第一部分 17β-雌二醇通过下调MMP-3，MMP-13及Caspase-3表达干预大鼠椎间盘退变的实验研究　　目的：已有的体外研究报道显示，17β-雌二醇具有通过抑制炎症因子和抗细胞凋亡途径保护髓核细胞的作用。然而，其在动物模型体内是否有同样的作用仍然不清楚。 本文的目的是进一步探索17β-雌二醇在大鼠椎间盘退变模型体内是否具有干预椎间盘退变的作用。　　方法：将40只3月龄雌性SD大鼠随机分成4组，分别为：假手术组(Sham)、手术组(OVX)、雌激素组(E2)和抑制剂组(ICI)。采用尾椎针刺技术，对除Sham组之外所有大鼠建立尾椎间盘退变动物模型，然后按分组给予相应处理。假手术组：仅仅模拟了手术过程，移除卵巢周围脂肪组织，并未切除卵巢，然后给予雌激素的溶媒。手术组：接受了双侧卵巢切除术，然后给予雌激素的溶媒。雌激素组：行双侧卵巢切除术后，用雌激素进行干预。抑制剂组：行双侧卵巢切除术后，用ICI182780(雌激素抑制剂)预先处理后再用雌激素进行干预。干预28天结束后，分别从影像学、组织形态、蛋白分子和核酸分子水平对大鼠椎间盘退变情况进行评估：1)运用X线技术测量椎间盘高度指数来评估椎间盘退变程度；2)通过HE染色对大鼠椎间盘组织进行形态学观察，并运用组织分级评分，对髓核及纤维环退变特征进行评估分级；3)用免疫组化(IHC)和蛋白印迹法(Western blot)对大鼠椎间盘组织中金属基质蛋白酶 (MMP)-3和-13，Caspase-3分别进行定性和定量分析，用蛋白印迹法还对Ⅱ型胶原(collagen Type Ⅱ) 进行了定量分析；4)用实时荧光定量聚合酶链式反应((RT-qPCR)法对大鼠椎间盘组织中金属基质蛋白酶 (MMP)-3 和-13，Caspase-3,Ⅱ型胶原的mRNA表达进行定量检测，并且以相对ct(/GADPH)表示。　　结果:X线片测量结果显示，Sham组大鼠尾椎间盘高度指数为1.01±0.089 mm，OVX组大鼠尾椎间盘高度指数为0.503±0.05 mm，E2组大鼠尾椎间盘高度指数为0.81±0.069 mm，ICI组大鼠尾椎间盘高度指数为0.594±0.069 mm，与Sham组比较，OVX组椎间盘明显变窄(P＜0.05)。与OVX组比较，E2组椎间盘高度指数明显恢复 (P＜0.05)。而与E2组比较，ICI组的椎间盘高度明显恢复不足(P＜0.05) 。在组织学层面上，OVX组可以清晰的观察到正常的组织结构遭到了破坏，髓核细胞数量明显减少，并且在某些区域出现聚集，髓核组织发生降解。经E2保护的大鼠尾椎椎间盘其退变程度明显减轻，而经E2拮抗剂ICI182780抵消E2的保护作用后，组织学观察发现ICI组仍然出现了较为严重的椎间盘退变表现。Sham组，OVX组，E2组及ICI组其大鼠尾椎间盘NP和AF组织评分分别为1.375±0.52； 3.63±0.74；1.40±0.52；3.80±0.60。OVX组大鼠尾椎间盘NP和AF评分明显高于Sham组(P＜0.05)。而E2组大鼠尾椎间盘NP和AF评分明显低于OVX组(P＜0.05)。ICI组的评分又高于E2(P＜0.05)。免疫组化结果显示，在OVX组和ICI组，MMP-3和MMP-13在髓核细胞外周区和髓核细胞与纤维环细胞的交界处呈强阳性表达。而在E2组和Sham组中，MMP-3和MMP-13的阳性染色明显减弱。同样，在OVX组和ICI组中，Caspase-3在髓核细胞与纤维环细胞交界区表达明显，而在E2组和Sham组中Caspase-3表达较少。Western blot 结果显示：四组(Sham组、OVX 组、E2组、ICI 组)中 MMP-3 蛋白的灰度值(/GAPDH)分别为0.118±0.018，0.417±0.024，0.124±0.013，0.294±0.016。