Effekter af spinal manipulerende behandling på inflammatoriske markører hos patienter med lænderygsmerter

Baggrund: Spinal manipulativ behandling (SMT) kan virke ved at reducere mekanisk irritation af ledvæv (1) og derved mindske lokal inflammation. Evidens for en anti-inflammatorisk effekt af instrument-assisteret SMT er blevet observeret i en dyremodel (2). Disse resultater er i overensstemmelse med den nyligt foreslåede hypotese om, at oprindelsen af ​​al smerte kan være forbundet med inflammation og øget produktion af inflammatoriske mediatorer (cytokiner), primært TNFα (3). TNFα spiller en stor rolle i patofysiologien af ​​neuropatisk smerte-associeret inflammation (4) og har været impliceret i spinal smerte syndromer, herunder intervertebral disc-relaterede lænderygsmerter (5, 6) og iskias (7,8). Vores nylige undersøgelser viste, at produktionen af ​​inflammatoriske mediatorer er forhøjet hos patienter med kroniske cervikal rygsøjlesmerter, både in vitro og in vivo, og ledsaget af opregulering af kemokin (CC) syntese (9).

Nylige rapporter om kliniske (10), dyre- (2) og humane in vitro-modeller (11) tyder på, at SMT kan udøve en anti-inflammatorisk effekt. Song et al. (2) fandt, at SMT reducerede inflammatorisk neuropatisk smerte. Teodorczyk-Injeyan et al. (11) viste en signifikant svækkelse af pro-inflammatorisk cytokinproduktion in vitro og ingen ændringer i serumsubstans P (SP) niveauer efter SMT. Andre undersøgelser fra vores laboratorium viste, at SMT kan øge både produktionen af ​​og responsen på det immunmodulerende cytokin, IL-2 og IL-2-afhængige antistofsyntese (12, 13). Reduktion i serum-TNFα-niveauer er blevet rapporteret for patienter med cervikogen hovedpine (n=2, casestudier) (14, 15). Disse observationer tyder på, at SMT-effekter kan transduceres til cellulære komponenter i immunsystemet.

Indtil videre er den kliniske relevans af effekten af ​​SMT som en modulator af inflammatorisk mediatorproduktion ukendt. På trods af tegn på inflammatorisk patofysiologi af spinal smerte (16), inklusive en undertype af ikke-specifik spinal smerte (17), evaluerede kun én klinisk undersøgelse (18) sammenhængen mellem serum-TNFα-niveauer, smerteintensitet og rygfunktion.

I denne foreslåede undersøgelse har vi til hensigt at bruge en klinisk model til at undersøge basisniveauerne af proinflammatoriske cytokiner hos patienter med akutte og kroniske lænderygsmerter og udforske den potentielle antiinflammatoriske effekt af SMT efter et kursus af manipulerende behandlinger. Mål 1 er således at bestemme baseline pro-inflammatoriske cytokinniveauer hos individer, der oplever akutte eller kroniske smerter i nedre rygmarv af mekanisk ætiologi, og sammenligne dem med asymptomatiske kontroller. Mål 2 er at udforske sammenhængen mellem SMT, smerteniveau og funktionsnedsættelse og produktionen af ​​inflammatoriske mediatorer i forhold til baseline.

Antiinflammatoriske cytokiner (IL-10 og IL-1ra) har vist sig at blive produceret sideløbende med og parallelt med deres respektive pro-inflammatoriske modstykker (TNFα og IL-1β) og virker sammen for at opretholde/genoprette homeostase ( 19). Den foreslåede undersøgelse vil omfatte bestemmelser, ud over pro-inflammatoriske cytokinniveauer (IL-1, TNFα, IL-6), af niveauerne af IL-1-receptorantagonist (IL-1ra) og IL-10. Vurdering af IL-10-syntese er særligt relevant, da dette cytokin opregulerer produktionen af ​​IL-1ra, som konkurrerer med aktiv IL-1 om binding til IL-1-receptorer, og som fungerer som et potent naturligt antiinflammatorisk protein (19 , 20).

Studere design; Emnerekruttering: Forsøgspersoner (frivillige) af begge køn, mellem 20 og 60 år, der oplever akutte (mindre end 4 ugers varighed) eller kroniske (12 uger eller længere varighed) mekaniske lændesmerter (oplevet mellem rygmarvsniveauer L1- L5, med eller uden sacroiliac [SI] fælles involvering) vil blive rekrutteret af Canadian Memorial Chiropractic College (CMCC) personale og plakater fra CMCC's ambulatorier og fra den brede offentlighed gennem avisannoncer. CMCC er i Greater Toronto Area (GTA), hvor befolkningen er en mangfoldig etnisk blanding (21). Potentielle deltagere, der har præsenteret sig for en af ​​CMCC-klinikkerne med henblik på behandling, vil blive opmuntret/rekrutteret af praktikanter/klinikere forud for påbegyndelse af behandlinger. Andre, der præsenterer for at deltage i forskningsstudiet, vil først blive tildelt en af ​​klinikkerne til indledende vurdering, inden de går ind i undersøgelsen. I intet tilfælde vil deltagerne dog have modtaget SMT 4 uger før påbegyndelse af undersøgelsen.

