膠原酶化學(xué)溶核術(shù)治療腰椎間盤突出癥的臨床及相關(guān)基礎(chǔ)研究.pdf

1、研究背景及目的 椎間盤突出發(fā)病的高峰期是40～50歲。有4％～6％的椎間盤突出可出現(xiàn)癥狀，其中男性的發(fā)病率是女性的3倍。 介入放射學(xué)治療腰椎間盤突出癥包括了許多經(jīng)皮微創(chuàng)技術(shù)，如：化學(xué)溶核術(shù)、經(jīng)皮自動椎間盤切除術(shù)、激光椎間盤切除術(shù)、電極管纖維環(huán)修補(bǔ)術(shù)。這些操作可以獲得約70％～75％的優(yōu)良率[1][2]，但是均存在一些副作用或者并發(fā)癥。用木瓜酶作化學(xué)溶核術(shù)，除發(fā)生橫斷性脊髓炎外，癱瘓的發(fā)生率為0.3～0.5％，數(shù)周乃至數(shù)月

2、劇烈的背部疼痛或強(qiáng)直發(fā)生率為20～40％，1％會出現(xiàn)過敏反應(yīng)[3]。因?yàn)槠錆撛诘牟l(fā)癥會產(chǎn)生很多危害，故木瓜酶化學(xué)溶核術(shù)在美國并沒有得到推廣。 膠原酶是由梭狀芽孢桿菌分泌的酶，膠原酶對膠原有高度特異性，但對普通蛋白如：纖維蛋白、血紅蛋白、角蛋白和彈性蛋白沒有溶解作用。選擇膠原酶運(yùn)用于化學(xué)溶核術(shù)的原因是：除膠原酶以外，其他酶對這種天然、未變性的膠原沒有溶解作用。 注射膠原酶的治療機(jī)理是：膠原酶在膠原纖維的不同位點(diǎn)水解膠原[

3、4]，使椎間盤內(nèi)壓力降低，突出部分減少，緩解對神經(jīng)根的壓迫。 在中國，膠原酶化學(xué)溶核術(shù)是一種較普遍應(yīng)用于治療腰椎間盤突出癥的微創(chuàng)治療方法。一般盤內(nèi)注射膠原酶的劑量為600u，盤外注射1200u。雖然以往的動物實(shí)驗(yàn)[5]及臨床研究[6]證明使用治療劑量范圍內(nèi)的膠原酶是安全的，但是我們的經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)報(bào)道都有以下并發(fā)癥：終板的破壞及椎間盤炎；術(shù)后短期內(nèi)出現(xiàn)的腰痛加劇初步分析和膠原酶的用量有關(guān)，術(shù)后椎間隙狹窄，脊椎小關(guān)節(jié)過度重疊，椎間孔變

4、小，會導(dǎo)致神經(jīng)通道變窄，壓迫神經(jīng)根，從而影響遠(yuǎn)期療效；術(shù)后MRI檢查發(fā)現(xiàn)治療后的椎間盤周圍存在慢性炎性反應(yīng)。為達(dá)到充分溶解膠原又盡可能減少上述并發(fā)癥的目的，必須個(gè)體化使用膠原酶劑量。 不同的髓核退變程度，膠原含量是不相同的，而膠原酶的溶解效應(yīng)是劑量依賴性，為達(dá)到個(gè)體化使用膠原酶劑量的目的，必須解決2個(gè)問題：1.使用無創(chuàng)的檢查方法評價(jià)退變髓核中膠原蛋白的含量；2.了解膠原酶化學(xué)溶解術(shù)中酶促反應(yīng)的影響因素，特別是酶效價(jià)(即單位膠原酶

5、能夠溶解的膠原蛋白量)。中山一院余文昌[7]等已經(jīng)建立膠原含量與MRI信號強(qiáng)度指標(biāo)之間的線性回歸方程，提供了通過測量MRI信號強(qiáng)度來計(jì)算髓核內(nèi)膠原含量的途徑。本課題是其研究結(jié)果的深入和延續(xù)。 本課題擬在臨床研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合生物化學(xué)、免疫組化等技術(shù)，探討膠原酶在化學(xué)溶核術(shù)中對細(xì)胞外基質(zhì)的影響規(guī)律。第1部分：膠原酶化學(xué)溶核術(shù)后，通過臨床及MRI隨訪，探討化學(xué)溶核術(shù)的療效及并發(fā)癥，分析并發(fā)癥產(chǎn)生的原因；第2部分：研究膠原酶化學(xué)溶核術(shù)

6、中酶促反應(yīng)的影響因素，探索膠原酶劑量與膠原蛋白含量間的關(guān)系，即酶效價(jià)方程，提供根據(jù)膠原蛋白含量推算膠原酶劑量的方法；第3部分，研究膠原酶化學(xué)溶核術(shù)對蛋白多糖含量的影響，分析膠原酶化學(xué)溶核術(shù)后椎間盤退變速度加快的原因；第4部分；通過研究金屬基質(zhì)蛋白酶-3(MMP-3)在退變椎間盤髓核組織中的表達(dá)及膠原酶化學(xué)溶核術(shù)對其表達(dá)的影響，從分子醫(yī)學(xué)的角度闡述膠原酶影響蛋白多糖含量的機(jī)理。本課題從臨床和基礎(chǔ)研究的角度初步提出膠原酶劑量個(gè)體化使用的理論

