Wpływ leczenia manipulacyjnego kręgosłupa na markery stanu zapalnego u pacjentów z bólem krzyża

Tło: Terapia manipulacyjna kręgosłupa (SMT) może działać poprzez zmniejszenie mechanicznego podrażnienia tkanek stawów (1), a tym samym zmniejszenie miejscowego stanu zapalnego. Dowody na działanie przeciwzapalne SMT wspomaganego instrumentami zaobserwowano w modelu zwierzęcym (2). Odkrycia te są zgodne z niedawno zaproponowaną hipotezą, że źródłem wszelkiego bólu może być stan zapalny i zwiększona produkcja mediatorów stanu zapalnego (cytokin), głównie TNFα (3). TNFα odgrywa główną rolę w patofizjologii zapalenia związanego z bólem neuropatycznym (4) i jest zaangażowany w zespoły bólowe kręgosłupa, w tym ból krzyża związany z krążkiem międzykręgowym (5, 6) i rwa kulszowa (7,8). Nasze ostatnie badania wykazały, że produkcja mediatorów zapalnych jest podwyższona u pacjentów z przewlekłym bólem kręgosłupa szyjnego, zarówno in vitro, jak i in vivo, czemu towarzyszy zwiększenie syntezy chemokin (CC) (9).

Ostatnie doniesienia z klinicznych (10), zwierzęcych (2) i ludzkich modeli in vitro (11) sugerują, że SMT może wywierać działanie przeciwzapalne. Tak więc Song i in. (2) stwierdzili, że SMT zmniejsza zapalny ból neuropatyczny. Teodorczyk-Injeyan i in. (11) wykazali znaczące osłabienie produkcji cytokin prozapalnych in vitro i brak zmian w poziomach substancji P (SP) w surowicy po SMT. Inne badania z naszego laboratorium wykazały, że SMT może zwiększać zarówno produkcję, jak i odpowiedź na immunomodulującą cytokinę, IL-2 i syntezę przeciwciał zależnych od IL-2 (12, 13). Zmniejszenie poziomu TNFα w surowicy odnotowano u pacjentów z szyjnopochodnym bólem głowy (n=2, studia przypadków) (14, 15). Obserwacje te sugerują, że efekty SMT mogą być transdukowane do komórkowych składników układu odpornościowego.

Jak dotąd kliniczne znaczenie wpływu SMT jako modulatora produkcji mediatorów stanu zapalnego jest nieznane. Pomimo dowodów na zapalną patofizjologię bólu kręgosłupa (16), w tym podtyp niespecyficznego bólu kręgosłupa (17), tylko jedno badanie kliniczne (18) oceniało korelację między poziomami TNFα w surowicy, natężeniem bólu i funkcją pleców.

W tym proponowanym badaniu zamierzamy wykorzystać model kliniczny do zbadania wyjściowych poziomów cytokin prozapalnych u pacjentów z ostrym i przewlekłym bólem krzyża oraz zbadać potencjalne działanie przeciwzapalne SMT po przebiegu leczenia manipulacyjnego. Zatem celem 1 jest określenie wyjściowych poziomów cytokin prozapalnych u osób cierpiących na ostry lub przewlekły ból dolnego odcinka kręgosłupa o mechanicznej etiologii i porównanie ich z bezobjawowymi kontrolami”. Celem 2 jest zbadanie zależności między SMT, poziomem bólu i upośledzeniem czynnościowym oraz produkcją mediatorów stanu zapalnego w stosunku do wartości wyjściowych.

Stwierdzono, że cytokiny przeciwzapalne (IL-10 i IL-1ra) są wytwarzane równolegle i równolegle z ich odpowiednikami prozapalnymi (TNFα i IL-1β) i działają wspólnie w celu utrzymania/przywrócenia homeostazy ( 19). Proponowane badanie będzie obejmowało oznaczanie, oprócz poziomu cytokin prozapalnych (IL-1, TNFα, IL-6), poziomu antagonisty receptora IL-1 (IL-1ra) oraz IL-10. Ocena syntezy IL-10 jest szczególnie istotna, ponieważ ta cytokina reguluje w górę produkcję IL-1ra, która konkuruje z aktywną IL-1 o wiązanie z receptorami IL-1 i która działa jako silne naturalne białko przeciwzapalne (19 , 20).

