青少年特发型脊柱侧凸发病机制及治疗方法研究进展

青少年特发型脊柱侧凸发病机制及治疗方法研究进展

乔玉冰

河南科技大学临床医学院，河南科技大学第一附属医院 中国洛阳 471003

摘要：在临床上，青少年特发型脊柱侧凸属于极为常见的一种，是一种包括冠状面上的侧凸、矢状面上的失平衡和椎体在横轴位上旋转在内的三维畸形，无任何先天性脊柱异常或合并有神经肌肉和骨骼等疾病。近年来，我国患有脊柱侧凸地青少年人数逐渐增多，已经对我国青少年健康与安全产生极大的威胁与影响。而运动疗法便能够有效预防并控制此种疾病。本次研究便是围绕脊柱侧凸展开研究，总结该疾病现阶段的研究进展。

关键词：青少年特发型脊柱侧凸；发病机制；治疗方法；研究进展

Abstract: Clinically, adolescent idiopathic scoliosis is a very common type of scoliosis, which is a three-dimensional deformity including coronal scoliosis, sagittal imbalance and vertebral rotation in the transverse axis, without any congenital spinal abnormalities or combined with neuromuscular and skeletal diseases. In recent years, the number of adolescents with scoliosis in China has gradually increased, which has posed a great threat to the health and safety of adolescents in China. Exercise therapy can effectively prevent and control this disease. This study focuses on scoliosis and summarizes the current research progress of the disease.

Keywords: adolescent idiopathic scoliosis; pathogenesis; treatment; research progress

引言

脊柱侧凸是一种发生在脊柱冠状面、矢状位及轴向位的三维畸形，其中包括脊柱的横向偏移、旋转和矢状面紊乱[1]。国际脊柱侧凸研究协会（Scoliosis Research Society， SRS）定义脊柱侧凸诊断的金标准是X线Cobb°，当脊柱在冠状面向侧方弯曲Cobb°＞10°的时候就可以确诊为脊柱侧凸[2]。青少年特发型脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）是发生在青少年阶段的脊柱侧凸，也是最常见的脊柱侧凸，占脊柱侧凸人群的80%-90%[3]，主要原因是脊柱畸形是在身体显著生长期间发生的[4]，目前文献的总体患病率为0.47-5.2%[5]，由于脊柱的弯曲和胸廓的变形会造成一系列的身体功能的障碍，包括心肺功能的，从而引起身体平衡的障碍，也会导致患者外观形象的改变以及会患者生活质量下降，更严重的会威胁到患者的心理健康,给青少年脊柱侧凸患者的身体和心身均带来严重的影响，越来越引起临床及社会的重要。研究发现，神经系统因素、遗传因素、生物力学因素、生化因素等多种因素都有可能导致患者患有AIS，疾病诱发因素较多，发病机制不够明确，这也对临床疾病诊断带来更多的困难。脊柱侧凸的治疗能够帮助患者控制疾病，对于轻度和中度青少年特发型脊柱侧凸患者，以矫正运动为基础的治疗可作为孤立治疗或与其他治疗资源联合辅助治疗，减少脊柱畸形，提高生活质量，重度青少年特发型脊柱侧凸患者则为手术治疗为主。为此，深入研究对此类疾病的发病机制可以为临床诊断及治疗提供参考，现就青少年特发型脊柱侧凸发病机制和治疗方法研究进展综述如下。

1.AIS发病机制研究

1.1基因异常表达

有关AIS疾病的相关研究较多，但该疾病的发病机制较为复杂，现阶段未有研究进一步精确该疾病的发病机制。但大多数研究均认为AIS与遗传基因之间有着较大的关联。Sharma[6]等选择3012例研究对象进行研究，在经过深入研究之后发现AIS与位于20p11.22PAXI基因下游的启动子区上的SNP之间有着十分紧密的关联，SNP很可能是导致患者发病的根源，此发现后来经过斑马鱼模型得到再一次的验证。Takahashi[7]等学者则是在日本选择12673例患者进行研究，其中有1376例均是患有AIS的患者，剩余的所有研究对象皆是健康女性，经过研究之后发现LBXI附近存在有极为明显的SNP位点，最终证明AIS疾病发病与遗传基因之间有着紧密的联系。AL-Kateb

[8]则是选择16p11.2重排以及存在有骨骼异常状况的患者当中选择5例进行研究，研究结果发现基因重排与患者出现脊柱侧凸之间有着显著性的关联。在对以上研究进行分析总结之后能够发现，青少年在整个生长过程当中，如果存在有基因异常表达的情况，则是有很大的几率会导致自身患有AIS疾病。

