腰椎Modic改變的機制及對腰椎間盤突出癥療效的影響

[摘要]"腰椎Modic改變是椎體終板及終板下骨質的異常影像學變化，可能與腰椎間盤突出癥（lumbar"disc"herniation，LDH）的發生關系密切，并可影響LDH的治療效果。本文通過總結Modic改變的機制及其與LDH的發生發展及治療轉歸的相關性，以期為Modic改變相關腰椎退行性疾病的診療提供理論依據。

[關鍵詞]"腰椎Modic改變；腰椎間盤突出癥；機制；療效

[中圖分類號]"R68""""""[文獻標識碼]"A""""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2025.15.020

腰椎Modic改變又稱椎體終板信號改變，可提示腰椎間盤退變的嚴重程度，并可能與腰椎間盤突出癥（lumbar"disc"herniation，LDH）的發生關系密切[1]。研究表明Modic改變與下腰痛明顯相關且嚴重影響患者的生活質量[2-3]。目前Modic改變發病的病因及機制尚未完全明確，而合并Modic改變的LDH患者下腰痛癥狀更明顯且手術療效欠佳[4]。本文對Modic改變的機制進行綜述，并探討其對LDH的形成及治療效果的影響，以期為臨床治療合并Modic改變的LDH提供思路。

1""Modic改變的分型及特征

Modic改變是磁共振成像（magnetic"resonance"imaging，MRI）上觀察到的椎體終板及終板下骨質的異常影像學變化，根據T1加權像及T2加權像下觀察到的終板信號不同可分為Ⅰ～Ⅲ型，其中Ⅰ型被認為是終板的水腫和炎性變化，Ⅱ型被認為是脂質骨髓替代期，Ⅲ型被認為是終板和軟骨下骨髓鈣化，不同類型的Modic改變可獨立或混合出現[5]。在退行性腰椎疾病患者人群中不同類型的腰椎Modic改變的分布情況存在差異，臨床以Ⅱ型最為多見，Ⅰ型次之，Ⅲ型最為少見[6-7]。原因可能是Ⅲ型Modic改變多處于椎體終板鈣化階段，而這一病理特征可能導致MRI對其顯示敏感度較低，從而影響診斷的準確性。

2""腰椎Modic改變的機制

2.1""生物力學因素

研究發現重體力勞動及肥胖是導致Modic改變的重要原因[8]。Modic改變好發于下位腰椎，這可能與腰椎生物力學特征密切相關。相較于上位椎體，下位腰椎不僅承受更大的垂直軸向載荷，同時需對抗顯著增高的前向滑移剪切應力負荷[9]。另有研究認為腰椎間盤退變導致椎間盤的動態穩定性和彈性緩沖功能衰減，使終板應力負荷增高。持續的生物力學過載可誘導終板出現微結構損傷，導致局部炎癥微環境形成及代謝穩態失衡，在此過程中椎體骨髓依次經歷脂肪浸潤、纖維化重塑及骨硬化等退行性病理反應，最終促成Modic改變的形成及分型轉化[10]。在周期性超閾值應力作用下形成的“骨小梁微結構破壞-異常應力再分配”的病理循環，可能是Modic改變發生的原因[11]。

2.2""低毒力細菌感染

痤瘡丙酸桿菌是一種常見的厭氧菌；Stirling等[12]于2001年首次提出坐骨神經痛可能與痤瘡丙酸桿菌感染相關。Dudli等[13]通過實驗動物模型證實椎間盤內接種痤瘡丙酸桿菌可誘導Modic改變形成。痤瘡丙酸桿菌通過血行播散侵入椎間盤組織后，其獨特的厭氧代謝特性使其在椎間盤無氧微環境定殖，特異性誘導Modic改變，尤其是富含炎性細胞浸潤的Ⅰ型改變。Albert等[14]針對Modic"Ⅰ型相關慢性腰痛開展的試驗顯示抗生素干預組的視覺模擬評分（visual"analogue"scale，VAS）、Oswestry功能障礙指數（Oswestry"disability"index，ODI）等指標較安慰劑組顯著改善，進一步提示細菌感染可能與Modic改變關系密切。另一項Meta分析表明統計學上口服抗生素在減少合并Modic改變的慢性腰痛患者相關殘疾方面優于安慰劑，但仍需高質量的實驗驗證口服抗生素的有效性[4]。Braten等[15]對使用抗生素治療慢性下腰痛及Modic改變持相反觀點，他們對180例符合Modic"Ⅰ型、Ⅱ型改變伴慢性下腰痛的受試者進行3個月的治療后發現，阿莫西林組并未有較好獲益。因此，以痤瘡丙酸桿菌為代表的細菌感染導致Modic改變的觀點目前尚存在爭論。