Projekt badania; Rekrutacja uczestników: Pacjenci (ochotnicy) obu płci, w wieku od 20 do 60 lat, doświadczający ostrego (trwającego mniej niż 4 tygodnie) lub przewlekłego (trwającego 12 tygodni lub dłużej) mechanicznego bólu krzyża (doświadczanego między poziomami kręgosłupa L1- L5, z lub bez wspólnego zaangażowania krzyżowo-biodrowego [SI]) będą rekrutowani przez personel Canadian Memorial Chiropractic College (CMCC) i plakaty z przychodni CMCC oraz od ogółu społeczeństwa za pośrednictwem ogłoszeń prasowych. CMCC znajduje się w Greater Toronto Area (GTA), gdzie populacja jest zróżnicowana pod względem etnicznym (21). Potencjalni uczestnicy, którzy zgłosili się do jednej z klinik CMCC w celu leczenia, będą zachęcani/rekrutowani przez stażystów/kliników przed rozpoczęciem leczenia. Inni, którzy zgłoszą się do udziału w badaniu, zostaną najpierw przydzieleni do jednej z kapsuł kliniki w celu wstępnej oceny przed przystąpieniem do badania. Jednak w żadnym przypadku uczestnicy nie otrzymają SMT 4 tygodnie przed rozpoczęciem badania.

Kandydaci zostaną przesłuchani w celu ustalenia kwalifikowalności (zob. kryteria wykluczenia, dodatek 1). Wypełnią formularz badania (Załącznik 2) i otrzymają szczegółowe wyjaśnienia dotyczące protokołu badania (Załącznik 3). Kohorta dopasowanych zdrowych bezobjawowych osobników, rekrutowanych z populacji ogólnej, będzie służyć jako kontrole do określania wyjściowych poziomów cytokin.

Określenie wielkości próby: Dane opublikowane dla poziomów TNFα u pacjentów z przewlekłym bólem szyi w porównaniu z bezobjawowymi kontrolami (9) wykorzystano do obliczenia szacunkowej wielkości próby dla tego badania. Badanie jest zasilane dla głównego wyniku pomiaru związanego z pytaniem 1, patrząc na różnicę między objawowymi i bezobjawowymi pacjentami z bólem krzyża na początku badania (patrz Analizy statystyczne). Z tabeli Cohena (22), opartej na potędze 0,8, dwustronnym teście z wartością p < 0,05, wielkość próby oszacowano na 17 na grupę. W celu uwzględnienia pominięć i błędów, które mogą pojawić się w posiewach krwi, wielkość próby zostanie zwiększona do 20 na grupę. W rezultacie będzie 40 osób z objawami i 20 bezobjawowych kontroli, które powinny zapewnić więcej niż odpowiednią próbkę do zbadania pierwotnego wyniku.

Ocena przedmiotu i przydział do grupy: Kwalifikujące się przedmioty zostaną zaplanowane. Zostaną powitani przez jednego z dwóch badaczy (w zależności od miejsca rekrutacji), który przeprowadzi ich instruktaż i przejrzy formularz przyjęcia/kwalifikowalności (Załącznik 3) w celu potwierdzenia ich uprawnień przed poproszeniem ich o podpisanie formularza świadomej zgody (Załącznik 4). Wszyscy badani zostaną następnie poproszeni o wskazanie poziomu natężenia bólu w 10-punktowej wizualnej skali analogowej (VAS) i wypełnienie kwestionariusza niepełnosprawności funkcjonalnej Oswestry. Następnie zostaną ocenieni za pomocą standardowych testów chiropraktycznych, ortopedycznych i neurologicznych przez ich odpowiednich stażystów chiropraktycznych i nadzorujących klinicystów, którzy przydzielą ich do ostrych lub przewlekłych grup LBP i którzy sformułują i wyjaśnią plan leczenia. W czasie trwania badania leczenie będzie polegać na ręcznym SMT oraz, w razie potrzeby, ręcznym (nie wspomaganym instrumentami) opracowaniu tkanek miękkich, zapewnionym przez klinicystę. Inne metody leczenia nie będą stosowane.