四组中MMP-13蛋白的灰度值(/GAPDH)分别为0.123±0.016，0.394±0.030，0.140±0.015，0.306±0.018，四组中 Caspase-3/p17 蛋白的灰度值(/GAPDH)分别为0.131±0.012，0.344±0.019，0.134±0.011，0.322±0.017，四组中collagen Type Ⅱ蛋白的灰度值(/GAPDH)分别为0.45±0.029，0.194±0.019，0.423±0.023，0.245±0.017。与Sham组相比，OVX组Caspase-3、MMP-3和MMP-13表达明显增加(P＜0.05)，Ⅱ型胶原表达水平下降。而与OVX组相比，在E2组，这些蛋白表达水平又出现相反的改变(P＜0.05)。与免疫组化检测结果相同，ICI组的这四种蛋白表达再次出现了抵消E2的保护作用的表现，Caspase-3、MMP-3和MMP-13表达明显增加，Ⅱ型胶原表达水平下降(P＜0.05)。RT-qPCR检测结果显示：4组中MMP-3 mRNA的ct值(/Sham)分别为0.911±0.182，3.98±0.24，1.0±0.136，3.45±0.23。MMP-13 mRNA的ct值(/sham)分别为1.180±0.223，5.090±0.239，1.445±0.251，4.507±0.382。Caspase-3/p17 mRNA 的 ct 值(/Sham)分别为 0.356±0.08，2.860±0.20，0.590±0.11，2.525±0.17。Collagen Type II mRNA的ct值(/Sham)分别为0.901±0.054，0.202±0.033，0.789±0.040，0.182±0.044。与假手术组相比，OVX组Caspase-3、MMP-3、MMP-13 mRNA表达显著升高(P＜0.05)，Collagen Type Ⅱ表达明显降低(P＜0.05)。与OVX组相比，E2对mRNA表达水平呈现相反的影响，而ICI 182780的加入又抵消了E2对这一作用的逆转(P＜0.05)。　　结论：17β-雌二醇在大鼠体内通过下调MMP-3，MMP-13以及Caspase-3有效干预了大鼠椎间盘的退变进程。这可能为椎间盘退变性疾病的治疗提出了新的思路，提供了可靠的理论依据。　　第二部分 Dynesys动态固定系统治疗腰椎间盘突出症的疗效分析　　目的：传统的腰椎椎间融合固定术仍然是治疗伴有腰椎不稳，或手术可能导致不稳的腰椎间盘突出症的常用手术方式。腰椎节段间坚强的固定有利于维持该节段的承重并有效恢复受损的椎间隙高度复。但坚强刚性固定后，该节段运动能力几近完全丧失，由此导致邻近节段承载应力大幅增加，导致了临床上广受关注的邻椎病。与此同时，融合固定术手术创伤大、住院时间长，许多患者术后可能会出现腰椎术后失败综合症。为解决以上弊端，人们研制了以Dynesys动态固定系统为代表的非融合技术器械。该系统在国内应用时间尚短，其临床有效性及适应症仍存争议。本研究拟对Dynesys动态固定系统治疗此类腰椎间盘突出症的疗效及相关问题进行探讨，通过2年期的随访数据，试图为该系统的临床应用效果提供依据。　　方法：2015年2月～2017年2月，共有50例此类腰椎间盘突出症并行腰椎Dynesys动态固定系统的患者获得完整随访而纳入研究。记录手术时间，切口长度，术中失血量。随访时间点为术后6月，1年及2年。随访方式包括门诊复查和电话随访。记录患者术前及术后历次随访时的Oswestry功能障碍指数(Oswestry dysfunction index，ODI)和视觉模拟评分(Visual analogue scale，VAS)。行术前及末次随访时MRI检查，以Woodend 分级和Apparent diffusion coefficient (ADC系数)进行椎间盘退变情况评估。