前炎症因子在脊髓型颈椎病发病中的作用

目的:颈椎病(Cervical Spondylosis,CS)是近年来研究相当多的疾病。颈椎病的临床表现具有多样性,其分类方法也比较多,目前常用的分类方法是根据临床表现,病因学等因素的不同可以把颈椎病分为脊髓型,神经根型,椎动脉型,混合型等多种类型。脊髓型颈椎病是由于颈椎间盘突出或者骨嵴突出压迫脊髓而产生的一系列临床症状和体征,其中比较明显的包括手足无力,下肢发紧,行走不稳,不能快走,上肢握力减退,持物易坠,四肢麻木,走路时有踩棉花感,胸部有束带感,部分病情严重者可以出现行走困难,二便失禁或者尿潴留,四肢瘫痪等。该型颈椎病与神经根型颈椎病的主要区别要点在于不一定出现上肢的放射性神经疼痛。颈椎病尤其是脊髓型颈椎病的病因目前公认的根源是颈椎间盘退变后椎体间松动,椎体缘产生骨赘(骨刺或者骨嵴),或者椎间盘破裂突出等压迫脊髓导致的。进一步的研究发现在椎间盘组织的退变过程中有患者表现为影像学上突出压迫的程度比较轻,但是患者的症状比较重,动物实验的结果已经证实炎症反应可能与脊髓型颈椎病的临床表现有一定的关系。有作者认为在脊髓型颈椎病发病中炎症反应及其相关的过程所产生的一系列炎症因子可以刺激神经根和相应的脊髓节段,加重患者的临床不适症状。但是其作用的具体的分子机制目前尚未明了。目前的研究发现包括转化生长因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β、IL-6等在内的一系列炎症因子可以介导炎症反应,一般在炎症反应前期有较高水平的表达,是目前公认的“前炎症因子”。尤其是TNF-α目前对其的研究比较多,已经公认其介导炎症反应的作用,而且其作用的机理研究得也比较透彻,目前已经有相应的细胞因子药物制剂抗TNF-α单克隆抗体(Infliximab,英夫利昔)获得美国食品和药品管理局(FDA)的批准用于治疗包括类风湿性关节炎在内的一些炎症因子表达过多的疾病。其在治疗椎间盘突出症上的应用目前国际上也有相应的短期使用临床疗效的报道,长期的报导未见。在对炎症反应研究较多且其在腰椎间盘突出症中的作用已经得到初步证实的前提下,本实验旨在探讨包括TNF-α、IL-1β、IL-6在内的前炎症因子在脊髓型颈椎病发病的早期变化水平,探讨前炎症因子与颈椎间盘早期退变的关系。为临床上分析脊髓型颈椎病的病因和进一步指导治疗提供依据。本实验包括两个部分,第一部分是动物实验, 第二部分是临床病例研究。分述如下: 第一部分:动物实验 方法:通过在SD大鼠颈椎区域注射颈椎间盘后缘的骨原蛋白(BMP)可诱导椎间盘及韧带组织骨化、椎体后缘骨质增生,并对颈脊髓造成恒定的慢性压迫,形成脊髓型颈椎病的动物模型。本实验选择36只SD大鼠按处理方法不同随机分成2组,A组:18只为使用上述方法制作的动物模型1,B组:18只健康的与A组同样大小,在同等条件下饲养情况下的大鼠,作为对照组,也分别在A组动物造模后第4、8、16周与A组对称性的处死动物,处理方法同A组。使用免疫组化的方法对实验组织进行处理,分析。使用北航医学病理图象分析软件对免疫组化的图像进行定量分析。同时使用免疫组化的方法对手术中摘取的人的髓核组织进行神经生长因子(NGF)mRNA含量的测定。 结果: 1.A组动物术后8周起出现运动功能减退;术后4周起出现椎体后缘骨质增生,占据椎管,并出现不同程度的脊髓受压变形和脱髓鞘、神经元脱失等改变;表明术后4周脊髓型颈椎病的动物模型已经初步形成,而且到术后第8周的时候脊髓型颈椎病已经发展较重。 2.