本文原载于《中华外科杂志》年第8期
腰椎间盘是腰痛的主要起源之一，椎间盘源性腰痛（discogeniclowbackpain）的神经传导解剖通路仍然不清楚。这种弥散性的腰痛症状不沿任何已知的神经支配区域分布，少有固定压痛点，呈钝痛难于定位，性质类似于内脏痛［1］。Bogduk［2］对大量文献进行综述后认为，支配腰椎间盘后方的是窦椎神经，由脊神经返支和灰交通支组成；椎间盘前方的神经来自交感干交通支；侧方由窦椎神经和交感神经共同支配。腰椎间盘退变后主要通过“力学机制”和“化学机制”两种途径刺激窦椎神经的痛觉神经末梢导致疼痛［3］。但是，疼痛信息如何通过复杂的神经通路进行传导目前仍不明确。现就椎间盘源性腰痛神经传导通路的相关领域研究综述如下。
一、神经示踪技术研究
低位椎间盘接受高位神经节的非节段性支配和低位神经节的节段性支配，两种方式相互作用，形成了复杂的传导机制，L2脊神经在这一传导机制中扮演了至关重要的角色，这可能解释了椎间盘源性腰痛症状难于定位的原因。Ohtori等［4］切断大鼠L2～L3交感干后，通过腹侧入路将神经示踪剂荧光金（fluorogold，FG）注入L5,6椎间盘纤维环后侧,检测T13～L6背根节内FG阳性神经元并与对照组比较后得出结论，大鼠L5,6椎间盘后侧有两种不同的神经支配方式：一种通过L5交通支经交感干后通过T13～L2交通支至T13～L2背根节，呈非节段性；一种通过L3～L6窦椎神经至L3～L6背根节，呈节段性。Morinaga等［5］将辣根过氧化酶晶体置于大鼠L5,6椎间盘前方，同时将霍乱*素亚单位B注射入L5,6椎间盘，检测腰椎背根节神经元中示踪剂分布情况，结果发现仅L1和L2背根节神经元中出现上述两种示踪剂，据此推测下腰椎间盘前方的神经源于L1或L2脊神经而不是同节段脊神经。Sameda等［6］通过双重荧光标记后发现大鼠体内分叉神经纤维的存在,支配腰椎间盘的神经元分布于多节段背根节，每个节段的背根节可支配多个椎间盘。Konnai等［7］通过Dil和FG双重示踪技术发现大鼠硬脊膜感觉神经通过交感干传至上腰椎背根节，这些感觉神经通过与交感神经相互作用调节腰痛症状。Chen等［8］通过选择性切断L2脊神经交通支，采用FG和P物质（SP）免疫组化技术研究大鼠L2脊神经交通支在L5,6椎间盘神经传导通路中的作用，结果发现分布于大鼠L5,6椎间盘前侧的神经纤维来源于双侧L2背根节，不源于相应节段的L5背根节，切断L2脊神经交通支后，L2背根节内双标细胞明显减少，说明L2交通支在椎间盘神经传导通路中起重要作用。Aoki等［9］通过FG神经示踪技术，对大鼠L5,6椎间盘侧方神经支配进行研究后发现，椎间盘侧方分布的神经受双侧背根节神经元支配，以同侧为主，T13、L1、L2背根节通过交感干支配L5,6椎间盘侧方神经。Umimura等［10］在大鼠体内通过FG逆行神经示踪技术和Dil免疫组化技术研究L2脊神经节，也证实了L2背根节在腰痛的神经传导通路中起重要作用。
二、免疫组织化学研究
椎间盘的神经分布十分复杂，窦椎神经纤维末梢可接受刺激传导疼痛，但其并不起源于脊神经而是交感神经，交感神经在椎间盘源性腰痛神经传导通路中起主要作用。Suseki等［11］通过研究大鼠椎间盘神经支配后发现，腰椎间盘有感觉神经纤维和交感节后神经纤维分布，但感觉神经纤维通过窦椎神经进入交通支，而非进入同节段脊神经，提示腰椎间盘的所有支配神经通过各节段的交通支进入交感干，最终通过L1、L2交通支进入L1、L2背根节。Ahmed等［12］发现大鼠腰椎间盘外周有神经肽Y和血管活性肠肽免疫反应阳性纤维存在，两者都是肽能神经纤维，存在于交感神经系统中，伤害性传入信息能提高交感传出神经的兴奋性，在腰椎交感传出和初级传入之间的兴奋性相互作用可引起腰痛。