胸腰椎骨折脊髓损伤炎性与氧化应激产物的意义△

贺 翎，王 度

（武汉市第三医院骨科，湖北武汉 430060）

随着人们生活节奏的加快，各种车祸伤及坠落伤明显增多，成为现代创伤及致残的高发病因。胸腰椎是脊柱的一个独特节段，是受到外来暴力导致骨折脱位的高发部位，90%的脊柱骨折发生于胸腰段，椎体后缘骨块压迫脊髓，并发神经功能损伤，又称为胸腰椎骨折脊髓损伤［1，2］。胸腰椎骨折脊髓损伤对患者的躯体造成伤害，容易引起强烈的炎症反应和氧化应激反应，预后具有较高的不可预测性。报道也显示，炎症反应和氧化应激反应与骨折愈合的关系紧密［3，4］。基于此，观察胸腰椎骨折脊髓损伤后血清炎症因子及氧化应激与骨折愈合的关系具有较高的临床价值，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准：（1）年龄18～65岁；（2）损伤后12 h内入院治疗；（3）符合《实用骨科学》下胸腰椎骨折脊髓损伤的诊断标准；（4）患者自愿签署知情同意书。

排除标准：（1）陈旧性骨折者；（2）中枢神经系统障碍者；（3）合并重要脏器功能障碍、严重器质性病变者；（4）精神疾病患者。

1.2 一般资料

前瞻性收集2015年3月—2018年12月本院收治且确诊为胸腰椎骨折脊髓损伤患者68例为损伤组，其中男40例，女28例，年龄20～60岁，平均（45.62±10.34）岁。此外，收集同期健康体检者作为健康组，共43例，其中男31例，女12例，年龄21～60岁，平均（45.93±11.61）岁。损伤组和健康组的年龄和性别差异无统计学意义（P>0.05）。本研究经医院医学伦理委员会批准，所有患者及家属均签署知情同意书。

1.3 手术方法

所有患者入院后均立即手术治疗。全麻，俯卧位，以受伤椎体为中心，暴露上下3个相邻椎关节突关节，切除破裂椎板及交锁小关节，脱位间隙置入椎弓根螺钉，预弯钛合金棒，以小骨刀撬拨联合“序列渐进提拉法”复位椎体。清理脱位间隙的椎间盘与终板纤维，将自体碎骨颗粒植入椎间孔椎体间，经透视确认满意，固定加压，放置引流管。术后甲泼尼龙冲击治疗，常规脱水治疗7 d，抗感染治疗10 d，卧床4周，佩戴支具逐步负重锻炼。术后分别于术后3、4个月X线片检查骨折愈合情况。

1.4 评价指标

采用中文版Oswestry功能障碍指数（Chinese Os⁃westry disability index,CODI）和美国脊髓损伤协会（American Spinal Cord Injury Association,ASIA）神经功能评级［5］，按照严重程度分为A级、B级、C级、D级、E级，级别越低，神经功能受损越严重，同时术前ASIA评级-末次随访ASIA评级，得到进步0级、1级、2级、3级和4级。

行影像检查，骨折愈合标准：可见骨痂，骨折线模糊或消失，3个月内愈合为I级、4个月内愈合为II级，4个月以上愈合为III级。

所有受试者均于确诊后的24 h内空腹采集外周静脉血5 ml，离心得血清，ELISA法检测肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor α,TNF-α）、白细胞介素-1β（Interleukin-1β,IL-1β）和可溶性血管细胞间黏附分子-1（soluble vascular intercellular adhesion molecule-1,sVCAM-1）。此外，采用全自动生化分析仪测定外周血总抗氧化能力（total antioxidant capacity,TAC）、过氧化氢酶（catalase,CAT），采用黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD），硫代巴比妥酸法测定丙二醛（malondialdehyde,MDA）。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 临床与影像结果

患者均顺利完成手术，术中1例出现呼吸减慢，微调整麻醉剂量，症状缓解。切口长度10～15 cm，平均（12.34±2.20）cm；手术失血量 30～114 ml，平均 （67.52±14.51） ml；手术时间 35～73 min，平均（54.33±12.54）min。68例患者中，3例出现切口浅表感染，根据药敏结果给予敏感抗生素，均愈合。