Kandidater vil blive interviewet med henblik på at afgøre egnethed (se eksklusionskriterier, bilag 1). De vil udfylde forskningsoptagelsesskemaet (bilag 2) og få detaljerede forklaringer om forskningsprotokollen (bilag 3). En kohorte af matchende raske asymptomatiske forsøgspersoner, rekrutteret fra den generelle befolkning, vil tjene som kontroller til bestemmelse af baseline cytokinniveauer.

Prøvestørrelsesbestemmelse: Data offentliggjort for TNFα-niveauer hos patienter med kroniske nakkesmerter versus asymptomatiske kontroller (9) blev brugt til at beregne et prøvestørrelsesestimat for denne undersøgelse. Undersøgelsen er baseret på det primære resultatmål relateret til spørgsmål 1, hvor man ser på forskellen mellem symptomatiske og asymptomatiske lænderygsmerter ved baseline (se statistiske analyser). Fra Cohens tabel (22), baseret på en potens på 0,8, en tosidet test med en p-værdi < 0,05, blev stikprøvestørrelsen estimeret til at være 17 pr. gruppe. For at tage højde for frafald og fejl, der kan opstå i blodkulturerne, øges prøvestørrelsen til 20 pr. gruppe. Som følge heraf vil der være 40 symptomatiske forsøgspersoner og 20 asymptomatiske kontroller, som skulle give en mere end tilstrækkelig prøve til at teste det primære resultat.

Fagvurdering og gruppeopgave: Der skemalægges kvalificerede fag. De vil blive mødt af en af ​​to efterforskere (afhængigt af rekrutteringsstedet), som vil orientere dem og gennemgå optagelses-/berettigelsesformularen (bilag 3) for at bekræfte deres berettigelse, før de beder dem om at underskrive den informerede samtykkeformular (bilag 4). Alle forsøgspersoner vil derefter blive bedt om at angive deres smerteintensitetsniveau på den 10-punkts visuelle analoge skala (VAS) og udfylde Oswestry-spørgeskemaet med funktionsnedsættelse. De vil derefter blive vurderet med standard kiropraktiske, ortopædiske og neurologiske tests af deres respektive kiropraktiske praktikanter og superviserende klinikere, som vil tildele dem til de akutte eller kroniske LBP-grupper, og som vil formulere og forklare en behandlingsplan. I løbet af undersøgelsen vil behandlingerne bestå af manuel SMT og, hvor det er nødvendigt, manuelt (ikke instrument-assisteret) bløddelsarbejde udført af klinikeren. Andre behandlingsformer vil ikke blive brugt.

Patienterne vil modtage 6 behandlinger i løbet af 2 uger. (bestående af manipulation af en lumbal eller sacroiliac artikulation, med eller uden bløddelsterapi). SMT vil bestå af et enkelt tryk med høj hastighed, lav amplitude (HVLA) beregnet til at kavitere og genoprette mobiliteten til leddet. Hvis et manipulerende segment ikke kunne identificeres ved den indledende præsentation, vil patienten blive udelukket fra undersøgelsen. Hvis der på den anden side ikke findes et manipulerbart segment ved efterfølgende besøg, vil klinikeren begrænse behandlingen til palpation og noget bløddelsarbejde som angivet. I alle tilfælde vil der blive udtaget en blodprøve (se nedenfor) efter indledende vurdering og før påbegyndelse af behandlinger af patienter, for at etablere et baseline niveau af cytokiner for hver deltager (primært resultat). Ved deres 7. besøg (mindst 2 dage efter sidste behandling) vil der blive taget en blodprøve inden påbegyndelse af yderligere behandling, og de vil blive bedt om at udfylde udgangsspørgeskemaet inklusive en VAS (bilag 5). Skulle en patient komme sig efter et par behandlinger, vurderet ved subjektiv feedback fra patienten og et VAS-resultat på mindre end 3/10, vil der blive taget en blodprøve tidligere, og dette vil blive noteret. Hvis en patient har behov for fortsatte behandlinger ud over de 6, der er fastsat i undersøgelsen, vil han/hun være fri til at gøre det under ledelse af den kliniker, der er ansvarlig for deres sag.

Interventioner: Manipulation: Som nævnt ovenfor vil hver spinal manipulation bestå af et HVLA-stød til et påvirket segment (23). En kliniker vil levere behandlinger i henhold til hans/hendes vurderingsresultater på en given dag.

Venepunktur: På dagen for optagelse i undersøgelsen og ved afslutningen af ​​SMT-terapi vil en erfaren phlebotomist udføre venepunktur ved hjælp af standardprocedurer (antecubital fossa, 21 gauge nål) i siddende stilling. Hepariniserede blodprøver (10 ml hver) vil blive opsamlet og overført (ved stuetemperatur) til laboratoriet inden for en time efter opsamling til fremstilling af fuldblodskulturer som beskrevet nedenfor.