彭宝淦等［13］收集19例椎间盘源性腰痛患者的椎间盘，行组织学及SP、神经丝蛋白和血管活性肠肽免疫组化染色后发现，疼痛椎间盘中SP、神经丝蛋白和血管活性肠肽三种神经肽阳性神经纤维分布数量和比例较正常椎间盘和生理老化椎间盘明显增多。Sekiguchi等［14］切除大鼠L2～L3交感神经纤维后，用光学显微镜免疫组化染色评价腰硬脊膜和背根节内的神经肽变化，与对照组比较后发现手术侧降钙素基因相关肽（calcitoningenerelatedpeptide，CGRP）阳性纤维密度较对照侧降低455%，但背根节CGRP阳性细胞的数目、大小两侧无明显差异，故认为大量感觉纤维经L2～L3交感神经及窦椎神经支配腰硬脊膜，交感神经切除后这类神经纤维的数量减少，由此推测，交感神经在腰痛的发病机制中起重要作用。Groen等［15］用乙酰胆碱酯酶染色研究了人胎儿椎体和椎间盘的神经分布，发现腰椎间盘前方有三种神经支配：一是交感神经前内侧支，二是交通支的分支，三是腰动脉分布于椎间盘前方的血管周围神经丛。腰椎间盘后方的神经支配来自于窦椎神经，其仅由交感神经交通支的丛状分支组成。Nakamura等［16］通过选择性切除大鼠L2～L6交感干和交感神经节，并用乙酰胆碱酯酶组化方法检查腰椎间盘后方神经分布，发现在腰交感神经完全切除的大鼠，椎间盘后方神经分布几乎完全消失，双侧单节段或单侧多节段交感神经切除的大鼠，腰椎间盘后方的神经分布稍有减少，表明腰椎间盘后方的交感神经纤维是呈多节段和双侧分布的。Cavanaugh等［17］用银浸染技术研究兔腰椎间盘的神经分布，发现腰椎间盘纤维环表面和浅层有大量纤细神经纤维，直径1～3μm，分布于整个纤维环外周。这些神经纤维有两种，一是无髓的C纤维，二是有髓的Aδ纤维，二者均为痛觉传递纤维。McCarthy等［18］用免疫组化方法研究鼠腰椎间盘的神经支配，结果发现纤维环外层有神经丝蛋白抗体（RT97）和CGRP两种免疫反应阳性神经纤维。RT97是神经微丝上的一个kDa亚基，存在于有髓神经纤维末梢，CGRP存在于无髓神经纤维末梢，结果验证了Cavanaugh等的实验结果。Coppes等［19］通过免疫细胞化学研究发现正常人的椎间盘SP免疫反应阳性神经纤维存在于纤维环的表层，而在退变的椎间盘的纤维环深层和髓核组织中也出现了可感受伤害信息的SP阳性神经纤维。
三、神经电生理学研究
越来越多的研究证实交感神经系统在椎间盘源性腰痛中起重要作用，但机械刺激并不能直接引起疼痛，而炎症可导致椎间盘对机械刺激产生动作电位，导致痛觉信息沿交感神经系统传递至上腰椎。Burke等［20］研究患者病变椎间盘，发现炎症介质的含量异常升高并作用于窦椎神经末端的伤害感受器可直接导致电生理变化，使其极为敏感，轻微的刺激下即可观察到神经冲动。Rannau等［21］发现白细胞介素1a可以刺激腰椎间盘细胞产生更多的前列腺素E2和磷脂酶A2，并推测其可能是诱发神经根疼痛的始动因素，能提高疼痛的敏感性。Takahashi等［22］用电刺激大鼠L5,6椎间盘前侧，可诱发生殖股神经动作电位，在横断颈髓后动作电位无明显变化，而处死大鼠后动作电位消失，说明生殖股神经的动作电位是由高级中枢神经系统参与的反射机制所引起。切断L3～L5交感干导致动作电位减弱，说明交感干是神经反射通路的一部分而非全部，因为交感干动作电位并未完全消失。Takahashi等［23］对大鼠L3～L6椎间盘及其周围小关节、肌筋膜进行电刺激，并记录生殖股神经动作电位，发现刺激椎间盘比刺激小关节和肌筋膜易于产生生殖股神经动作电位，刺激近端椎间盘较刺激远端椎间盘易于出现动作电位。Takebayashi等［24］在大鼠L2背根节远侧切断脊神经前、后支，使交感干仅通过交通支与L2脊神经根相连，刺激L5,6椎间盘并记录L2神经根动作电位。