胡 博 綜述,丁洪偉 審校

Modic改變(Modic changes，MCs)是指脊柱終板及終板下骨質MRI的信號改變，1987年由Roos et al首先報道，1988年Modic et al系統地闡述了MCs的特點，認為MCs是由椎間盤退變所引起，其病理演變是椎間盤退變→終板的保護作用減弱或消失→鄰近松質骨水腫→椎體脂肪浸潤→發(fā)生纖維化及鈣化。該研究根據MRI信號的差異將其分為MCs Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型:① Ⅰ型表現為T1低信號、T2高信號,臨床表現為椎體終板出現水腫及炎癥;② Ⅱ型表現為T1高信號、T2高信號，臨床表現為椎體中的黃骨髓代替紅骨髓;③ Ⅲ型表現為T1低信號、T2低信號，臨床表現為椎體終板出現骨纖維化。為了與Modic分類系統相對應，1990年Miller將MCs分為4級:0級——正常，無退化；一級——相當于MCsⅠ型；二級——相當于MCs Ⅱ型；三級——相當于MCs Ⅲ型。1990年，Weishaupt根據MRI矢狀位上終板異常信號所涉及的椎體高度，將MCs分為4級：正常——T1WI、T2WI無異常；輕度——信號強度變化幅度≤椎體高度的25%；中度——信號強度變化幅度在椎體高度的>25%～<50%；重度——信號強度變化幅度≥椎體高度的50%。MCs作為終板的一種改變，在腰痛人群中的患病率是普通人群的7倍，而且隨著年齡的增長，MCs的患病率也在升高。本研究就腰椎疾病中MCs改變的相關研究進展進行綜述。

1 MCs的機制

1.1 退變椎間盤的生物力學基礎椎間盤退變后，軸向負荷使終板微骨折，纖維血管肉芽組織形成，血管密度增加，使軟骨下骨髓血管化。當終板承受的壓力超過閾值時，終板骨小梁發(fā)生骨折，最終導致MCs[1-2]。值得注意的是，MCs Ⅰ型椎體終板改變與膝關節(jié)自發(fā)性骨壞死和髖關節(jié)短暫性骨質疏松等疾病之間的相似性，在這些情況下MRI上看到的異常信號強度都代表反應性骨髓水腫。

1.2 退變椎間盤引起的生物化學改變MCs是一個非常復雜的過程，與生物力學相比，MCs的生物化學改變更值得臨床關注。2002年Burke et al首次發(fā)現，合并MCs的退變椎間盤中炎癥介質產物明顯高于無MCs的退變椎間盤。進一步的研究[3]發(fā)現，伴發(fā)MCs的椎間隙中白細胞介素-1、粒細胞巨噬細胞集落刺激因子、可提取性核抗原-78、腫瘤壞死因子等表達水平明顯高于正常水平，說明MCs Ⅰ型終板水腫為炎性表達的急性期。

1.3 低毒性細菌感染學者們[4-6]在對手術摘除的椎間盤進行細菌培養(yǎng)時均發(fā)現痤瘡丙酸桿菌，表明椎間盤的無氧環(huán)境適合厭氧菌生長。Albert et al[6]對61例行腰椎手術的患者進行術前活檢、MRI檢查以及隨訪，43%的患者椎間盤細菌培養(yǎng)結果為陽性，細菌培養(yǎng)為厭氧菌，主要是痤瘡丙酸桿菌。在這些細菌培養(yǎng)陽性的椎間盤中，80%產生了新的MCs，而培養(yǎng)陰性的椎間盤中有44%產生了新的MCs。Rigal et al[7]分析了313例接受L4～5或L5～S1融合或椎間盤置換手術的病理報告和細菌培養(yǎng)結果，認為后路手術時椎間盤污染率較高，因此采用了腹膜后前路手術,并對385個椎間盤進行了術中活檢，其中303個椎間盤在MRI上顯示為MCs Ⅰ型。活體組織切片培養(yǎng)4周后進行組織病理學分析發(fā)現，僅有6例表現為陽性，其中2例為痤瘡丙酸桿菌；術后1年隨訪中患者均未發(fā)生感染。該研究認為感染和椎間盤退變之間沒有相關性。但Urquhart et al[8]研究發(fā)現，椎間盤感染和退變之間的聯系是可能的。也有學者[9]認為有必要在控制好樣本污染的情況下進一步調查這一問題。目前，MCs是否由細菌感染導致還存在爭議，但是通過對該機制的探索可以為治療提供有效指導。