7、基礎(chǔ)及臨床應(yīng)用價(jià)值。 第一部分：突出組織直接注射膠原酶治療脫出型腰椎間盤突出癥的臨床研究方法：本組共76例患者，其中男性52例，女性24例。年齡為24～65歲，平均年齡45.2歲。臨床癥狀結(jié)合影像學(xué)資料確診為脫出型腰椎間盤突出癥。病變區(qū)域L4～5和/或L5～S1椎間盤75例，L3～4椎間盤1例。采用經(jīng)棘突間入路直接穿刺椎間盤脫出組織并注射600u的膠原酶。隨訪時(shí)間為半年～3年，分析隨訪的MRI和臨床資料。 結(jié)果：76例患

8、者治愈59例，治愈率為77.6％(59/76)，有效9例，總有效率為89.5％(68/76)。其中32例進(jìn)行了MRI隨訪(術(shù)前、術(shù)后7天、1個(gè)月、3～24個(gè)月)，3例(3/32)MRI復(fù)查發(fā)現(xiàn)椎間盤變窄。17例(17/76)出現(xiàn)一過性下腰部疼痛，無嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。 第二部分：膠原酶化學(xué)溶核術(shù)中酶促反應(yīng)影響因素的研究方法：1.10例退變的髓核組織分別勻漿后加入相同劑量的膠原酶，根據(jù)膠原酶的作用時(shí)間每例均分為12組，即：0h、0.2

9、5h、0.5h、1h、2h、3h、6h、12h、18h、24h、36h、48h，測定各組A550吸光值，研究膠原酶作用的時(shí)間規(guī)律；2.8例退變的髓核組織分別勻漿后加入相同劑量的膠原酶，根據(jù)加入試管中的勻漿量，每例均分為0ml、0.1ml、0.2ml、0.4ml、0.5ml、0.6ml、0.7ml、0.8ml、1.0ml組，測定各組A550吸光值，研究底物劑量對酶促反應(yīng)的影響；總量組底物劑量為1.0ml，直接測量A550吸光值作為對照。

10、 3.8例退變的髓核組織分別勻漿后加入膠原酶，根據(jù)加入的膠原酶劑量，每例均分為0u、3u、6u、9u、12u、15u、18u、21u、24u、27u、30u、33u組，測定A550吸光值并分析酶的效價(jià)。 結(jié)果： 1.時(shí)間對膠原酶酶促反應(yīng)的影響：0～12h各組，組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，12h～48h各組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.25，P=0.899)。12h～48h各組的吸光度高于0～6h各組(P＜

11、0.05)。 2.底物劑量對膠原酶酶促反應(yīng)的影響：0～0.6ml組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，0.7～1.0ml組間差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，0.7～1.0ml各組的吸光度高于0～0.6ml組(P＜0.05)；0～1.0ml組與總量組的A550吸光值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。 3.膠原酶劑量對酶促反應(yīng)的影響：0～18u各組組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；21～33u組分布于同一組，組間差異

12、沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。膠原酶劑量(x)與A550吸光值(Y)間的回歸方程Y=0.042+0.032X。 第三部分：膠原酶對退變椎間盤髓核組織中蛋白多糖影響的實(shí)驗(yàn)研究方法：10例退變的椎間盤髓核勻漿組織在加入膠原酶以后，根據(jù)加入的膠原酶劑量的不同分為0u、3u、6u、9u、12u、15u、18u、21u、24u、27u、30u組，分別測量糖胺多糖的水解量，另取總量組不加酶，直接測量糖胺多糖總量作對照。 結(jié)果：在0

13、～6u組間，糖胺多糖水解量的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；在9～30u組間，差異沒有顯著性(P＞0.05)。與總量組比較，最大水解程度為57.14％～64.76％。 第四部分：基質(zhì)金屬蛋白-3在退變椎間盤髓核組織中的表達(dá)及膠原酶對其表達(dá)的影響方法： 1.對30例退變椎間盤髓核，按年齡分為3組：1組(50～65歲)、2組(35～50歲)、3組(20～35歲)，檢測MMP-3的表達(dá)； 2.對5例退變髓核，檢測在膠

14、原酶作用的不同時(shí)間點(diǎn)，MMP-3的表達(dá)。 結(jié)果： 1.各組間MMP-3的表達(dá)差異顯著(P＜0.001，P＜0.001，P＜0.001)，1組最高，3組最低； 2.膠原酶作用以后，MMP-3表達(dá)增高，并隨時(shí)間而變化，3h為最大值，隨后降低，12h仍高于0h點(diǎn)(P＜0.05)。 全文結(jié)論： 1.經(jīng)棘突間入路直接穿刺脫出的椎間盤組織行膠原酶髓核溶解術(shù)治療脫出型腰椎間盤突出癥是一種有效的治療方法，術(shù)后椎間