单纯植骨和椎间融合器植骨治疗退行性腰椎疾病临床疗效和安全性的Meta 分析

王东平 陈浩谚 庄文德 谢炜星 晋大祥*

退行性腰椎疾病（degenerative lumbar diseases，DLD）是由于腰椎随着年龄增长和过度活动等原因而出现老化和退化的脊柱骨科常见疾病[1-2]。保守治疗方案虽多，但长期的治疗过程给患者的经济和身心都带来巨大负担[3]。而手术治疗DLD 在临床已经应用多年，在严格把握适应证和排除禁忌证的情况下，疗效满意[4]。而在此类手术中，手术团队切除病变节段的椎间盘，术中若不填充替代组织，局部会因正常解剖结构的丧失而加速退变，术后患者满意度极差[2,4]。临床上传统的方法是单纯植骨融合（simple bone grafting fusion，SBGF）。SBGF 虽然有提高废骨利用率等优点，但术中存在消耗人力、增加感染概率的风险等[5]。因此临床上迫切需要新材料的引入椎间融合器植骨（intervertebral fusion cage bone grafting，IFCBG）应运而生。学者们发现IFCBG能出色地改善术后JOA 评分，提高椎间植骨融合率，维持椎间隙高度和腰椎生理曲度等[6-8]。

针对两种椎间融合技术优劣的讨论，虽然已有部分Meta文献进行阐述，但由于（纳入文献数量偏少和质量普遍偏低等原因，结论有待商榷。本次Meta 分析系统全面的检索和分析了目前已存在的SBGF 和IFCBG 治疗DLD 的高质量研究文献，评价两种椎间植骨融合技术的临床效果和安全指数，更新争议话题的讨论结果，为临床实践提供更高级别的循证医学依据。

1 资料与方法

1.1 文献检索

由3 位作者（王东平，陈浩谚，庄文德）独立检索PubMed、Cochrane Library、Embase、万方、中国知网、维普和中国生物医学文献数据库等中英文数据库，检索时间设置为从建库起至2020 年11 月1 日，中文检索关键词设置为：融合器、椎间融合器、融合器植骨、椎间融合器植骨、单纯植骨融合、腰椎椎管狭窄、腰椎间盘突出症和腰椎滑脱等；英文检索关键词设置为：Fusion cage，Interbody fusion cage，Fusion cage bone grafting，Bone grafting，Intervertebral fusion cage bone grafting，Morselized impacted bone grafting，Bone grafting with a cage and with no cage，Alone/Simple bone grafting fusion，Lumbar spinal stenosis，Lumbar disc herniation，Spondylolisthesis。

1.2 纳入与排除标准

1.3 文献数据的提取和质量评估

数据提取：由两名作者（庄文德，陈浩谚）将检索得到的9 171 篇文献，严格依据纳入和排除标准，借助NoteExpress进行文献查重，阅读标题、摘要和全文，若有分歧，由高年资作者（谢炜星）裁定。最终纳入14 篇研究文献，其中中文12 篇、英文2 篇。

质量评估：由2 名作者（陈浩谚，谢炜星）对纳入的14 篇文献独立进行质量评估，其中4 篇为RCT，10 篇为RS。若遇评估分歧，由高年资作者（晋大祥）主持讨论，共同解决。利用Cochrane 评价手册提供的标准评价纳入的临床RCT，评价指标为：序列是否随机产生、是否分配隐藏、是否采用盲法、数据是否完整、是否选择性报告和是否有其他偏倚。利用NOS 量表评价纳入的临床RS，评价指标分别为：研究群体的选择、组间的可比性和是否暴露等，6～8颗星被称为高质量的临床RS。

1.4 数据分析

Meta分析利用Cochrane提供的统计学软件Review Manager 5.3。研究中的临床结局指标中连续性变量包括手术时间、术中出血量、手术费用、JOA 评分、椎间隙高度和腰椎前凸角，分析时利用均数差（mean difference，MD）或标准均数差（standard mean difference，SMD），计算指标的95%的置信区间（confidence interval，CI）；结局指标中二分类变量包括并发症发生率，分析时利用相对危险度（relative risk，RR），并计算该指标的95%CI。利用数值的大小来判断各研究间的异质性：>50%，各研究之间的异质性较大，需进行亚组分析和敏感性分析，找到并剔除异质性较大的文献，最后进行分析；<50%，则各研究间的异质性较小，利用固定效应模型分析（fixed effects model，FEM）。<0.05，则研究的差异具有显著的统计学意义。

2 结果

2.1 研究纳入文献的筛选流程

根据既定检索策略得到9 171 篇文献，查重后保留6 321篇，阅读题目和摘要后得到50 篇，严格比对纳入和排除标准，细读全文后得到14 篇[7-20]，其中包含12 篇中文文献，2 篇英文文献，筛选过程具体见图1。