免疫组化的结果显示,TNF-α在A组的细胞中主要以成纤维细胞、软骨细胞及淋巴细胞表达为主,而且在术后第4周的时候已经有较高水平的表达,提示在脊髓型颈椎病模型建成的早期炎症反应的相关细胞因子就已经产生了,免疫组化的定量分析的结果显示其产生的水平也快接近高峰的数值。TNF-α表达阳性的例数在术后第4周的时候是4例,术后第8周的时候阳性表达的例数是6例,术后16周的时候阳性表达的例数是6例。免疫组化北航医学病理图象分析软件结果显示A组TNF-α水平较B组增高,而且差异具有显著性(P<0.05)。提示TNF-α作为前炎症因子的一个重要组成成员在脊髓型颈椎病发病早期的表达中占有重要的地位,是炎症反应的主要部分。 3.IL-1β在A组中的分布也是以成纤维细胞、软骨细胞和淋巴细胞为主,其中主要是淋巴细胞多见。在术后第4周的时候表达相对TNF-α较少,但在第8周的时候表达含量明显增高,术后16周的时候表达含量也很高。 4. IL-6在实验中的A组表达分布比较多见,在手术的过程中有一定的作用。手术后的表达含量较对照组明显增高,两组之间相比有统计学的差异。 第二部分:临床病例研究 方法:在临床工作中收集整理病例资料,并对其进行归纳总结。本实验研究主要是从2004年5月到2005年1月之间,主要以河北医科大学第三医院脊柱外科收治的20例脊髓型颈椎病患者,这些患者在从最初出现不适的症状到就诊的时间不超过1个月,收集其临床症状,疾病导致的一系列体征,影像学检查包括MRI和/或CT检查的结果,并且分析其中的关系。详细记录此类患者的手术经过,和手术操作的方法,同一术者按照类似的操作规程,完整的摘除并且取出的32个颈椎节段的椎间盘及其髓核组织,作为A组的病例来源。此外,对照组B组选择由于车祸或者其他原因导致死亡的与同时期取自死亡时间<24 h的新鲜尸体中15个颈部椎间盘组织,作为对照组B组。将两组收集整理的病理资料,手术中摘除的脊髓型颈椎病患者突出的颈部椎间盘组织和手术中摘取的无症状的椎间盘组织进行对比研究,采用双盲的原则,采用4%的多聚甲醛进行固定,按照规范的免疫组化实验操作规程对所有的椎间盘髓核组织中的部分细胞因子的含量进行检测,主要是观察其中TNF-α、IL-1β、IL-6的表达阳性例数,使用北航医学病理图象分析软件对免疫组化的结果进行分析处理,比较各组病例资料在椎间盘组织中的含量表达的差异。 结果: 1.实验组32个颈部突出椎间盘组织中,TNF-α表达阳性分别为15例,对照组15个正常椎间盘组织中表达的阳性细胞较少。进行统计学分析结果有差异性(P<0.05)。 2.实验组32个颈部突出椎间盘组织中, IL-1β表达阳性分别为12例,对照组15个正常椎间盘组织中表达的阳性细胞较少。进行统计学分析结果有差异性(P<0.05)。 3.实验组32个颈部突出椎间盘组织中,IL- 6表达阳性分别为11例。对照组15个正常椎间盘组织中表达的阳性细胞较少。进行统计学分析结果有差异性(P<0.05)。 4.实验组32个颈部突出椎间盘组织中,TNF-α、IL-1β、IL- 6均有很多的阳性表达例数,而且其中12例为4种细胞因子均表达阳性。对照组15个正常椎间盘组织中表达的阳性细胞较少。进行统计学分析结果有差异性(P<0.05)。 5.免疫组化的图像经过北航医学病理图象分析软件处理后认为各组之间的差异具有明显的统计学差异。 结论:在颈椎间盘突出的动物模型制备过程中可以使用在椎体的后缘注射BMP的方法造成其慢性的脊髓受压的动物模型。突出的颈椎间盘可产生TNF-α、IL-1β、IL- 6,阳性细胞主要以成纤维细胞、软骨细胞及淋巴细胞为主,提示这些细胞因子可能在颈椎椎间盘早期退变中发挥作用。