糖尿病對椎間盤和終板退變的影響臨床觀察和實驗研究.pdf

1、研究背景:
　　 椎間盤退變可能是多因素協(xié)同作用的結果,其中營養(yǎng)因素是不可忽視的原因之一。作為全身最大的無血管組織,任何對椎間盤周圍毛細血管網(wǎng)產(chǎn)生的干擾都是對椎間盤營養(yǎng)供給的潛在危險因素和椎間盤退變的可能易感因素。糖尿病不但引起體內代謝紊亂,而且極易誘發(fā)周圍微血管病變。因此有學者認為糖尿病可能也是椎間盤退變的影響因素之一。糖尿病同時伴發(fā)下腰痛患者往往在日常生活和治療過程中承受更大的痛苦和受到更多的限制。盡管有少量文獻報道,但是關

2、于糖尿病與椎間盤和終板退變的相關性及其具體機制并未深入研究。此外,糖尿病時椎間盤細胞外基質中的主要成分以及影響代謝的相關因子的變化情況仍不清楚。
　　 研究目的:
　　 1.通過臨床影像學觀察,研究糖尿病對椎間盤退變的影響,分析椎間盤和終板Modic退變在下腰痛伴或不伴糖尿病患者中分布的異同；
　　 2.通過觀察經(jīng)典的糖尿病大鼠模型,利用影像學和組織學方法研究糖尿病狀態(tài)時椎間盤退變的情況,探討糖尿病大鼠模型是否能

3、作為一種新的研究椎間盤退變疾患的動物模型；
　　 3.通過研究糖尿病大鼠椎間盤細胞外基質的變化,深入探討糖尿病對水分、膠原和蛋白多糖,以及與之相關的代謝相關因子的影響,同時進一步研究這些代謝因子的變化在糖尿病椎間盤退變中的意義。
　　 研究方法:
　　 1.回顧性分析2007年～2010年以下腰痛為主述來我科行手術治療的患者127例,以及同期至我院行其它擇期手術患者145例,比較糖尿病在兩組患者間的構成比；通過影

4、像學MRI分析和比較椎間盤退變和終板Modic退變在糖尿病和非糖尿病患者中的比例和分布情況；對下腰痛患者進行跟蹤隨訪,對患者術前術后VAS評分和ODI評分進行評價；
　　 2.取20只SD大鼠,利用STZ誘導輔以高糖高脂飲食制作糖尿病大鼠模型,另取20只SD大鼠做對照；對模型進行不同時間點(造模前、4周、8周和12周)的影像學研究,分析X線上椎間盤高度指數(shù)和T2加權像MRI椎間盤信號強度的變化；同期取部分樣本做HE常規(guī)染色和Sa

5、franin O染色,在排除其它可能致椎間盤退變偏倚因素的基礎上,分析糖尿病在動物模型上對椎間盤退變的影響；
　　 3.對糖尿病狀態(tài)時椎間盤細胞外基質主要成分的分布與含量進行生化學研究,包括測定髓核水分含量,DMMB法測定GAG含量,和免疫印跡測定Ⅰ型、Ⅱ型膠原以及aggrecan蛋白的含量變化；利用實時定量PCR對椎間盤代謝相關因子MMP-3、BMP-2、TIMP-1的mRNA水平進行定量分析。
　　 研究結果:

6、>　　 1.在下腰痛患者中糖尿病的構成比明顯高于其它擇期手術患者,差異有統(tǒng)計學意義(X2=16.17,P<0.01)；糖尿病患者并發(fā)其它嚴重合并癥,特別是高血壓(P<0.01)和骨質疏松(P<0.05)的比例也明顯高于非糖尿病患者；椎間盤退變Ⅲ級在非糖尿病患者中比例明顯較糖尿病患者多(P<0.05),但是椎間盤退變V級在糖尿病患者中明顯增多(P<0.05)；Modic退變2型在糖尿病患者中分布明顯多于非糖尿病患者(P<0.05)；醫(yī)師

7、測評糖尿病與非糖尿病患者手術優(yōu)良率并無差異；兩者在術前術后VAS評分和ODI改善率上并無明顯差別(P>0.05)；
　　 2.STZ誘導輔以高糖高脂飲食可以成功復制糖尿病大鼠模型,在觀察期內實驗組大鼠平均血糖值仍保持在16.7mmol／L,以上,具有良好的模型穩(wěn)定性；影像學X線觀察發(fā)現(xiàn)實驗組大鼠造模后4周椎間隙開始出現(xiàn)狹窄,椎體逐漸失穩(wěn),第12周時椎間隙狹窄明顯,并出現(xiàn)骨贅；與同期對照組相比,第8周和第12周實驗組椎間隙明顯狹窄

8、,結果有顯著性差異(P<0.01)。T2加權像MRI上隨時間的延長實驗組大鼠椎間盤信號降低的趨勢越明顯,與同期對照組相比,椎間盤信號指數(shù)有顯著性差異(P<0.05)；同期HE染色和Safranin O染色也證明椎間盤有明顯的退變,這些改變與影像學有較好的相關性；
　　 3.糖尿病椎間盤的細胞外基質中,水分含量在實驗組椎間盤中逐漸減少,第8周和第12周時分別為(68.2±6.2)％和(60.1±9.7)％,顯著少于同期對照組(P<

9、0.05,P<0.01)；實驗組GAG含量總體呈下降趨勢,在第8周時顯著少于對照組(P<0.05)；免疫印跡發(fā)現(xiàn)實驗組大鼠椎間盤中aggrecan蛋白的表達量隨著時間的推移而逐漸下降,到第8周時表達最低,而第12周時其表達又略有增加；Ⅰ型膠原蛋白表達自第8周開始,在糖尿病模型大鼠椎間盤組織中有較高的表達,并且一直持續(xù)到第12周；Ⅱ型膠原蛋白的表達則逐漸減少,至第12周時最低；實時定量PCR結果發(fā)現(xiàn),實驗組MMP-3在8周時mRNA水平表

10、達明顯增高,與同期對照組相比有顯著差異(P<0.05),并且之后繼續(xù)升高,至第12周時為(8.5±1.3)倍(P<0.01)；BMP-2在第4周時表達升高至(5.4±2.1)倍,與對照組相比結果有顯著差異(P<0.05),但此后又呈下降趨勢,至第12周時已降至造模前的水平；TIMP-1僅在第12周時有顯著高表達(P<0.05)。
　　 研究結論:
　　 1.糖尿病是椎間盤退變的影響因素之一；糖尿病患者合并其它并發(fā)癥的比例

11、明顯增高；椎間盤退變的終末期與Modic退變2型比例在糖尿病患者中較多；但是糖尿病與非糖尿病患者手術療效并無差別；
　　 2.以STZ輔以高糖高脂誘導的糖尿病大鼠模型具有良好的穩(wěn)定性,可以作為研究糖尿病與椎間盤退變關系的動物模型；糖尿病狀態(tài)時大鼠椎間盤退變的進展加速;
　　 3.糖尿病狀態(tài)時椎間盤細胞外基質中主要成分水分和aggrecan蛋白含量減少,Ⅰ型／Ⅱ膠原比例增加,椎間盤內代謝紊亂,代謝相關因子的異常變化很可能是