腰椎間盤突出癥及其繼發性神經功能異常是多學科臨床研究的熱點。近年來，對其發生機制的研究不斷深入，促使臨床治療水平不斷提高。現將腰椎間盤突出癥發生機制的研究進展及臨床治療現狀總結如下。
I.腰椎間盤突出癥的發病機制
1.腰椎間盤退行性改變
腰椎間盤退行性改變是腰椎間盤突出癥的重要病因。脊柱退行性改變在人群中的分布極不均勻，壹部分腰椎間盤退行性改變是從青年時期開始的，這部分人群中腰椎間盤突出癥的發病率非常高。壹般認為，腰椎間盤退變是由腰椎間盤動力學負荷引起的。
亞當斯等人在屍體脊柱上進行了模擬慢走的運動負荷試驗，發現髓核中的靜水壓降低了13%至36%。椎間盤充當靜水 "緩沖器 "的能力取決於髓核的含水量。髓核就像壹個密封的流體動力系統，液體壓力隨著容積的增加而增加，隨著容積壓力的減小而減小。相當於體重的壓力可在 4 小時內排出屍體椎間盤中 10-15% 的水分。核磁共振***振動顯示，活動壹天後，腰椎間盤的體積（含水量）會減少 20%。髓核中水分的流失會降低壓力，椎間盤上的壓力會轉移到纖維環上。高度集中的壓力會對纖維環造成結構性損傷，導致裂隙的形成。
其他生物學研究表明，正常人椎間盤彈性系數的分布是均勻對稱的，而退變的椎間盤纖維環的彈性系數在後部最低，臨床上腰椎間盤突出癥常出現在後部，這很可能與腰椎間盤突出癥的發病機制有關。椎間盤的內部力學結構取決於負荷史和外加負荷，這對椎間盤退變有影響。
腰椎間盤髓核的主要成分是糖蛋白，纖維環的主要成分是膠原蛋白。在關節軟骨中，基質金屬蛋白酶-3（MMT-3）會分解糖蛋白和膠原蛋白，導致基質破壞。Masakani 等人對手術切除的椎間盤進行免疫組織染色後發現，大多數樣本的 MMP-3 呈陽性，而金屬蛋白酶-1 呈陰性。據認為，MMP-3 陽性和金屬之間失去平衡會導致糖蛋白溶解，從而排空髓核中的水內容物，引起椎間盤退變。椎間盤組織在退化過程中的代謝變化是由動力學應力和 MMP-3 的產生引起的。要闡明腰椎間盤退變的機制，就必須闡明 MMP-3 和金屬蛋白酶-1 如何作用於正常或退變椎間盤的確切機制。這些研究可能會導致使用某些藥物來治療和預防腰椎間盤退化。
2.腰椎間盤突出癥會引起非細菌性炎癥和免疫反應。
腰椎間盤突出癥通常會引起非細菌性炎癥反應。麥卡倫（Mccarron）將均質髓核樣本與生理鹽水壹起註入犬硬膜外腔，在顯微鏡下發現了嚴重的炎癥反應。Wliiburger在培養的腰椎間盤突出樣本碎片中發現了前列腺素水平升高，Saal在腰椎間盤提取物中發現了相當高水平的磷脂。這種酶是炎癥部位細胞產生前列腺素和白細胞介素的限速酶。可以推測，壹旦這種酶從椎間盤的束縛中釋放出來，它們就會接觸到神經根，並通過作用於神經細胞膜上的磷脂而引起神經發炎，或者繼發於酶產生的炎癥介質，作用於纖維環或硬膜外腔的損傷受體而產生臨床癥狀。
進壹步的研究發現，遊離型腰椎間盤突出癥的前列腺素水平高於腰椎間盤突出癥，而膨出型腰椎間盤突出癥的前列腺素水平最低。直腿擡高試驗陽性者的前列腺素水平高於陰性的腰椎間盤突出癥患者。前列腺素是最有效的天然炎癥介質之壹，對細胞功能因子的調節至關重要。前列腺素可調節腰椎間盤突出癥產生的炎癥效應，尤其是直腿擡高時產生的放電癥狀。此外，完整的纖維環可隔離和保護腰椎間盤突出癥產生的炎癥刺激。
高橋在手術中獲得的腰椎間盤突出癥組織中發現了炎癥細胞肽，包括白細胞介素-1α（IL-1α）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）。
