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Bone Research
椎间盘源性腰痛的病因、诊断与未来治疗

2025-11-05

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该综述系统总结了椎间盘源性腰痛的细胞、分子和生物力学机制,涵盖其病理生理、风险因素、诊断挑战和实验模型,为未来靶向治疗提供重要研究方向。

 

文献概述
本文《What a pain in the back: etiology, diagnosis and future treatment directions for discogenic low back pain》,发表于《Bone Research》杂志,回顾并总结了椎间盘源性腰痛(LBP)的现有研究进展,包括椎间盘退变(IVDD)与LBP的关联、分子机制、风险因素、诊断工具及实验模型。文章进一步强调,尽管IVDD与LBP密切相关,但并非所有IVDD患者都会发展LBP,提示LBP具有独立的病理机制。研究还指出,目前LBP的诊断工具和实验模型仍存在局限,阻碍了靶向治疗的发展。文章最后提出未来研究需整合生物医学、临床和转化视角,以推动LBP机制的深入解析和治疗策略的优化。

背景知识
椎间盘源性腰痛(discogenic LBP)是LBP的重要亚型,约占慢性LBP的40%。椎间盘(IVD)由髓核(NP)、纤维环(AF)和终板组成,其结构完整性对脊柱生物力学至关重要。IVD退变(IVDD)涉及细胞外基质(ECM)降解、炎症因子上调、免疫细胞浸润、异常神经及血管生长等机制,这些变化可能引发LBP。然而,目前缺乏特异性诊断手段,且治疗多以缓解症状为主。近年来,研究开始关注LBP作为独立病理实体,而非仅是IVDD的表型。文章提出,基因、性别、生活方式、营养代谢和机械应力等因素可能影响LBP的发展。此外,椎间盘的低氧环境、炎症信号通路(如NF-κB、MAPK)及神经生长因子(NGF)等分子机制也被认为是LBP的重要驱动因素。文章还强调,当前诊断方法如MRI、T2-relaxometry、qCEST等虽可提供早期退变信息,但尚无法准确区分IVDD与LBP,因此需要更精准的分子标志物和模型验证。综上,本文为椎间盘源性LBP的机制研究和治疗开发提供了理论基础和研究方向。

 

提供基因敲除小鼠快速扩繁、体外受精及胚胎移植服务,支持椎间盘退变及相关分子机制研究

 

研究方法与实验
该综述通过系统回顾当前关于椎间盘源性腰痛(LBP)的病理机制、分子调控、风险因素、诊断工具和实验模型,结合作者团队的前期研究,分析退变无症状与有症状椎间盘(IVD)的细胞和分子差异。研究还重点探讨了椎间盘退变(IVDD)与LBP之间的复杂关系,包括ECM降解、炎症信号激活、神经和血管异常生长等机制。通过scRNA-seq等新兴技术,研究团队识别了IVD中免疫细胞的动态变化及其在LBP中的作用。此外,文章评估了现有MRI、qCEST等成像技术在早期诊断中的潜力,并提出未来需更精准的分子标志物及实验模型支持机制研究。

关键结论与观点

  • IVDD是LBP的重要病因,但并非所有IVDD患者都会发展LBD,提示LBP具有独立机制
  • 椎间盘退变过程中,ECM降解、炎症因子(如IL-1β、TNF-α)上调、免疫细胞浸润及低氧环境是关键分子事件
  • 基因、性别、年龄、生活方式(如久坐、高BMI、脊柱负荷)和创伤是LBP的高风险因素
  • 目前诊断方法如MRI、qCEST等虽可检测IVDD,但无法准确区分LBP与无症状IVDD,存在高假阳性率
  • 椎间盘的神经生长(hyperinnervation)与血管化是LBP的关键特征,且受NGF、BDNF等神经调控因子影响
  • 靶向抑制炎症因子(如IL-1β、TNF-α)和调节HIF-1α/VEGF通路可能为未来治疗方向
  • 现有动物模型(如大鼠、猪)及iPSC、基因编辑等技术可支持机制验证和药物筛选

研究意义与展望
该研究强调,椎间盘源性腰痛(LBP)应被视为独立病理实体,而非IVDD的必然结果。未来需更深入解析LBP的分子机制,开发精准诊断方法,以区分LBP与无症状IVDD。同时,整合生物标志物、影像学和实验模型,将有助于靶向治疗的开发。基因编辑、类器官、干细胞和AI辅助药物筛选等新兴技术,有望推动LBP机制研究和治疗策略的创新,为临床提供更有效的干预手段。

 

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结语
椎间盘源性腰痛(discogenic LBP)是慢性LBP的重要类型,其机制复杂且尚未完全阐明。本文系统总结了LBP与IVDD的关联、分子机制、风险因素及诊断挑战,指出当前研究的局限性,包括缺乏特异性标志物、诊断工具及动物模型标准化不足。研究强调,未来应聚焦于细胞、分子和生物力学因素的整合,以揭示LBP的独立机制。此外,新兴技术如基因编辑、iPSC、AI辅助诊断等有望提升机制研究和药物开发效率。文章为LBP机制研究和靶向治疗提供了理论基础,并为临床转化提供方向。

 

文献来源:
Giselle Kaneda, Lea Zila, Jacob T Wechsler, Debiao Li, and Dmitriy Sheyn. What a pain in the back: etiology, diagnosis and future treatment directions for discogenic low back pain. Bone Research.
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