Pacjenci otrzymają 6 zabiegów w ciągu 2 tygodni. (obejmujący manipulację jednym stawem lędźwiowym lub krzyżowo-biodrowym, z terapią tkanek miękkich lub bez). SMT będzie składać się z pojedynczego pchnięcia o dużej prędkości i niskiej amplitudzie (HVLA), którego celem jest kawitacja i przywrócenie ruchomości stawu. Jeśli przy wstępnej prezentacji nie można było zidentyfikować segmentu manipulacyjnego, pacjent zostanie wykluczony z badania. Z drugiej strony, jeśli podczas kolejnych wizyt nie zostanie znaleziony segment, który można manipulować, klinicysta ograniczy leczenie do badania palpacyjnego i niektórych prac na tkankach miękkich, jak wskazano. We wszystkich przypadkach zostanie pobrana próbka krwi (patrz poniżej) po wstępnej ocenie i przed rozpoczęciem leczenia pacjentów, w celu ustalenia wyjściowego poziomu cytokin dla każdego uczestnika (główny wynik). Podczas 7. wizyty (co najmniej 2 dni po ostatnim zabiegu) zostanie pobrana próbka krwi przed rozpoczęciem dalszego leczenia oraz poproszona o wypełnienie kwestionariusza wyjściowego zawierającego VAS (załącznik 5). Jeśli pacjent wyzdrowieje po kilku zabiegach, co oceniono na podstawie subiektywnych informacji zwrotnych od pacjenta i wyniku VAS poniżej 3/10, wówczas próbka krwi zostanie pobrana wcześniej i zostanie to należycie odnotowane. Jeśli pacjent wymaga kontynuacji leczenia poza 6 określonymi w badaniu, będzie mógł to zrobić pod kierunkiem lekarza prowadzącego jego przypadek.

Interwencje: Manipulacja: Jak wspomniano powyżej, każda manipulacja kręgosłupa będzie polegać na pchnięciu HVLA na dotknięty segment (23). Klinicysta przeprowadzi zabiegi zgodnie z wynikami swojej oceny w danym dniu.

Nakłucie żyły: W dniu przyjęcia do badania i po zakończeniu terapii SMT doświadczony flebotomista wykona nakłucie żyły standardowymi procedurami (dół przedłokietowy, igła 21G) w pozycji siedzącej. Heparynizowane próbki krwi (każda po 10 ml) zostaną pobrane i przeniesione (w temperaturze pokojowej) do laboratorium w ciągu godziny od pobrania w celu przygotowania posiewów krwi pełnej, jak opisano poniżej.