IL-1α和TNF-α會導致組織細胞產生前列腺素，而前列腺素可引起疼痛或促進神經對其他致痛物質的敏感性。Kang等人將手術中獲得的腰椎間盤突出培養72小時，收集培養基進行生化分析，並收集脊柱側彎手術中獲得的腰椎間盤中的MMP-1α和MMP-1α作為對照。結果發現，MMP-3、白細胞介素-α和壹氧化氮（NO）明顯高於對照組。
手術切除的腰椎間盤內血管化、肉芽化和纖維組織增生的證據已經確立，有資料顯示，髓核通過修復過程中發生的正常炎癥反應突出到椎管內。如果髓核內容物被認為是 "異物"，就會引起慢性炎癥反應。突出物的炎癥和新生血管可導致吞噬和吸收。
Doita對手術切除的椎間盤突出進行體外細胞培養和生物學檢查，發現在纖維軟骨碎片的邊緣有肉芽組織內生菌和血管生成。滲入椎間盤突出部位的單核細胞表達抗白細胞介素-I、細胞內粘附分子-I、淋巴細胞相關功能抗原和堿性成纖維細胞生長因子，導致血管新生和炎癥。腰椎間盤是成人最大的血管單元。腰椎間盤突出癥中存在新生血管和炎癥細胞，這表明機化並不是腰椎間盤突出癥的主要發展過程，而吸收過程主要出現在愈合階段。這可能是腰椎間盤突出癥在椎管內自發消失或縮小，以及在不進行手術治療的情況下癥狀減輕的原因。
研究表明，腰椎間盤突出癥患者的體液免疫和細胞免疫狀態異常。Zhang Q.等用放射免疫測定法檢測了腰椎間盤突出癥患者和正常對照組的腦脊液和血清免疫球蛋白。結果發現，隨著腰椎間盤突出癥病理改變的加重，腦脊液和血清免疫球蛋白逐漸升高。膨出型僅引起腦脊液免疫球蛋白升高，而破裂型和遊離型引起腦脊液和血清免疫球蛋白均顯著升高。可能機制 ①神經根遭受突出椎間盤的機械壓迫和自身免疫反應的炎性改變，可導致血腦屏障破壞，神經根毛細血管通透性增加，血漿蛋白可滲透到腦脊液中；椎間盤組織中的Ⅰ、Ⅱ膠原蛋白、糖蛋白是潛在的自身抗原，可刺激機體產生遲發型超敏反應的T淋巴細胞和細胞毒性T細胞介導的細胞免疫反應，導致椎間盤。免疫反應，導致椎間盤早期變性，在 T、B 淋巴細胞和椎間盤抗原的不斷作用下，進而產生免疫反應，表現為血中免疫球蛋白升高；③神經根損傷引起的脫髓鞘變性物質和椎間盤抗原物質進入腦脊液可刺激中樞神經系統免疫活性細胞產生免疫球蛋白。因此認為神經根的免疫性炎癥改變是坐骨神經痛的重要病因，腰椎間盤突出癥的手術治療不僅可以解除神經根的機械性壓迫，還可以阻斷椎間盤組織引起的免疫反應。
3、腰椎間盤突出癥形成的機械性壓迫
1934年，Mixter和Barr指出腰椎間盤組織突入椎管壓迫和刺激神經根引起坐骨神經痛。幾十年來，這壹概念已被廣泛接受，並形成了腰椎間盤突出癥的神經解剖學基礎。史密斯（Smith）發現，直腿擡高時，脊神經根可在枕骨大孔內移動 2 至 5 毫米。當神經試圖拉長並偏離其運動軌跡時，神經根就會受到刺激而發炎。當神經受到緩慢壓迫時，首先會出現靜脈損傷，然後是毛細血管損傷，最後是動脈損傷。對脊神經的機械壓迫會引起體感誘發電位的敏感變化，壓迫時間的長短與振幅的減小和潛伏期的延長密切相關。
科恩等人對人體馬尾的解剖研究發現，經核磁 **** 振蕩證實，馬尾內的神經根呈非常有序、對稱的層狀排列。在 L5S1 水平的馬尾硬膜囊內，最靠後的神經成分是 S5 神經根，再靠前的是 S4、S3、S2 和 S1。在任何情況下，運動纖維成分都位於前中央，而較大的豐滿感覺成分則位於後外側。兩者始終相鄰，並形成壹個小角度。這種位置嚴格存在於後根神經節中。神經根或馬尾不均勻地出現在後根神經節中。對壹個神經根或馬尾的不均勻壓迫會導致壹個或多個相鄰神經根組成部分的感覺或運動部分受到不對稱的壓迫。這增加了臨床癥狀的復雜性，可能導致不同患者的臨床表現存在差異，以及同壹患者在不同時期臨床癥狀的變化。總之，目前的研究表明，腰椎間盤突出癥的機械壓迫和腰椎間盤突出物質的化學刺激是坐骨神經痛的病因。
