脊柱手法治疗对腰痛患者炎症标志物的影响

背景：脊柱手法治疗 (SMT) 可能通过减少对关节组织的机械刺激 (1) 从而减少局部炎症来发挥作用。 已在动物模型中观察到仪器辅助 SMT 具有抗炎作用的证据 (2)。 这些发现与最近提出的假设一致，即所有疼痛的起源可能与炎症和炎症介质（细胞因子）主要是 TNFα 的产生增加有关 (3)。 TNFα 在神经性疼痛相关炎症的病理生理学中发挥重要作用 (4)，并与脊柱疼痛综合征有关，包括椎间盘相关的腰痛 (5, 6) 和坐骨神经痛 (7,8)。 我们最近的研究表明，慢性颈椎疼痛患者体内和体外炎症介质的产生增加，并伴有趋化因子 (CC) 合成的上调 (9)。

最近关于临床 (10)、动物 (2) 和人体体外模型 (11) 的报告表明，SMT 可能发挥抗炎作用。 因此，宋等人。 (2) 发现 SMT 减轻了炎症性神经性疼痛。 Teodorczyk-Injeyan 等人。 (11) 表明体外促炎细胞因子的产生显着减弱，并且在 SMT 后血清 P 物质 (SP) 水平没有变化。 我们实验室的其他研究表明，SMT 可以增强免疫调节细胞因子、IL-2 和 IL-2 依赖性抗体合成的产生和反应 (12, 13)。 据报道，颈源性头痛患者的血清 TNFα 水平降低（n=2，个案研究）(14, 15)。 这些观察结果表明，SMT 效应可能会转导到免疫系统的细胞成分中。

迄今为止，SMT 作为炎症介质产生调节剂的作用的临床相关性尚不清楚。 尽管有脊柱疼痛的炎症病理生理学证据 (16)，包括非特异性脊柱疼痛的一种亚型 (17)，但只有一项临床研究 (18) 评估了血清 TNFα 水平、疼痛强度和背部功能之间的相关性。

在这项拟议的研究中，我们打算使用临床模型来研究急性和慢性腰痛患者促炎细胞因子的基线水平，并探索 SMT 在一系列手法治疗后的潜在抗炎作用。 因此，目标 1 是确定经历急性或慢性机械性下脊柱疼痛的个体的基线促炎细胞因子水平，并将其与无症状对照进行比较。 目标 2 是探索 SMT、疼痛水平和功能障碍之间的关系，以及相对于基线的炎症介质的产生。

已发现抗炎细胞因子（IL-10 和 IL-1ra）与其各自的促炎细胞因子（TNFα 和 IL-1β）一起并平行产生，并协同作用以维持/恢复体内平衡（ 19). 拟议的研究将包括测定，除了促炎细胞因子（IL-1、TNFα、IL-6）水平，IL-1 受体拮抗剂（IL-1ra）和 IL-10 的水平。 IL-10 合成的评估特别重要，因为这种细胞因子上调 IL-1ra 的产生，IL-1ra 与活性 IL-1 竞争结合 IL-1 受体，并作为一种有效的天然抗炎蛋白 (19 , 20).

学习规划;受试者招募：男女受试者（志愿者），年龄在 20 至 60 岁之间，经历急性（持续时间少于 4 周）或慢性（持续时间 12 周或更长时间）机械性腰痛（在脊柱水平 L1- L5，有或没有骶髂关节 [SI] 关节受累）将由加拿大纪念脊骨神经医学学院 (CMCC) 人员和 CMCC 门诊诊所的海报招募，并通过报纸广告从公众中招募。 CMCC 位于大多伦多地区 (GTA)，那里的人口是不同种族的混合体 (21)。 在开始治疗之前，实习生/临床医生将鼓励/招募曾前往 CMCC 诊所之一进行治疗的潜在参与者。 其他参加研究的人将首先被分配到其中一个诊所，在进入研究之前进行初步评估。 然而，在任何情况下，参与者都不会在研究开始前 4 周接受 SMT。

将对候选人进行面试以确定是否合格（请参阅排除标准，附录 1）。 他们将填写研究摄入表（附录 2），并获得有关研究方案的详细解释（附录 3）。 从一般人群中招募的一组匹配的健康无症状受试者将用作确定基线细胞因子水平的对照。

样本量确定：针对慢性颈部疼痛患者与无症状对照者 (9) 的 TNFα 水平公布的数据用于计算本研究的样本量估计值。 该研究为与问题 1 相关的主要结果测量提供了动力，研究了基线时有症状和无症状腰痛受试者之间的差异（参见统计分析）。 根据 Cohen 的表 (22)，基于 0.8 的功效，p 值 < 0.05 的双尾检验，样本量估计为每组 17 个。 为了解决血培养中可能出现的脱落和错误，样本量将增加到每组 20 个。 因此，将有 40 名有症状的受试者和 20 名无症状的对照，这应该提供足够的样本来测试主要结果。

科目评估和小组分配：将安排合格的科目。 他们将受到两名调查员之一的欢迎（取决于招募地点），他们将向他们介绍情况并审查摄入/资格表（附录 3）以确认他们的资格，然后要求他们签署知情同意书（附录 4）。 然后将要求所有受试者在 10 点视觉模拟量表 (VAS) 上指示他们的疼痛强度水平，并完成 Oswestry 功能障碍问卷。 然后他们将由各自的脊椎按摩疗法实习生和监督临床医生通过标准脊椎按摩疗法、骨科和神经学测试进行评估，他们将把他们分配到急性或慢性 LBP 组，并制定和解释治疗计划。 在研究期间，治疗将包括手动 SMT 以及在需要时由临床医生提供的手动（非仪器辅助）软组织工作。 不会使用其他治疗方式。

