颈椎融合与非融合后相邻节段生物力学改变：2次手术率的Meta分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.04.026

摘要/Abstract

摘要：

背景：相邻近节段病是颈前路减压植骨融合后的一种长期并发症，在近些年逐渐受到重视，其发病原因主要有手术邻近节段活动度增大、椎间隙高度丢失、椎间盘内压过高等多方面因素。在实际临床中，颈椎非融合与融合手术相比，是否能有效降低相邻近节段病的发生率，目前还没有明确定论。

目的：系统评价颈椎融合和非融合治疗对相邻近节段退变的影响。

方法：检索2000年1月至2013年12月Medline、PubMed、Embase和Cochrane等数据库中关于比较颈椎融合与非融合技术修复颈椎病的随机对照试验研究，对比两种修复方法对相邻近节段病的影响，评价纳入研究的方法学质量。利用RevMan 5.2软件进行Meta分析，结局指标为术后因相邻近节段病行二次手术。

结果与结论：经过筛选，5篇随机对照试验研究符合纳入标准，共有1 602例患者，所有患者均因颈椎病进行手术治疗，其中颈前路减压植骨融合785例，椎间盘置换817例。1 066例患者完成了所有随访，总随访率为66.54%，其中颈前路减压植骨融合患者494例，椎间盘置换患者572例，共有68例因相邻近节段病接受了二次手术，总二次手术率为6.38%(68/1 066)，其中椎间盘置换后28例，颈前路减压植骨融合后40例。纳入研究的质量评价等级均较高，5篇文献评价等级均为A级，且异质性较小(I²=14%)。Meta分析结果显示，颈椎非融合术后相邻近节段病的二次手术率低于融合手术，差异有显著性意义(OR=0.58，95%CI：0.35，0.96)。提示颈椎融合术后相邻近节段病的二次手术率高于非融合治疗，融合手术所造成的颈椎生物力学改变对相邻近节段病发生的影响更为显著。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

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关键词: 植入物, 脊柱植入物, 相邻节段退变, 颈椎, 融合, 非融合, 生物力学, 2次手术率, 随机对照试验, 结局指标, Meta分析

Abstract:

BACKGROUND: Adjacent segment disease is a long-term complication of anterior cervical decompression and fusion, and has been paid great attention recently. Cause of disease contains increased range of motion in surgery adjacent segment, intervertebral height loss and high intradiscal pressure. In the clinic, compared with fusion surgery, whether cervical non-fusion can effectively decrease the incidence of adjacent segment disease

remains poorly understood.

OBJECTIVE: To systematically assess the effects of cervical fusion and cervical non-fusion on adjacent segment degeneration.

METHODS: We retrieved the randomized controlled trial concerning cervical fusion versus cervical non-fusion to repair cervical syndrome in the Medline, PubMed, Embase and Cochrane databases from January 2000 to December 2013. This study compared the effects of two repair methods on adjacent segment disease and evaluated methodological quality of the included studies. A meta-analysis was performed using RevMan 5.2 software. Outcome indicators: second surgery was undergone due to postoperative adjacent segment disease.

RESULTS AND CONCLUSION: After screening, five randomized controlled trials met the inclusion criteria. There were 1 602 patients. All patients received surgery due to cervical syndrome. 785 cases underwent anterior decompression and fusion, and 817 cases underwent intervertebral disc replacement. 1 066 patients completed all follow-up, with a total follow-up rate of 66.54%. There were 494 patients treated with anterior decompression and fusion and 572 patients with intervertebral disc replacement. A total of 68 patients underwent second surgery due to adjacent segment disease. Total second surgery rate was 6.38% (68/1 066), including 28 cases after intervertebral disc replacement and 40 cases after anterior decompression and fusion. The grade of quality evaluation of the included studies was high, including five studies with grade A. Moreover, heterogeneity was small (I² = 14%). Meta-analysis results revealed that the second surgery rate of adjacent segment disease was lower after cervical non-fusion than after cervical fusion, which showed significant differences (odd ratio = 0.58, 95% confidence interval: 0.35, 0.96). These results suggested that the second surgery rate of adjacent segment disease was higher after cervical fusion than after cervical non-fusion. The alterations in cervical biomechanics caused by fusion greatly affected the occurrence of adjacent segment disease.