其次，腰椎間盤突出癥的治療
無論是過去還是現在，只有10%左右的腰椎間盤突出癥患者需要手術治療，壹般保守治療不超過3個月，無效再考慮手術治療。因此，非手術治療是本病的基本療法。腰椎間盤突出癥的非手術治療方法包括臥床休息、牽引、穴位按摩、針灸、註射治療、髓核化學溶解、經皮椎間盤切除術等。臨床上常用的非手術治療方法有：硬膜外註射、髓核化學溶解、經皮椎間盤切除術等。
1、硬膜外腔註射治療
硬膜外腔註射治療腰椎間盤突出癥是壹種重要的非手術治療方法，已有近百年的歷史。1925年Viner將20ml 1%普魯卡因加入50～100ml林格氏液中經骶管註入硬膜外腔治療坐骨神經痛。1953 年，Lievre 將氫化可的松註入硬膜外腔治療坐骨神經痛。1953年，Lievre將氫化可的松註入硬膜外腔治療腰痛，並開始了硬膜外腔註射糖皮質激素的治療方法。
庫姆斯比較了臥床治療與硬膜外註射局麻藥治療各20名腰骶部神經根病患者。結果發現，硬膜外註射局麻藥組有12名患者的神經體征（直腿擡高、脊柱活動範圍、肌力和反射）得到改善，而臥床組只有5名患者。硬膜外註射局麻藥組的平均恢復時間為 11 天，明顯短於臥床組的 31 天。進壹步的研究表明，糖皮質激素加局麻藥比單獨註射局麻藥更有效。大多數硬膜外註射糖皮質激素的患者（96%）在 6 天內臨床癥狀就有所改善，硬膜外註射局麻藥在第 11 天就見效，而臥床休息需要 1-4 周才能緩解癥狀。在大多數報道中，硬膜外註射糖皮質激素治療根性疼痛對60%的患者有良好效果。
在過去十年中，腰椎間盤突出癥的非手術治療已成為壹種趨勢。研究發現，腰椎間盤突出癥的碎片可以不經手術自發吸收，而且有些腰椎間盤突出癥沒有臨床癥狀。在沒有椎間盤突出癥的情況下，也會產生椎間盤源性下背痛和根性痛。這些發現表明，炎癥反應是這些表現的根本原因。這為向硬膜外腔註射藥物提供了理論依據，並導致了這種療法的廣泛應用。
糖皮質激素通過抑制前列腺素的合成而具有抗炎作用，並有穩定膜的作用，還能抑制神經肽的合成和阻斷磷脂酶A2的活性。局部麻醉劑註射可阻斷產生疼痛的神經活動，放松肌肉痙攣，消除伴隨的反射性交感神經營養不良。
硬膜外註射治療腰椎間盤突出癥的方法包括單次給藥連續硬膜外置管和應用 PCA。給藥途徑包括經骶骨和經後正中穿刺硬膜外註射。經椎間孔硬膜外穿刺不慎將糖皮質激素引入蛛網膜下腔可引起蛛網膜炎，甚至永久性癱瘓。硬腦膜穿刺的壹般發生率為 0.27%-0.6%，因此全脊髓麻醉的發生率為 0.2%。這些並發癥限制了這種穿刺方法的廣泛使用。
迄今為止，關於硬膜外註射治療腰椎間盤突出癥的研究很少。關於什麽是合適的硬膜外糖皮質激素註射，目前還沒有達成共識。現有文獻未能描述最有效的給藥途徑、糖皮質激素的類型和用量、局麻藥的濃度和用量、註射次數、註射持續時間以及療效評估。
作者在研究中發現，通過X光引導下的腰椎旁垂直穿刺，在椎間孔附近註射造影劑，可使造影劑在硬膜外腔彌散並顯影。因此，硬膜外註射可分為三種途徑：經骶硬膜外註射、後正中硬膜外註射和經椎旁硬膜外註射。在作者進行的壹項對照研究中，經椎間孔硬膜外腔註射治療腰椎間盤突出癥的療效優於後正中硬膜外腔註射，因為通過前壹種途徑註射藥物，藥物不僅作用於神經根，還能通過卵圓孔到達椎間盤突出引起的炎癥病竈，從而更集中、更有效地消除炎癥，同時避免了穿刺後正中硬膜外腔引起的並發癥。
