腰椎间盘退变分子遗传学研究进展与转化医学应用

白跃宏，俞 红

腰椎间盘退变(intervertebral disc degeneration，IDD)具有一定的遗传易感性，可能与人群中存在基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)有关，主要包括腰椎间盘突出、腰椎管狭窄、腰椎滑脱、腰椎节段不稳、腰椎退变性侧凸等。近年来，椎间盘退变与基因单核苷酸多态性的相关性研究逐渐增加并取得长足进展。腰椎间盘退变相关基因单核苷酸多态性将有助于揭示腰椎间盘退变的分子遗传学机制，并为未来的转化医学研究和康复医学临床实践提供基础。

1 腰椎间盘退变的遗传学模式

腰椎间盘退变是骨科的常见病及多发病之一，其病因复杂，受遗传及环境的双重影响，为一种多因子疾病。Zortea等[1]对D家族遗传性椎间盘突出症并发痉挛性截瘫患者进行家系分析时发现，与这两种疾患并发相关的基因位于6q23.3-q24.1。但目前对于腰椎间盘退变的单独家系分析尚鲜见报道，其可能并不遵循孟德尔遗传学模式。Hestbaek和Ala-Kokko等[2-3]对孪生子的调查研究表明，IDD 获得性易感因子本身并不足以使其发病，还与吸烟、体力劳动等环境因素有较大关联。寻找腰椎间盘退变相关基因，从而了解椎间盘疾病的分子遗传学机制为目前的研究热点。

2 腰椎间盘退变的遗传学研究方式

2.1 单核苷酸多态性 基于家系的连锁分析和候选基因关联分析是进行复杂疾病分子遗传学研究的两种传统策略，应用这些方法已发现了如rs2073711、维生素D 受体(vitamine D receptor，VDR)、聚集蛋白多糖-1(aggrecan-1，AGC-1)、转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)、基质金属蛋白酶-3(matrix metalloproteinase-3，MMP-3)、白介素-6(interleukin-6，IL-6)等多个 IDD致病或易感基因。Seki和 Virtanen等[4-5]发现 SNP位点rs2073711变异与IDD有关。但是腰椎间盘退变是一种多基因复杂疾病，遗传因素和环境因素的交互因素使得IDD的遗传异质性和临床异质性较多。通过传统的策略发现致病和易感基因或突变仅能解释少数IDD的发生，在不同种族人群和不同肤色人群中存在基因差异性，因此需要新的工具对IDD等复杂疾病进行大样本的分子遗传学研究。