68例患者均随访12～24个月，平均（18.25±4.65）个月。患者临床资料见表1，随着时间推移，患者的CODI评分显著下降（P<0.05），而ASIA神经功能评级明显改善（P<0.05）。随访过程中，所有患者均未发生再损伤，均无神经损伤再次加重者，均无翻修手术。至末次随访时，ASIA脊髓神经功能评级恢复程度：进步1级11例、2级42例、3级15例，所有患者均可生活自理。

表1 68例患者不同时间点临床资料与比较

依据影像学，68例患者中，19例3个月内愈合，32例4个月内愈合，17例延迟愈合；至末次随访时，所有患者均达到影像学骨折愈合。典型影像见图1。

图1 患者，男，43岁，伤后腰背痛，双下肢麻痹1 h入院 1a:矢状位MRI示T12爆裂骨折，椎体后缘突入椎管，硬膜囊受压 1b:腰椎CT显示椎体后壁骨折，骨折块向后突入椎管，硬膜囊受压变形 1c,1d:术后4个月X线片示骨折已完全愈合

2.2 患者与健康人炎性应激产物检验结果与比较

68例脊柱骨折伴脊髓损伤患者与43例健康人炎性应激产物检验结果见表2，与健康人相比，患者的TNF-α、 IL-1β、sVCAM-1和 MDA显著增加（P<0.05），而TAC、CAT和SOD显著降低（P<0.05）。

表2 两组血清炎性应激产物检测结果（±s）与比较

表2 两组血清炎性应激产物检测结果（±s）与比较

images/BZ_39_1302_633_1602_719.pngimages/BZ_39_1302_805_1602_891.pngimages/BZ_39_1602_805_1871_891.pngimages/BZ_39_1871_805_2151_891.pngTNF-α（ng/L）24.67±8.656.57±2.44<0.001images/BZ_39_1602_633_1871_719.pngimages/BZ_39_1871_633_2151_719.pngimages/BZ_39_2151_633_2276_719.pngimages/BZ_39_2151_805_2276_891.pngimages/BZ_39_1302_977_1602_1063.pngimages/BZ_39_1871_977_2151_1063.pngimages/BZ_39_1602_977_1871_1063.pngimages/BZ_39_2151_977_2276_1063.pngimages/BZ_39_1302_1149_1602_1236.pngsVCAM-1（μg/L）CAT（nU/ml）MDA（μmol/L）images/BZ_39_1602_1149_1871_1236.png78.67±26.56 32.45±11.23 5.12±2.41images/BZ_39_1871_1149_2151_1236.png21.44±12.13 51.34±13.67 2.17±1.32images/BZ_39_2151_1149_2276_1236.png<0.001<0.001<0.001

2.3 炎性应激产物与临床指标的相关分析

不同术前ASIA脊髓神经功能评级患者炎性应激产物检测结果比较见表3。随术前ASIA评级脊髓损伤程度减轻，TNF-α、IL-1β、sVCAM-1和MDA显著降低（P<0.05），而 TAC、CAT和SOD显著增高（P<0.05）。

表3 术前不同ASIA评级患者炎性应激产物检测结果（±s）与比较

表3 术前不同ASIA评级患者炎性应激产物检测结果（±s）与比较

images/BZ_39_205_1604_686_1674.pngimages/BZ_39_686_1604_992_1674.pngimages/BZ_39_992_1604_1476_1674.pngimages/BZ_39_1476_1604_1954_1674.pngTNF-α（ng/L）31.05±9.2521.45±8.2414.89±7.25<0.001images/BZ_39_205_1465_686_1535.pngimages/BZ_39_686_1465_992_1535.pngimages/BZ_39_992_1465_1476_1535.pngimages/BZ_39_1476_1465_1954_1535.pngimages/BZ_39_1954_1465_2276_1535.pngimages/BZ_39_1954_1604_2276_1674.pngimages/BZ_39_205_1744_686_1814.pngimages/BZ_39_686_1744_992_1814.pngimages/BZ_39_992_1744_1476_1814.pngimages/BZ_39_1476_1744_1954_1814.pngimages/BZ_39_1954_1744_2276_1814.pngimages/BZ_39_205_1883_686_1953.pngsVCAM-1（μg/L）CAT（nU/ml）MDA（μmol/L）images/BZ_39_686_1883_992_1953.png93.63±29.44 26.89±9.48 6.33±2.86images/BZ_39_992_1883_1476_1953.png78.25±25.75 33.75±11.98 4.71±2.32images/BZ_39_1476_1883_1954_1953.png40.91±18.15 44.10±15.42 2.85±1.98images/BZ_39_1954_1883_2276_1953.png<0.001<0.001<0.001

