椎间盘源性腰痛研究进展

庞晓东，杨 洪，李端明，高春华，彭宝淦

椎间盘源性下腰痛是引起慢性下腰痛的主要原因，它是由椎间盘自身内部结构的变化引起的腰痛，椎间盘外部结构是正常的。对于大多数患者，非手术治疗仍是主要方法，对于慢性失能性椎间盘源性下腰痛，通过非手术治疗无效，应考虑外科治疗。微创治疗是简单有效的治疗手段。本文对其概念、分型、发病机制及治疗进行综述。

1 椎间盘源性腰痛的概念及分型

慢性腰痛是一个严重的医学和社会问题，是引起失能的最常见原因之一。据估计，在所有人群中，一生中的某个时段发生过腰痛的比率高达80%。在任何时候，大约18%的人群正在经历腰痛［1］。

Crock［2］首先提出椎间盘内破裂(internal disc disruption，IDD)这一概念。它是指在椎间盘退变条件下引起的腰痛和非神经根性牵涉痛这一椎间盘源性疼痛综合征。IDD 引起的椎间盘源性腰痛(discogenic low back pain)占慢性腰痛患者的39%［3］。IDD 已被作为一个独立的临床疾病以区别于其他由于椎间盘退变引起的腰痛，如腰椎椎间盘突出、腰椎退行性椎间盘疾病(degenerative disc disease，DDD)和腰椎节段性不稳等［4］。IDD 患者的腰椎X 线片不表现退变性椎间盘疾病的特征性变化，如椎间隙狭窄、骨赘形成、终板硬化、椎间盘空气征等［5］。

国际疼痛分类研究学会制定的IDD 诊断标准为椎间盘造影术产生疼痛复制，椎间盘造影术后CT(CT after discography，CTD)示椎间盘破裂，至少1个邻近椎间盘无疼痛复制［6］。目前文献上所用的椎间盘源性腰痛这一术语实际上就是特指IDD 引起的腰痛。根据国际疼痛分类研究学会制定的IDD诊断标准结合临床实践，还有一种类型的腰痛完全符合这一诊断标准，即终板内破裂(internal endplate disruption，IED)引起的终板源性腰痛［7］。

由此，可将椎间盘源性腰痛分为2 种类型，由纤维环破裂引起的IDD 和由终板破裂引起的IED。

临床上这2 种类型的腰痛都要通过腰椎间盘造影术确诊，操作过程、放射状撕裂方式和疼痛反应判定完全一致。疼痛的椎间盘在造影剂注射过程中，造影剂要么通过放射状纤维环撕裂流向椎间盘外方，要么通过放射状终板撕裂流向椎体，两者都诱发患者平时的腰痛反应。理论上讲，任何接受神经支配的腰椎及其相邻的软组织结构都可能是腰痛的起源部位。椎间盘是这样一个结构，除了纤维环的周边部位，椎体终板也有神经分布。通常椎体终板的神经分布，一部分是伴随椎体边缘的血管进入椎体，另一部分是窦椎神经的分支经由椎间孔进入椎体。终板神经的密度近似于纤维环，提示终板也是椎间盘源性疼痛的一个重要来源［8］。终板损伤主要包括2 种类型:Schmorl 结节和终板Modic 退行性变［11］。

2 椎间盘源性腰痛的发生机制

组织学研究发现椎间盘源性腰痛患者的疼痛椎间盘，最显著的特征是总有一条从髓核至外层纤维环的不规则的血管化肉芽组织条带区，肉芽组织成熟程度不一，有成熟的瘢痕化胶原组织，有新鲜的血管、肉芽组织，条带区在矢状面宽0.1～5 mm。肉芽组织结构紊乱，中间有1 个或多个裂隙。肉芽组织条带区与CTD 上显示的髓核至纤维环外层的裂隙一致。邻近后方纤维环的髓核组织也被肉芽组织所替代，但更靠前方的髓核组织仅表现为纤维化。肉芽组织条带区之外的纤维环组织基本正常，板层结构排列通常规则。肉芽组织条带区之外的外层纤维环内血管明显增多［9］。