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Key words: Spinal Fusion, Meta-Analysis, Randomized Controlled Trial, Evidence-Based Medicine

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 2

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引言

经过半个多世纪的发展和完善历程后，颈前路减压植骨融合已成为治疗颈椎退行性疾病、创伤、肿瘤等多种疾病的“金标准”^[1-3]。但随着随访时间的延长、大量病例的积累和一系列临床与基础研究的开展，对于该术式并发症的认识也不断深入。其中，最常见的并发症也是争论的焦点是融合手术对邻近节段病变或相邻近节段病的影响，以及非融合手术是否能达到减少相邻近节段病的目的^[4-10]。随着脊柱运动保留技术即非融合手术的发展，其已经成为治疗脊柱退行性疾患的另一种治疗策略，并已在临床上广泛应用^[11-13]。

然而在实际临床中，非融合手术与融合手术相比，是否能有效降低相邻近节段病的发生率，目前还没有明确定论。早期一些短期随访的研究结果表明，非融合手术能显著降低2年内相邻近节段病的发生；另外也有研究认为两种手术后相邻近节段病的发生率没有明显差异。而目前得到普遍认可的看法是，非融合手术能保留颈椎的正常活动，但并不能减少相邻近节段病的发生。

此前关于颈椎融合与非融合技术对于相邻近节段病影响的系统性回顾研究和Meta分析都存在一些缺陷。首先，纳入的随机对照试验样本量少、随访时间短，由于非融合手术从开展到逐渐成熟只有几十年的时间，而相邻近节段病本身是一种长期并发症，因此大样本的长期随访研究还比较少；第二，对于相邻近节段病的定义和分级系统目前还不明确，不同的研究者在诊断、采集数据等方面均存在差异。

因此，文章主要探讨颈椎非融合与融合治疗相比，是否能有效降低术后相邻近节段病的二次手术率。

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材料方法

1.1 文献检索 以“adjacent segment disease”、“adjacent segment pathology”、“cervical spine”、“randomized clinical trial”等为检索词，计算机检索Medline、Pubmed、Embase和Cochrane等数据库；同时，手工检索比较颈椎融合与非融合手术的相关文献并追查纳入文献的参考文献。检索时间范围从2000年1月至2013年12月。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：2000年1月至2013年12月关于比较颈椎前路融合与非融合手术所有随机对照试验，语种为英语。研究对象明确诊断为颈椎病，并接受手术治疗。以接受非融合手术(椎间盘置换)为实验组，接受融合手术(颈前路减压植骨融合)作为对照组。结局指标：术后因相邻近节段病行二次手术。

排除标准：①综述、队列研究、个案报道、回顾性研究等非随机对照试验研究。②初次采用的是后路融合手术方式。③二次手术的原因为感染、植入物移位、沉降等。④随访时间小于2年。

1.3 质量评价标准 所有文献的题目和摘要由2名研究人员分别独立阅读，按以上制定的纳入和排除标准选择合适的文献，可能纳入Meta分析的文献阅读全文，如有必要进行全文翻译；假如2名研究人员对文献的评估发生分歧，则通过讨论协商解决或第3方仲裁决定。

纳入研究的方法学质量评价按照随机对照试验的5条质量评价标准进行：①随机方法是否正确。随机分配的质量分3个等级，包括随机方法正确，随机方法没有描述，随机方法错误。②是否做到分配隐藏：分配隐藏的质量分4个等级，包括隐藏方法正确，隐藏方法未描述，隐藏方法不正确。③是否采用盲法：本研究是针对手术而言，主要看是否采用了评价者盲法。④是否有失访或退出，对有失访或退出的研究应做意向治疗分析。⑤基线情况，纳入研究各组间人数，年龄等基线情况是否可比，以判断选择性偏倚和机遇影响的大小。

如上述5条质量评价标准均完全满足且方法学正确，则该研究存在偏倚的可能性最小(A级)；如果其中任一条或多条质量评价标准仅为部分满足，则该研究存在的相应偏倚可能性为中度(B级)；如果其中任一条或多条质量评价标准完全不满足(方法错误或未使用)，则该研究存在的高度可能的相应偏倚(C级)。如研究中未提供有关资料，则与原作者联系以获得所需资料。

