突出型和脱垂游离型腰椎间盘突出症髓核组织CD68表达分析

刘恩，栗新华，张俊芬，韩清清，安晓辉

(峰峰集团总医院 1.骨四科；2.血液介入科；3.骨五科，河北邯郸 056200)

近年来，免疫、炎症学说在腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)发病及发展的研究中逐渐深入，关于不同类型LDH症状、体征的差异原因有了更多的解释。CD68是巨噬细胞特异抗原，分子量110 KDa，属于跨膜糖蛋白，主要反映了巨噬细胞的存在以及趋化聚集程度，与炎症反应具有密切联系[1]。同时CD68在椎间盘单核细胞表面分布较少，但向巨噬细胞转化之后则CD68表达量大幅增加，巨噬细胞可趋化至突出髓核组织周围，对突出物产生溶解、重吸收作用，因此可能影响髓核组织在纤维环破裂口外的存在状态[2]。为进一步明确CD68在LDH发生及发展的病理机制，现纳入两种不同类型的LDH，进行椎间盘组织的CD68表达分析，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入标准：突出型和脱垂游离型LDH；保守治疗无效并接受髓核摘除手术；年龄18～70岁，患者对本研究知情同意。排除标准：合并腰椎结核、严重骨质疏松、严重椎管狭窄、肿瘤等；合并椎体失稳，严重脊柱后凸、侧凸者；多节段患病或钙化型LDH；合并其他严重内科疾病。本研究选择2019年1月～2020年1月于本院治疗的78例LDH患者，其中突出型48例，脱垂游离型30例，分别设为突出组与脱垂游离组，均采用经皮内镜下髓核摘除手术治疗。突出组中，男28例，女20例；年龄43～67岁，平均(56.17±6.01)岁；突出节段：L3-47例，L4-520例，L5-S121例；体质量指数(body mass index,BMI)为22～34 kg/m2,平均(23.42±2.01)kg/m2。脱垂游离组中，男17例，女13例，年龄42～68岁，平均(57.21±5.76)岁；突出节段：L3-43例，L4-512例，L5-S110例； BMI 21～33 kg/m2,平均(23.49±2.05)kg/m2。两组一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 研究方法

所有患者术前进行疼痛症状及功能障碍评估，分别采用腰腿疼痛VAS评分及Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)[3]进行评价。髓核摘除术后，留取术中摘除的髓核组织，分成2份，一份用于免疫组化染色检测CD68阳性表达率，另一份用于检测肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor- α,TNF-α)、白细胞介素-1(interleukin-1,IL-1)水平。切片进行烘烤、脱蜡、PBS冲洗、抗原热修复等常规免疫组化染色步骤，显微镜下观察染色情况。CD68 阳性表达结果为髓核软骨细胞的胞质内发现棕褐色颗粒，多数细胞核为蓝色。阴性表达为无棕褐色颗粒。阳性细胞表达率=10个随机视野内阳性染色细胞总数/所选取视野细胞总数×100 %[4]。TNF-α、IL-1采用酶联免疫吸附实验检测[5]，髓核组织用生理盐水反复冲洗，消除血液或其他体液的污染，保存于-70℃恒温冰箱。取出髓核组织并采用超声波粉碎，加入PBS研磨并制成匀浆，3500 r/min转速下离心10 min，取上清液后按照ELISA法常规步骤检测TNF-α、IL-1水平。

1.3 统计学分析

2 结果

脱垂游离组腰痛VAS评分、腿痛VAS评分、ODI指数均显著高于突出组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1；脱垂游离组髓核组织CD68阳性表达率、TNF-α水平、IL-1水平显著高于突出组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2；LDH患者髓核组织CD68阳性表达率与TNF-α水平、IL-1水平、腰痛VAS评分、腿痛VAS评分、ODI指数均呈正相关关系，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。

表1 两组VAS评分、ODI指数比较

表2 两组髓核组织CD68表达及TNF-α水平、IL-1水平比较

表3 CD68阳性表达率与TNF-α水平、IL-1水平、VAS评分、ODI指数的相关性

3 讨论

研究表明，在LDH突出物中均存在不同程度的免疫炎症反应，并存在以巨噬细胞为主的局部炎性细胞浸润，因此不同类型、不同严重程度的LDH患者髓核组织的免疫炎症反应程度理论上强度有所不同[6]。为进一步探讨不同类型LDH免疫炎症反应的差异，本研究对患者髓核组织内巨噬细胞特异抗原CD68进行免疫组化染色，以检测其阳性表达率的差异，结果显示，脱垂游离组髓核组织CD68阳性表达率显著高于突出组(P<0.05)，提示脱垂游离型LDH相较于突出型LDH具有更强的自身免疫反应。另外，两组患者BMI值均较高，接近24 kg/m2国人超重临界值，说明肥胖与LDH的发生可能存在一定关系，其原因可能在于超重者椎间盘压力负荷更大，可能加剧了椎间盘突出的进展。

正常的椎间盘组织内，髓核被软骨板、纤维环包裹严密，与外界环境相对隔绝，因此很少能够促发机体免疫系统。但椎间盘退行性病变后，因外伤、劳损等导致纤维环破裂，髓核组织暴露后，与血液 T、B淋巴细胞接触，便能促发机体免疫系统，产生自身免疫反应[7]。本研究结果显示，不同突出类型LDH髓核组织具有不同强度的CD68阳性表达率，脱垂游离的髓核之所以CD68表达更高，是由于髓核暴露于硬膜外腔，常游离至椎体后缘或椎弓根内侧，与外界环境接触面积更大，髓核组织具有自身免疫原性特征，因此其自身免疫更强，进而提高了CD68阳性表达率[8-9]。

本研究结果显示，CD68阳性表达率与VAS评分、ODI指数均呈正相关关系(P<0.05)，说明CD68表达越多则LDH症状越重。CD68致痛机制可能为髓核内皮细胞生长因子对新生血管的生成具有诱导作用，巨噬细胞以新生血管为通道进入髓核内，促进CD68表达诱导细胞免疫反应，进而造成疼痛症状。本研究显示，CD68阳性表达率与TNF-α水平、IL-1水平呈正相关关系(P<0.05)，主要原因在于：CD68主要由巨噬细胞表达，其表达意义也可看作炎症反应时巨噬细胞聚集、趋化促进局部炎症反应，因此两者表现为正相关关系[9]。林伟文等[10]的报道显示，巨噬细胞以新生血管为通道进入髓核内，还会刺激髓核组织分泌大量的炎性因子，这一观点与本研究结果一致。另外，关于自身免疫与LDH突出的关系还有另外一种观点认为，广泛强烈的自身免疫反应可能促进椎间盘基质降解，加快椎间盘组织结构破坏，促进髓核突出，而髓核突出又会加重自身免疫反应，两者出现恶性循环[11]。

综上所述，脱垂游离型LDH CD68阳性表达率显著高于突出型LDH，且与功能障碍、疼痛症状呈正相关，与炎性因子表达呈正相关，CD68可能通过参与免疫和炎症反应影响不同类型LDH的临床症状与体征。本研究证实了不同类型LDH髓核CD68表达差异性以及 CD68 在引起炎症反应、疼痛中的作用，为今后LDH的病理机制研究以及症状的改善机制提供了理论参考。