Laboratorieundersøgelser

1. Induktion af inflammatoriske cytokiner For at vurdere cytokinproduktion in vitro, vil et fuldblods (WB) dyrkningssystem blive brugt (19). Kort fortalt vil der blive fremstillet flere sæt WB-kulturer, der repræsenterer forskellige behandlings-/dyrkningsbetingelser for hvert individ. Kulturer vil blive stimuleret ved initiering med 10 μg/ml lipopolysaccharid (LPS) til induktion af TNFα og IL-1β produktion. Phytohæmagglutinin (PHA, 10 µg/ml) alene og i kombination med LPS vil blive brugt til at inducere produktion af det antiinflammatoriske cytokin, IL-10 og 2 kemokiner, CCL2 og CCL3. Kulturer vil blive holdt ved 37C (Celsius) i en befugtet 5% C02-inkubator. Da kliniske tilstande, der involverer inflammatoriske responser, kan forårsage et tidsskift i kapaciteten til cytokinproduktion (19, 27), vil niveauerne af de undersøgte mediatorer (TNFα, IL-1β, IL-1ra, IL-10, CCL2 og CCL3) være undersøgt med 24 timers intervaller i kultursupernatanter høstet mellem 24-72 timer efter initiering. Alikvoter af supernatanterne vil blive opbevaret ved -76C (Celsius), indtil de testes. Denne model vil muliggøre undersøgelse af forholdet mellem frigivelser af pro- og antiinflammatoriske mediatorer.
2. Bestemmelser af cytokinniveauer ved enzym-linked immunosorbent assay Niveauerne af TNFα, IL-1β og IL-10 og IL-1ra i supernatanter fra fuldblodskulturer vil blive bestemt ved specifikke enzym-linked immunosorbent assays (ELISA) ved hjælp af DuoSet ELISA udvikling system til naturlige og rekombinante humane cytokiner (R&D Systems, Minneapolis, MN) som beskrevet tidligere (9, 11), og Quantikine Immunoassay Kits vil blive brugt til CCL2- og CCL3-bestemmelser. Alle immunoassay-procedurer, inklusive reagens- og prøvefortynderpræparater, vil blive udført i henhold til producentens anbefalinger. Hver af de undersøgte prøver vil blive testet mindst to gange ved 2-4 forskellige fortyndinger.

Statistiske analyser Alle de undersøgte mediatorer vil blive målt for LBP-patienterne og asymptomatiske forsøgspersoner ved baseline og ved afslutningen af ​​behandlingsperioden. For spørgsmål 1 (det primære resultat) vil baseline-sammenligning for hver TNFα og IL-1β blive sammenlignet mellem symptomatiske forsøgspersoner (akutte og kroniske) versus asymptomatiske kontrolpersoner. To uparrede t-tests vil blive brugt til at teste den tilhørende hypotese. For spørgsmål 2 vil de gennemsnitlige præ-post-forskellescores blive sammenlignet for hver af TNFα og IL-1β mellem de tre grupper (akut, kronisk og asymptomatisk) ved hjælp af en ANOVA. Hvis basislinjeværdier er signifikant forskellige mellem grupperne (som antaget fra spørgsmål 1), vil ANCOVA blive brugt til at tage højde for denne forskel. Det forventes, at prøvestørrelsen er tilstrækkelig stor til at rumme denne analyse. Efter fastlæggelse af resultaterne for spørgsmål 2 vil der dog blive gennemført en effektanalyse. Hvis undersøgelsen ikke er tilstrækkeligt drevet til dette spørgsmål, vil et andet stikprøvestørrelsesestimat blive beregnet for at informere fremtidigt arbejde.

For andre pro-inflammatoriske og anti-inflammatoriske cytokiner målt i denne undersøgelse, vil regressionsmodellering blive brugt i et forsøg på at forudsige cytokinresponser. Det er underforstået, at enhver model, der oprettes under denne proces, skal bekræftes i en fremtidig undersøgelse. Både skabte modeller og beskrivende data fra undersøgelsen vil blive brugt til at informere fremtidigt arbejde.

Tidsramme Baseret på erfaring kan op til 5 forsøgspersoner pr. uge testes. Baseret på tilstandsprævalens forudsiger vi dog, at patientrekruttering og prøveindsamling vil tage 8-12 måneder. Cytokinniveaubestemmelser i cellekulturer afledt af de tre grupper af deltagere vil sakke bagud med 3-4 måneder, og dataanalyse vil blive afsluttet inden for yderligere 2 måneder. Udarbejdelse af manuskripter vil kræve yderligere 4-6 måneder. Vi forventer således at afslutte dette projekt inden for 18-24 måneder efter påbegyndelse af undersøgelsen.