椎间盘源性腰痛患者的疼痛椎间盘中，伤害性神经纤维主要沿着血管肉芽组织条带区分布，在裂隙边缘常可见P 物质(substance P，SP)神经纤维分布。髓核中可见SP 和神经丝(neurofilament，NF)阳性神经纤维分布。多项研究已经发现腰椎椎间盘和相连的纵韧带有神经分布，其中大部分文献描述在前、后纵韧带和纤维环最表层有游离神经末梢。免疫组化研究首先证明SP 阳性神经纤维在后纵韧带的分布。后来的研究进一步发现伤害性神经纤维SP、血管活性肠肽(vasoactine intrestinal peptide，VIP)和降钙素基因相关肽(calcitonin generelated peptide，CGRP)存在于动物和人的纤维环外层。这些研究材料或者来自动物或者来自人，但仅限于非退变的正常腰椎间盘。后来有几项关于腰痛患者疼痛椎间盘神经分布的研究，发现这些椎间盘纤维环内层甚至髓核也有神经纤维分布。这些腰椎椎间盘取材于前路腰椎融合术患者的前方椎间盘，所以这些研究未发现疼痛椎间盘血管肉芽组织的结构特点，也不能很好地阐明椎间盘造影术疼痛和椎间盘源性腰痛的发生机制。腰椎椎间盘CTD 扫描的研究显示，疼痛腰椎椎间盘造影剂几乎总是流向纤维环的后方，这表明纤维环撕裂几乎存在于纤维环后方。这可能是椎间盘后方纤维环结构上薄弱而易于撕裂的原因。另外临床研究已经提示椎间盘造影术疼痛与后方纤维环撕裂有关。

当造影剂由髓核向后方流出纤维环外层时，注射产生的压力作用于肉芽组织和分布于其中的神经纤维，产生腰痛复制。这种疼痛复制随着造影剂流出纤维环、椎间盘内压力消失随之减轻或消失。椎间盘源性腰痛患者的疼痛椎间盘产生高水平的炎症介质和前炎性细胞因子。这些介质和因子可能使椎间盘内的神经末梢处于致敏状态，在身体活动等轻微机械压力下引起平时的腰痛;当注射造影剂使椎间盘内压力骤然升高时，引起剧烈的疼痛复制。在疼痛的腰椎椎间盘，不但纤维环内层，而且髓核也可能是腰痛的起源部位［10］。

由于椎间盘终板也有神经支配，在其受到创伤破裂后也会引起腰痛。这已通过椎间盘造影诱发疼痛试验得到证实［11］。

3 椎间盘源性腰痛的神经传导通路

下腰痛定位不清楚，很少有触痛。疼痛的性质类似于内脏痛。椎间盘源性下腰痛已有许多文献证实其传入通路为窦椎神经，主要起源于脊神经的腹侧支，许多椎间盘突出的患者有坐骨神经症状，但没有腰痛的症状。这提示脊神经根压迫在窦椎神经的近端，证明椎间盘源性疼痛的传入纤维没有通过脊神经。腰交感传入神经在下腰痛起重要作用。目前在人下腰痛的痛觉传导通路是通过窦椎神经到交感神经节，通过交感神经链向上传入，通过交通支到L2的背侧神经节传入痛觉中枢后再向下通过L2脊神经到L2神经支配区。该传导途径通过临床上L2神经根封闭已获证实［12］。

4 椎间盘源性腰痛的治疗

4.1 非手术治疗

非手术方法治疗腰痛包括卧床休息、锻炼、牵引、针灸、经皮电刺激、支具、生物反馈、药物治疗和按摩等。椎间盘源性腰痛患者至少要进行3 个月的非手术治疗，如果仍有腰痛者可考虑进行手术治疗。

4.2 手术治疗

4.2.1 微创手术治疗

在微创治疗的早期曾出现过胶原酶融合术，经皮电切吸术等，其副作用较大或因疗效不确切，目前已较少应用。近年来，微创治疗有了新的发展。与常规手术相比，具有创伤小、出血少、平均住院时间短、恢复活动早等优点。

4.2.1.1 椎间盘内电热疗法(intradiscal electrothermal therapy，IDET)

Saal 等［13］于2000年首次报告了IDET 治疗椎间盘源性腰痛的初步临床结果，引起了国际脊柱外科界的广泛重视。这是一种针对椎间盘源性腰痛的微创疗法，近年来发展较快，并已被临床证明有效。其治疗机制是一定程度的热量能使胶原纤维收缩并凝固神经纤维。Saal 等［13］认为IDET 过程中，当组织被加热至一定温度(60℃～65℃)时，维持胶原纤维三螺旋结构的共价键破裂，胶原分子收缩变厚，纤维环裂隙重新连接、加固，从而使纤维环的生物力学状态得到改善，提高脊柱运动节段的稳定性。但IDET 缺乏长期的临床随访资料，目前且无随机双盲、前瞻性对照的临床研究，临床疗效尚需严格的评价。

