赵衍弢 周树良 朱立帆

(苏州市第九人民医院骨科,江苏 苏州 215200)

肩颈及下腰痛是老年人常见症状,不仅影响老年人生活质量,还给家庭、社会带来一定负担。据报道腰椎间盘退行性病变是引起老年人肩颈、下腰痛的主要原因〔1〕。腰椎间盘退行性病变发生机制至今尚未完全明确,但已证实与外力、炎性反应、细胞凋亡等有关。炎症因子在腰椎间盘退行性病变的发生发展中扮演重要角色,可通过介导炎症级联反应、加速细胞外基质分解、诱导细胞凋亡等破坏腰椎间盘组织〔2〕。目前已知的参与腰椎间盘退行性病变的炎症因子有白细胞介素(IL)-1、肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-6、转化生长因子(TGF)-β等,其中IL-1在腰椎间盘退行性病变中占核心地位〔3〕。IL-1由IL-1α、IL-1β、IL-1RN等亚型构成,研究发现,阻断IL-1β可以降低细胞外基质降解,缓解腰椎间盘退变程度,但具体机制尚未可知〔4〕。IL-21是活化的Th17细胞分化的一种细胞因子,可促进Th17细胞增殖及分化。研究显示,IL-17在腰椎间盘病例组织中呈高表达,推测IL-21可能参与了腰椎间盘退行性病变的进程〔5〕。基于此,本研究探讨老年腰椎间盘退行性病变程度与IL-1β、IL-21的关系,以期为老年腰椎间盘退行性病变的诊断、治疗提供参考。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2019年12月至2021年12月苏州市第九人民医院收治的老年腰椎间盘退行性病变患者98例(病例组)。纳入标准:(1)符合腰椎间盘退行性病变诊断标准〔6〕,且经磁共振成像(MRI)证实;(2)既往无脊柱手术史。排除标准:(1)合并有脊柱感染、肿瘤、结核等疾病者;(2)自身免疫系统疾病者或近期严重感染者;(3)既往有免疫调节剂治疗史者。根据Pfirrmann分级〔7〕将患者按退行性病变程度分为轻度组29例、中度组47例、重度组22例;轻度组:男19例,女10例,平均年龄(72.45±6.36)岁;中度组:男27例,女20例,平均年龄(73.84±6.05)岁;重度组:男14例,女8例,平均年龄(71.95±5.71)岁。另选取同期老年健康体检者30例为对照组,其中男20例,女10例,平均年龄(72.36±5.84)岁,均排除脊柱手术史和急慢性感染。各组一般资料差异无统计学意义(均P>0.05)。

1.2研究方法 于入组当天,采集所有对象5 ml外周血置于抗凝管中,用离心机以3 000 r/min转速离心15 min,吸取上层血清置于新的离心管中,并保存于-80 ℃冰箱。待所有血清样本收集后采用酶联免疫吸附试验检测血清IL-1β、IL-21表达。

于入组当天,采用日本骨科协会评估治疗(JOA)评分、视觉模拟评分(VAS)评估不同退行性病变程度组腰椎功能、腰椎疼痛情况。JOA评分:分别从疼痛主观症状(反射痛、下腰背痛、腿痛等)、临床特征(直腿抬高试验、肌力、感觉等)、日常活动受限度三个方面评估患者腰椎功能,总分为29分,分数越高则腰椎功能越好。VAS:标注一段长10 cm的线段,分别标注数字0～10,其中0表示无痛,10表示最痛,分数越高则疼痛越剧烈。

1.3统计学方法 采用SPSS22.0软件进行t检验、单因素方差分析(F检验)、χ2检验、Pearson相关性分析。

2 结 果

2.1病例组与对照组血清IL-1β、IL-21水平比较 病例组血清IL-1β、IL-21水平显著高于对照组(P<0.001)。见表1。

表1 病例组与对照组血清IL-1β、IL-21水平比较

2.2不同退行性病变程度组血清IL-1β、IL-21水平及JOA评分、VAS比较 不同退行性病变程度组血清IL-1β、IL-21水平及JOA评分、VAS差异有统计学意义(均P<0.05),各组IL-1β、IL-21水平及VAS比较:轻度组<中度组<重度组(均P<0.05),各组JOA评分比较:轻度组>中度组>重度组(均P<0.05)。见表2。

