感染和腰椎Modic改變的相關性研究進展－IT工程師數位筆記本

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[摘要] 下腰痛普遍存在并嚴重影響人們的日常生活，是患者就診的主要原因。磁共振上Modic改變的存在，特別是Modic Ⅰ型與下腰痛具有明顯相關性。自Modic改變被提出后，學界內對其病因、發病機制及治療進行了廣泛研究，但Modic改變發生的原因仍不明確。近年來有研究發現，低毒性細菌感染可能是引起Modic改變的原因之一，并逐漸成為研究熱點。對Modic改變的研究用以指導治療下腰痛并對其選擇合理的治療方案具有十分重要的意義。

　　[關鍵詞] Modic改變；感染；腰椎；下腰痛
　　[中圖分類號] R681 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2016）11（c）-0064-04
　　Advancement of Modic change with injection
　　ZOU Rifeng YANG Yong
　　Department of Orthopedics， the Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University， Inner mongolia， Hohhot 010050， China
　　[Abstract] The prevalence of low back pain is affecting people's daily lives seriously， and has become the main reason that patients seek treatments for. Modic changes on MRI， particularly for ModicⅠ， has an obvious relation with low back pain. Since the definite of Modic change， medical field has a wide investigation for the etiology， pathogenesis and treatment， but the certain reason for Modic change is still unclear. Recently， some studies have found that low toxic bacterial infection may be one of the causes for Modic change， and it draws more and more attention. The research for Modic change can be used to direct the treatments， and has a great significance to select a better method for low back pain treatment.
　　[Key words] Modic change； Injection； Lumbar； Low back pain
　　下腰痛在全球范圍內普遍存在，是引起患者就診的主要原因，且下腰痛的存在嚴重影響著人們的日常生活和工作，同時也造成了巨大的經濟損失[1]。引起下腰痛的原因有許多，而在磁共振（MRI）表現中腰椎的Modic改變與下腰痛表現出明顯的相關性[2]。有報道指出，在下腰痛的患者中，46%存在Modic改變，對比之下正常人群腰椎MRI上有Modic改變的僅占6%[3]。有研究顯示，Modic Ⅰ型與下腰痛的關系更為密切[2-4]。目前就Modic改變的主要發生機制及其治療方法仍然沒有定論并且存在許多爭議，筆者檢索了下腰痛患者與Modic改變的相關文獻，對感染和Modic改變的相關性及其臨床治療進行綜述。
　　1 Modic改變分型和病理特點
　　Modic改變是指椎體終板及終板下的骨質在MRI上的信號改變，且這種信號改變被認為與骨髓惡性腫瘤、化膿性感染、活動性風濕病無關[5-6]。Modic等[5-7]根據其MRI信號的特點提出了三種分型。Ⅰ型，T1加權高信號、T2加權低信號；病理上主要為炎癥表現，纖維組織取代骨小梁之間的正常骨質，終板裂縫、破壞和軟骨下血管豐富的肉芽組織增生。Ⅱ型（脂肪期或黃骨髓期），T1和T2加權均為高信號；病理上脂肪化的骨髓取代正常骨�|，與Modic Ⅰ型改變類似，終板出現破壞，軟骨下肉芽組織增生。Ⅲ型（骨質硬化期），T1和T2加權均為低信號；病理表現為骨髓脂肪沉積被硬化骨取代。Modic改變Ⅰ/Ⅱ、Ⅱ/Ⅲ型可以同時存在，對Modic改變患者進行隨訪發現Modic改變Ⅰ型和Ⅱ型可互相轉化，如最終進展為Ⅲ型即硬化則趨于穩定[8]。