1.4 基因因素Karppinen et al(2008年)通過對228例受試者的研究發(fā)現，白細胞介素-1和基質金屬蛋白酶3的遺傳變異與MCs Ⅱ型密切相關。該研究發(fā)現，Ⅰ型膠原(COL1A1基因)、Ⅸ型膠原(COL9A2基因、COL9A3基因)、Ⅺ型膠原(COL11A2基因)、聚集蛋白聚糖基因、細胞質連接蛋白基因、基質金屬蛋白酶2基因、生長分化因子-8基因、維生素D受體基因等與椎間盤退變相關，具有遺傳性的特異性基因位點，表明多個基因相互作用可引起MCs，但單個基因的作用還有待進一步研究。在遺傳學領域探討椎體終板退變和MCs的發(fā)病機制和遺傳易感因素是值得的，有助于疾病的預防以及通過藥物或基因進行早期干預。

2 MCs的臨床特點

2.1 鑒別椎間盤炎癥在MRI上可以表現出終板炎，但正確的診斷通常是通過區(qū)分它們各自的特點來實現。椎間盤炎MRI的表現與MCs Ⅰ 型十分相似，均表現為T1低信號、T2高信號。Schwarz-Nemec et al[10]研究表明，MCs Ⅰ 型的終板輪廓、水腫程度、T1信號值與早期脊柱炎和嚴重脊柱損傷有顯著差異。在椎體骨髓水腫患者中存在不規(guī)則但完整的T1像終板輪廓，對MCs Ⅰ型的診斷具有重要意義。隨著椎間盤炎病情的發(fā)展，病變椎間盤所在的椎間隙會逐漸變窄，同時相鄰的終板均會受到不同程度的破壞，椎體邊緣可出現“蟲蝕樣”改變。此外，年輕患者的MCs Ⅰ型還需與脊柱關節(jié)炎進行區(qū)分，盡管MCs Ⅰ型和早期脊柱關節(jié)炎在MRI上有一定的形態(tài)學相似性，但病變過程是完全不同的，MCs Ⅰ型患者不符合脊柱關節(jié)炎的臨床、生物學和成像標準。

2.2 臨床癥狀

2.2.1腰痛當腰椎間盤出現退變后，終板炎性改變也將引起疼痛。Jensen et al(2010年)對40～44歲普通丹麥人群進行為期4年的問卷調查發(fā)現，終板炎的患病率逐年上升，發(fā)生終板炎性改變中84%的患者以MCs Ⅰ型為主，同時他們還認為MCs是可以通過椎間盤的退變進行預測的。另有研究[11]證實，MCs Ⅰ、Ⅱ型的面積與腰痛的程度呈正相關，MCs Ⅲ型的面積則與腰痛程度無明顯相關性。M??tt? et al[12]對324對雙胞胎的隨訪發(fā)現，MCsⅠ型在向MCsⅡ型過渡即MCsⅠ、Ⅱ型混合時疼痛癥狀最嚴重，但具體原因尚不明確。Brinjikji et al[13]通過觀察3 000例腰椎疾病患者的椎間盤退變表現發(fā)現，椎間盤的退變、突出、壓迫、脫出均與腰痛有顯著相關性，其中MCs Ⅰ 型和峽部裂也顯示與腰痛顯著相關。目前MCs與腰痛的相關性尚存爭議，但是當椎間盤退變等級增加時，MCs與腰痛則表現出較強的相關性[14]。

2.2.2腰椎間盤退變或突出Xiao et al[15]對345例腰椎間盤退變或腰椎間盤突出患者隨訪后發(fā)現，隨著L3～5椎間盤退變等級的增加，L3～5椎體相鄰終板MCs出現的概率也隨之上升。椎間盤突出患者行單純髓核摘除手術治療后，MCs患者的腰椎間盤突出更容易復發(fā)[16-17]。

2.2.3腰椎側凸和腰椎滑脫Wu et al[18]通過對120例腰椎側凸患者1 440個終板的研究發(fā)現，與不存在腰椎側凸的退行性腰椎疾病患者相比，腰椎側凸患者的MCs發(fā)病率明顯增高，且多為MCs Ⅱ型。Hayashi et al[19]通過對450例有癥狀的腰椎滑脫患者行中立位、屈曲位MRI檢查發(fā)現，年齡、椎間盤退變、腰椎滑脫的角運動和平移與MCs密切相關，隨著MCs從Ⅰ型到Ⅱ型的演變，椎間盤退變逐漸加重，腰椎角度改變與平移運動逐漸增加，較其他MCs類型而言，MCs Ⅱ型腰椎滑脫的平移程度最為嚴重，MCs Ⅲ型腰椎角度及平移的程度最輕微。筆者認為，MCs Ⅰ型主要為炎性浸潤，在臨床上主要表現為腰部疼痛，當MCs進一步發(fā)展到骨髓替代階段即MCsⅡ型時，黃骨髓的出現導致椎體的穩(wěn)定性下降，使腰椎更易發(fā)生角度改變和平移從而造成滑脫，但隨著椎體內黃骨髓的纖維化后硬化，腰椎自我融合穩(wěn)定性明顯加強，所以MCs Ⅲ型患者腰椎滑脫的比例明顯降低。

