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编号:10221719
腰椎间盘突出症的病理分型和全身及局部体液免疫水平的相关性研究
http://www.100md.com 《西安交通大学学报(医学版)》 1999年第3期
     作者:李军 刘淼 朱丽萍

    单位:李军 刘淼(第一临床医学院骨科 西安 710061);朱丽萍 影像中心

    关键词:腰椎;椎间盘;病理分型;自身免疫;免疫球蛋白;免疫组织化学

    摘要 为探讨腰椎间盘突出症的不同病理分型和自身体液免疫状态之间的相互关系 摘要 为探讨腰椎间盘突出症的不同病理分型和自身体液免疫状态之间的相互关系,采用速率散色比浊法和免疫组化法对28例腰椎间盘突出症患者血清、脑脊液和髓核组织中IgG、IgM进行测定。结果表明:①脑脊液中IgG、IgM含量增高对腰椎间盘突出症有一定诊断价值;②外周血中IgG、IgM的增高有助于区分腰椎间盘突出症的破裂型和游离型,可明确经皮髓核摘除术中的禁忌症;③突出的髓核组织中有免疫球蛋白沉积,可引起自身免疫反应性炎症,这是腰椎间盘退变、突出和腰腿痛的原因之一。

    A STUDY ON THE RELATIONSHIP BETWEEN THE
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    PATHOLOGICAL CLASSIFICATIONS OF LUMBAR DISC

    HERNIATION AND LOCAL & GENERAL

    HUMORAL IMMUNE STATUS

    Li Jun, Liu miao,Zhu Liping

    (Department of Orthopaedic Surgery, First Affiliated Hospital)

    Abstract In order to explore relationship between pathological classifications and humoral auto-immune status, the serum,cerebrospinal fluid and nucleus pulposus of 28 disc herniation patients were examined for the production of IgG and IgM by rate nephelometry and immunohistochemical protocol.The results showed:①The concentrations of IgG and IgM in CSF was helpful to diagnose the lumbar disc herniation;②The concentrations of IgG and IgM in serum were useful to distinguish extrusion and sequestration and understand the contraindication of percutaneous discectomy;③Immunoglobulin deposits could lead to a chronic inflammatory response, which caused lumbar disc degeneration,prolapse, lumbago and sciatica.
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    Key words lumbar disc herniation;pathological classification;auto-immune, immunoglobulin;imunohistochemisty

    近年来,国内外许多学者对腰椎间盘突出症的自身免疫学说进行了进一步的研究,但就不同的病理分型和外周血、脑脊液以及术后髓核组织中免疫球蛋白含量之间的相互关系报道较少。本文旨在探讨二者的关系并进一步阐述腰腿痛的发病机理,以期对腰椎间盘突出症的诊断、分型以及治疗方式的选择有一定的指导意义。

    材料与方法

    1 病例选择 选取腰椎间盘突出症患者28例为突出症组,男13例,女15例,平均年龄51岁(29~65岁),平均病程1.5年。CT检查24例,脊髓造影4例,均采取手术治疗。正常对照组为和患者年龄相近的正常成年人,共35例。平均年龄51岁(27~64岁)。尸体对照组为椎间盘12个,取自6具新鲜健康尸体。突出症组和正常对照组肝肾功、血沉均正常,并排除自身免疫性疾病、过敏性疾病、中枢神经系统疾病和急、慢性感染。
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    2 材料 Array-360 ICS分析仪购于美国Beckman公司,小鼠抗人IgG、IgM(效价1∶300)购于四军大免疫教研室。生物素标记马抗小鼠IgG,ABC复合物购于美国vector公司。

    3 研究方法

    3.1 标本的获取和测定 取患者和正常对照组外周血和脑脊液各2 ml,用速率散色比浊法测定各组血清和脑脊液中IgG、IgM的含量[1]。为排除血液对脑脊液渗透作用的影响,用脑脊液中IgG、IgM与外周血中IgG、IgM的比值,来反映中枢神经系统内IgG、IgM的生成量。术后髓核组织免疫组化染色方法为抗生素-生物素(ABC)法。

    3.2 分组及统计学处理 据Spangler[2]方法,突出症组又分为以下三组:凸起组(15例)、破裂组(8例)、游离组(5例)。血清和脑脊液的检测中,因破裂组与游离组病理本质相同,合并为一组称合并组,共13例。突出症组患者28例,凸起组患者15例,合并组患者13例,按照性别相同、年龄相近、例数相同的原则,分别从对照组35例标本中抽取样本成配对对照 ,进行配对计量资料间t检验。
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    结果 1 外周血免疫指标的检测 表1显示突出症组、凸起组、合并组以及各自的对照组血清中免疫球蛋白检测结果。突出症组、合并组血清中IgG、IgM含量均较对照组显著增高(P<0.05);凸起组与对照组无显著性差异(P>0.10)。