1.2生化指标异常

（1）骨代谢异常

Yang[9]等学者对骨代谢与AIS疾病之间的关联作出研究，在研究当中，研究对象均为已经患有此种疾病的396例女性，观察所有患者的骨强度等指标，在进一步研究之后发现，患者低骨矿物质密度是导致患者疾病进一步发展的一大因素。Wang[10]等人则是在以往学者的研究基础之上更加深入性的研究，在研究当中，对患者进行矫形手术（自体骨融合术的供体为髂骨），并使用仪器对患者腰椎等部位进行低骨矿物质密度上的测量，按照最终的测量结果分为正常组与降低组，在经过数据分析整合之后发现低骨矿物质密度正常的一组患者在自身蛋白表达以及Runx2mRNA上相对更高。最终总结出，患有AIS疾病的患者可能会存在有Runx2表达异常的情况，Runx2与该疾病的发病机制也有着较大的关联。也有研究则是选择已经患有AIS疾病的患者进行研究，患有该疾病的患者在长期服用钙加维生素D之后，自身的骨骼更加健康，也进一步证明骨代谢异常与AIS疾病之间的关联。

（2）生长激素分泌紊乱

青少年群体是患有脊柱侧凸的主要群体，青少年正处于生长发育的关键时间段，身体内部将会分泌出大量的生长激素，而生长激素的分泌与青少年是否患有脊柱侧凸之间有着十分紧密的联系。在经过Murakami[11]等人深入研究之后发现，许多接受生长激素治疗的患有普拉德-威利综合征的青少年之所以会患有脊柱侧凸疾病，是因为这一类患者存在有椎旁肌异常发育的情况，这是致使患者患病的一大主要因素，AIS与其接受的生长激素治疗之间并无较大关联。Grootjen[12]在经过长期反复的实践研究之后则是发现，生长激素治疗并不会使得患者患有AIS，也不会进一步加重AIS疾病的病情。但在Yun[13]等人的研究中，却发现生长激素治疗与AIS疾病之间有着较大的关联，将会使得患者Cobb角进展出现变化。综上所述，在有关生长激素与AIS疾病之间关联性研究上，现阶段还存在有极大的争议性，还需要进一步研究以确定两者之间的关系。

2 AIS筛查方法

在临床疾病诊断当中大多都是采用对机体损伤更小的方式对患者进行检查，检查方式较多，其中包括体格检查、躯干旋转角度检查等多种检查方式。

2.1体格检查

在此项检查当中，医生应当观察患者两侧肩部是否呈现出较好的对称性，患者肩胛下角是否处于同一水平面、患者腰背部是否存在有凹陷等情况。如果患者存在以上任意一种情况，则该患者可能患有AIS。

2.2前弯试验

在帮助患者检查是否患有AIS疾病时，需要让患者始终保持站立的状态，尽可能地伸直双腿，使得两侧手臂处于自然垂直状态，引导患者向前侧逐渐弯曲身体90°，如果发现患者在弯曲过程中脊椎两侧存在较为明显的异常（两侧高度不一致），则是可以初步判定患者患有该疾病。在以往的检查当中，FBT是最常使用、最简单、快捷的一种方式，但此种疾病检查方式相对来说存在有敏感度较低的弱势，因此，在临床疾病检查中有很大的几率出现假阳性，无法单独运用于AIS疾病检查诊断当中。

2.3躯干旋转角度

在对患者进行疾病诊断时，让患者站立，以地面为标准，保证患者弯腰前屈状态与地面平行，患者的双腿与患者的髂骨连线则是需要保持尽可能的垂直状态，使用脊柱侧凸测量仪对患者脊椎进行测量。这也是判断患者是否患有AIS疾病最为简单的一种方式。但在日常检查当中，如果将5°作为患者疾病诊断的截断值，则将有很大的可能性出现较高转诊率，如果将10°作为疾病的诊断截断值，在降低转诊率的同时，可能会出现有许多患者为假阴性。

2.4莫尔地形图

这是检查AIS所使用到的一种特殊设备，在相机等多种技术的结合下勾勒出患者背部的大致轮廓，将获得的图像进行收集记录。患者背部不对称的条纹数量越多，则是表明患者所患有的疾病越严重，当观察到数据差异在7.5mm以上时，则是证明患者患有此种疾病。与上文所提及到的前弯实验相比，此种检查方式拥有更高的敏感性，能够较好的检测出患者是否患有此种疾病。但在检查过程中需要使用到特殊的设备，并由熟悉设备的专业人员进行操作。因而，这并不能作为一种疾病检测最有效、简单的办法。除此之外，此种方法获得的最终检查结果无法较好的对患者腰椎畸形程度作出进一步的评估疾病筛查的准确程度也将会受到筛查人员的认知影响。

2.5X线检查

X线检查是最为熟知的一种方式，通过X线观察患者Cobb角度，如果发现该角度已经超过10°，则是表明患者存在有脊柱侧凸的情况。X线检查也是现阶段对该疾病诊断时的一种金标准。与此同时，通过此种检查方式还能够进一步观察患者是否有较大的风险出现恶性发展。但此种方式也有一定的不足之处，接受X线检查的患者必须要使用到相应的检查设备，这一类设备会释放出一定的辐射，患者将会暴露在辐射环境当中，使得患者疾病检查过程中出现更多风险性因素。