2.3""免疫反應

髓核因受致密的纖維環及完整的軟骨終板的保護，可避免與機體的免疫系統接觸。終板完整性破壞可導致椎間盤免疫豁免屏障失效，使髓核組織暴露于骨髓免疫微環境，啟動機體適應性免疫應答，誘導淋巴細胞克隆增殖及T細胞亞群極化，大量釋放白細胞介素（interleukin，IL）-6、IL-8、腫瘤壞死因子-α（tumor"necrosis"factor-α，TNF-α）等炎性介質，進而促進Modic改變的病理進程[16]。補體是存在于血清和組織液中的一組具有酶活性的蛋白質，廣泛參與機體的免疫調節。Heggli等[17]認為補體系統與Modic改變過程的細胞死亡、自身免疫反應等過程高度關聯，并可促進Modic改變的形成。雖然髓核暴露于免疫系統引起的一系列炎癥反應可能加劇椎間盤退變，但也有學者認為部分免疫細胞可幫助產生抗炎因子，進而促進椎間盤損傷的修復[18]。

2.4""基因因素

研究表明Modic改變的發生與基因遺傳學密切相關。Vigeland等[19]通過分析Modic"Ⅰ型患者的MRI的短時間反轉恢復序列信號強度與基因表達的關系，表明與干擾素信號傳導、線粒體代謝和對病毒的防御反應相關的基因集上調與Modic"Ⅰ型顯著相關。另一項研究發現腰痛合并椎體終板改變患者的8-異前列腺素F2α和Raftlin基因表達水平越高，氧化應激越強烈，椎體內炎癥越明顯，腰痛及椎體終板改變越嚴重[20]。

3""Modic改變與LDH的關系

LDH是由于腰椎間盤的各部分（髓核、纖維環及軟骨終板）發生結構改變，纖維環完整性喪失，髓核組織經破裂口向后、后外側移位，通過機械性壓迫/化學性刺激神經根或馬尾神經叢，誘發以放射性下肢疼痛、節段性感覺障礙及括約肌功能障礙為特征的臨床癥候。終板是椎間盤的重要組成部分，不僅可為椎間盤提供營養，還能維持椎間盤的完整性和彈性，平衡分散其應力。多項研究表明Modic改變可通過雙重病理機制加劇椎間盤退變[21-22]：生物力學層面，椎體骨內壓動態失衡引發終板-髓核復合體載荷傳遞模式異常，表現為髓核載荷分散功能減退及纖維環應力失衡，促使纖維環應力集中導致裂隙形成及髓核突出風險增加[23]；營養代謝層面，終板軟骨損傷造成毛細血管網滲透屏障破壞，阻礙椎間盤基質代謝必需的營養物質轉運，形成椎間盤退變與Modic改變的惡性循環[24]。

4""Modic改變對LDH療效的影響

4.1""Modic改變對LDH手術治療的影響

椎板間開窗術在以往LDH治療體系中長期占據金標準地位[25]。腰椎Modic改變對椎板間開窗術治療LDH的影響目前存在一定爭論。Lurie等[26]對187例行椎板間開窗髓核摘除術治療的LDH病例構建回顧性隊列研究分析其臨床療效，發現Modic改變陽性組患者的術后恢復情況較無Modic改變的患者差，尤其是Ⅰ型Modic改變組患者，提示Modic改變可能是影響椎間盤手術預后的重要因素之一。Bostelmann等[27]則認為相較于Modic改變，LDH術后殘余神經根性癥狀及復發風險更可能歸因于術區殘留椎間盤組織的持續性機械性刺激及患者術后功能鍛煉失當。