SNP是人类基因组中最丰富的DNA序列变化形式，作为一种最常见的DNA变异，日益受到人们的重视。随着人类基因组DNA序列测序和分析工作的完成，SNP作为一种单个核苷酸水平的基因多态性，其本身也可影响基因的功能。单体型是指位于一条染色体上或某一区域的一组相关联的SNP等位位点，其已经成为近年来人类遗传研究的组成部分。复杂疾病是由多个微效基因与环境因素共同作用所致，具有明显的遗传异质性、表型复杂性及种族差异性等特征。随着人类基因组计划(human genome project，HGP)、人类基因组单体型图计划(HapMap)的完成和高通量基因分型技术的飞速发展，全基因组关联研究方法被广泛应用到多种复杂疾病的遗传学研究中，并取得了一系列研究成果。随着DNA测序技术自动化程度和基因分型通量的日益提高，全世界多个国家的科研机构通过合作，相继完成了HGP和HapMap计划，使人类对于生命本源的认识大大向前推进了一步。利用现有SNP数据库以及HapMap和全基因组关联研究(genome wide association studies，GWAS)方面的应用，1998年，Jones等[6]首次公布了VDR基因多态性与老年人IDD有关，首次证实IDD的发病与遗传因素的关系，并引起了对IDD遗传因素的研究。1999年，Annunen等[7]在 Science上报道芬兰Ⅸ型胶原基因COL9A3链Trp2位点突变与椎间盘疾病的关系。2001年，Paassilta等[8]在 JAMA上发表芬兰人Ⅸ型胶原基因COL9A3链Trp3位点突变与椎间盘疾病的关系，171例均经MR或CT证实有IDD的下腰痛患者为对照组，321例非下腰痛为病例组，结果发现Trp3位点突变发生率在病例组中所占比例为12.2%，对照组中则仅为4.4%，由此认为Trp3位点突变可能是比Trp2位点突变更为重要的影响因素。2005年，Seki等[4]研究椎间盘退变所致的遗传因素占74%，在SNP位点rs2037311每增加一个A等位基因减少IDD的风险为1.6倍。赵勇等[9]发现Y染色体性别决定结构域转录因子9(Sox9)与IDD致病基因表达相关，在退变椎间盘组织中，致炎因子可能也是通过抑制功能，使其不能发挥应有的生物学作用，而阻止退变椎间盘组织再生及自身修复。姜莉[10]报道IL-1可诱导多种蛋白水解酶降解细胞外基质，是引起椎间盘退变的上游细胞因子之一，在椎间盘退变进程中起重要作用。徐小彬等[11]研究雌激素受体在绝经后女性退变性腰椎滑脱患者软骨终板内的表达及意义，发现腰椎滑脱者雌激素受体表达量较椎管狭窄者下调明显。叶伟等[12-13]对我国汉族人群中 IL-6基因启动子区域 G597A、G174C及第5个外显子T15A基因的多态性与腰椎间盘疾病(lumbar disc disease，LDD)关系的研究发现，汉族人群中仅存有G572多态性;对81例LDD患者研究发现IL-1β基因-511C位点基因多态性与LDD相关。肖斌等[14]报道在中国北方年轻人群中发现组织金属蛋白酶抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinases-1，TIMP-1)基因多态性666C＞T(rs11551797)与IDD的发生有关，携带TT型基因的人群患病率明显增加，但是未发现此多态性与椎间盘退变程度、节段存在相关性。唐颖等[15]对VDR基因多态性与椎间盘退变相关性研究发现，VDR基因Apa1的等位基因A在病例组中的分布明显高于对照组，而VDR基因Taq1的等位基因T在两组间分布没有统计学差异。目前，与中国人IDD发病密切相关的易感基因单核苷酸多态性和单体型、IDD关联易感性和常见变异研究为基因研究IDD的发生、发展带来更大的挑战。

2.2 腰椎间盘退变相关基因单核苷酸多态性的研究进展 近年来，椎间盘退变与基因单核苷酸多态性的相关性研究逐渐增加并取得长足进展。目前研究的基因主要包括3类:①与椎间盘稳定性相关的基因，包括结构相关基因和代谢相关基因;②炎症相关基因;③疼痛信号通路相关基因[16]。基因突变及多态性与IDD具有相关性，但某些基因存有一定的种族差异[17]。

2.2.1 椎间盘稳定性相关基因 椎间盘稳定性相关的基因包括椎间盘结构相关基因和代谢基因。

2.2.1.1 椎间盘结构相关基因 椎间盘的细胞外基质(extracellular matrix，ECM)主要由抵抗张力的胶原(collagen)和抵抗压力的聚集蛋白多糖(aggrecan，AGC)共同组成。根据组成成分维持椎间盘稳定性的机制不同，其相关基因包括 AGC、Ⅰ型胶原(COL1A1)、Ⅸ 型胶原 (COL9A1、COL9A2、COL9A3)、Ⅺ型胶原(COL11A1、COL11A2)、Sox9 和软骨中间层蛋白(cartilage intermediate layer protein，CILP)相关基因。

(1)聚集蛋白多糖(AGC):聚集蛋白多糖是椎间盘髓核细胞外基质的重要成分，其改变对椎间盘发生退变有重要的影响[18]。聚集蛋白多糖基因定位于15q25-q26.2，其核心蛋白以共价键结合可多达100多个硫酸软骨素链和40多个硫酸角质素链。聚集蛋白多糖核心蛋白G1和G2球状区结构域之间分布着糖胺多糖(glycosaminoglycan，GAG)链结合位点，结合硫酸软骨素链和硫酸角质素链成为带负电荷的蛋白多糖单体。聚集蛋白多糖基因第12个外显子上存在可变数目串联重复片段(variablenumbe tandem repeat，VNTR)的多态性，编码不同长度的核心蛋白。研究表明，VNTR多态性与IDD退变的严重程度和多节段椎间盘退变有关联[19]。