图1 纳入文献获取流程图

2.2 研究中纳入文献的基本特征与质量评价

共纳入14 篇临床研究：10 篇RS[8-11,14-18,20]和4 篇RCT[7,12-13,19]。共纳入1 271 例：SBGF 组620 例，IFCBG组651 例，纳入研究的基本特征详见表1。14 篇研究中，10 篇提供了手术时间数据[7,9,11-16,18-19]，10 篇提供了术中出血量数据[7,9,11-16,18-19]，4 篇提供了手术费用数据[7,9,13,19]，5篇提供了术后JOA 评分数据[8-11,19]，10 篇提供了术后椎间隙高度数据[7,9-11,13-14,16-17,19-20]，2 篇提供了术后腰椎前凸角数据[7,16]，8 篇提供了并发症发生率数据[7,9-11,13-15,19]。分别参照NOS 量表和Cochrane 评价手册对10 篇临床RS 和4篇RCT 进行评价，结果详见图2、图3 和表2。

图2 偏倚风险评价图

图3 偏倚风险总结图

表1 纳入文献基本特征

表2 纳入文献NOS 评分表

2.3 Meta 研究结果

2.3.1 手术时间

10 篇提供了SBGF 组和IFCBG 组的手术时间的数据[9,11,13-18,20-21]。行Meta 分析提示纳入文献间异质性偏高（=99%），根据年龄（<50 岁和>50 岁）、随访时间（<20 个月和>20 个月）和中英文文献进行亚组分析，不能明显降低其异质性。行敏感性分析，剔除陈俊、吴继生等2 篇研究后[13,20]，异质性下降（=40%），纳入8 篇文献[9,11,14-18,21]，利用FEM，分析结果显示SBGF 组优于IFCBG 组，差异有统计学意义[MD=-4.50，95%CI (-7.15,-1.85)，=0.000 9]，详见图4。

图4 各组手术时间的分析结果

2.3.2 术中出血量

10 篇提供了术中出血量的数据[9,11,13-18,20-21]，行Meta 分析发现纳入文献间异质性偏高（=81%），根据年龄（<50 岁和>50 岁）、随访时间（<20 个月和>20 个月）和中英文文献进行亚组分析，不能明显降低其异质性。行敏感性分析，剔除陈俊等研究后[20]，异质性下降（=0%），纳入9 篇文献[9,11,13-18,21]，利用FEM，分析结果显示SBGF 组优于IFCBG 组，差异有统计学意义[MD=-12.98，95%CI(-20.72，-5.23)，=0.001]，详见图5。

图5 各组术中出血量的分析结果

2.3.3 手术费用

4 篇提供了手术费用的数据[9,11,15,21]，行Meta 分析提示纳入文献间异质性偏低（=45%），利用FEM，分析结果显示SBGF 组优于IFCBG 组，差异有统计学意义[MD=-6 395.89，95%CI (-6 992.61，-5 799.18)，<0.000 01]，详见图6。

图6 各组手术费用的分析结果

2.3.4 术后JOA 评分

5 篇提供了术后JOA 评分的数据[10-13,21]，行Meta 分析提示纳入文献间异质性偏低（=0%），利用FEM，分析结果显示SBGF组与IFCBG组的差异无统计学意义[MD=0.08，95%CI (-0.15，0.23)，=0.48]，详见图7。

图7 各组JOA 评分的分析结果

2.3.5 术后椎间隙高度

10 篇提供了术后椎间隙高度的数据[9,11-13,15-16,18-19,21-22]，行Meta 分析提示纳入文献间异质性偏高（=89%），根据年龄（<50 岁和>50 岁）、随访时间（<20 个月和>20 个月）和中英文文献进行亚组分析，不能明显降低其异质性。行敏感性分析，剔除侯善振、邓必权、丁国强和朱家佳等4 篇研究后[11,15-16,19]，异质性下降（=9%），纳入6 篇文献[9,12-13,18,21-22]，利用FEM，分析结果显示IFCBG 组优于SBGF 组，差异有统计学意义[MD=-1.46，95%CI (-1.60，-1.33)，<0.000 01]，详见图8。

图8 各组椎间隙高度的分析结果

2.3.6 术后腰椎前凸角

2 篇提供了术后腰椎前凸角的数据[9,18]，行Meta 分析提示纳入文献间异质性偏低（=100%），利用随机效应模型，分析结果显示SBGF 组和IFCBG 组的差异无统计学意义[MD=-8.67，95%CI (-23.36,6.02)，=0.25]，详见图9。

