紀振偉 姚立東 周 杰 夏 力

(武警新疆總隊醫(yī)院軍人病區(qū)骨科，新疆 烏魯木齊 830091)

研究表明〔1〕，頸椎病的致病因素已從過去的自然退變等轉變?yōu)榄h(huán)境因素、生活工作行為因素及體質因素。隨著近年來人們生活工作方式的變化，“低頭族”、長期伏案者增多，頸椎病的患病率呈逐年增長的趨勢〔2〕。頸椎病發(fā)病最早期、最本質的病理生理改變是頸椎間盤退變，這一改變既表現(xiàn)于頸椎間盤形態(tài)學上的變化，又表現(xiàn)于頸椎間盤內在生物化學平衡上的變化〔3〕。退變和突出的頸椎間盤內存在著多種在頸椎病的發(fā)生發(fā)展中起著關鍵作用的細胞因子和炎癥介質。白細胞介素(IL)-1β、IL-6及腫瘤壞死因子(TNF)-α等細胞因子已被證實可導致椎間盤退變的加劇〔4〕，但目前仍較少見到探討其相關機制的報道。本研究旨在探討頸椎退變過程中細胞因子水平的變化及其臨床意義，以期為頸椎病的預防和治療提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1實驗動物 7個月健康成年雄性SD大鼠45只，體重220～250 g，平均(237.68±8.17)g，由河南省實驗動物中心提供。

1.2建模及分組方法 45只SD大鼠經1 w適應性喂養(yǎng)后，采用隨機數(shù)字表法分為實驗組30只和假手術組15只。頸椎病大鼠模型建立：將大鼠麻醉，俯臥固定于手術臺，對頸部皮膚進行消毒處理，取頸背部正中切口對皮膚及皮膚下2.0～2.5 cm組織縱向切開，使頸部各肌肉層充分游離后，依次將頸部后側的肌肉橫向切斷，為防止斷處愈合，切除一段約1.5 cm的部分，然后將大鼠C2～C7椎間盤的棘上韌帶及棘間韌帶依次切斷，最后將皮膚逐層縫合，不拆線，讓其自然脫落。假手術組組大鼠術前準備及麻醉方法均與實驗組大鼠相同，但取其頸背部正中切口對皮膚及皮膚下2.0～2.5 cm組織縱向切開后即行縫合，不切斷肌肉及韌帶。上述兩組大鼠均在同等正常條件下，置于23℃～25℃的環(huán)境中采用標準飼料單籠喂養(yǎng)。兩組大鼠均于術后3 d采用5萬U的青霉素鈉肌肉注射抗感染。實驗組有1只大鼠術后死亡(可能原因為術中失血過多)，其余大鼠術后均有扭頭搖晃、低頭等表現(xiàn)，1 w后消失。實驗組另有2只大鼠于術后1 w死亡(解剖發(fā)現(xiàn)腸脹氣、頸部感染)，其余大鼠均正常。實驗組大鼠經頸椎X線檢查發(fā)現(xiàn)椎間孔變小、椎間隙變窄，同時頸椎生理彎曲消失甚至反曲，證實模型建立成功。

根據(jù)細胞因子監(jiān)測的時間點，再將實驗組大鼠隨機分為1個月組(n=7)、3個月組(n=9)、6個月組(n=11)，假手術組大鼠隨機分為1個月組(n=5)、3個月組(n=5)、6個月組(n=5)。

1.3檢測指標 分別于術后1、3、6個月對相應組別的大鼠再次麻醉，采集腹腔靜脈血后，4℃、3 000 r/min離心15 min，收集上清液并于-80℃條件下保存待測。采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測定血清IL-1β、IL-6、TNF-α含量。ELISA試劑盒購自美國R&D Systems Inc，嚴格按照說明書進行操作。

1.4統(tǒng)計學方法 采用SPSS21.0軟件，計量資料兩組間比較采用雙側t檢驗，三組數(shù)據(jù)比較采用F檢驗。

2 結 果

2.1各組大鼠血清IL-1β檢測結果 實驗組大鼠各時間段血清IL-1β水平均明顯高于假手術組(P<0.05)。假手術組不同時間段血清IL-1β水平整體比較及兩兩比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。實驗組術后3個月及6個月血清IL-1β水平明顯低于術后1個月，同時術后6個月血清IL-1β水平明顯低于術后3個月(P<0.05)。見表1。

2.2各組大鼠血清IL-6、TNF-α檢測結果 兩組大鼠各時間段血清IL-6、TNF-α水平組間比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，同時兩組大鼠不同時間段血清IL-6、TNF-α水平組內整體比較及兩兩比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2，表3。