腰椎椎間融合術現已成為腰椎退行性疾病階梯治療體系中的重要干預手段[28]。Modic改變尤其伴有終板硬化的Modic改變可影響融合區的血供及營養，進而影響融合及成骨[29]。終板硬化可出現在任意類型的Modic改變中，其中以Ⅲ型終板硬化程度最高[30]。Youngmin等[31]結合影像學分析發現Modic改變組患者經后路腰椎椎間融合術后的融合失敗率較無Modic改變組顯著增加。在經椎間孔椎間融合術領域，王牧一等[32]的多中心回顧性研究顯示Modic改變可顯著提升術后融合器沉降風險系數，尤其Ⅰ、Ⅱ型Modic改變，進而影響手術療效。

以經皮椎間孔鏡下椎間盤切除術（percutaneous"transforaminal"endoscopicnbsp;discectomy，PTED）為代表的微創脊柱內鏡手術因其療效確切、損傷小、患者術后恢復快、復發率低等優點正逐漸成為多數LDH患者的首選手術治療方式。研究顯示Modic改變可對LDH患者經PTED治療后疼痛的改善及功能恢復造成不利影響[33]。賀憲等[34]將89例行椎間孔鏡手術治療的單節段LDH患者根據手術節段Modic改變類型分組進行預后分析，結果顯示Modic改變組腰痛VAS評分的術后改善程度及改良Macnab療效均較無Modic改變組差，且復發率明顯高于無Modic改變組，認為Modic改變可能是術后遺留下腰痛及復發的影響因素之一。許標[35]通過回顧性分析127例采用PTED手術治療的LDH患者，發現腰椎Modic改變Ⅰ型組的腰腿疼痛VAS評分和腰椎血氧飽和度下降指數反彈率較Ⅱ型組患者顯著升高，提示Ⅰ型腰椎Modic改變可能加速LDH的療效衰減。

4.2""Modic改變對LDH中醫治療的影響

在中醫理論體系中，LDH多歸屬于“痹證”“腰痛”等范疇，而伴有終板改變的LDH也在其范疇中。中醫認為LDH基本病機為筋脈痹阻、腰府失養、病屬本虛標實[36]。常用的中醫治療如中藥、小針刀、針灸、導引術等對LDH的療效明顯，且具有安全性高、不良反應少等優點。中醫治療對合并Modic改變的LDH也可取得較滿意的療效。李倩[37]運用加味陽和湯配方顆粒治療Modic改變Ⅰ型椎間盤源性腰痛，可明顯減少Modic改變Ⅰ型面積改變率，對改善腰痛有良好的臨床療效且無明顯毒副作用。另一項研究也表明烏頭湯治療Modic改變Ⅱ型椎間盤源性腰痛臨床療效良好，不良反應少[38]。針灸治療合并Modic改變的LDH也可取得較好療效，張春松等[39]通過針刺牽肌筋膜激發點治療椎間盤源性腰痛患者，緩解腰痛、改善腰椎活動度，總有效率高達93.3%。也有研究運用溫針灸等治療LDH合并Modic改變均取得良好的效果[40-42]。目前多認為針灸療法可通過松解肌肉調整椎間盤受力和改善局部血運、促進新陳代謝、降低炎癥因子水平及釋放內源性鎮痛物質、提高痛閾等方式緩解腰痛及椎體終板改變[43-44]；王青華等[45]對119例LDH患者進行中藥治療，發現伴有Modic改變的LDH患者的重吸收率低于無Modic改變者，認為Modic改變可能影響LDH的重吸收。但相關結論仍有待進一步研究。綜上，Modic改變對中醫治療LDH的療效影響尚無定論，大多數患者經中醫治療仍可有效緩解癥狀[46]。

5""小結與展望

Modic改變與LDH等腰椎退行性疾病等腰痛關系密切，但其發病機制尚未完全明確。目前可能的發病機制主要包括生物力學機制、低毒力細菌感染機制、自身免疫炎癥機制及基因因素等。合并Modic改變的LDH手術治療的術后改善可能較無Modic改變差，而在中醫藥治療中兩者療效差距不明顯，但相關研究及文獻數量較少，部分缺乏客觀指標。今后仍需通過更多高質量的研究設計進一步分析藥物、手術對合并Modic改變的LDH患者的癥狀、生活質量及預后的影響，為Modic改變患者找到更安全有效的治療方案。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2025–03–06）

（修回日期：2025–05–10）