(2)Ⅰ型胶原(COL1A1):Ⅰ型胶原主要存在于椎间盘纤维环内，并随年龄的增长而增加，只有退变的髓核内才出现Ⅰ型胶原。COL1A1基因编码Ⅰ型胶原的α1链。研究表明，COL1A1基因Sp1结合位点多态性与IDD有关联;Kellgren-Lawrence评分法显示，TT表型者 IDD发病风险高于 TG、GG表型者[20]。

(3)Ⅸ型胶原(COL9A1、COL9A2、COL9A3):Ⅸ型胶原占椎间盘胶原总量的1%～3%，由COL9A1、COL9A2、COL9A3 基因编码，在Ⅱ型胶原纤维之间及Ⅱ型胶原纤维与蛋白多糖之间起着桥接的作用。Ⅸ型胶原的形成异常可能导致椎间盘胶原网络完整性的破坏，从而引起椎间盘退变的发生。①COL9A1基因:COL9A1基因编码Ⅸ型胶原的α1链，是透明软骨中的主要胶原成分。研究表明，COL9A1基因突变可以引起关节发育不良，基因外显子9的突变与先天性骨骺发育不良相关。②COL9A2基因:COL9A2基因在椎间盘疾病发病机制中扮演着重要角色。当正常COL9A2基因上编码谷氨酰氨和精氨酸的密码子被编码色氨酸的密码子取代而突变成为对应的等位基因后，会改变胶原蛋白Ⅸ中由COL9A2控制的多肽链的结构，从而大大降低胶原蛋白Ⅸ的连接作用，这就使得椎间盘的韧性明显下降。③COL9A3基因:COL9A3基因第103位上精氨酸亦可被色氨酸(Trp 3等位基因)取代。研究表明，COL9A2的Trp2位点和COL9A3的Trp3位点突变与腰椎间盘退变密切相关。其中COL9A3的Trp3位点突变与COL9A2的Trp2位点突变具有更为重要意义。但Jim等[21]在对中国南方人的IDD病例研究中没有发现COL9A3基因突变的现象，表明COL9A3基因突变的分布频率种族差异较大。

(4)Ⅺ型胶原(COL11A1、COL11A2):Ⅺ型胶原主要分布在髓核和内层纤维环，与Ⅰ型胶原呈反自身梯度分布，随着年龄的增长有减少的趋势。研究表明，Ⅺ型胶原减少与IDD发生有关[22]。

(5)Sox9:Sox9基因是Sox基因家族成员之一，人类Sox9基因定位于染色体17q24.3-q25.1区域内，长度为3 934 bp，是Ⅱ型胶原合成过程中一个重要的转录因子[23]，其在软骨发育、成熟过程中是Ⅱ型胶原基因表达增强和促使Ⅱ型胶原合成增加的增强子。有资料显示，Sox9、Ⅱ型胶原、聚集蛋白多糖是最主要的3种软骨细胞因子，并且Sox9被当作Ⅱ型胶原mRNA转录的正向操纵子，Sox9基因表达产物和多聚集蛋白多糖、Ⅰ型胶原蛋白、碱性磷酸酶等在退变的人椎间盘中成分含量减少。

(6)CILP相关基因:CILP基因定位于染色体15q21，编码2条多肽，且随着椎间盘退变程度增加而增加。CILP可以与TGF-β1结合，抑制其ECM的合成。日本东京物理和化学研究所(RIkagaku KEN-kyusho/Institute of Physical and Chemical Research，RIKEN)骨骼与关节疾病实验室研究发现，腰背痛患者中CILP基因发生变异，其T1184-C的碱基突变导致395位点的异亮氨酸被苏氨酸代替，且腰背痛患者的椎间盘组织中CILP含量高于正常水平[4]。

2.2.1.2 代谢基因 代谢基因包括合成代谢基因和分解代谢基因。

(1)合成代谢基因:其相关基因包括编码生长分化因子-5(growth differentiation factor-5，GDF-5)、VDR、胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)的等位基因;另外，编码 TGF-β1、转化生长因子的超家族成员骨形态生成蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)家族、成纤维生长因子(fibroblast growth factor，FGF)等基因的多态性及其与IDD相关性有待进一步研究。