表1 各組大鼠血清IL-1β水平比較

與術后1個月比較：1)P<0.05；與術后3個月比較：2)P<0.05

表2 各組大鼠血清IL-6水平比較

表3 各組大鼠血清TNF-α水平比較

3 討 論

隨著生物學及分子免疫學的發(fā)展及人們對頸椎病認識的深入，退變頸椎間盤組織釋放的多種細胞因子和炎癥介質的作用越來越受到重視。許多證據(jù)表明，炎癥反應既是頸椎間盤退變的產物，又是導致頸椎病各種臨床癥狀產生和加劇的致病因素〔5〕。

IL-1β可誘導細胞間黏附分子的表達，并介導了單核細胞、中性粒細胞的浸潤和聚集，是ILs家族中介導免疫應答及炎癥反應最重要的一員〔6〕?？烧J為IL-1β是一個潛在的始動因素，對椎間盤退變的過程中的多個環(huán)節(jié)存在影響，既可以通過誘導一氧化氮及金屬蛋白酶使髓核中的蛋白聚糖分解加劇而使合成受到抑制，導致蛋白聚糖丟失從而直接影響椎間盤退變，也可通過影響其他炎性介質間接影響椎間盤退變繼發(fā)性病理過程〔7〕。本研究結果表明IL-1β在頸椎退變中發(fā)揮著重要作用。頸椎退變過程中局部IL-1β的高表達介導了強大的炎性反應，而當炎性反應在局部加劇時，椎間盤細胞基質的降解及細胞氧化速度也隨之加快，從而又促進了椎間盤的退變。陳巖等〔8〕研究不同劑量川芎嗪對IL-1β誘導的大鼠椎間盤終板軟骨細胞退變的影響，發(fā)現(xiàn)6.25～25.00 μmol/L的川芎嗪可抑制IL-1β的表達，并逆轉IL-1β誘導的大鼠椎間盤終板軟骨細胞退變。這一結論提示了消除局部炎癥因子、恢復椎間盤內各種細胞因子的正常表達或可治療頸椎間盤退變，但后續(xù)仍需大量的動物實驗進行驗證。

IL-6是一種多效應細胞因子，對細胞生長、分化乃至基因表達均有一定的影響。有研究表明〔9〕，IL-6在退行性關節(jié)病發(fā)病中作為炎性遞質有著重要的作用。在椎間盤蛻變的炎癥過程中，IL-6可促進炎性細胞的聚集并促使炎性遞質釋放，其效果相當于炎癥的促進劑〔10〕。Deng等〔11〕觀察到頸椎間盤突出患者血清IL-6水平有明顯的上調。而本研究各時間點兩組大鼠血清IL-6水平均無顯著變化，原因可能是由于本研究選擇的檢測時間點與之有差異。Li等〔12〕認為，退變中的椎間盤自身仍存在一定的內源性修復潛力，筆者認為研究結果的差異可能也與其相關。漆啟華等〔13〕發(fā)現(xiàn)大鼠退變椎間盤組織中的IL-6在造模成功16 w內均呈現(xiàn)高表達狀態(tài)，提示本研究結果與前人存在差異的另一個原因可能是大鼠血清中炎性因子的含量顯著低于椎間盤組織中炎性因子的含量。

TNF-α具有多種免疫調節(jié)作用，在細胞因子級聯(lián)反應中發(fā)揮起始作用，可誘發(fā)自身和其他細胞因子釋放，從而導致機體損傷。TNF-α的許多損傷作用需要依靠其他因素產生，研究表明〔14,15〕，其在椎間盤退變的過程中，可降低椎間盤基質降解酶的活性，并對炎癥反應起到促進作用，導致髓核脫水、彈性減弱，使椎間盤力學性能受到改變，從而引發(fā)退變。本研究中兩組大鼠血清中TNF-α在各時間點均無明顯差異，而田園等〔16〕的研究發(fā)現(xiàn)，與假手術大鼠相比較，頸椎病大鼠組織中TNF-α存在高表達，提示椎間盤退變多通過自分泌或旁分泌產生細胞因子，不會引起血液中細胞因子的濃度升高，而僅在退變的椎間盤局部產生相應的效應。

綜上所述，頸椎退變過程中可能伴隨著血清IL-1β水平升高，但血清IL-6、TNF-α水平并無明顯改變。同時本研究中實驗組大鼠術后血清IL-1β水平隨時間的變化呈現(xiàn)下降的趨勢，推測與其頸部肌肉瘀痕逐漸愈合而使頸椎的動靜力平衡得到部分恢復有關，但其具體的作用機制仍有待進一步的實驗研究。

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