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)科大學第四臨床醫(yī)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(xiàn)下肢癱瘓和尿失禁[1]。早期明確腰椎間盤突出癥發(fā)病機制、尋找相關(guān)生物指標,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)標志物的表達可能有重要意義?；|(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,可導致髓核出現(xiàn)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(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。納入標準:(1)觀察組均經(jīng)影像學檢查確診(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。排除標準:(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,以不同位置進行經(jīng)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(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)試劑盒說明進行操作。

1.2.3隨訪 兩組患者術(shù)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(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準[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水平均呈負相關(guān),差異有統(tǒng)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(guān),差異有統(tǒng)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(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,椎間盤改變被認為是疼痛的主要原因。腰椎間盤突出癥的特點是病程長,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(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,當各種因素誘導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表達顯著降低,與侯桂紅等[13]研究結(jié)果基本一致。分析認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展,最終造成細胞外基質(zhì)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(jié)果中復(fù)發(fā)患者TIMP-1表達水平低于未復(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(diào)控多種細胞成熟、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表達高于正常髓核組織,且與炎癥因子呈正相關(guān)。分析認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表達升高。另外,術(shù)后復(fù)發(fā)患者髓核組織IL-27表達較高,對預(yù)測術(shù)后復(fù)發(fā)有重要作用。分析認為部分IL-27水平較高在患者經(jīng)手術(shù)治療后,機體內(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,當機體再次受到某些刺激時,炎癥反應(yīng)再次過度激活進而導致腰椎間盤突出癥復(fù)發(fā)。結(jié)合ROC曲線分析結(jié)果認為:當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(guān),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(jīng)濟,臨床可通過檢測二者表達水平預(yù)測腰椎間盤突出癥術(shù)后復(fù)發(fā)風險,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。