3 青少年特发型脊柱侧凸的治疗方法

3.1 保守治疗

定期观察、支具和特定运动疗法是国际公认的AIS保守的治疗方法，这三种保守疗法针对的是轻、中度AIS 患者。大量的随机对照研究证明了支具和特定运动疗法在预防AIS患者弯弧进展方面具有明显作用，即使患者Cobb角≥50°，支具也能很好的阻止弯弧的进展[14]。定期观察是治疗轻、中度AIS患者的第一步，也是获得患者病情信息的关键步骤，Cobb角和Risser是决定观察周期的重要指标，观察时间一般在2~3个月至36~60个月之间，支具治疗患者则需要每隔3个月或6个月进行复查一次。对于存在脊柱侧凸倾向的儿童及青少年，骨科医生通常建议定期随访至患者骨骼发育成熟，避免因未掌握实时病情而错过最佳治疗时机。对于AIS患者的支具治疗，在学界仍存在争议，因为影响支具治疗的因素众多，脊柱外科一生的临床经验、患者每日佩戴的时长、患者的依从性、患者家属的鼓励等都是影响支具治疗的重要因素。支具治疗脊柱侧弯的原理是，通过借助外力，以强制性手段阻止弯弧的进展，所以这种疗法对处于生长发育阶段的儿童和青少年作用明显，对骨骼发育已经成熟的成年人作用不大。患者在首次佩戴支具时，应该进行X线检查，在佩戴支具1~2周内应该逐渐增加佩戴时长，每天增加1~4h，直至每天佩戴总时长≥20h，佩戴周期应至生长发育结束，脊柱侧凸的矫正率理论上应大于50%。国际上一些针对脊柱侧凸的疗法统称为脊柱侧凸特定疗法（Physiotherapeutic Scoliosis-Specific Exercises，PSSE）主要包括七种运动疗法，分别是Schroth疗法、DoboMed疗法、Side shift疗法、Lyon疗法、SEAS疗法、BSPTS疗法和FITS疗法。大部分PSSE训练的原理是在3D主动矫正模式下配合特定的呼吸与运动的训练，掌握姿势稳定性，包括神经运动控制、平衡训练和本体感觉训练等[15]。

3.2 手术治疗

AIS患者手术的主要目标是获得以骨盆为中心的平衡融合区，并在保留最大数量的移动节段的同时恢复肩部倾斜[16]。AIS患者的年龄不是选择手术时间的决定性因素，Cobb角大于30°和肺活量超过50%，即呼吸功能明显丧失之前的情况，是手术治疗指征的决定性参数[17].而使用椎弓根螺钉矫正已成为主流。研究发现，脊柱前融合术和脊柱后路融合术均有效治疗青少年特发性脊柱侧凸的Lenke 5型曲线[18]。前脊柱融合术（Anterior Spinal Fusion，ASF）的优点包括：较短的融合面积、较低的感染率、无椎旁肌肉夹层、曲轴现象的潜在预防以及较小的瘢痕。后脊柱融合术（Posterior Spinal Fusion，PSF）已成为AIS的“金标准”治疗方法。后脊柱融合术的优点包括易于进入脊柱，对胸腔没有直接侵入性，并且在确定融合区域方面相对灵活。与ASF相比，PSF的支持者报告了诸如降低肺部并发症风险，更好地控制肩部失衡，更短的恢复时间和缩短住院时间等优点。此外，在畸形的早期阶段矫正的可能性更大，特别是因为骨盆倾斜不明显，髋关节还没有半脱位或脱位，一般手术风险也较低。

4 青少年特发型脊柱侧凸的危害

青少年特发型脊柱侧凸造成的危害主要存在于身体方面，但是也会对患者的心理带来危害。对身体的危害主要表现在四方面。第一，脊柱侧凸患者在外观方面会有明显畸形，脊柱的变形会导致双肩不等高，弯腰时背部凸起，头部不在中立位，患者的平衡能力下降[14]。双侧胸段的侧弯会导致驼背或平背，对于女孩而言，还会导致双侧乳房的不对称。有的患者骨盆前倾、旋转，以至于不能正常走路，活动范围受限。第二，脊柱侧凸患者的心肺功能也会受到影响，胸部侧弯患者的脊柱发生偏移和旋转，连带胸廓发生旋转，肺脏受压迫容积下降，影响气体交换，包括通气血流比、弥散、局部通气。第三，脊柱侧凸患者运动能力受限。脊柱侧凸引起的肌肉不平衡会加重脊柱畸形，肌肉的不对称分布会造成肌肉长时间保持相同姿势的能力减弱，运动能力减弱。第四，脊柱侧凸会引起其他疾病，例如因为脊柱侧凸内脏受压、位置发生改变，导致植物神经系统紊乱，引起十二指肠溃疡、功能性消化不良以及胃肠神经功能紊乱等。在心理方面，脊柱侧凸患者更加容易发生自卑的情绪，而且存在就业、结婚困难等问题。

结语

在所有的脊椎类疾病当中，AIS疾病最为常见，现阶段有关该疾病的研究较多，但并未有研究精确的表明该疾病的致病因素。在本次的研究当中，则是分析了该疾病的多种发病机制，在临床疾病诊断时，也需要根据患者实际状况选择更加合适的诊断方式，及时发现疾病，严格把控治疗的时机。

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