炎性因子在腰椎間盤退變機制中的作用.pdf

1、腰痛是骨科常見病與多發(fā)病。在下腰痛患者中，大約有40％是由椎間盤退變(Intervertebraldiscdegeneration，IDD)引起的。目前，臨床上雖有保守治療、椎間盤切除或和脊柱融合術(shù)等手術(shù)治療等多種方式治療由IDD引起的疾病，但其最終并不能阻止IDD的發(fā)生，從而從根本上治療該類疾病。究其原因，主要是由于對IDD發(fā)生機制的不完全了解。目前，椎間盤退變機制的相關(guān)研究主要集中于椎間盤的生物力學(xué)改變、自身免疫因素和營養(yǎng)障礙等方面

2、，對于椎間盤退變過程中的炎性因素，雖有研究，但并不透徹。 根據(jù)在人體內(nèi)功能的不同，炎性因子可分為促炎因子和抗炎因子兩大類。其中促炎因子包括IL-1、IL-6、TNF-α等，抗炎因子則包括IL-4、IL-10等。研究表明在正常與退變的椎間盤中，同時存在著上述兩類因子的表達(dá)，而且抗炎因子IL-1、IL-6、TNF-α等在椎間盤退變的過程中，對椎間盤基質(zhì)的合成與分解、炎癥反應(yīng)和椎間盤細(xì)胞凋亡等三方面起著重要的作用。在椎間盤基質(zhì)的合成與

3、分解方面，IL-1α可使纖維環(huán)細(xì)胞的蛋白多糖合成減少和釋放增加，亦可促進髓核基質(zhì)中蛋白多糖的降解。IL-1β可減少纖維環(huán)細(xì)胞蛋白多糖的合成，且可促進髓核細(xì)胞產(chǎn)生MMP-2和MMP-3從而加速蛋白多糖的降解。IL-6可刺激椎間盤纖維環(huán)細(xì)胞中蛋白多糖的合成，但對髓核細(xì)胞中蛋白多糖的合成沒有明顯的作用。TNF-α則可降低髓核細(xì)胞蛋白多糖、Ⅱ型膠原基因的表達(dá)，減少蛋白多糖、Ⅱ型膠原合成和促進蛋白多糖等的降解。在炎癥反應(yīng)方面，IL-1促進椎問盤合

4、成NO、IL-6和PGE2，TNF-α則可促進髓核細(xì)胞MMP-1、MMP-3、MMP-13、ADAM-TS4和ADAM-TS5等的產(chǎn)生。在椎間盤中的細(xì)胞凋亡方面，IL-1可促進NO的產(chǎn)生，從而促進髓核、纖維環(huán)細(xì)胞的凋亡。然而，對抗炎因子在椎間盤中作用及促炎因子與抗炎因子在椎間盤中平衡關(guān)系的研究則未見報道。而且，椎間盤作為一“三明治”結(jié)構(gòu)復(fù)合體，軟骨終板退變亦是椎間盤退變的重要原因，有關(guān)炎性因子在軟骨終板退變過程中的作用研究亦未見報道。另

5、外，有研究報道IDD及椎間盤疾病(1umbardiscdisease，LDD)與遺傳因素有關(guān)，作為與椎間盤退變過程中基質(zhì)改變有關(guān)的重要細(xì)胞因子——炎性因子基因位點單核苷酸多態(tài)性亦與IDD及LDD有關(guān)，其中，在芬蘭人群中，IL-1α基因-889T＞C位點中TT表型者椎間盤突出發(fā)生率為CC表型者的3倍；IL-1β基因+3954C＞T位點中TT或CT表型者椎間盤突出發(fā)生率亦較CC表型者高；IL-1α基因-889T＞C、IL-1β基因+3954

6、C＞T和IL-1Rα基因+1887C＞T位點同時分別存在TT、TT和CC表型時椎間盤突出的發(fā)生率亦稍高，但兩兩同時存在則無此關(guān)聯(lián)。而且，IL-1α基因-889T＞C、IL-1Ra基因+1812G＞A和IL-1β基因+3954C＞T位點中分別出現(xiàn)C、A和C等位基因時與椎間盤源性腰腿痛的發(fā)生率或嚴(yán)重程度有關(guān)；IL-6基因啟動子-597G＞A、-572G＞C和-174G＞C、5號外顯子+15T＞A位點為GGGA聯(lián)合表型時，椎間盤源性腰腿痛的發(fā)

