徐偉 盛珺 劉達(dá)* 王維 夏寧 張正平 鄭偉

1.西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院骨科，四川 成都 610083 2.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬紅會醫(yī)院，陜西 西安 710054

腰痛是一類嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量的最常見的脊柱疾病，據(jù)統(tǒng)計(jì)超過50 %的人曾有腰痛的經(jīng)歷。每年由腰痛所產(chǎn)生的直接或間接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)額巨大，其不但引起患者日?；顒邮芟?，嚴(yán)重者甚至生活不能自理，而且讓患者承受了了巨大的心里和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。腰椎間盤退變是腰痛發(fā)生的重要原因，近年來許多研究發(fā)現(xiàn)終板退變也與腰痛密切相關(guān)。1987 年 de Roos等首次描述了腰椎退行性疾病的患者中終板和終板下骨質(zhì)的MRI 影像有異常變化[2]；Modic 改變分為四型：Ⅰ型表現(xiàn)為T1低信號而T2高信號，提示終板和終板下骨質(zhì)出現(xiàn)炎癥或者水腫，有纖維血管性肉芽腫形成；Ⅱ型表現(xiàn)為T1和T2像高信號，提示終板下骨質(zhì)的脂肪變；Ⅲ型表現(xiàn)為 T1和 T2像低信號，提示終板下骨質(zhì)硬化；而0型代表正常的椎間盤[3]。目前研究證實(shí)Modic改變與腰痛有明顯相關(guān)性，并且發(fā)現(xiàn)男女人群的發(fā)生率差異性很大，女性患者發(fā)生率高于男性且與年齡有關(guān)，尤其是45歲以上女性[4]。推測可能與女性患者絕經(jīng)后體內(nèi)激素水平改變而引起骨質(zhì)疏松癥等因素有關(guān)[5]。因此，本研究對絕經(jīng)后慢性腰痛女性腰椎BMD及BTMs的變化與腰椎 Modic 改變的相關(guān)性進(jìn)行研究，以探討腰椎BMD及BTMs在Modic 改變發(fā)生中的意義。

1 材料和方法

1.1 研究對象

選擇2017年1月至2019年12月因慢性腰痛在我院就診的200例絕經(jīng)后患者，年齡50 ～ 77歲，平均(60.2 ±5.1)歲；絕經(jīng)2 ～25年，病程6～92月。納入標(biāo)準(zhǔn)：①自然絕經(jīng)；②臨床癥狀表現(xiàn)為慢性腰痛，伴或者不伴下肢放射痛等病史；③影像學(xué)X線、CT和MRI證實(shí)為腰椎退變性疾病。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往接受過抗骨質(zhì)疏松治療的患者(特立帕肽、降鈣素、雙膦酸鹽、雌激素等)；②合并有嚴(yán)重內(nèi)科疾病的患者(肝腎功能不全、代謝性疾病、腫瘤等); ③精神異常不能配合隨訪和治療者；④腰椎骨折患者。

1.2 腰椎MRI

檢查采用GE750型3.0 T MRI掃描儀，重點(diǎn)行腰椎矢狀位T1和T2像掃描掃面，掃描參數(shù)為：T1像，TR 660 ms，TE 12.8 ms ；T2像，TR 3189 ms，TE 103.1 ms。

1.3 腰椎BMD測定

采用DXA(Lunar prodigy, GE Medical Systems, Madison, WI, USA)測量腰椎的BMD，標(biāo)準(zhǔn)體位，儀器精度小于1 %，變異系數(shù)0. 25 %。

1.4 BTMs測定

采集患者清晨空腹靜脈血，采用羅氏化學(xué)發(fā)光法 (美國Roche公司)，安照說明書步驟分別測定Ⅰ型原膠原 N末端前肽(PINP)和Ⅰ型膠原C末端肽特殊序列(β-CTX)的血清水平。

1.5 圖像分析

由1名高年資影像科主治醫(yī)師與1名高年資骨科主治醫(yī)師分別獨(dú)立測量記錄患者腰椎MRI影像。腰椎Modic改變分型評價標(biāo)準(zhǔn)：①正常(0型)：終板及鄰近骨信號未見異常；② I 型：T1像低信號，T2像高信號；③ II 型： T1和T2像高信號；④ III 型：T1和T2像低信號。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 25.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。連續(xù)性變量應(yīng)用t檢驗(yàn)和單因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，分類變量應(yīng)用卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，2名醫(yī)師對MRI評估的一致性采用Kappa檢驗(yàn)進(jìn)行評價。采用二分類Logistic回歸分析腰椎Modic改變與BTMs和BMD的相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