GDF-5基因:GDF-5基因也称为软骨源性形成蛋白(CDMP)。研究表明，在北欧女性人群GDF-5基因5'序列中的rs143383多态性与IDD有关[24]。

VDR基因:VDR基因是最早报道与IDD有关的基因。VDR基因定位于染色体12q12上，存在2个等位基因多态性。研究发现，VDR基因中，有2类亚基因形态(Taql tt型基因和Tt型基因)与IDD有关，携带Taql Tt型基因的人比携带Taql TT型基因的人更容易发生严重IDD和腰椎间盘突出，而且发生病变的年龄更小[25]。Videman等[26]对芬兰 85对同卵双生者进行研究，发现Fokl和Taql等VDR基因多态性与MRI所显示的低信号有关，其表型所表现的IDD严重程度为tt＞Tt＞TT，以上退变与年龄相关。Cheung等[27]研究显示，40岁以上中国人群t等位基因与IDD相关，而40岁以下人群t等位基因与椎间盘突出可能更具相关性。

IGF-1基因:IGF-1基因是一个位于人类12号染色体长臂上的单拷贝基因编码的多肽生长因子，该基因在软骨形成中起重要作用，对软骨内稳态的维持及促进软骨生长发育起重要作用[28]。Urano等[29]在对434例终板硬化或椎间隙狭窄的日本绝经后妇女研究发现，位于IGF-1基因内含子-1(intron-1)区域的位点突变与脊柱退变疾病有关，而且含G碱基(GG或GC)的等位基因其发生IDD相对危险性较不含 G碱基的等位基因的危险性高。鲁彪等[30]研究表明，中国汉族人群的骨关节炎(osteoarthritis，OA)易感性与年龄、体质指数(body mass index，BMI)、性别构成相关，与IGF-1基因启动子区域-1245C/T位点(rs35767)单核苷酸多态性可能无关。

(2)分解代谢基因:主要是基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)家族和金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP)家族，环氧化酶(COX-2)，此外还有凝血酶敏感蛋白(thrombospondins，THBS)等。

MMP基因:MMP是参与降解全身各种组织ECM的蛋白酶家族，其作用底物是ECM中的聚集蛋白多糖和胶原，主要成员是MMP1、MMP2、MMP3。其中，MMP1可以剪切Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型胶原的3股螺旋部分，启动降解过程。此外，MMP1还可以降解聚集蛋白多糖。Song等[31]对619例中国南方人群的研究发现，大于40岁人群中鸟苷酸缺失可能是IDD的高危因素。MMPs主要含有4个相似的结构域，自氨基端到羧基端依次为信号肽结构域、前肽结构域、催化结构域和铰链区[32-34]。

TIMP基因:TIMP可与活化的间质胶原酶、活化的基质溶解素和MMP3形成1∶1复合体，从而可以减少基质的降解。肖斌等[14]在中国北方年轻人群中研究发现，TIMP-1基因多态性666C＞T(rs11551797)与IDD的发生有关，携带TT型基因的人群患病率明显增加，但是未发现此多态性与椎间盘退变程度、节段存在相关性。

COX-2基因:COX-2基因是局部炎症的标志性介质。俞海明等[35]研究发现IDD患者突出的椎间盘组织中存在COX-2表达。COX-2与IDD密切相关，在IDD早期，退变腰椎间盘就表达COX-2，随着退变突出发展，纤维环完全破裂，髓核组织暴露，诱发急性创伤性炎症，形成肉芽组织，进一步大量表达COX-2，可能通过调控MMPs表达，导致腰椎间盘退变加剧。

THBS基因:THBS基因是在血栓形成以及早发家族性心肌梗死的发生中起作用的糖蛋白基因变体。Hirose等[36]研究发现，THBS2基因内含子10的多态性(IVS10-8C＞T、rs9406328)和MMP9基因多态性(Q279R、rs17576)与乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)有关，且两者对LDH的发生起着协同作用。

2.2.2 细胞因子相关基因 即炎症相关基因，在椎间盘疾病的发展过程中发挥着重要作用。IL-1、IL-6等炎性因子具有促进椎间盘蛋白多糖降解并抑制其合成，参与椎间盘炎症反应等作用，被认为在IDD及椎间盘源性腰腿痛的发生、发展中起重要的作用，可能是疾病发生的始动因素之一。此外，表达调控肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)、一氧化氮(nitric oxide，NO)等基因的多态性与IDD是否相关还未得到研究证实。