3 MCs的治療

3.1 非手術治療

3.1.1抗生素治療通過對MCs機制的研究，Albert et al[20]采用隨機雙盲對照研究發(fā)現，長期使用抗生素(100 d)治療能明顯緩解腰椎間盤突出MCs Ⅰ 型患者的腰痛。但另一項隨機雙盲對照研究[21]顯示，對MCs患者使用阿莫西林治療3個月后的治療效果與安慰劑治療效果相同，故其并不支持抗生素治療MCs。

3.1.2益生菌治療Jensen et al[22]對MCs Ⅰ 型患者采用益生菌治療，隨訪1年后發(fā)現益生菌對于Modic Ⅰ型腰痛患者有效，但效果明顯不如使用抗生素。

3.1.3唑來膦酸治療Koivisto et al[23]對30例腰痛患者進行唑來膦酸與安慰劑對照研究，隨訪1年后發(fā)現，唑來膦酸能促進MCs Ⅰ型轉變?yōu)镸Cs Ⅱ型，從而減輕疼痛。Cai et al[24]采用唑來膦酸、降鈣素與安慰劑進行為期3個月的對照研究發(fā)現，與安慰劑組相比，唑來膦酸和降鈣素確實能有效減輕患者疼痛，同時也發(fā)現降鈣素能有效減少MCs面積。

3.1.4針灸推拿治療袁仕國 等[25]對78例慢性非特異性腰痛患者行針灸治療，結果顯示無MCs患者較MCs患者療效佳，MCs Ⅰ型較MCs Ⅱ、Ⅲ型的療效佳。Annen et al[26]對普通腰痛患者和MCs患者進行前瞻性隊列研究發(fā)現，是否存在MCs和MCs的種類與針灸推拿治療的臨床效果無相關性。針灸推拿作為非手術治療方案治療MCs患者，國內外采用的觀察以及研究方法不同，結論差異較大，未來需要大樣本以及更嚴謹的方法做進一步研究。

3.2 手術治療

3.2.1椎體成形術Kavanagh et al[27]報道了1例70歲Modic Ⅰ型男性患者采用椎體成形術成功緩解腰痛，術后1年隨訪未見復發(fā)。一項回顧性分析[28]認為，采用單純髓核摘除術聯合骨水泥填充治療腰椎間盤突出，通過側重減壓、穩(wěn)定脊體、抗感染等方式能明顯緩解老年腰椎間盤突出患者的臨床癥狀。但對MCs Ⅰ型腰痛患者能否采用椎體成形術治療尚缺乏大樣本的數據支持。

3.2.2腰椎椎間融合術2009年Kwon et al對351例MCs合并退行性腰椎疾病患者研究發(fā)現，經腰椎椎間融合術治療后，MCsⅠ型融合率為88%，MCs Ⅱ型為84%，MCs Ⅲ型73%，無MCs為97%，其中MCs Ⅲ型患者的融合率相對較低，建議應結合MCs的病變程度和具體類型選取合適的手術方法。Portella et al[29]對28篇采用腰椎融合術的文獻進行Meta分析后認為，融合節(jié)段的MCs Ⅰ型改變頻率降低可能是退行性的，也可能是漸進性的，當然,無論終板的信號是否改變，術后隨訪患者的臨床功能均能得到顯著改善。王牧一 等[30]采用經椎間孔腰椎椎間融合術治療退行性腰椎疾病患者，研究顯示cage沉降率MCs組明顯高于無MCs組，術前MCs不影響術后融合效果,但MCsⅠ、Ⅱ型可能增加cage沉降的風險。一項對“腰椎減壓”與“腰椎減壓與融合”患者的前瞻性、多中心的研究[31]顯示，術后36個月時MCs患者與無MCs患者術后臨床結果差異無統計學意義。

3.2.3腰椎間盤切除術椎間盤突出與MCs可同時出現，在計劃對椎間盤突出或MCs患者行腰椎間盤切除術之前，有必要完全排除感染的情況。Ulrich et al[32]研究表明，術前存在椎間盤炎的MCs患者在椎間盤切除術后預后較差。Hao et al[33]對102例患者行內鏡下腰椎間盤切除術，術后5年隨訪發(fā)現MCs患者出現透明軟骨更多，而且腰椎間盤突出更易復發(fā)。腰椎間盤切除術治療存在MCs的腰椎間盤突出患者療效肯定，但術后易復發(fā)[34-35]。所以采取腰椎間盤切除術治療MCs如何降低復發(fā)率、改善預后是未來研究的方向。

4 展望

MCs作為一種與椎間盤退變密切相關的變化逐漸得到國內外學者的關注，但在MRI中MCs是否可作為單獨的診斷標準或者僅可作為影像學報告需要進一步探討。MCs在自然的腰椎退變中扮演的角色還有待大量的研究，同時由于MCs與腰痛密切相關，且其發(fā)生機制與骨關節(jié)炎類似，是否可以通過類似藥物治療延緩腰椎關節(jié)的退變期待進一步的研究。