200例絕經(jīng)后慢性腰痛女性，腰椎Modic改變發(fā)生率為51.5 %(103例，I 型40例，II型52例，III型11例)，采用 Kappa 檢驗(yàn)評價2名醫(yī)師對影像學(xué)資料評估的一致性，2名醫(yī)師對腰椎Modic改變的評估一致性良好(Kappa=0.87)，腰椎Modic改變患者和無Modic改變患者在平均年齡、體重、身高、體質(zhì)指數(shù)、絕經(jīng)時間、腰痛病程和吸煙比率上差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0. 05) 。見表1。

表1 絕經(jīng)后慢性腰痛女性一般情況

2.2 腰椎BMD和BTMs比較

腰椎Modic改變患者103例中骨質(zhì)疏松癥患者39例，骨質(zhì)疏松癥發(fā)生率37.86 %，無Modic改變患者中骨質(zhì)疏松癥患者16例，骨質(zhì)疏松癥發(fā)生率16.50 %，二者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。腰椎Modic改變患者的骨密度T值和BMD值較無Modic改變患者降低，二者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，腰椎Modic改變患者骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物PINP、β-CTX高于無Modic改變患者，二者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 絕經(jīng)后慢性腰痛女性腰椎BMD和BTMs情況

2.3 腰椎BMD、β-CTX和PINP與腰椎Modic改變的相關(guān)性分析

以腰椎BMD、β-CTX、PINP作為自變量，以腰椎Modic改變作為因變量，納入二分類Logistic回歸方程進(jìn)行分析，采用OR值表示腰椎BMD、β-CTX和PINP與腰椎Modic改變的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果顯示，腰椎BMD與腰椎Modic改變呈負(fù)相關(guān)，關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(OR=0.682，P<0.05)，而血清β-CTX和PINP水平與腰椎Modic改變呈正相關(guān)，關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (PINP：OR=1.647，P<0.05；β-CTX：OR=1.887，P<0.05)。

表3 腰椎BMD、β-CTX和PINP與腰椎Modic改變的相關(guān)性分析

3 討論

Modic 改變是指椎體終板和終板下骨質(zhì)在磁共振上的信號改變，反復(fù)的力學(xué)負(fù)荷和局部炎癥刺激導(dǎo)致的終板裂隙、微骨折是導(dǎo)致Modic改變的主要原因[6]。大量研究表明腰椎Modic 改變的發(fā)生率與慢性腰痛呈正相關(guān)，尤其是Modic I 型和 Modic II 型改變[7]。Modic Ⅰ型改變程度及范圍越大，腰痛癥狀越重。目前研究表明Modic改變引起腰痛的原因可能與如下因素有關(guān)：①炎性因子引起的炎癥反應(yīng)。研究表明椎間盤退變產(chǎn)生的炎癥因子通過滲透作用進(jìn)入終板產(chǎn)生局限性的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致腰痛的發(fā)生[8]；②Modic改變引起腰椎失穩(wěn)。研究發(fā)現(xiàn)Modic改變與腰椎不穩(wěn)密切相關(guān)，融合手術(shù)后的病例中也可見 Modic Ⅰ型變性向正常終板轉(zhuǎn)變，而未融合的病例往往伴有 Modic Ⅰ型變性，推測可能是Modic Ⅰ型變性向其他類型轉(zhuǎn)變的過程同時也是腰椎再穩(wěn)定的過程，與腰痛的緩解吻合[9-10]。有報道顯示正常人群中腰椎Modic改變的發(fā)生率為 7.4 %～12.0 %，而在腰痛患者中腰椎Modic改變的發(fā)生率為 18.0 %～58.0 %[11]。本研究中，200例絕經(jīng)后腰痛女性的Modic改變發(fā)生率為51.5 %，高于正常人群，二者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，說明絕經(jīng)后腰痛女性可能是是腰椎Modic 改變發(fā)生的一個高危人群。

目前關(guān)于Modic 改變的發(fā)病機(jī)制不是特別清楚，大量研究研究認(rèn)為可能與如下兩個因素相關(guān)：①生物力學(xué)因素：脊柱超載的力學(xué)負(fù)荷造成的終板微骨折及骨折后反復(fù)修復(fù)，使得其組織學(xué)上發(fā)生改變，因而表現(xiàn)為MRI信號的改變。②生物化學(xué)因素：炎性因子引起的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致了Modic改變[3]。骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis)是臨床上最常見的老年退變性骨病，是由多種因素引起患者骨骼密度和質(zhì)量下降，骨骼的微結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致骨骼脆性增加，從而容易造成脆性骨折的全身性疾病[12]。絕經(jīng)后女性患者椎體骨鈣質(zhì)丟失加快，腰椎質(zhì)量無法承受身體的軸向壓力和橫向剪切力負(fù)荷，導(dǎo)致椎體終板及終板下骨質(zhì)發(fā)生微骨折，椎間盤內(nèi)炎癥介質(zhì)通過微骨折間的裂隙進(jìn)入終板及終板下骨質(zhì)引起局部的免疫炎性反應(yīng)，最終導(dǎo)致了腰椎 Modic 改變的發(fā)生[4]。我們的研究結(jié)果顯示腰椎Modic改變患者的骨密度T值和BMD值較無Modic改變患者降低，二者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，腰椎Modic改變患者骨質(zhì)疏松癥發(fā)生率升高，二者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，腰椎BMD與腰椎Modic改變呈負(fù)相關(guān)，關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，表明隨著骨密度水平的降低，Modic 改變的發(fā)生率升高。