IL-1基因:IL-1是椎间盘退变过程中较为重要的炎症介质，它可使椎间盘基质中的蛋白多糖降解，同时促进MMP3和胶原酶(MMP-1)的活性，使椎间盘基质降解。Virtanen等[5]发现 IL-1基因中的c.1-889C＞T多态性与 IDD相关。在芬兰人群中，IL-1β基因+3954C＞T位点中TT型或CT型者椎间盘突出发生率较CC型者高;IL-1α基因-889T＞C、IL-1β基因 +3954C＞T和 IL-1Ra基因 +1887C＞T位点同时分别存在tt型、TT型和CC型时椎间盘突出的发生率亦稍高。叶伟等[12-13]研究发现，在汉族人中，IL-1β通过-511T＞C位点多态性影响LDD的发生、发展。

IL-6基因:IL-6基因引起软骨基质的蛋白多糖丢失，抑制成纤维细胞胶原合成，从而在腰椎间盘退变中发挥作用。同时，它是重要的炎症促进剂，可引起炎症细胞聚集，刺激炎症细胞释放炎性介质，促进椎间盘退变的炎症过程。Noponen-Hietala等[37]分析研究了10个候选细胞因子基因(IL-1α、IL-1β、IL-1RN、TNF-α、IL-2、IL-4、IL-4R、IL-6、IL-10、干扰素γ)的多态性与IDD源性疼痛之间的关系，发现位于IL-6基因外显子5中的T15A多态性以及单倍型GGGA是IDD源性疼痛的易感因素。

2.2.3 疼痛信号通路相关基因 近年来开始有学者关注疼痛信号通路相关基因的多态性与IDD相关性。三磷酸鸟苷环化水解酶1(guanosine triphosphate cyclohydrolase 1，GCH1)是炎性疼痛的关键酶之一。此外，调节其他类型慢性疼痛的多态性也可能影响慢性腰痛的发展进程，这些基因包括儿茶酚氧位甲基转移酶(catechol O-methyltransferase，COMT)基因、黑素皮质素受体1(melano-cortin-1 receptor，MC1R)、瞬时受体电位通道蛋白A1(transient receptor potential cation channel，subfamily A member 1，TRPA1)、脂肪酸酰胺水解酶(fatty acid amide hydrolase，FAAH)和μ-阿片受体以及镇痛药的药物代谢酶CYP2D6(cytochrome P450 2D6)等，这些疼痛相关基因的遗传多态性与IDD的相关性尚待进一步研究。

3 转化医学的发展前景

转化医学同个体化医学(personalized medicine)、可预测性医学等一同构成系统医学的体系，是建立在基因组遗传学、组学芯片等系统生物学与技术基础上的现代医学。

转化医学注重于更有效、更快捷地从实验台(研究、探索、发现)到病床旁(临床诊断、治疗、预防)，称之为B2B(bench to bedside)。被称为 B2B的转化医学模式，正在加速人类进入基因组医学时代的步伐。基因组医学时代意味着人们能更准确地揭示和判别包括出生缺陷在内的许多发育障碍疾病，大大逼近对糖尿病、恶性肿瘤等当今对人类健康影响最大的疾病的本质认识，从而为治疗和预防带来更多的机会。

转化医学的最大特点是聚焦具体疾病，即以人的健康为本，以重大疾病为研究出发点，以促进科学发展转化为医疗实践为目标。转化医学将带给我们全新的生物医学研究模式。自从1992年美国Science，首先出现 B2B，即从实验室到病房;1996年英国Lancet出现双向的B2B(bench to bedside to bench，B to B to B);特别是2003年美国国立卫生研究院(National Institutes of Health，NIH)发表在 Science上的The NIH Roadmap，引起了国际上对转化医学的高度重视。转化医学的任务是加快基础研究成果向临床实践和应用的转化，它的核心主旨是创新科研成果，转换成为生产力，通过分析生物学和细胞生物学技术，将同一疾病的患者进行遗传学上的分类，对疾病的进展进行分期，并进行全程监测，通过往复式研究，获得用于疾病的临床诊断。通过临床和实验室关联性找出规律，阐明疾病的发生、发展机制，以循证医学的原则实施医疗工作。转化医学研究最终目标是成果经过产业化，将最先进的生物医学成果应用到临床，进而实现其社会效益和经济效益。