患者将在 2 周内接受 6 次治疗。 （包括一个腰椎或骶髂关节的操作，有或没有软组织治疗）。 SMT 将包含一个单一的高速、低振幅 (HVLA) 推力，旨在使关节空化并恢复关节的活动性。 如果在初始呈现时无法识别操纵节段，则患者将被排除在研究之外。 另一方面，如果在后续就诊时未发现可操作节段，则临床医生会将治疗限制为触诊和一些软组织工作，如指示的那样。 在所有情况下，将在初步评估后和开始治疗患者之前抽取血样（见下文），以确定每个参与者的细胞因子基线水平（主要结果）。 在他们第 7 次访问时（最后一次治疗后至少 2 天），将在开始任何进一步治疗之前采集血样，他们将被要求完成包括 VAS 在内的退出问卷（附录 5）。 如果根据患者的主观反馈和小于 3/10 的 VAS 结果评估，患者在几次治疗后恢复，那么将更早采集血样并予以适当记录。 如果患者需要继续接受超过研究规定的 6 次治疗，她/他可以在负责其病例的临床医生的指导下自由进行。

干预措施： 手法：如上所述，每次脊柱手法都包括对受影响节段的 HVLA 推力 (23)。 临床医生将根据他/她在指定日期的评估结果进行治疗。

静脉穿刺：在进入研究的当天和完成 SMT 治疗后，经验丰富的抽血师将在坐位使用标准程序（肘前窝，21 号针头）进行静脉穿刺。 将收集肝素化血样（每份 10 毫升）并在收集后一小时内转移（在室温下）到实验室，用于制备全血培养物，如下所述。

实验室研究

1. 炎性细胞因子的诱导 为了评估体外细胞因子的产生，将使用全血 (WB) 培养系统 (19)。 简而言之，将为每个受试者准备多组代表不同治疗/培养条件的 WB 培养物。 培养物将在开始时用 10 μg/ml 脂多糖 (LPS) 刺激以诱导 TNFα 和 IL-1β 的产生。 植物血凝素（PHA，10 µg/ml）单独使用以及与 LPS 结合使用可诱导抗炎细胞因子 IL-10 和 2 种趋化因子 CCL2 和 CCL3 的产生。 培养物将在加湿的 5% CO2 培养箱中保持在 37C（摄氏度）。 由于涉及炎症反应的临床状况可能会导致细胞因子产生能力的时间偏移 (19, 27)，所研究的介质（TNFα、IL-1β、IL-1ra、IL-10、CCL2 和 CCL3）的水平将是在开始后 24-72 小时之间收获的培养物上清液中，每隔 24 小时检查一次。 上清液的等分试样将储存在-76C（摄氏度）直至测试。 该模型将允许调查促炎和抗炎介质释放之间的关系。
2. 通过酶联免疫吸附测定法测定细胞因子水平 全血培养物上清液中 TNFα、IL-1β、IL-10 和 IL-1ra 的水平将通过使用 DuoSet ELISA 开发的特异性酶联免疫吸附测定法 (ELISA) 测定用于天然和重组人细胞因子的系统（R&D Systems，明尼阿波利斯，明尼苏达州），如前所述 (9, 11)，Quantikine 免疫测定试剂盒将用于 CCL2 和 CCL3 测定。 所有免疫测定程序，包括试剂和样品稀释剂的制备，都将按照制造商的建议进行。 每个研究样品将在 2-4 种不同的稀释度下至少测试两次。

统计分析 将在基线和治疗期结束时对 LBP 患者和无症状受试者的所有研究介质进行测量。 对于问题 1（主要结果），将在有症状受试者（急性和慢性）与无症状对照受试者之间比较每种 TNFα 和 IL-1β 的基线比较。 将使用两个未配对的 t 检验来检验相关假设。 对于问题 2，将使用方差分析比较三组（急性、慢性和无症状）之间每个 TNFα 和 IL-1β 的平均前后差异分数。 如果各组之间的基线值存在显着差异（正如问题 1 所假设的那样），则将使用 ANCOVA 来解释这种差异。 预计样本大小足以容纳此分析。 但是，在确定问题 2 的结果后，将完成功率分析。 如果该研究对这个问题的效力不足，则将计算另一个样本量估计值以告知未来的工作。

对于本研究中测量的其他促炎和抗炎细胞因子，将使用回归模型来尝试预测细胞因子反应。 据了解，在此过程中创建的任何模型都需要在未来的调查中得到确认。 创建的模型和从调查中得出的描述性数据都将用于为未来的工作提供信息。

时间框架 根据经验，每周最多可以测试 5 个科目。 然而，根据病情流行情况，我们预计患者招募和样本采集将需要 8-12 个月。 来自三组参与者的细胞培养物中的细胞因子水平测定将滞后 3-4 个月，数据分析将在另外 2 个月内完成。 准备手稿将需要额外的 4-6 个月。 因此，我们预计在研究开始后的 18 -24 个月内完成该项目。