椎间盘镜腰椎间盘切除术与开放式手术对患者应激反应的实验研究

              作者：王晖，吴小涛，熊传芝，马超，陈明

【摘要】  ［目的］研究椎间盘镜腰椎间盘切除术与开放式手术对患者细胞因子应激反应的影响。［方法］前瞻性随机对照研究：选择符合研究条件的病人，随机分为两组。一组采用椎间盘镜（METRx）行后路腰椎间盘髓核摘除术，另一组行开放式腰椎间盘髓核摘除术，各约30例。采用酶联免疫吸附试验（ELISA）法分别检测手术前和手术后第1、2、4、8、24、48 h患者血清中白细胞介素?1β（IL?1β）、白细胞介素?6（IL?6）、肿瘤坏死因子?α（TNF?α）的数值。同时检测各时段血清C反应蛋白（CRP）和外周血白细胞（WBC）数量。［结果］采用椎间盘镜髓核摘除术（MED）组相比开放式手术（OD）组手术切口小、出血少、住院时间短，但手术时间偏长。两组手术前后比较肢体疼痛视觉模拟评分（VAS）值均明显降低。术后24 h两组CRP值均达到峰值，但OD组较MED组（CRP）值明显升高。术后8 h左右IL?1β、IL?6、TNF?α均达到峰值，OD组较MED组IL?1β、IL?6、TNF?α值均明显升高。术后24 h WBC数量OD组较MED组明显升高。［结论］椎间盘镜（METRx）腰椎间盘切除术与开放式手术相比，患者组织细胞因子应激反应小，创伤小，疗效接近。

【关键词】  应激反应； 椎间盘切除术； 细胞因子；椎间盘镜（METRx）

        Abstract：［Objective］Systemic cytokines are recognized as markers of postoperative tissue trauma.This study investigates the effects of systemic cytokines after microendoscopic discectomy（MED）and open discectomy（OD）using SC as markers of post?operative tissue injury.［Method］Sixty patients who had symptomatic lumbar disc herniations were prospectively randomized to undergo either MED（n= 29）or OD（n= 31）.Serum levels of tumor necrosis factor?α（TNF?α）,Interleukin?1β（IL?1β）,and Interleukin?6（IL?6）were measured before surgery and at 1,2,4,8,24 and 48 h after surgery using an enzyme?linked immunosorbent assay（ELISA）.Serum C?reactive protein（CRP）and white blood cells（WBC）were measured at the same time interval.［Result］The results showed the MED patients had shorter postoperative hospital stay and less intraoperative blood loss.The mean size of skin incision and paraspinal muscle damage made for the MED patients was less than that of the OD patients.The operating time,including the set?up time,was longer in the MED group.The patients pain severity of the involved limbs on 10?point Visual Analog Scale（VAS）before operation step down in both groups after operarzon,CRP levels peaked at 24 h in both groups,and OD patients alsplaved a significantly greater postoperative rise in serum CRP.In the MED group,IL?1β,IL?6,TNF?α level peaked of 8 h after surgery,with the response statistically less than in the OD group.WBC increased less significantly following WED than after OD.［Conclusion］Less cytokine response in patients following microendoscopic discectomy（WED）is reveal ed than in patients undergone open lumbar discectomy（OD）.

    Key words：stress reaction;  discectomy;  cytokine;  diskoscope(METRx)

    1997年，Smith和Foley首先介绍了显微内镜椎间盘切除术（MED）〔1〕，开创了微创手术椎间盘突出的新篇章。MED开展以来，介绍手术方法的比较多，但对MED和开放式手术（OD）2种手术方式所致创伤应激反应进行定量比较的相关文献较少。作者在成功开展MED的基础上〔2〕，通过对60例腰椎间盘突出症患者进行MED和OD术式的前瞻性随机对照研究。分析病人组织细胞因子的应激反应，对行MED和OD术式造成的外科创伤总效应进行定量的分析比较。

    1  资料与方法

    1.1  一般资料

    选择2005年1月～2006年12月单间隙腰椎间盘突出症连续病人60例，其中42例经过半年以上保守治疗无效；另外18例为急性腰椎间盘突出，卧床休息2周以上无好转。病例选择腰腿痛症状典型，无运动障碍及括约肌功能障碍，无局部胶原酶及激素注射史。排除手术后复发的患者及近期有发热或肝功能异常或伴有其他疾病的患者。手术前均进行详细的告知并签署知情同意书，符合医学伦要求。

    病人采用随机表法随机分为2组（除外一个患者因原因坚持要求采用开放式手术治疗），一组病人行显微内镜腰椎间盘切除术（MED组）：共29例，男16例，女13例；年龄23～56岁，平均41岁。其L3、4间隙2例，L4、5间隙17例，L5S1间隙10例。平均随防18.1个月（2～23个月）。另外一组病人行开放式腰椎间盘切除术（OD组）：共31例，男17例，女14例；年龄21～57岁，平均43岁。L3、4间隙3例，L4、5间隙21例，L5S1间隙7例。平均随访18.3个月（3～23个月）。