2007年11月上海交通大学成立了医学与其他学科交叉研究的科研教育机构——Med-X研究院，2011年1月成立了转化医学院，2011年10月26日附属第六人民医院作为上海交通大学“国家转化医学研究设施”的重要组成部分，3个单位共建的“上海交通大学代谢性疾病多组学研究中心”利用优势互补和长期合作的准则，建立基础研究与临床治疗之间的双向联接机制，采用基因组、蛋白组、代谢组、金属组等前沿生物学技术，针对临床疾病开展包括临床专家在内的跨学科应用性研究，开发更有效的疾病预防和治疗技术。对于建设世界一流医学学科、破解人类重大疾病预防和治疗技术的难题、提升我国的医疗水平和医学创新研究能力有着积极的意义。

目前，我国的转化医学在康复医学中的研究主要包括创建研究性康复医院、开展转化医学讨论，成立转化医学康复研究中心和把转化医学在康复医学中应用纳入健康中国科技支持战略。目前国内康复转化医学尚处于萌芽阶段，康复医学科将以此为契机，通过腰椎间盘退变的分子遗传学、分子影像学和神经电生理学的研究，探索腰椎间盘退变疾患的发生及转归机制。Heliövaara等[38]研究表明，大约有5%的人在一生中会患以坐骨神经痛为主要表现的腰椎间盘疾病。Carette等[39]1991年发表一项随机的、安慰剂对照研究，结果表明关节突关节内注射甲泼尼龙对治疗慢性下腰痛没有价值。分子遗传学研究使得越来越多的与IDD发生、发展相关的基因和易感位点被发现，这使得人们对于IDD有了更为深入的认识，这也为科学家们带来了新的挑战:在逐渐步入基因组医学的今天，IDD的分子遗传学进展如何应用到临床实践中去。一个直接的应用就是利用基因诊断(gene test)对“IDD”的腰痛患者进行预测。从1997年Wehling等[40]首先提出基因治疗椎间盘退变的设想开始，经过10多年的发展，这方面的研究已取得了令人鼓舞的成果。当患者有腰痛，医生很难判定这是否是患者的腰椎发生退变。随着腰痛年龄的逐渐年轻化，为了评估患IDD的风险，医生们从大量的研究中了解到生理性退变、BMI、椎间盘外伤、工作性质、年龄、吸烟、家系分析腰椎间盘退变发病因素和高危风险，不仅是椎间盘退变的分子机制得以进一步阐述，同时拟建立更为可靠的腰椎间盘退变的动物模型;医生还可以通过MRI T2高信号区(high intensity zone，HIZ)和神经电生理检测，可以指示标志腰椎的突出和膨胧部位及预后情况。IDD病因复杂，受吸烟、肥胖、创伤及遗传等多种因素的影响，是一种多因子疾病，预防策略在疾病预防控制中起重要作用，具有广阔的应用前景。目前对腰椎间盘退变基因单核苷酸多态性研究，主要集中于疾病基因组学和药物基因组学研究方面。腰椎间盘退变基因组研究，将揭示腰椎间盘退变相关的主要的基因组单核苷酸多态性位点和其不同等位基因以及单体型意义和作用强度，预测腰椎间盘个体的发病风险，判定高危人群;根据腰椎间盘退变基因组学研究确定的高危人群，在确诊的腰椎间盘退变患者中，康复治疗研究进行相关病因分析，还要对其他诸多因素进行详尽了解和掌握，经过明确诊断和治疗后，配合系统的康复治疗方案的设计、药物基因组学的研究及结合不同人群、不同肤色的详细分析。目前，大部分患者仍然通过昂贵的微创或融手术并带有风险的前路或后路或联合入路的腰椎间盘切开术进行判定。如何更好地对腰痛患者进行突出和膨胧部位的风险评估及诊断是目前医生面临的挑战。分析患者基因组结构及相关基因表达水平可能是一种较为可行的途径，配合分子影像学和神经电生理学诊断，将为腰椎间盘退变的康复的转化医学研究带来探索之路。