    表1 血清IgG、IgM测定结果(Image361.gif (850 bytes)±s)

    组 别

    例数

    IgG(g/L)

    IgM(g/L)

    突出症组
, 百拇医药
    28

    12.907±1.96*

    1.48±0.46*

    对照组

    28

    11.406±1.45

    1.28±0.39

    凸起组

    15

    11.98±1.59

    1.31±0.55

    对照组
, 百拇医药
    15

    11.36±1.47

    1.29±0.39

    合并组

    13

    14.13±2.32*

    1.68±0.40*

    对照组

    13

    11.46±1.41

    1.28±0.38

    与各组对照组比较P<0.05
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    2 脑脊液免疫指标的检测 表2显示突出症组、凸起组、合并组以及各自的对照组脑脊液中免疫球蛋白检测结果。突出症组、合并组脑脊液中IgG、IgM含量均较对照组有非常显著性增高(P<0.01),凸起组较对照组亦有显著性增高(P<0.05)。

    表2 CSF中IgGcsf/IgGs、IgMcsf/IgMs测定结果(Image361.gif (850 bytes)±s)

    组 别

    例数

    IgGcsf×103/IgGs
, 百拇医药
    IgMcsf×103/IgMs

    突出症组

    28

    4.23±3.80*

    3.91±3.70*

    对照组

    28

    2.40±3.20

    1.88±0.45

    凸起组

    15
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    3.35±2.70*

    3.06±3.10**

    对照组

    15

    2.34±3.10

    1.87±0.42

    合并组

    13

    5.10±5.00*

    4.76±4.60*

    对照组
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    13

    2.47±3.40

    1.89±0.50

    *与各自对照组比较P<0.01,**P<0.05

    3 髓核中IgG、IgM免疫组化染色结果 免疫组化阳性染色呈带状、片状或线状分布于髓核基质中,髓核细胞中无阳性染色。阳性标本中IgG分布较IgM广泛。28例腰椎间盘标本染色结果以游离组阳性率最高(IgG 60%、IgM40%),破裂组次之(IgG 37.5%、IgM25%),凸起组最低(IgG 7%、IgM7%),尸体对照组及空白对照组均无阳性染色(见表3)。

    表3 各组IgM,IgG免疫组化染色结果

    组别

    例数
, 百拇医药
    IgG

    IgM

    阳性

    例数

    阳性率

    (%)

    阳性

    例数

    阳性率

    (%)

    突出症组

    28

    7

, 百拇医药     25.0

    5

    17.9

    凸起组

    15

    1

    7.0

    1

    7.0

    破裂组

    8

    3

    37.5

    2
, 百拇医药
    25.0

    游离组

    5

    3

    60.0

    2

    40.0

    讨论 腰椎间盘组织是人体最大的无血供组织,髓核被纤维环包裹与血液循环相隔离,其营养主要来自软骨终板的弥散作用,因而具有自身免疫性[3]。椎间盘组织中Ⅰ、Ⅱ型胶原、蛋白聚糖都是潜在的自身抗原。当外伤或退变导致椎间盘抗原成份与血液循环相接触后,产生体液免疫反应,表现为血液和脑脊液中免疫球蛋白的增高[4,5]

    本实验对28例腰椎间盘突出症患者血清、脑脊液中IgG、IgM的含量进行了检测,结果表明腰椎间盘突出症患者血清及脑脊液中IgG、IgM含量均较对照组有显著性增高。对术后髓核组织中IgG、IgM进行免疫组化染色,其阳性率分别为25.0%和17.9%,而正常对照组无阳性染色。表明外周血和脑脊液中IgG、IgM含量的增高提示有腰椎间盘突出症的可能。
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    髓核的抗原成分与外周循环接触,局部产生抗体,抗体进入外周血使血清中免疫球蛋白增高。脑脊液中免疫球蛋白升高,则有三种可能途径:①血浆中免疫球蛋白升高,进而进入脑脊液中的蛋白含量增多。②神经根受到突出间盘的机械压迫以及免疫或化学性炎症作用,导致血脑屏障的破坏,毛细血管通透性增高[6]。③神经根损伤引起脱髓鞘变性物质或椎间盘抗原物质经神经根袖的薄弱部位进入脑脊液,进而产生免疫应答反应。本实验IgGCSF/IgGs和IgMCSF/IgMs的增高说明中枢神经系统内有免疫球蛋白的生成。

