后路固定治疗化脓性脊柱椎间盘炎可促进感染控制：大鼠模型的初步评估

为探究后路固定对化脓性脊柱椎间盘炎（PS）感染控制的作用机制，研究发现其能抑制 RANKL 和破骨细胞表达，促进感染控制。

　　化脓性脊柱椎间盘炎（Pyogenic spondylodiscitis，PS）是一种在老年人群中较为常见的疾病，随着人口老龄化，其发病率逐年上升。这种疾病严重威胁着人们的健康，给患者带来极大的痛苦。目前，针对 PS 的手术治疗已从传统的前路清创和植骨逐渐向微创手术转变，其中经皮椎弓根螺钉后路固定等微创手术，因能通过局部稳定有效缓解疼痛和控制感染而备受关注。然而，令人困惑的是，在不进行感染部位清创的情况下，微创后路固定究竟是如何通过稳定椎体来控制感染的，其具体机制尚不明确。

为了解开这一谜团，日本筑波大学（University of Tsukuba）的 Hisanori Gamada、Toru Funayama 等研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《European Spine Journal》上，为 PS 的治疗提供了重要的理论依据。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：

1. 建立动物模型：选用 30 只 8 周龄雌性 Wistar 大鼠，通过向第 6 和第 7 尾椎间隙注射耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus，MSSA），成功构建了 PS 大鼠模型。之后，将大鼠分为固定组和对照组，固定组使用树脂基外固定器进行后路固定，对照组仅进行螺钉植入123。
2. 影像学评估：在术后第 7、14 和 21 天，使用微计算机断层扫描（microcomputed tomography，micro-CT）对大鼠尾椎进行扫描，定量评估骨破坏情况4。
3. 组织学分析：对术后第 7 天的样本进行免疫组织化学染色，检测组织蛋白酶 K（cathepsin K）和核因子 κB 受体活化因子配体（receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand，RANKL）的表达，以评估破骨细胞活性5。

研究结果如下：

1. 骨破坏情况：micro-CT 结果显示，在术后第 14 天，固定组的骨破坏率为 35%，对照组为 56%（p=0.0007）；术后第 21 天，固定组骨破坏率为 30%，对照组为 52%（span data-custom-copy-text="\(p 0.0001\)"p<0.0001）。这表明固定组的骨破坏程度明显小于对照组。而且，两组的骨破坏在术后 7 - 14 天均有进展，到术后 21 天，骨破坏部位出现骨硬化，提示感染有得到控制的趋势。但对照组的骨破坏范围更广，常超出生长板延伸至骨干67。
2. 组织学形态评估：H&E 染色显示，固定组椎间盘虽有退变，但整体结构得以保留，而对照组炎症细胞浸润超出生长板进入骨干，表明存在广泛的骨破坏。Safranin O 染色表明两组均存在因感染导致的髓核退变，不过固定组的生长板保持完整，对照组的骨破坏则明显超出生长板89。
3. 破骨细胞相关指标评估：免疫组织化学染色结果显示，固定组组织蛋白酶 K 阳性区域局限于骨小梁，而对照组则从骨小梁广泛延伸至骨干，且固定组的组织蛋白酶 K 阳性面积显著小于对照组（固定组0.050mm2 ，对照组 0.10mm2；p=0.027）。在 RANKL 染色方面，固定组 RANKL 主要在椎间盘内表达，对照组在椎间盘相邻的骨表面强烈表达，且固定组的 RANKL 阳性面积明显小于对照组（固定组0.072mm2 ，对照组0.12mm2；p=0.041）1011。

研究结论和讨论部分指出，该研究首次阐明了后路固定在 PS 中控制感染的机制。与对照组相比，固定组骨破坏减少，感染部位骨表面的 RANKL 表达降低，且与破骨细胞相关的组织蛋白酶 K 和 RANKL 表达均下降。基于此，研究人员提出了稳定性诱导感染控制理论：感染会诱导骨表面 RANKL 表达，激活破骨细胞，导致骨吸收和破坏；而后路固定带来的稳定性可降低骨表面 RANKL 表达，抑制破骨细胞分化和活化，减少骨破坏；骨破坏的减少又能提高感染部位的稳定性，从而促进感染控制。这一理论为 PS 的后路固定治疗机制提供了合理的解释，与临床观察结果相符。

不过，该研究也存在一定的局限性。例如，使用针刺感染椎间盘可能会造成穿刺损伤，影响椎间盘；研究未使用抗生素，与临床实际不符；未评估外固定器的固定力；大鼠的尾椎与人类受 PS 影响的胸腰椎在受力方面存在差异，模型不能完全模拟临床情况。针对这些不足，研究人员计划后续开展更具临床相关性的研究，如在负重脊柱中建立感染和固定模型，设立抗生素治疗组评估联合治疗效果，延长观察期探究感染控制和骨愈合的可持续性等。

总的来说，这项研究通过建立 PS 后路固定大鼠模型，揭示了后路固定控制感染的机制，为 PS 的治疗提供了新的理论视角，对未来 PS 的临床治疗和研究具有重要的指导意义，也为后续进一步深入研究奠定了坚实的基础。