    1.2  手术方法

    应用美国SOFAMOR DANEK公司的METRx椎间盘镜手术系统，所有的手术均由同一名高年资医师完成。术前、术后用药及护理、麻醉方法2组均相同。2组术中、术后均未输血。

    分别于术前以及术后第1、2、4、8、24、48 h，由前臂专用采血静脉留置针处采静脉血3 ml，2 ml血3 000 r/min离心10 min，取血清置于-20 ℃冰箱冷冻备用，另1 ml用全自动血细胞分析仪检测外周血白细胞（WBC）数量。

    1.3  数据采集与处理

    测定时在室温下复温，按照酶联免疫吸附试验（ELISA）试剂盒操作说明书测定2组病人血清中IL?1β、IL?6、TNF?α的水平。灵敏度：IL?1β为5 pg／ml；IL?6为2 pg／ml；TNF?α为10 pg／ml。由中心实验室测定2组病人血清中CRP的水平和外周血白细胞（WBC）数量。CRP检测最低极限为1 mg／L。同时记录2组病例手术时间、术中出血量、术后引流量、切口长度和脊柱旁肌剥离损伤的长度、手术前后肢体疼痛视觉模拟评分（VAS）值、住院时间。对所有数据应用SPSS 13.0统计软件进行处理，两两比较采用t检验。P＜0.05表示有统计学意义。实验结果以均数±标准差（x-±s）表示。

    2  结  果

    采用椎间盘镜髓核摘除术（MED）组相比开放式手术（OD）组手术切口小、脊柱旁肌剥离损伤的长度少：MED组（1.80±0.15）cm，平均1.7～2.0 cm；OD组（6.10±0.49）cm，平均6.3～7.8 cm，（P=0.001）。MED组及OD组术中出血为：（61.5±49.4）ml、（151.1±75.3）ml,（P＜0.05）;MED组及OD组术后引流量为：（21.5±16.4）ml、（51.1±32.2）ml，（P＜005）;MED组及OD组住院时间为：（6.57±0.78）d、（12.92±2.36）d,(P<0.05）。但MED手术时间偏长：MED组（119.6±35.9）min，OD组（61.1±15.8）min，（P＜0.05）。2组手术前后比较肢体疼痛视觉模拟评分（VAS）值均明显降低：术前MED组：（7.4±0.6），平均6～9，OD组（8.0±0.5）,平均7～9，（P＞0.05）。术后MED组（1.5±0.3），平均1～2，OD组（1.3±0.2），平均1～3，（P＞0.05）。术后疗效按改良MacNab标准进行评定：MED组优21例（所有术前症状完全减轻和消失，无腰腿痛，功能好，继续原工作）；良7例（最主要术前症状和体征明显减轻和改善，偶有疼痛，全职工作）；一般1例（部分术前症状有减轻和改善，经常疼痛，不能从事原工作）；差0例（术前症状和体征无改善或加重）。优良率为96.5％。平均随访15.1个月（2～23个月）。OD组优23例；良6例；一般2例；差0例；优良率为93.5％。平均随访14.3个月（3～23个月）。2组优良率比较：P＞0.05。2组均无严重并发症，MED组1例脑脊液漏，保守治疗后好转。

    两组术前CRP平均值均＜3.04 mg／L。术后24 h 2组CRP值均达到峰值，但OD组较MED组CRP值明显升高，分别为（29.16±13.25）mg/L、（12.78±7.36）mg／L，（P＜0.05）（表1）。术后2组CRP值均逐渐升高，但MED组CRP值升高明显缓慢（表1）。2组术前WBC数量平均值均＜6.23×109/L，术后24 h WBC数量OD组较MED组明显升高，分别为（14.78±3.02）×109/L、（8.84±2.25）×109／L，（P＜0.05）。

    MED组术后8 h左右IL?1β、IL?6、TNF?α均达到峰值，OD组较MED组IL?1β、IL?6、TNF?α值均明显升高（表2～4）。MED组术后1 h起IL?1β、IL?6、TNF?α均开始升高。术后8 h达到峰值后逐渐回落;OD组仍然持续升高直至术后24 h达到峰值。血清中IL?1β、IL?6、TNF?α的增加和CRP的浓度在统计学上有相关性（相关系数r=0.71、0.78、0.69）。