Badania laboratoryjne

1. Indukcja cytokin zapalnych Aby ocenić produkcję cytokin in vitro, wykorzystany zostanie system hodowli pełnej krwi (WB) (19). Pokrótce, przygotowanych zostanie wiele zestawów kultur WB reprezentujących różne traktowanie/warunki hodowli dla każdego osobnika. Hodowle będą stymulowane na początku za pomocą 10 μg/ml lipopolisacharydu (LPS) w celu indukcji produkcji TNFα i IL-1β. Fitohemaglutynina (PHA, 10 µg/ml) sama iw połączeniu z LPS będzie stosowana do indukowania produkcji przeciwzapalnej cytokiny, IL-10 i 2 chemokin, CCL2 i CCL3. Hodowle będą utrzymywane w temperaturze 37°C (Celsjusza) w nawilżanym inkubatorze z 5% C02. Ponieważ stany kliniczne obejmujące reakcje zapalne mogą powodować przesunięcie w czasie zdolności do produkcji cytokin (19, 27), poziomy badanych mediatorów (TNFα, IL-1β, IL-1ra, IL-10, CCL2 i CCL3) będą badano w odstępach 24-godzinnych w supernatantach hodowli zebranych między 24-72 godzinami po rozpoczęciu. Porcje supernatantów będą przechowywane w temperaturze -76°C (Celsjusza) do czasu przetestowania. Model ten pozwoli na zbadanie zależności między uwalnianiem mediatorów pro- i przeciwzapalnych.
2. Oznaczanie poziomów cytokin za pomocą testu immunoenzymatycznego Poziomy TNFα, IL-1β oraz IL-10 i IL-1ra w supernatantach z posiewów krwi pełnej zostaną określone za pomocą specyficznych testów immunoenzymatycznych (ELISA) przy użyciu wywoływania DuoSet ELISA system dla naturalnych i rekombinowanych ludzkich cytokin (R&D Systems, Minneapolis, MN), jak opisano wcześniej (9, 11), a zestawy Quantikine Immunoassay będą używane do oznaczania CCL2 i CCL3. Wszystkie procedury testów immunologicznych, w tym przygotowanie odczynników i rozcieńczalników próbek, zostaną przeprowadzone zgodnie z zaleceniami producenta. Każda z badanych próbek będzie badana co najmniej dwukrotnie w 2-4 różnych rozcieńczeniach.

Analizy statystyczne Wszystkie badane mediatory zostaną zmierzone dla pacjentów z LBP i osób bezobjawowych na początku leczenia i po zakończeniu okresu leczenia. W przypadku pytania 1 (główny wynik), porównanie wartości wyjściowych dla każdego TNFα i IL-1β zostanie porównane między osobnikami z objawami (ostrymi i przewlekłymi) i bezobjawowymi osobnikami z grupy kontrolnej. Do przetestowania powiązanej hipotezy zostaną użyte dwa niesparowane testy t. W przypadku pytania 2, średnie wyniki różnic przed i po zostaną porównane dla każdego z TNFα i IL-1β między trzema grupami (ostra, przewlekła i bezobjawowa) przy użyciu ANOVA. Jeśli wartości wyjściowe różnią się istotnie między grupami (zgodnie z hipotezą postawioną w pytaniu 1), wówczas do uwzględnienia tej różnicy zostanie zastosowana metoda ANCOVA. Przewiduje się, że wielkość próby jest wystarczająco duża, aby pomieścić tę analizę. Jednak po określeniu wyników dla pytania 2 zostanie zakończona analiza mocy. Jeśli badanie nie ma wystarczającej mocy dla tego pytania, obliczona zostanie kolejna szacunkowa liczebność próby, aby uzyskać informacje na temat przyszłych prac.

W przypadku innych cytokin prozapalnych i przeciwzapalnych mierzonych w tym badaniu modelowanie regresji zostanie zastosowane w celu przewidzenia odpowiedzi cytokin. Rozumie się, że każdy model utworzony podczas tego procesu będzie musiał zostać potwierdzony w przyszłym dochodzeniu. Zarówno utworzone modele, jak i dane opisowe pochodzące z dochodzenia zostaną wykorzystane w przyszłych pracach.

Ramy czasowe Na podstawie doświadczenia można przetestować do 5 przedmiotów tygodniowo. Jednak w oparciu o częstość występowania choroby przewidujemy, że rekrutacja pacjentów i pobieranie próbek zajmie 8-12 miesięcy. Oznaczenia poziomu cytokin w hodowlach komórkowych pochodzących z trzech grup uczestników będą opóźnione o 3-4 miesiące, a analiza danych zostanie zakończona w ciągu kolejnych 2 miesięcy. Przygotowanie manuskryptów będzie wymagało dodatkowych 4-6 miesięcy. W związku z tym przewidujemy zakończenie tego projektu w ciągu 18 -24 miesięcy od rozpoczęcia badania.