表2 不同退行性病变程度组血清IL-1β、IL-21水平及JOA评分、VAS比较

2.3血清IL-1β、IL-21水平与腰椎间盘退行性病变程度、JOA评分、VAS的相关性及IL-1β、IL-21水平相关性 老年腰椎间盘退行性病变患者血清IL-1β、IL-21水平与退行性病变程度(r=0.511、0.311)、VAS(r=0.515、0.541)均呈正相关(均P<0.05),与JOA评分均呈负相关(r=-0.541、-0.336,均P<0.05)。老年腰椎间盘退行性病变患者血清IL-1β水平与IL-21水平呈正相关(r=0.542,P<0.05)。

3 讨 论

腰椎间盘退行性病变是临床常见的脊柱疾病,包括椎间盘突出、退变性腰椎滑脱、脊柱侧凸、椎管狭窄等。由于人体腰椎间盘支撑着脊柱约80%的负荷并控制椎体间活动,是人体重要的生理结构〔8〕。但随着年龄的增加,腰椎间盘开始发生退行性病变,导致椎间盘灵活性、承载负荷下降,并出现腰背疼痛,严重影响老年患者生活质量〔9〕。因此,探讨老年腰椎间盘退行性病变发生机制,对腰椎间盘退行性病变的诊断与防治有重要意义。

腰椎间盘退行性病变的主要临床表现为腰腿痛,影像学下可见椎间盘信号减低、终板炎、骨赘形成、椎体滑脱、椎间盘突出及神经根压迫等。腰椎间盘退行性病变是一种与年龄有关的病变,随着年龄增长,生理应力过度增加,不断刺激椎间盘细胞,致使细胞外基质降解,最终导致椎间盘组织损坏〔10〕。除此之外,炎症因子、细胞凋亡也参与了腰椎间盘退行性病变的进程。IL-1β是IL-1细胞因子家族成员之一,也是目前报道最多的与腰椎间盘退行性病变有关的炎症因子〔11〕。报道显示,IL-21在腰椎间盘退行性病变患者髓核组织及血清中呈高表达,可能参与了腰椎间盘退行性病变〔12〕。本研究结果表明,炎性因子IL-1β、IL-21异常表达与腰椎间盘退行性病变有关。研究显示,IL-1β在腰椎间盘退行性病变中的作用如下:①激活炎症级联反应;②诱导细胞凋亡。腰椎神经根部的炎症是腰椎间盘抗原分子与免疫系统共同作用的结果,Th17细胞及其分泌的IL-17是免疫学研究的重点,与自身免疫性疾病的发生发展密切相关〔13〕。孟志强等〔14〕研究显示,IL-17可通过介导自身免疫反应参与腰椎间盘退行性病变。Th17细胞不仅分泌IL-17,同时也分泌IL-21,而且IL-21对Th17细胞的分化、增殖有促进作用,因此IL-21可能通过影响IL-17分泌参与腰椎间盘退行性病变。

本研究表明,IL-1β、IL-21对患者腰椎间盘退行性病变程度、腰椎功能、疼痛症状有一定的评估价值。Tian等〔15〕研究腰椎间盘突出症与淋巴细胞亚群的关系发现,患者目测类比疼痛评分与CD4+T、CD4+/CD8+呈正相关,与CD8+T呈负相关。冯阳等〔16〕研究也显示,腰椎间盘退行性病变程度与CD4+T呈线性正相关,说明患者外周血CD4+T百分比越高,腰椎间盘退行性病变越严重。IL-21主要由Th17细胞分泌,而Th17细胞由初始CD4+T分化而来,因此,IL-21水平随着腰椎间盘退行性病变程度加重而升高,对腰椎间盘退行性病变的诊断有一定的价值。IL-1β作为介导腰椎间盘退行性病变最重要的炎症因子,已有研究表明,其水平与退行性病变程度呈正相关,与JOA评分呈负相关〔17,18〕。本研究结果说明,腰椎间盘退行性病变是多种细胞因子、信号通路共同作用的结果,不同炎性因子及其相关的信号通路相互影响,最终导致腰椎间盘退行性病变,与既往研究结果一致〔19〕。

综上,IL-1β、IL-21参与了腰椎间盘退行性病变的发生机制,二者表达水平可间接反映腰椎间盘退行性病变程度。