BTMs是機(jī)體骨組織分解代謝和合成代謝的產(chǎn)物，可以實(shí)時反映機(jī)體骨組織骨形成和骨吸收的代謝水平，其作為為骨質(zhì)疏松癥診斷的重要的實(shí)驗(yàn)室檢查項(xiàng)目，可以比BMD更早的反映機(jī)體骨質(zhì)量變化[13-14]。PINP和β-CTX是國際骨質(zhì)疏松基金會(IOF)推薦采用的分別反映骨形成和骨吸收代謝水平的敏感性較高的指標(biāo)[13]。大量研究表明，PINP和β-CTX與脆性骨折發(fā)生風(fēng)險相關(guān)，因此，PINP和β-CTX被認(rèn)為是可以獨(dú)立預(yù)測脆性骨折發(fā)生風(fēng)險的因子[15-16]。與骨折類似，Modic改變也是由于椎體骨質(zhì)量下降，導(dǎo)致微骨折引起，所以我們推測與骨折發(fā)生風(fēng)險密切相關(guān)的PINP和β-CTX與腰椎Modic改變也密切相關(guān)。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)，腰椎Modic改變患者中，血清PINP和β-CTX較無Modic改變患者升高，進(jìn)一步我們采用Logistic回歸分析，顯示腰椎Modic改變與β-CTX和PINP正相關(guān)，關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

影響Modic改變的危險因素有多種，大致包括以下三類：①是否有椎間盤退行性變、椎間盤突出、許莫氏結(jié)節(jié)導(dǎo)致的椎間盤和終板損傷；②患者全身情況，包括是否吸煙、性別、遺傳因素等；③患者負(fù)重情況，包括是否肥胖、是否具有脊柱畸形、是否有高強(qiáng)度勞動等[8]。本文僅對患者年齡、身高、體重、是否吸煙、腰痛病程、絕經(jīng)時間、腰椎骨密度和骨代謝標(biāo)志物(β-CTX和PINP)幾個因素對腰椎Modic改變的影響進(jìn)行觀察和分析，影響因素的觀察和分析不夠全面。同時Modic 改變?nèi)齻€類型間的組織病理改變不同，不同類型Modic改變與腰椎BMD和血清PINP和β-CTX間相關(guān)關(guān)系是否存在不同，本文因樣本量限制并未進(jìn)一步細(xì)分研究。最后本研究為回顧性研究，單中心樣本量比較少，僅對我院200例絕經(jīng)后腰痛臨床資料進(jìn)行分析，存在分析偏倚。綜合以上幾點(diǎn)，本文最終得出的結(jié)論不可避免的具備一定的局限性和不足。但本研究所示的腰椎BMD及BTMs與腰椎Modic改變之前具有相關(guān)性在一定程度上為深入挖掘三者因果關(guān)系提供了可能的初步依據(jù)。本研究僅僅以探索絕經(jīng)后慢性腰痛女性腰椎BMD及BTMs與腰椎Modic改變相關(guān)關(guān)系為目的，研究的深度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在下一步的臨床研究中我們計(jì)劃設(shè)計(jì)一項(xiàng)前瞻性研究，增大樣本量，以期提高循證等級，為臨床決策提供更有力的證據(jù)。

綜上所述，我們的結(jié)果提示絕經(jīng)后絕經(jīng)后腰痛女性患者中，BMD及PINP和β-CTX與腰椎Modic改變具有相關(guān)性，隨著PINP和β-CTX水平升高和BMD水平降低，腰椎Modic改變的發(fā)生率升高。這提示我們臨床工作中我們應(yīng)早期監(jiān)測絕經(jīng)后腰痛女性患者BTMs和BMD的變化，早期進(jìn)行抗骨質(zhì)疏松治療，改善絕經(jīng)后女性BMD和BTMs水平，最終可能降低 Modic 改變的發(fā)生率，進(jìn)而減少絕經(jīng)后女性腰痛的發(fā)生。