7、病率亦增加。但是，人種的不同，疾病的遺傳信息并不同，對漢族人椎間盤退變炎性因子相關(guān)基因的研究則未見報道。 本課題旨在研究退變髓核組織中，促炎因子與抗炎因子的表達(dá)變化以及炎性因子對體外培養(yǎng)的兔軟骨終板細(xì)胞的作用，從而更深一步的了解椎間盤退變的作用機制，同時我們研究了IL-1、IL-6、TNF-α基因單核苷酸多態(tài)性情況與漢族人IDD及LDD的關(guān)系，從而補充了漢族人LDD的遺傳學(xué)基礎(chǔ)的研究。第一部分：促炎因子與抗炎因子在退變髓核組織中

8、的表達(dá)及其臨床意義目的：觀察促炎因子IL-6、TNF-α及抗炎因子IL-4在退變髓核組織內(nèi)的表達(dá)，并探討其臨床意義。方法：收集30例單節(jié)段椎間盤突出癥患者及10例經(jīng)前路松解手術(shù)的特發(fā)性脊柱側(cè)彎患者的髓核組織，術(shù)前患者臨床癥狀嚴(yán)重程度均予Oswestry功能障礙指數(shù)(0swestrydisabilityindex，ODI)評定，23例行MRI檢查的患者，根據(jù)Schneiderman分級評定椎間盤退變程度，術(shù)后應(yīng)用ELISA測定髓核組織中I

9、L-6、TNF-α和IL-4的含量。結(jié)果：退變髓核中IL-6的含量較對照組高、TNF-α的含量亦較對照組高(P＜0.05)；IL-4的表達(dá)僅存在于TNF-基因-511T＞C、+3954C＞T，IL-1Ra基因86bpVNTR，IL-6基因啟動子-597G＞A、-572G＞C、-174G＞C，5號外顯子+15T＞A、+132C＞T，TNF-α基因-308G＞A位點的片段，直接測序法檢測IL-6基因啟動子-597G＞A、-572G＞C、-1

10、74G＞C和5號外顯子+15T＞A、+132C＞T的單核苷酸多態(tài)性情況，直接電泳鑒定IL-1Ra基因86bpVNTR的重復(fù)多態(tài)性情況，酶切法鑒定IL-1β基因-511T＞C、+3954C＞T、IL-1Ra基因86bpVNTR、TNF-α基因-308G＞A位點單核苷酸多態(tài)性情況，比較兩組中基因多態(tài)性與椎間盤疾病的關(guān)系。同時，利用MRI檢測兩組的椎間盤退變情況，并分析其中小于45歲者基因多態(tài)性與椎間盤退變的關(guān)系。結(jié)果：椎間盤疾病病例組及對照

11、組中均未檢測到IL-6基因啟動子-597G＞A和-174G＞C、5號外顯子+15T＞A、+132C＞T位點單核苷酸多態(tài)性情況，存在IL-1β基因-511T＞C、+3954C＞T、IL-1Ra基因86bpVNTR、IL-6基因啟動子-572G＞C、TNF-α基因-308G＞A位點單核苷酸多態(tài)性情況，但I(xiàn)L-1β基因+3954C＞T、IL-6基因啟動子-572G＞C和TNF-α基因-308G＞A位點單核苷酸多態(tài)性與椎間盤疾病及椎間盤退變嚴(yán)重

12、程度無關(guān)。IL-1β基因-511T＞C位點TT、TC和CC表型，T、C表型和IL-1Ra基因86bpVNTR位點1/1、2/2和1/2表型，1、2與LDD有關(guān)。另外，IL-1β基因-511T＞C位點單核苷酸CC、CT和TT基因型分布差別與腰椎間盤退變總節(jié)段數(shù)與退變總評分有關(guān)，但I(xiàn)L-1Ra基因86bpVNTR位點核苷酸1/1、2/2和1/2基因型與腰椎間盤退變總節(jié)段數(shù)及退變總評分均無關(guān)。結(jié)論：在漢族人中，存在IL-1β基因-511T＞C