腰椎间盘退变的转化医学的的实现过程、研究平台、转化路径、信息处理、分析及人才培养过程还有待进一步完善。知识产权的保护是对腰椎间盘退变的转化医学的科研成果的重要认可和全新必要探索。虽然目前国内转化医学主要在于转化医学平台的建立，生物样本库的样本采集保存以及建立管理，重大疾病的分子分型和个体化诊疗，以基因组等技术平台为基础，以现代生物技术与临床研究相结合为手段，开展现代生物技术与临床相结合的临床队列建设及生物样本库的建立和管理。对于腰椎间盘退变的转化医学，通过申请2012年国家级继续医学教育项目[项目编号:2012-16-00-071(国)]、《B2B在康复医学展望及未来》为主要研究方向进行展开，通过中国临床试验注册中心ChiCTR-TRC-11001881、ChiCTR-TRC-11001825的中国临床实验号的获准申请，展开腰椎间盘退变的基础和临床的研究，以转化医学的理念发展转化医学在康复医学中的运用模式。对腰椎间盘退变探索研究论文分别发表在2010年4月的 Connective Tissue Research、2010年4月的 Foot＆ Ankle International、2009年的Journal of Bone and Joint Surgery(Br)、2012年《中华物理医学与康复》、2011年《中国修复重建外科》《中华物理医学与康复》《中国康复》、2010年《中华物理医学与康复》等杂志。腰椎间盘退变的分子遗传学研究、分子影像学研究和神经电生理检测及康复治疗的整体介入是否可能作为探索非手术治疗的一种途径和方法，是否需要进行队列研究和基因治疗作为个体化诊疗原则的建立，同样作为转化医学的运用还有待得到进一步的探索和研究。

腰椎间盘退变的转化医学成功运用，有效地解决了转化医学在康复临床实践流程，合理控制了腰椎间盘退变的发生、发展及流行病发病率，以及数字化管理系统对全科医师康复培训管理的作用和意义。转化医学在康复医学科学科建设理念、推进数字化健康产业和网络体系发展等问题，数字化数据网络建设，以数字化信息技术管理为手段，寓康复患者的康复宣教、预防保健、疾病诊治、基础研究、科研课题于一体，全面构建康复医学数字化康复体系。由于转化医学在康复医学应用目前正处于建立概念时期，康复医学生物样本库的构建尚处于萌芽阶段，是否可以多学科共同构建国家级生物样本库，逐步开展转化医学系列研究及相关领域的探讨对实施康复医学发生、发展意义重大。目前国内转化医学在康复医学领域研究甚少，合理借鉴合作伙伴的转化成果并将其运用到临床，才能实施低成本医疗费用，建立腰椎间盘退变的临床早期诊断的生物学标志和基因易感性，探讨适合国内大范围早期开展腰椎间盘退变的转化医学思路为理念的康复诊疗流程及方案和样本随访及评估，国内鲜见相关报道。深入研究，将有助于促进腰椎间盘退变相关基因的转化为临床应用的宗旨目标，指导转化医学多学科联合的模式和流程开展。腰椎间盘分子遗传学的研究和转化医学的应用，不仅在设计上考虑到临床诊断面临的科学性，也联系实际操作中的实践性和指导性，对提升转化医学在康复医学应用的综合实力和能力，走出了关键的一步。

综上所述，转化医学在腰椎间盘退变的研究介入还存在许多不足和有待完善的地方:①迄今为止，发现的IDD遗传变异可解释三大类IDD相关基因变异，提示仍有发挥较大效应的遗传变异尚待发现;②由于IDD通过传统的策略发现的致病和易感基因或突变和蛋白表达仅能解释少数IDD的发生，在不同种族人群和不同肤色人群中存在基因差异性，因此需要新的工具对IDD等复杂疾病进行大样本的分子遗传学研究。③IDD分子遗传学、分子影像学和神经电生理学对腰椎间盘退变的检测，可否作为一种新的评估预后的手段和方法，作为转化医学在康复医学中的应用和展开，还有待进行大样本的研究。④IDD相关基因单核苷酸多态性及流行病学、临床影像学、神经电生理学和Meta分析腰椎间盘退变的可行性有待研究。

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