經(jīng)皮椎間孔鏡下操作,依據(jù)患者椎間盤類型,以不同位置進(jìn)行經(jīng)皮穿刺、注入對比劑、探查椎間病變位置,導(dǎo)絲插入后將穿刺針拔出、沿著導(dǎo)絲的方向插入擴(kuò)張導(dǎo)管、摘除髓核,用生理鹽水沖洗后實(shí)施消融減壓術(shù),關(guān)閉切口。腰椎骨折患者術(shù)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(zhuǎn)速下離心15 min,取上層血清轉(zhuǎn)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(lián)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(yīng)蛋白(C reactive protein,CRP)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)、白細(xì)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(jù)試劑盒說明進(jìn)行操作。

1.2.3隨訪 兩組患者術(shù)后均進(jìn)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(xù)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(fù)狀況,隨訪截至2022年9月。依據(jù)腰椎間盤突出癥診斷標(biāo)準(zhǔn)[6],若出現(xiàn)椎間盤局限性突出、刺激和壓迫神經(jīng)根及馬尾而表現(xiàn)出神經(jīng)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(fù)查影像學(xué)與神經(jīng)定位相符)即為腰椎間盤突出癥復(fù)發(fā),根據(jù)是否復(fù)發(fā)將96例腰椎間盤突出癥患者分為未復(fù)發(fā)組84例和復(fù)發(fā)組12例。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)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(tǒng)計學(xué)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(guān)性

Pearson相關(guān)性分析結(jié)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(fù)相關(guān),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);IL-27水平與CRP、TNF-α、IL-6、PCT水平均呈正相關(guān),差異有統(tǒng)計學(xué)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(guān)性

2.3 不同預(yù)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(fù)發(fā)組髓核組織IL-27、CRP、TNF-α、IL-6、PCT水平顯著高于未復(fù)發(fā)組,TIMP-1水平顯著低于未復(fù)發(fā)組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 不同預(yù)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(yù)后的預(yù)測價值

以TIMP-1、IL-27水平及聯(lián)合預(yù)測概率值為檢驗(yàn)變量,以腰椎間盤突出癥是否復(fù)發(fā)作為狀態(tài)變量,繪制ROC曲線分析TIMP-1、IL-27預(yù)后預(yù)測價值,結(jié)果顯示,髓核組織TIMP-1、IL-27水平及二者聯(lián)合預(yù)測腰椎間盤突出癥患者復(fù)發(fā)的AUC分別為0.732、0.805、0.856,單獨(dú)預(yù)測AUC均顯著低于二者聯(lián)合預(yù)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(yù)測腰椎間盤突出癥患者復(fù)發(fā)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(fù)發(fā)的預(yù)測價值

2.5 TIMP-1、IL-27影響腰椎間盤突出癥患者復(fù)發(fā)的logistic回歸分析

以腰椎間盤突出癥患者是否復(fù)發(fā)為因變量,以TIMP-1、IL-27為自變量進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸分析,結(jié)果顯示,IL-27是腰椎間盤突出癥復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險因素(P<0.05),TIMP-1是腰椎間盤突出癥復(fù)發(fā)的保護(hù)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(fù)發(fā)的logistic回歸分析