图9 各组腰椎前凸角的分析结果

2.3.7 并发症发生率

8 篇提供了并发症发生率的数据[9,11-13,15-17,21]。行Meta 分析提示纳入文献间异质性偏低（=7%），利用FEM，分析结果显示 SBGF 组和 IFCBG 组的差异无统计学意义[MD=1.06，95%CI (0.80,1.40)，=0.69]，详见图10。

图10 各组并发症发生率的分析结果

2.4 发表偏倚

手术时间、术中出血量、术后JOA 评分、椎间隙高度和并发症发生率等漏斗图基本对称，明显的发表偏倚不存在，以术中出血量为例，详见图11。

图11 各组术中出血量分析的漏斗图

3 讨论

随着社会老龄化进度的推进，DLD 正逐渐成为破坏中老群体工作能力和生活品质的常见疾病[21]。对保守治疗无效的DLD 患者，手术治疗予椎间盘切除、椎管减压和植骨融合等是基本手段[22]。手术后期进行椎间融合方式有两种：SBGF 和IFCBG 技术[7,23]。SBGF 技术凭借操作简单、出血较小和费用较低等优势，成为脊柱外科椎间植骨的首选方案[24-25]。1988 年BAK-cage 首次应用于临床后路腰椎减压植骨融合术中[26-27]。随后各种材质的椎间融合器不断地应用于DLD 手术治疗中，极大地降低了术后椎间隙高度丢失和并发症发生的概率[28]。

本次Meta 分析旨在对比分析SBGF 和IFCBG 技术的临床效果，同时也是对该领域研究结论的实时更新。相较于既往的Meta 分析，此次研究纳入了更多、更新和更高质量的文献，选取更多的临床效果评价指标，全面而系统地评价两种技术的临床应用差异。根据研究数据可得出：相比于IFCBG 技术，SBGF 技术具有手术时间更短、出血更少和手术费用更低的优势；相比于SBGF 技术，IFCBG 技术能更好地维持术后椎间隙高度；而在术后JOA 评分、腰椎前凸角和术后并发症发生率方面，两者则没有差别。针对上述结论，深究其原因：SBGF 技术应用于术中时，缺少粉碎更多骨质和植入椎间融合器等技术固性的操作流程，故可以在手术时间、术中出血和手术费用等方面，优于IFCBG 技术[7,18]。在术后椎间隙高度维持方面，无论SBGF 技术如何应用于临床中，现有植骨打入和固定等器械，均无法完全消除椎间植骨区碎骨间的微小缝隙，同时由于患者术后的康复训练和日常生活等活动的需要，给原本存在缝隙的椎间隙空间带来不可消除的负荷，术后椎间隙高度会有不同程度的丢失，降低术后疗效，甚至引发一系列的并发症[29]。而IFCBG 技术借助最新的骨科椎间隙支撑材料技术，具有优秀的生物兼容性、椎间支撑性和负荷耐受性，故FCBG 技术能更好的维持术后椎间隙高度[19,30]。由此，在不考虑手术时间、术中出血和手术费用的前提下，IFCBG 技术在临床上应用的效果是安全的。

目前，临床上学者普遍认为IFCBG 技术治疗DLD 疗效突出，但对于椎间融合器的使用形状、大小和防止融合器脱出的处理策略仍有争议[26-27]。Macki 等[21]认为术前应反复仔细阅读影像资料，根据腰椎前凸角度、椎间隙高度和形态等选择最佳形状的融合器：腰椎前凸角度较小且终板形态为直线型的患者，建议选用方形融合器；腰椎前凸角度较大且终板形态为直线型或双凹型或梨状型的患者，建议选用子弹型或弧形融合器，从而获得良好的术后稳定性。李君等[31]认为植入融合器的大小建议以植入融合器后腰椎前凸角度和椎间隙高度不小于术前水平为标准，只有这样才能形成维持局部平衡的“牵张-压缩带”。而对于腰椎椎管狭窄的患者，应该在术中行椎间隙松解、植入椎弓根螺钉间撑开和棘突间撑开等方法，以放入较大的融合器，恢复病变节段的椎间隙高度和腰椎前凸角度，维持局部的稳定[15]。植入融合器的脱出是IFCBG 技术的常见并发症之一，一旦发生，脱出的融合器可能后移至椎管，压迫神经根或硬膜囊，患者出现腰腿疼痛、马尾综合征和（或）下肢瘫痪等症状[32]。房照等认为对于融合器脱出的应对策略，预防大于治疗。建议接受IFCBG 技术治疗的患者，应定期随访，早期积极行腰椎X 线正侧位检查，若发现脱出迹象，立即完善腰椎影像检查，仔细评估手术节段椎管占位情况和植骨融合情况等[2,31]。