與對照組相比，單次註射潑尼松龍25毫克的硬膜外腔血皮質醇在用藥後第2天明顯升高，但在用藥後第4天和第6天很快恢復正常。因此，每周壹次註射 25 毫克潑尼松龍可以避免糖皮質激素引起的並發癥，同時有效消除炎癥。作者還用脈絡寧（中藥制劑）代替潑尼松龍治療腰椎間盤突出癥取得了滿意的療效，為糖尿病、肺結核及其他不適合應用糖皮質激素的患者提供了更合理的藥物。硬膜外註射治療腰椎間盤突出癥能有效消除腰椎間盤突出癥引起的炎癥反應，減輕臨床癥狀。然而，要規範這種治療方法，還需要設計良好的對照研究。
2、經皮穿刺腰椎間盤切除術
經皮穿刺腰椎間盤切除術是近幾十年來的壹項新技術，其成功率高達70%~94%。與傳統手術相比，具有創傷小、恢復快、不幹擾椎管結構、不影響脊柱穩定性、並發癥少、操作簡單等優點。療效較為理想。壹般認為，經皮穿刺腰椎間盤切除術是通過在纖維上鉆孔，取出壹定量的髓核，明顯降低椎間盤的內壓，明顯緩解對神經根的損傷，並消除炎癥化學物質釋放後對椎間盤突出內容物的還原作用，達到治療目的。
並發癥包括椎間盤炎，發生率為1%，非手術治療即可治愈。神經根損傷，主要是挫傷，多在1至2個月後逐漸恢復。腰大肌血腫很少發生，1~3個月後可自愈。
在我國，由於技術和條件的限制，這種治療方法遠未普及，有待進壹步研究和發展。
3、髓核化學溶解療法
1964年Simith首次報道用木瓜凝乳蛋白酶治療腰椎間盤突出癥，髓核化學溶解療法已成為治療腰椎間盤突出癥的壹種引人註目的方法，並得到迅速發展。早期關於神經系統並發癥和過敏反應的報道嚴重打擊了化學溶核療法，1974 年美國食品藥品管理局不再允許將木瓜凝乳蛋白酶用於治療。不過，很快就有人證實，神經系統並發癥是由於手術失誤造成的，而過敏反應是可以通過仔細詢問病史和過敏測試來避免的。事實上，過敏反應已從 0.5% 降至 0.25%。1982 年，經過多年的爭論和研究，美國食品及藥物管理局再次批準使用這種藥物，其依據是雙盲研究得出的結論：木瓜凝集素化學溶核療法是安全有效的。自 1987 年以來，木瓜凝集素蛋白酶療法治療突出的細胞核，沒有死亡或嚴重並發癥的報道，經受住了時間的考驗，在 30 年的臨床實踐中被證明是成功的。其治療機理是木瓜凝乳蛋白酶能裂解蛋白多糖中的粘多糖，使髓核中的水分釋放出來，突出的髓核脫水收縮。
Javid對100名連續接受化學溶髓術的患者和100名連續接受椎板切除術的患者進行了前瞻性研究。6周後的臨床結果顯示，92%的椎板切除術患者和82%的髓核化學溶髓術患者都取得了成功。6個月後，88%的髓核化學溶解患者與85%的椎板切除術患者取得了成功。1年後，87%的化學溶髓術患者和85%的椎板切除術患者取得了成功。6個月後，88%的化療溶解患者和85%的椎板切除術患者獲得了成功的治療結果。接受螯合療法的患者人數更多。
在我國，由於藥物和技術條件的不成熟，這項技術遠未普及，仍需長期探索和發展。
綜上所述，腰椎間盤突出癥形成的機械性壓迫和化學物質釋放引起的炎癥反應是臨床腰痛和根性腰椎病的病因。硬膜外腔註射糖皮質激素局麻藥液能有效消除腰椎間盤突出癥引起的炎癥反應，有效治療腰椎間盤突出癥。然而，要闡明腰椎間盤突出癥的發病機制，並制定出治療腰椎間盤突出癥的硬膜外腔註射標準方法，還需要進壹步的研究。在我國，經皮腰椎間盤切除術和髓核化學溶解術治療腰椎間盤突出癥尚未普及，硬膜外註射療法仍是非手術治療腰椎間盤突出癥的重要方法。