以腰椎侧位X线片测量固定椎之间的椎间隙高度，腰椎过伸过屈侧位片测量固定椎间活动度。椎间隙高度=(椎间隙前缘高度+后缘高度+中间高度)/3。固定椎间活动度以Cobb法进行测量：在上位椎上缘和下位椎体下缘分别划线，测量在过伸和过屈位时两线间夹角度数的改变。　　结果：共有50例患者纳入本研究中，其中男性27人，女性23人。年龄分布29-60岁，平均年龄44.7±5.2岁。固定节段：L2-L3 2例，L3-L4 3例，L4-L5 20例，L5-S1 25例。所有病例在术前MRI片未见固定节段相邻间隙椎间盘严重退变。手术切口平均长度7.47±2.80 cm，手术时间平均105.43±25.4min，手术平均失血量137.18±61.2 ml。所有手术患者术后切口均获得甲级愈合。在随访期间，未发现患者有神经损伤加重，感染及内植物相关并发症。入选病例术前ODI指数和VAS评分分别为为 68.92±10.12和6.14±1.13。患者术后在各时间点上两指数分值均明显下降，与术前相比有显著性差异(P＜0.05)，提示患者临床症状明显减轻，功能明显恢复，生活质量提高。并且，在术后6月，1年和2年时的两指标分值相互比较无显著差异(P＞0.05)，提示术后效果能够维持相对稳定。在术后2年末次随访时，与术前MRI相比，有2例出现固定节段椎间盘退变进展，1例由1度进展为2度，另1例由2度进展为3度。还有1例由2度好转为1度。其他病例椎间盘信号均无明显变化。所有患者手术节段术前MRI结果的ADC值平均为(1.03±0.22)*10-3mm2/S，术后2年末次随访时，ADC值为(0.99±0.26)*10-3 mm2/S，较术前无明显下降，亦无统计学意义(P＞0.05)。X线片测量结果显示，手术节段术前的椎间隙高度平均值为9.76±1.38 mm，术后末次随访时，该值升高为11.24±1.58 mm，统计学检验有显著性差异(P＜0.05)。术前拟固定节段的过伸过屈活动度为(6.17±1.74)°，在术后2年随访时，该值下降为(2.49±1.18)，与术前相比，该差异有统计学意义(P＜0.05)。　　结论：Dynesys动态稳定系统做为脊柱非融合技术的杰出代表之一，是治疗伴有腰椎不稳，或手术可能导致不稳的腰椎间盘突出症的有效的辅助装置。在临床上行腰椎后路减压并行该系统固定后，可明显改善患者的腰腿痛症状，提高生活自理能力，提高患者生存质量。影像学随访结果显示，Dynesys动态固定系统可部分保留固定节段的生理活动度，并预防固定节段的椎间盘退变程度加重。　　第三部分 单纯髓核摘除与附加融合内固定或Dynesys动态固定系统三种方法治疗腰椎间盘突出症的疗效对比分析　　目的：腰椎后路减压术是早期治疗腰椎间盘突出症的主要手术方式，但术后远期常常出现脊柱不稳相关病症。为此附加各种腰椎融合固定术逐渐成为临床上治疗腰椎间盘突出症的常用术式。但是，该术式由于其固有缺陷导致了临床上广受关注的邻椎病。在此背景下，以Dynesys系统为代表的非融合技术应运而生。本研究拟对单纯腰椎后路减压(N)，减压加融合内固定(F)，以及减压加Dynesys动态固定系统(D)三种方法治疗腰椎间盘突出症的疗效进行对比分析，通过2年期的随访数据，试图为三种手术方式的优劣提供理论支持。　　方法：2015年9月～2017年9月，共有102例患者获得完整随访而纳入研究。根据所行手术类型分成3组。三组患者均记录手术时间，切口长度，术中失血量。随访时间点为术后3月，6月，1年及2年。记录患者术前及术后历次随访时ODI指数和VAS评分。行术前及末次随访时MRI，以Woodend 分级和ADC系数进行椎间盘退变情况评估。测量固定椎间及手术头侧邻近节段的椎间隙高度和椎间活动度。手术节段术后退变及活动度评估仅在N组和D组之间进行比较。