1.4 统计学分析 采用RevMan 5.2统计软件进行统计分析。采用χ²检验法检验统计学异质性。若P < 0.1，I²> 50%时，纳入研究间存在较大异质性。有异质性者，首先分析异质性产生的原因，并用敏感分析处理，对仍然无法消除统计学异质性的文献，若其具有临床一致性，用随机效应模型合并分析。无异质性文献数据，则选用固定效应模型。计数资料计算优势比(Odds ratio，OR)及95%可信区间(Confidence interval，CI)。若Meta分析显示两种手术方式疗效差异有显著性意义，则采用漏斗图分析是否存在发表偏倚。

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讨论

相邻近节段病是颈前路减压植骨融合后的一种长期并发症，在近些年逐渐受到重视，其发病原因主要有手术邻近节段活动度增大、椎间隙高度丢失、椎间盘内压过高等多方面因素^[2-3^，^11]。相关文献报道在接受初次颈前路手术后10年内相邻近节段病发生率大约为25%，因相邻近节段病需要行二次手术的患者超过15%^[4-6]，而翻修手术常常受到手术入路、方式，以及患者自身情况等多方面因素的限制，因此研究相邻近节段病的发生原因、危险因素，从而尽量避免或减少其发生便非常重要。

3.1 研究质量 本研究纳入的5篇随机对照试验文献均有明确的纳入和排除标准，所有文献均描述了采用的随机方法、分配隐藏和盲法，所有文献的治疗很高，并且文献之间的异质性低。但总体共有失访或退出研究536例，失访率为33.46%，结果可能产生选择偏倚。

3.2 疗效分析邻近节段病最早由Hilibrand等^[5]在1999年的研究中报道，此后逐渐引起重视。颈椎术后邻近节段病是指颈椎融合术后邻近活动节段新发的神经根病或脊髓病，文献报道美国每年开展超过20万例初次颈前路减压植骨融合手术，10年内相邻近节段病发生率约为25%，因相邻近节段病需要行再次手术的患者超过15%，每年约有超过3万人因为相邻近节段病需要进行再次手术治疗。相邻近节段病的病因目前还存在争议，早期一些研究者认为相邻近节段病主要是因为融合术后改变了颈椎局部的生物力学特性，手术节段融合后活动度消失，其邻近节段的活动度代偿性增加、椎间盘内压也相应升高，从而加速了椎间盘的退变；近年来，随着研究的深入，另一些学者认为，邻近节段病是手术邻近节段椎间盘退变的自然进程，与融合手术的生物力学改变无关，因此非融合手术并不能降低邻近节段病的发生。另一方面，目前对邻近节段病的诊断和分级尚不明确。Hilibrand等^[5]提出的邻近节段病定义主要基于患者融合术后邻近节段椎间盘退变并产生相应症状。此后随着手术患者的增加和研究的深入，邻近节段骨赘形成、椎管狭窄、力线不稳、以及明显的前凸或后凸等也归入邻近节段病变或相邻近节段病的范畴，然而这些概念在文献中并没有精确地区分，在文献中都会互相混用。因此，在对于相邻近节段病的诊断中，一部分研究者认为患者必须有新发的临床症状才能诊断，另一些研究者则将无临床症状、仅有影像学改变的患者诊断为影像学邻近节段退变。而在邻近节段病的影像学分级方面，目前主要有两种分级系统。Hilibrand等^[5]主要是根据邻近节段退变的影像学依据进行分级，分别观察X射线片、CT、MRI图像上观察到的椎间隙高度、后方骨赘形成情况、髓核是否突出、神经受压情况等定性地分成4级；而有报道采用的方法则是根据手术节段与邻近节段之间异位骨化的程度来分级。而其他对于邻近节段病的功能评价体系更多，目前运用较多的有JOA、Nurick、UCLA等量表。邻近节段病的定义、诊断和评价指标没有统一的标准，这给进一步研究造成了一定的困难。

对于非融合手术是否能降低邻近节段病的发生率，目前还没有明确的定论。Jiang等^[6]的Meta分析结果认为椎间盘置换后邻近节段退变的发生率小于颈前路减压植骨融合手术，但他们的研究中纳入了无症状的影像学邻近节段退变患者，并且该研究中Mummaneni等^[7]的1篇仅2年随访的患者占了较大比重，可能对结果造成偏倚。Gao等^[12]的研究认为非融合手术可以降低术后因邻近节段病而进行的二次手术。