结果发现机械刺激L5,6椎间盘不能引起L2神经根动作电位，而电刺激可记录到动作电位。对19只大鼠L5,6椎间盘进行化学刺激后，有5只出现自发放电增加，继续行机械刺激，不管在炎症刺激前有无放电，均引起L2动作电位。据此推测出机械刺激不能引起疼痛，而炎症可导致椎间盘对机械刺激产生动作电位，导致伤害性感觉冲动沿交感神经传递至L2节段。张允和彭宝淦［25］通过将外源性白细胞介素1注入大鼠L5,6椎间盘，监测L1、L3神经节诱发电位的幅度和潜伏期及L2脊神经节自发性放电频率后发现，腰椎间盘病变产生的相关炎性因子可刺激纤维环周围神经产生痛觉冲动，这种冲动经交感干内参与痛觉传导的交感神经纤维传递至L1～L3脊神经节诱发痛觉冲动，从而产生腰痛。李茂等［26］通过选择性切断大鼠L3和（或）L5交感干，并在椎间盘内注射外源性白细胞介素1β，监测L1～L5脊神经节动作电位的幅度和潜伏期发现，L1、L2脊神经节内部分神经细胞参与了腰椎交感干的组成，并可传递痛觉信息，L3交感干在椎间盘源性腰痛的痛觉传导通路中起重要作用。
四、临床研究
上述基础研究发现椎间盘源性腰痛主要通过L2神经根传导，将其应用于临床研究后发现L2神经根阻滞术可能是椎间盘源性腰痛特异性的诊断试验，同时具有一定的治疗作用，但治疗效果尚存较大争议。Nakamura等［27］选择32例椎间盘源性腰痛的患者，其中9例伴下肢放射痛，予以L2脊神经根封闭术，结果发现所有患者腰痛消失或明显减轻，但9例下肢放射痛患者的下肢疼痛症状均无减轻，研究表明椎间盘源性腰痛主要通过L2脊神经根传入，L2脊神经根阻滞是诊断椎间盘源性腰痛的有价值的诊断试验。Oh和Shim［28］通过运用射频技术破坏交通支治疗椎间盘源性腰痛的研究，入选标准为诊断性交感神经阻滞后疼痛减轻50%以上或者治愈者；全部49例患者随机分组，平均随访4个月，对照组和实验组视觉模拟评分（VAS）、SF36躯体疼痛评分和功能评分3项指标均有明显差异，证明脊神经交通支是椎间盘源性腰痛传导通路的一部分。Murata等［29］通过研究发现腰痛的患者可以通过L2脊神经根选择性封闭来获得一定的治疗效果,但不能缓解椎间盘突出症的坐骨神经痛症状，因此，认为L2神经根对传导椎间盘源性腰痛起主要作用。另外，由于窦椎神经的形成有交感神经参与或完全由交感神经构成，而人的腰部交感神经起源于T10～L2脊髓节段，因此，腰椎间盘的交感神经分布应与L2或更高节段平面相关，这解释了椎间盘源性腰痛主要表现在L1～L2皮肤支配区。Richardson等［30］通过对12例经椎间盘造影确诊椎间盘源性腰痛的患者行双侧L1、L2背根节阻滞术，结果发现所有患者的疼痛评估并无明显改善，他们认为双侧背根节阻滞术对治疗椎间盘源性腰痛的价值不大。Rigaud等［31］通过腹腔镜对9例顽固性腰痛的患者行双侧L1、L2交通支切断术，术后平均随访29个月，仅2例患者的腰痛症状得到改善，但效果并不明显（减轻30%～50%），3例患者生活质量有所提高。他们的研究结果证明切除腰椎交感神经交通支的痛觉传导通路仅在部分的腰痛患者中有效。
综上所述，椎间盘源性腰痛是一种很常见的临床综合征，其表现往往差异很大，退变的椎间盘细胞和浸润的炎症细胞分泌炎症因子刺激椎间盘内的神经纤维引起腰痛。通常情况下，疼痛是由感觉神经传导，但上述大量研究已经证实交感神经在椎间盘源性腰痛的神经传导通路中起非常重要的作用。交感神经相关研究将成为椎间盘源性腰痛神经传导领域的主流方向，明确交感神经的作用机制有利于寻找新的治疗椎间盘源性腰痛的方法和途径。
参考文献
（收稿日期：-12-30）
（本文编辑：杨子明）
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