本研究选择手术节段的头侧邻近节段进行与ASD相关的活动度改变及椎间盘退变情况评估，并进行三组间比较。　　结果：共有102例患者纳入本研究中，各基础指标在三组间进行比较无统计学差异(P＞0.05)。N，F及D组手术切口长度分别为5.15±1.3 cm，8.17±2.1cm，7.52±2.4cm，N组与其他两组差别均有统计学意义(P＜0.05)。三组手术时间分别为67.47±21.2min，129.42±29.6min，110.12±23.1min，两两比较差别均有统计学意义(P＜0.05)。三组术中失血量分别为97.18±41.2 ml，218.54±87.3 ml，139.43±75.6 ml，两两比较差别均有统计学意义(P＜0.05)。三组病例术前ODI指数和VAS评分分别为 61.1±10.5和6.2±1.5；65.6±13.1和6.8±1.7；59.7±9.5和6.3±1.1。术后3月随访时，3组患者两指数分值均明显下降(P＜0.05)。但随后N组两指数呈现升高趋势，且在末次随访时其变化具有统计学意义(P＜0.05)。该组共确定FBSS 8例，占比29.6%。F组在随后的各随访时间点上，两指标变化趋势与N组类似，但其末次随访时ODI指数变化无统计学意义(P＞0.05)，VAS分值变化有统计学意义(P＜＜0.05)。该组在末次随访时共确定FBSS 4例，占比8.9%。D组在各随访时间点上两指标变化均无统计学意义(所有P＞0.05)。该组在末次随访时未出现1例FBSS。3组间FBSS出现率具有统计学差异(P＜0.05)。手术固定节段在末次随访时D组和N组分别有5例和9例出现退变进展。N组患者手术节段手术前后MRI结果的ADC值平均为分别(1.05±0.25)*10-3mm2/S和(0.83±0.34)*10-3mm2/S，差异有统计学意义(P<0.05)。而D组手术前后ADC平均值分别为(1.07±0.21)*10-3mm2/S和0.99±0.19)*10-3mm2/S，差异无明显统计学差异(P＞0.05)。D 组固定节段活动度手术前后分别为(7.11±2.43)和(2.47±1.16)°，该差异有统计学意义(P＜0.05)。而 N 组固定节段活动度手术前后分别为 (6.36±2.77)°和(6.53±1.97)°，该差异无统计学意义(P＞0.05)。三组患者头侧邻近节段在末次随访时，N组、D组和F组分别有3例、2例和10例患者出现退变进展。F组与其他两组比较均有统计学差异(P＜0.05)。N组ADC值手术前后分别为(1.13±0.15)*10-3mm2/S和(1.07±0.27)*10-3mm2/S，其变化无统计学意义(P＞0.05)。D组手术前后分别为(1.17±0.31)*10-3mm2/S和(1.12± 0.23)*10-3mm2/S，其差异亦无统计学意义(P＞0.05)。而F组手术前后分别为(1.09±0.35)*10-3mm2/S和(0.91±0.37)*10-3mm2/S，与术前相比存在统计学差异(P＜0.05)。术前N组和D 组近侧节段过伸过屈活动度分别为(8.18±2.3)°和(8.25±2.56)°术后2年时，该值分别增加为(9.41±1.19)°和(10.01±3.48)°，两组组内比较均无统计学意义 (P＞0.05)。而F组手术前后分别为(8.43±1.27)°和(11.31±2.37)°，该差异有显著性意义(P＜0.05)。　　结论：三种方法在术后早期均可缓解腰椎间盘突出症症状，但单纯减压手术疗效不能持久，且易于导致手术节段退变加速，症状复发。减压加融合内固定术手术效果持久，但易于导致邻椎病，出现远期并发症。减压加Dynesys系统固定术术后症状缓解明显，随访期间疗效保持良好。影像学随访结果显示，Dynesys系统对固定节段起到了保护作用，且手术对邻近节段无明显影响。