　　2 Modic改變的發病機制
　　自Modic改變被發現后，學者們對Modic改變做了大量的研究，但引起Modic改變的原因仍不確定。目前的研究結論主要認為Modic改變的發生可能與終板損傷、自身免疫反應和低毒性細菌感染等因素有關。
　　2.1 終板損傷后修復
　　椎體退變和椎間盤變性之后，剪切力的作用可以使終板發生微骨折的可能性增加[9-10]，終板損傷后壓力傳導的變化引起椎體和椎間盤細胞代謝的改變，同樣也使得椎體與椎間盤間代謝產物的轉運受到影響[11-12]，加快了椎間盤和椎體的退變[13-16]。在椎體終板不斷的損傷和修復過程中，骨質水腫、血管增生，在MRI上表現出Modic改變的信號特點。
　　2.2 自身免疫反應機制
　　發育過程中，椎間盤形成后髓核就不再與血液及免疫系統接觸，終板發生微骨折后，髓核通過終板損傷的裂縫進入終板，被免疫系統識別為異物而引發免疫反應[17]。最終造成椎體終板和骨質水腫，在MRI表現出信號改變。
　　2.3 低毒性厭氧細菌感染　　細菌可以通過刷牙等無明顯傷害的行為進入血液循環[18]。椎間盤和椎體終板損傷后，厭氧型細菌可隨著血液循環到達椎間盤，間盤內缺少血液循環，是厭氧菌理想的生長環境，并進一步發展至終板以下的骨質[19]。
　　就目前的研究進展來看，無論是感染還是自身免疫反應機制，Modic改變的發生在形態學上都提示與椎體終板的損傷有關。但目前關于Modic改變進一步的發病機制仍不明確，所以對Modic改變及其引起的下腰痛還沒有特別有效的治療方法，對其發病機制的研究用以指導臨床治療具有十分重要的意義。
　　3 低毒性厭氧菌感染與Modic改變的關系
　　Stirling等[19]在一項關于椎間盤炎與坐骨神經痛的研究中，作為對照組中36例患者行微創椎間盤切除后進行細菌培養發現，19例細菌培養為陽性，其中瘡皰丙酸桿菌16例，凝固酶陰性葡萄球菌2例，丙酸棒桿菌1例，并認為椎間盤內相對無氧和缺乏免疫監視為細菌增殖提供了理想的環境。緩慢進展的隱形間盤炎中細菌代謝產物（如丙酸、脂肪酶）和細胞因子的增長為間盤感染提供了依據。Modic Ⅰ型改變的患者C反應蛋白水平顯著升高，也提示炎癥的存在[20]。
　　突出的椎間盤可能存在細菌感染，所以Albert等[21]認為突出的腰椎間盤被這些低毒性的厭氧型細菌感染以后，影響并進一步感染可能導致了Modic Ⅰ型的發生。在關于Modic改變與低毒性厭氧菌感染的研究中85%指向瘡皰丙酸桿菌。瘡皰丙酸桿菌是一種作為正常菌群存在于表皮、口腔和結膜的革蘭陽性厭氧菌，也是骨骼和關節感染的機會性致病菌[22]。細胞因子及細菌代謝產物可能通過正常的間盤進入椎體，從而導致了相鄰椎體局限的炎癥反應（Modic Ⅰ型）[20]。
　　但也有試驗結果結論相反，Wedderkopp等[23]對24例腰椎Modic Ⅰ型改變的患者在無菌下行椎間盤穿刺活檢，每名患者取兩份標本分別進行細菌培養，結果僅有1個標本培養出凝固酶陰性葡萄球菌，無標本出現厭氧菌的增長，并且所有的患者在應用抗生素治療后，腰痛及MRI顯像上并沒有明顯的改善。Ben-Gamlin等[24]對30例患者取出的120份間盤組織標本，進行需氧菌和厭氧菌的培養，4份標本（2例患者）中檢測出凝固酶陰性葡萄球菌，其余標本結果均為陰性。Agarwal等[25]對52例腰椎間盤突出患者行傳統微創間盤切除手術，在切除的間盤標本中發現，10例（19%）有細菌微生物存在，7例分離出瘡皰丙酸桿菌，結果并不支持與低毒性厭氧菌的關聯。由于各項研究的方法不同，可能也因此導致結果上的差異。同時也有學者認為檢測出細菌的原因是由于傷口的污染，而不是真的存在間盤的感染[26]。各項實驗的方法不同，也可能導致實驗結果上的差異。