    3  讨  论

    外科手术对组织的损伤程度会影响创伤的应激反应，包括应激激素（如肾上腺皮质激素和儿茶酚胺类激素）血浓度的增加及各种介质（如致炎细胞因子）的合成和释放〔3〕，诱导急性期蛋白（如CRP）的合成和释放，或者引起各种代谢变化（比如脂肪降解或高血糖）〔4〕。细胞因子可以作为术后组织创伤应激反应的标志物和宿主防御反应的中枢介质〔5〕。促炎症反应细胞因子（比如TNF?α，IL?1β、IL?6、IL?8和IL?10）都是手术相关的病理生改变的重要介质。据报道，IL?1和TNF?α还与诱导发热、提高体温、中性粒细胞增多症、神经内分泌的刺激作用以及肝细胞中一系列急性期蛋白的产生有关。IL?6除了作为内源性致热原以外，还可以同TNF?α一起调节肝细胞内CRP的合成〔5〕。IL?1和TNF?α能够诱导成纤维细胞中IL?6的合成〔6〕。IL?8参与急性炎症反应并且可能引起痛觉过敏，这在长期腰痛的病人中比坐骨神经痛的病人中更为常见〔7〕。这种应激反应与外科手术造成创伤的严重程度成正比。组织细胞因子可以作为术后组织损伤的标志物。表1  2组各时段CRP值变化表2  2组各时段IL?1β值变化 表3  2组各时段IL?6值变化表4  2组各时段TNF?α值变化

    传统开放椎间盘摘除术（OD）往往切口大，剥离组织范围广，出血多，术后常残留腰痛或脊柱不稳。经皮腰椎间盘髓核摘除术虽然创伤小，但不能在直视下操作，往往减压不彻底，且适应证较窄，手术的总体效果不及传统手术。经皮激光椎间盘汽化减压术和后外侧穿刺注入椎间盘内木瓜酶的化学溶核术只能用于突出或膨出型，对于脱出型和游离型无效〔8〕。而椎间盘镜髓核摘除术（MED）与以往的经皮腰椎间盘髓核摘除术等有本质的不同〔9〕，它是将传统的开放椎间盘摘除技术与内窥镜技术有机地结合起来的微创技术。术中，内窥镜影像监视系统及其冷光源系统将手术野清晰地显示于监视器上，配合专用手术器械，使术者不会因切口小而看不清深部结构，也不会因术野小而影响手术操作。影像监视系统不但清晰，而且有放大作用，使术者易于辨别各种组织，清楚地了解硬膜囊、神经根与突出的椎间盘之间的关系，可彻底进行神经根减压，而避免伤及神经根和硬膜囊，同时术中可彻底止血。该系统尚配有录像设备，可进行同步录像，积累资料，以供日后研究之用，亦可以解决椎间盘手术示教的困难。但是椎间盘镜髓核摘除术需要在熟练掌握开放椎间盘摘除术的基础上，在监视器下手-眼配合操作，需要学习过程。MED术式相对手术时间偏长、不易止血、操作空间小、脑脊液漏不易修复等是其缺点。MED术式和OD术式2组优良率相近〔1、2〕，本研究组1年半随访2组优良率均＞90％。

    MED组皮肤切口平均长度为1.80 cm，借助特殊的软组织剥离扩张器建立垂直工作通道管，出血很少，其椎旁肌肉剥离长度也是平均1.80 cm。OD组皮肤切口平均长度为6.30 cm，电刀切开椎旁肌、骨膜下剥离并垂直安置椎板拉钩，出血相对较多，椎旁肌肉剥离长度也是平均6.30 cm,且术后椎旁肌瘢痕较大。2组比较P=0.001。术后24 h 2组CRP值均达到峰值，但OD组较MED组CRP值明显升高。MED组CRP值升高明显缓慢。术后24 h WBC数量OD组较MED组明显升高。说明MED组创伤小，炎性细胞因子的合成和释放少。

    研究表明，局部炎症反应的严重程度与手术创伤有关。手术创伤的全身应激反应极为复杂，创伤诱导炎性细胞因子的合成和释放，同时产生促炎性反应介质引起全身应激反应，其中IL?6是关键的介质〔10〕。但手术诱导IL?6合成和释放的机理还不清楚。在本研究中,2组术后IL?6水平迅速升高，但OD组升高更多更快更持久。MED组在术后8 h达到峰值后逐渐回落，而OD组仍然持续升高直至术后24 h达到峰值。本研究中虽然MED组手术时间偏长，但术后血清中IL?1β、IL?6、TNF?α的增加和CRP的浓度均低于OD组，这也说明应激反应与外科手术造成创伤的严重程度成正比，和手术时间关系不大。

    IL?1β、IL?6和TNF?α是腰椎间盘突出症的重要炎症介质，在突出的腰椎间盘组织中含量高，随症状的加重而表达增多。IL?1β、IL?6，TNF?α的高水平表达与腰椎间盘突出症患者腰腿痛发生有关，炎症因素是引起腰腿痛的主要原因〔9〕。MED组手术中经常大量反复冲洗可能是术后血清中IL?1β、IL?6、TNF?α浓度均低OD组的原因之一。

【】
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