    腰椎间盘突出症凸起型,内部纤维断裂,外层纤维因髓核压力而凸起,呈半球状。髓核与外周组织有纤维环相隔,应不引起免疫应答反应,但在脑脊液和术后髓核组织中确有IgG、IgM存在。这说明髓核成份通过某种途径穿透纤维环与外周循环相接触。我们认为其可能途径有二:①退变的纤维环尽管相互连续,但其间有很多孔隙,尽管髓核组织没有直接露出来,但仍有抗原成份从纤维环中漏出。②组织学研究发现,30岁以上人的椎间盘开始退变,其表现形式之一就是有微血管穿过纤维环与椎间盘内部成分相接触。
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    本实验中,凸起组脑脊液中免疫球蛋白含量较对照组有明显增高,而外周血中免疫球蛋白含量与对照组无明显差异。其原因为:①凸起组体液免疫反应较弱,只有少量抗体入外周血,故只能产生局部的自身免疫反应。②有抗原物质或脱髓鞘物质进入脑脊液,进而引起脑脊液中免疫球蛋白增高。

    合并组纤维环破裂大量抗原成分暴露,自身免疫反应强烈,生成抗体较多。故实验中发现,合并组外周血中IgG、IgM较其对照组有显著性增高,而凸起组较对照组无显著性差异。王葵光证实在能够产生慢性腰腿痛的常见骨科疾病中,只有腰椎间盘突出症血清中IgG、IgM水平有明显增高。故对于慢性腰腿痛的患者,在排除肾肝疾病以及其它自身免疫疾病后,若血清IgG和IgM升高,可诊断腰椎间盘突出症的破裂型或游离型[5],因游离型和破裂型腰椎间盘突出症患者间盘弹性模量减退,切除间盘内髓核不能有效降低间盘内的压力,故不宜进行经皮髓核摘除术。可疑或确诊为游离型和破裂型的患者应及早行手术治疗。

    免疫组化染色结果表明,游离组阳性率最高,破裂组次之,凸起组最低。其原因可能为:①游离的髓核与外周组织接触较广泛,抗原物质暴露较多,产生免疫应答反应强烈。②游离组髓核组织引起血管化程度较高,而免疫球蛋白沉积与微血管形成有密切关系。IgG的阳性率较IgM高,且分布较IgM广泛。这与脑脊液中所测得的结果相一致。其原因在于,本试验患者的平均病程为1.5年(0.5~8年),且IgM半衰期短,故免疫球蛋白中以IgG为高。
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    髓核中的蛋白多糖和胶原具有抗原性,在持续的抗原刺激后,可产生自身免疫反应。抗原抗体形成免疫复合物激活补体,吸引中性粒细胞等炎性细胞聚集并产生炎性介质,造成局部炎症。炎性介质可增加血管通透性,促进巨噬细胞吞噬抗原抗体复合物,在吞噬过程中释放溶酶体性蛋白酶,其中包括弹性蛋白酶和胶原酶等,分解蛋白聚糖,打破胶原平衡,降解胶原分子,使纤维环出现裂隙和断裂,改变生物力学状态,造成组织损伤;以上的病理过程都可以导致或加重椎间盘的退变、突出和腰腿痛[7,8]

    参考文献

    1 Chenais F.Immunochemical and physicochemical methods.In:stites DP ,Stobo JD,Fudenberg HH,eds, Basic and clinical immunology,California:Lange Medical Publications, 1984∶333
, 百拇医药
    2 Spangler DM.Lumbar disectomy, results with limited disc excision and selective foraminotomy.Spine ,1982;7∶604

    3 Naylor A,Happey F,Truner RK et al.Enzymic and immunological activity in the intervertebral disc.Ortho Clin N Am,1975;6∶51

    4 王葵光,胡有谷.腰椎间盘突出症的自身免疫状态.中华骨科杂志,1994;14(5)∶258

    5 Spiliopoulou I,Krovessis P .Konstantnou D.IgG and IgM concentration in the prolapsed human intervertebral disc and sciatica etiology.Spine, 1994;19(12)∶1320
, 百拇医药
    6 Skouen JS,Larsen JL,Vollset SE.Cerebrospinal fluid proteins as indications of nerve root compression in patients with sciatica caused by disc herniation.Spine, 1993;18∶72

    7 Doita M,Kanatani T,Harada T.Immunohistolgic study of the ruptured intervertebral disc of the lumbar spine.Spine,1996;21(2)∶235

    8 Fujita K,Nakagawa T,Hirabayashi K et al.Neutral porteinases in human intervertebral disc:role in degeneration and probalble origin.Spine, 1993;18∶1766

    (1999-01-07收稿 1999-04-01修回), 百拇医药