　　有研究發現，腰椎間盤突出后Modic Ⅰ型改變的發生率顯著增高[27]。因此Albert等[28]在總結以往研究方法的基礎上制定了更為嚴謹的研究方法，選取61例單節段腰椎間盤突癥的患者，在術前無菌條件下進行穿刺取出突出椎間盤及髓核組織，-80℃二氧化碳冷凍送至實驗室進行細菌培養。同時應用PCR擴增16SrDNA并計算分析增值系數進行細菌鑒別。61例患者中，28例（46%）呈陽性，26例（43%）檢測出厭氧菌，4例（7%）的標本同時檢測出厭氧菌和需氧菌。2例（3%）患者的標本只分離出需氧菌。沒有患者標本中分離出>2種的細菌。在檢測出厭氧菌的病例中PCR反應同時陽性，Albert認為突出的椎間盤存在細菌感染。術后1～2年對患者進行MRI隨訪。隨訪結果顯示，在檢測出厭氧菌的患者中，80%在之前間盤突出的相鄰節段出現Modic改變。檢測出需氧菌的患者中沒有出現Modic改變。培養結果陰性的患者中44%出現Modic改變。Albert等認為實驗結果支持間盤突出后相鄰節段出現的Modic Ⅰ型改變可能由于周圍間盤感染厭氧菌導致。實驗結果僅支持但還不能因此就認為Modic改變就是由于厭氧菌感染引起的。
　　4 低毒性感染的動物實驗研究
　　盡管有許多研究顯示在切除的腰椎間盤中檢測出瘡皰丙酸桿菌，且認為可能是低毒性細菌感染導致了Modic改變，但沒有進行動物實驗對之前的研究結果進行重復論證。因此Chen等[29]進行了一項動物實驗，目的在于從Modic改變的患者間盤分離出的瘡皰丙酸桿菌，同樣可以在兔子的椎體中產生相同的病理過程。結果顯示所有接種瘡皰丙酸桿菌的椎體區域2周后MRI上T1加權低信號，T2加權高信號，另外正常髓核的高信號轉變為低信號，提示間盤退變。這些信號的改變一直保持到第8周，并且在這段時間內信號改變的區域不斷增加。因此作者認為瘡皰丙酸桿菌可能是導致Modic改變和椎體退變的病原菌。Dudli等[30]同樣應用自伴有Modic改變患者的椎間盤組織分離出的瘡皰丙酸桿菌進行動物實驗，將病原菌注射至小鼠的椎間盤中，結果MRI上顯示相鄰椎體出現類似Modic Ⅰ型改變的信號變化，但Dudli等僅認為瘡皰丙酸桿菌是Modic改變的原因之一。
　　5 腰椎Modic改變的臨床治療
　　由于對Modic改變的發生機制仍不清楚，Modic改變的治療仍�]有明確有效的治療方案。
　　5.1 物理康復治療
　　Jensen等[31]對休息和功能鍛煉治療伴Modic改變的慢性下腰痛患者的療效進行研究，100例伴有Modic改變的慢性下腰痛患者隨機被分配為休息組和功能鍛煉組，休息組佩戴彈性腰圍每天臥床休息2 h，功能鍛煉組每周進行1次時長為1 h的肌肉力量、平衡及體能的鍛煉，共進行10周。隨后對疼痛及活動能力、身體健康狀況及心理抑郁狀況等進行評價，通過MRI檢查來評估Modic改變。結果顯示，休息組和功能鍛煉組各項指標均無顯著差異，療效相近。
　　5.2 應用抗生素治療Modic改變
　　Albert等[32]在2008年應用抗生素治療伴有Modic改變的慢性腰痛患者，29例患者隨機接受每天3次的阿莫西林-克拉維酸鉀（500 mg/125 mg）或安慰劑治療，治療過程時長為90 d，并進行10.8個月的隨訪。結果兩組劑量治療組的疼痛程度、疼痛天數、疾病相關的功能改善等治療均顯著改善。研究的樣本量太小，并且沒有對照組，因此不被大多數的學者認同，而且低毒性細菌感染是導致Modic改變的原因這一觀點本身也飽受爭議。隨后Albert等在2013年再次對162例存在超過6個月下腰痛病史合并Modic Ⅰ型改變的患者進行了抗生素和安慰劑的臨床對照實驗，144例患者完成了1年的隨訪。結果顯示，抗生素組的臨床癥狀明顯緩解，并且MRI上關于Modic改變明顯改善，但是應用抗生素來治療有Modic改變的慢性腰痛這一方法，受到了質疑[33-34]。問題集中在對于還沒有明確是否由細菌感染引起Modic改變時，即投以抗生素進行治療，是否有濫用抗生素的嫌疑；另外對其臨床療效是否有一個統一的評定標準。　　6 小�Y
　　對于Modic改變的發病機制至今沒有明確的定論，Modic改變的發生可能是由多種因素作用共同導致，動物實驗的結果可以認為是對Modic改變可能是由低毒性細菌感染引起這一觀點提供了證據和支持。但樣本量較小，因此，對Modic改變與低毒性細菌感染的關系仍需更多的動物模型研究，以往認為Modic改變的三種分型是同一病理過程不同時期的表現，但現階段關于Modic改變與細菌感染的研究均指向與Modic Ⅰ型改變，細菌感染導致的Modic改變是否還符合這一觀點，也同樣需要病理實驗進一步的證實。因此，對Modic改變與低毒性細菌感染的關系仍需更加深入的研究，為伴有Modic改變的下腰痛患者提供更加合理和經濟的治療方案。
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　　（收稿日期：2016-08-07 本文�輯：王紅雙）
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