68例患者不同骨折愈合分级炎性应激产物检测结果见表4。与I级组比，II级和III级组的TNF-α、IL-1β、sVCAM-1 和 MDA 显著升高 （P<0.05），TAC、CAT和SOD显著降低（P<0.05）；与II级组比，III级组的 TNF-α、 IL-1β、sVCAM-1和 MDA增高，TAC、CAT和SOD降低（P<0.05）。

表4 不同骨折愈合分级患者炎性应激产物检测结果（±s）与比较

表4 不同骨折愈合分级患者炎性应激产物检测结果（±s）与比较

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骨折愈合分级与检测指标Spearman分析结果见表5，TNF-α、IL-1β、sVCAM-1和MDA越高，术前ASIA评级越低，呈负相关（P<0.05）；TAC、CAT和SOD越高，术前ASIA评级越高，呈正相关 （P<0.05）。

表5 骨折愈合分级与检测指标的Spearmen相关性结果

TNF-α、IL-1β、sVCAM-1和MDA越高，骨折愈合时间越晚，呈正相关（P<0.05）；TAC、CAT和SOD越高，骨折愈合时间越早，呈负相关（P<0.05）。

3 讨论

骨折后产生的氧化应激反应可增加骨细胞的活性氧簇水平，诱导骨细胞凋亡甚至坏死，当骨折发生，骨髓中的间充质干细胞在细胞外基质及损伤部位的多种炎症因子的刺激下可发育为骨细胞以补充骨折造成的骨细胞损失，过度的氧化应激反应可严重影响成骨分化，引发机体非特异性适应反应，表现为脏器功能障碍，组织缺氧，成骨分化受限及脏器功能障碍影响了骨折愈合进度。SOD是机体重要的活性物质，可清除新陈代谢过程中产生有害物质，创伤后继发性损伤导致可造成继发性过氧化损伤，显著降低SOD水平［6］。TAC用于反映机体的总抗氧化能力，CAT作为过氧化氢酶，属于抗氧化剂，具有较好的抗氧化作用。SOD联合TAC和CAT可综合评估机体的抗氧化功能，用于判断自由基继发损伤情况［7］。MDA是自由基连锁反应脂质过氧化的终端产物，可反映机体内脂质过氧化程度［8］。本课题结果所示，MDA以健康组、3个月愈合、4个月愈合及延迟不愈合、CODI依次增高，TAC、CAT和SOD则依次降低，且术前ASIA评级及愈合时间与血清氧化应激指标呈明显的线性相关性（P<0.05），如术前ASIA评级越低，TAC、CAT和SOD则越低，MDA越高，与愈合时间呈相反的趋势，进一步佐证了胸腰椎骨折脊髓损伤延迟愈合的患者机体中的氧化应激状态相对较强，骨折创伤和/或手术过程引起的继发性损伤，组织在缺血后发生血管再灌注损伤造成机体内产生的过氧化损伤作用较强，该结果与文献报道类似［9，10］。

骨折导致内皮功能受损，激活或促进大量自由基被释放，激活单核巨噬细胞，TNF-α、IL-1β和sV⁃CAM-1等炎症因子水平增高，炎症因子表达增高与机体的炎症反应和免疫反应紧密相关，大量炎症因子反应逐放大的瀑布效应，引起全身炎症反应综合征，在发病早期可促进脏器功能衰竭，炎症因子释放失控引发全身炎症综合征［11-13］。如本课题结果所示，血清TNF-α、IL-1β和sVCAM-1水平以健康组、3个月愈合、4个月愈合及延迟不愈合、CODI依次增高，且术前ASIA评级及愈合时间与血清TNF-α、IL-1β和sVCAM-1呈明显的线性相关性（P<0.05），如术前ASIA评级越低，TNF-α、IL-1β和sVCAM-1则越高，与愈合时间呈相反的趋势，进一步表明炎症因子的异常变化参与了骨折愈合，该结果与文献报道类似［14-16］。

综上所述，胸腰椎骨折脊髓损伤患者机体炎症因子及氧化应激与术前ASIA评级及骨折愈合时间紧密相关，建议对患者的炎症因子及氧化应激进行检测，一方面用于预估康复预后情况，另一方面积极寻找有效治疗方法，调整患者的炎症和氧化应激状态，缩短骨折愈合时间，改善预后。