3 討論

腰痛是一種廣泛而復(fù)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(jīng)壓迫的證據(jù)[7]。因此,椎間盤改變被認(rèn)為是疼痛的主要原因。腰椎間盤突出癥的特點(diǎn)是病程長,復(fù)發(fā)率高,難以獲得根治性治療的良好結(jié)果,導(dǎo)致患者長期痛苦[8]。因此,醫(yī)療領(lǐng)域在制定有效的治療和康復(fù)措施以減少腰椎間盤突出癥反復(fù)發(fā)作方面面臨巨大挑戰(zhàn)。研究顯示,腰椎間盤突出癥的重要特點(diǎn)是髓核中膠原成分大量丟失以及細(xì)胞老化,而二者均與細(xì)胞外基質(zhì)降解過度及炎癥反應(yīng)激活過度有關(guān)[9-10]。TIMP-1是一種金屬蛋白酶組織抑制因子,與基質(zhì)金屬蛋白酶間維持相對動態(tài)平衡,當(dāng)各種因素誘導(dǎo)如炎癥因子分泌異常時,二者間的動態(tài)平衡被破壞,致使細(xì)胞外基質(zhì)降解,造成椎間盤退變加劇[11-12]。本研究結(jié)果顯示,腰椎間盤突出癥患者髓核組織中TIMP-1表達(dá)顯著降低,與侯桂紅等[13]研究結(jié)果基本一致。分析認(rèn)為腰椎間盤突出癥患者TIMP-1與基質(zhì)金屬蛋白酶間的動態(tài)平衡被打破,朝著有利于髓核退行性病變的方向進(jìn)展,最終造成細(xì)胞外基質(zhì)降解,膠原成分大量丟失,加快椎間盤疾病進(jìn)展。此外,本研究結(jié)果中復(fù)發(fā)患者TIMP-1表達(dá)水平低于未復(fù)發(fā)患者,且TIMP-1可有效預(yù)測患者復(fù)發(fā)。提示臨床中可將TIMP-1作為輔助檢測指標(biāo)用于預(yù)測腰椎間盤突出癥復(fù)發(fā),其檢測水平低于98.76 ng/L時復(fù)發(fā)風(fēng)險較高。IL-27是一種新型的IL-6/IL-12家族細(xì)胞因子,在免疫及炎癥性疾病中可調(diào)控多種細(xì)胞成熟、增殖、分化[14-15]。本研究結(jié)果中腰椎間盤突出癥患者髓核組織IL-27表達(dá)高于正常髓核組織,且與炎癥因子呈正相關(guān)。分析認(rèn)為疾病初期患者髓核組織暴露并激活免疫應(yīng)答,使得突出部位發(fā)生慢性炎癥,IL-27表達(dá)升高。另外,術(shù)后復(fù)發(fā)患者髓核組織IL-27表達(dá)較高,對預(yù)測術(shù)后復(fù)發(fā)有重要作用。分析認(rèn)為部分IL-27水平較高在患者經(jīng)手術(shù)治療后,機(jī)體內(nèi)免疫炎癥持續(xù)存在,炎癥無法徹底消退,在經(jīng)過短暫癥狀減輕后重新出現(xiàn)疼痛,當(dāng)機(jī)體再次受到某些刺激時,炎癥反應(yīng)再次過度激活進(jìn)而導(dǎo)致腰椎間盤突出癥復(fù)發(fā)。結(jié)合ROC曲線分析結(jié)果認(rèn)為:當(dāng)IL-27水平高于13.93 mg/L時患者復(fù)發(fā)可能性較高,與TIMP-1聯(lián)合后可進(jìn)一步提高預(yù)測效能。多因素分析結(jié)果顯示,TIMP-1、IL-27均是腰椎間盤突出癥復(fù)發(fā)的影響因素。提示二者可能在腰椎間盤突出癥復(fù)發(fā)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(dá)降低、IL-27表達(dá)升高,且二者表達(dá)水平與炎癥因子水平顯著相關(guān),其可能是參與腰椎間盤突出癥炎性病變的重要細(xì)胞因子。一方面TIMP-1、IL-27檢測方法簡便、臨床易操作且經(jīng)濟(jì),臨床可通過檢測二者表達(dá)水平預(yù)測腰椎間盤突出癥術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險,以便及時采取有效預(yù)防措施,降低疾病復(fù)發(fā)情況;另一方面,臨床可通過控制機(jī)體中TIMP-1、IL-27水平而綜合調(diào)控治療效果,二者有望作為腰椎間盤突出癥治療靶點(diǎn)。