4.2.1.2 射频髓核成形术(椎间盘射频消融术)［14］

1999年12月通过美国FDA 批准应用于脊柱外科。其原理是用射频能量(100 Hz)施加于组织，吸引大量Na+于气化棒周围，形成等离子颗粒区，该能量可同时保证Na+运动方向，使其获得足够能量而导致组织细胞的分子链(肽键)断裂，形成元素分子和低分子气体(O2、H2、CO2等)。相比传统的电烧、激光等热切割(300℃～600℃)方式，射频消融技术是一种低温(40℃～70℃)冷融切过程。可移除大量病变组织而不引起周围正常组织出血、坏死等不可逆损伤。髓核成形术的具体过程是用等离子刀头在髓核中打出多个通道以消融一部分组织，完成椎间盘内髓核组织重塑，在退出刀头的同时对组织进行热凝(约70℃)，使髓核内的胶原纤维气化、收缩和固化，椎间盘总体积缩小而降低椎间盘内压，以达到治疗目的。与其他微创技术相比，具有穿刺空更小，无出血，术后即可下床行走、无热损伤所致明显疼痛等优点。

4.2.1.3 亚甲蓝注射治疗［15-16］

椎间盘源性下腰痛患者的疼痛椎间盘的病理学特征是沿着后方纤维环的放射性裂隙形成的伴有广泛神经分布的血管化肉芽组织条带区，此条带区是腰椎间盘造影术时疼痛复制和椎间盘源性下腰痛的产生部位。只要能灭活沿着裂隙长入椎间盘内的神经纤维，就可达到治疗椎间盘源性下腰痛的目的。亚甲蓝(methylene blue)是一种化学性质活泼的氧化还原剂，已被广泛应用于临床治疗多种疾病。因其具有较强的亲神经性，可直接阻碍感觉神经的异常传导，现已被用于局部注射治疗各种疼痛和与神经异常传导有关的皮肤疾病。如果腰椎椎间盘造影术疼痛诱发试验阳性，可通过腰椎椎间盘造影针立即注入1%亚甲蓝1 mL(10 mg)，术后卧床24 h，3周内避免剧烈腰部活动。其治疗机理可能是灭活了椎间盘内的神经纤维和/或伤害感受器，或降低了椎间盘内致痛神经纤维的痛阈。它为难治性椎间盘源性下腰痛提供了一种安全有效和微创的治疗手段。

4.2.2 非融合技术［17］

近年来新兴的一些非融合技术，如人工椎间盘置换、人工髓核置换、棘突间固定系统、后路弹力系统等正逐步应用于临床。

4.2.3 融合技术［17］

对椎间盘源性疼痛来说，融合手术的成功取决于椎间盘内疼痛病灶的消除。疼痛病灶的消除通过下列2 种机制的1 种完成:完全的椎间盘切除或消除椎间盘的运动。后外侧融合术经受了长时间的考验，这种方法被认为消除了椎间盘的运动。

Crock［2］在其原始的IDD 描述中推荐了前路腰椎椎体间融合术。前路椎体间融合有2 个作用:通过切除椎间盘消除了疼痛源;消除了相邻椎体间的运动。大量研究报告了单纯前路椎体间植骨融合的手术。

应用前路腰椎椎体间融合术治疗孤立的椎间盘吸收或退行性椎间盘病变，预期能取得70%～80%的融合率和临床成功率。如果用器械联合前后路手术，预期能取得80%～90%的临床成功率和90%～100%的融合率。如果用器械行后外侧融合，预期能取得85%～90%的融合率，但减轻腰痛的临床成功率仅可达55%～60%。

最近几年，大量兴趣集中在腹腔镜辅助下的脊柱手术。第1 个报告是Obenchain 等［18］的有关腹腔镜下行L5/S1椎间盘切除手术。Zucherman 等［19］首先报告了腹腔镜下行器械椎体间融合术。经1年随访，没有1例脱出，没有明显的假关节形成，约90%的患者获得很好的临床疗效。Zdeblick 等［20］完成了L4/L5单节段椎间盘退行性疾病的前瞻性随机外科治疗的比较研究。治疗方法包括后外侧椎弓根螺钉固定融合，椎弓根螺钉加后路椎体间融合术，及腹腔镜下BAK 置入融合。在至少1年的随访中，腹腔镜下放置BAK 的椎体间融合术 显示手术时间短、出血少和明显的住院时间短。

总之，椎间盘源性腰痛临床上发生率高，对其发生机制研究还需继续深入，对其治疗也需针对患者的不同情况进行分类治疗。

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