患者发生邻近节段病的初期多采用保守方法治疗，如理疗、按摩、固定、牵引、药物抗炎、功能训练等，然而即使在治疗初发的神经根病或颈椎疼痛中，保守治疗的最佳方案也还未确定，临床上多根据医生自身经验采用不同的方案，但是其效果均较差。当保守治疗无效时需行二次手术，因此术后二次手术率也是评价相邻近节段病的一项重要指标。

本研究的目的是讨论非融合与融合手术相比较，能否降低术后因发生邻近节段病而进行的二次手术。采用二次手术率作为评价指标可以避免研究者采用不同量表评价相邻近节段病的问题；同时作者认为，二次手术是术后最严重的结局指标之一，应该尽可能地避免其发生，而其他症状较轻，或是无临床症状仅有影像学改变的情况对患者的预后及生活质量影响较小。

相对于此前的Meta分析，本研究主要通过提高纳入文献的质量来增强结果的可信度。邻近节段病是术后的长期并发症，5年发病率为13.4%，10年发病率可达到25.6%，但在术后2年内发病率较低，因此作者排除了随访少于2年的研究。此外在检索文献的过程中，作者发现部分文献是早期短期随访的后续研究，并将这些文献数据进行了更新。Kushagra等^[13]的研究虽然也着眼于比较融合与非融合术后的二次手术率，但在他们纳入的6篇文献中，Nabhan等^[19](椎间盘置换=24，颈前路减压植骨融合=24)和Porchet等^[20](椎间盘置换=18，颈前路减压植骨融合=19)的研究样本量均较少，同时还存在失访的病例，因此可信度不足。

本研究的结果显示，非融合手术后因相邻近节段病而进行的二次手术率低于融合手术，这意味着接受融合手术的患者，在术后2年或更长的时间里，融合邻近节段更容易发生严重的退变。非融合术后的神经功能恢复及改善情况明显优于融合手术，其主要原因是非融合手术尽可能保留了手术节段及颈椎整体的生理活动^[21-25]。融合手术改变了颈椎局部和整体的各种生物力学特性，Eck等^[26]认为颈前路减压植骨融合术后颈椎整体曲度被改变，影响了椎间盘正常的受压方式，从而加速其退变的进程；Katsuura等^[27]通过平均9.8年的随访，发现43%颈前路减压植骨融合术后的患者发生颈椎后凸畸形伴相邻近节段病；Takeshima等^[28]则认为融合术后邻近节段椎间盘内压升高、活动度代偿性增加，这也是加速椎间盘退变的重要因素。同时作者也认为，力学因素的改变并不是相邻近节段病发生的惟一原因，还有许多其他危险因素会促进邻近节段病的发生和发展。随着年龄的增长，椎间盘本身会发生自然退变，Hilibrand等^[5]认为相邻近节段病是椎间盘退变自然史的正常进程；Song等^[29]对87例行颈前路减压植骨融合术患者进行了超过5年的随访，发现相邻近节段病的发生更可能是椎间盘自然本身退变的结果。

本研究还存在一些缺陷，首先，纳入的患者随访率较低，失访率达到33.46%，大量受试者的失访会引起结果产生选择偏倚。其次，在这5项随机对照试验研究中所采用的人工椎间盘有差异，从表1中可以得知，这5项随机对照试验研究共使用了4种不同的人工椎间盘，这些人工椎间盘的虽然都能达到保留手术节段活动度的效果，但它们的设计、材料以及工作原理并不相同，Prestige假体是金属对金属假体，而其他3种是金属对聚合物假体，前者有较强的抗磨损性，后者则吸收震荡的能力较强，因此这些假体在术后对颈椎造成的力学改变不同，这对于分析非融合手术对邻近节段的影响也会造成偏倚。

对于Meta分析而言，随机对照试验是最理想的研究方法。针对颈椎前路融合与非融合手术对术后相邻近节段病的影响这一问题，作者系统地回顾了已有文献，并纳入高质量文献进行Meta分析，目前对于相邻近节段病的研究还存在其定义、分级混乱等问题，因此作者选取术后二次手术率作为结局指标进行评价，分析结果表明非融合手术能降低术后因相邻近节段病导致的二次手术率。进一步的随机对照研究，以及采用更细化的研究方法，对于明确融合及非融合手术与相邻近节段病之间的相关性具有重要意义。

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