椎間板ヘルニアの重症度が慢性的な垂直性腰痛患者のサイトカインおよびケモカインレベルを制御する

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Osteoarthr. Cartil..2020 Jul;S1063-4584(20)31060-8. doi: 10.1016/j.joca.2020.06.009.Epub 2020-07-09.

椎間板ヘルニアの重症度が慢性的な垂直性腰痛患者のサイトカインおよびケモカインレベルを制御する

Severity of Intervertebral Disc Herniation Regulates Cytokine and Chemokine Levels In Patients with Chronic Radicular Back Pain.

Hayley E Jacobsen
Aysha N Khan
Mitchell E Levine
Christopher G Filippi
Nadeen O Chahine

PMID: 32653386 DOI: 10.1016/j.joca.2020.06.009.

抄録

目的:

腰痛の全身性炎症に対する椎間板疾患と被験者特有の共変量の寄与は不明である。我々は、症候性椎間板ヘルニア（DH）とMRIヘルニアの重症度が臨床対象者の血清サイトカインレベルに及ぼす影響を検討した。

OBJECTIVE: The contributions of intervertebral disc disease and subject-specific covariates to systemic inflammation in low back pain are unknown. We examined the effects of symptomatic disc herniation (DH) and MRI herniation severity on serum cytokine levels in clinical subjects.

デザイン:

腰部DH被験者(N=78)のサイトカインレベルを、DH、年齢、BMI、性別の影響を考慮して対照被験者(N=57)と比較した。サイトカインレベルに対するDHの重症度の影響を、急性または慢性の疼痛を持つ被験者のサブセットについて分析した。また、術前から術後3ヵ月間の患者のサブセットで血清サイトカインを解析した。

DESIGN: Cytokine levels from lumbar DH subjects (N=78) were compared to control subjects (N=57) accounting for effects of DH, age, BMI and gender. Effect of DH severity on cytokine levels was analyzed on subsets of subjects with acute or chronic pain. Serum cytokines were also analyzed in a subset of patients between pre- and 3 months post-surgery.

結果:

症候性椎間板ヘルニア患者の血清中のサイトカインレベルは上昇し、共変量である年齢、BMI、性別がいくつかのサイトカインレベルに有意に寄与していた。ヘルニアの重症度は、疼痛強度（VAS）、HMGB1、PDGFbb、IL-9の血清レベルに有意に寄与した。ヘルニアの重症度とサイトカインレベルの関係は、急性症状ではなく慢性症状のある被験者で確認された。MIF の血清レベルは低下したが、CCL3、CCL11、CXCL1、CXCL10 のレベルは手術後に有意に上昇した。

RESULTS: Cytokine levels were elevated in the serum of patients with symptomatic DH, and the covariates age, BMI and gender significantly contributed to levels of some cytokines. Severity of herniation was a significant contributor to pain intensity (VAS), serum levels of HMGB1, PDGFbb, and IL-9. The relationship between DH severity and cytokine levels was confirmed in subjects with chronic, but not acute symptoms. Serum levels of MIF decreased, whereas levels of CCL3, CCL11, CXCL1, and CXCL10 were significantly elevated post surgery.

結論:

本研究は、DHの重症度が慢性疼痛患者の炎症性サイトカインの血清レベルの変化と協調的に関連していることを示した初めての研究である。HMGB1、PDGFbbおよびIL-9は、DH重症度を上昇させる新規のメディエーターであり、細胞損傷、神経炎症および血管新生を示唆している。手術後のMIFの減少に伴って炎症の消失が観察された。しかし、ケモカインレベルの上昇は、3ヶ月後の時点でリモデリングと創傷治癒が進行中であることを示している。

CONCLUSIONS: This study is the first to show that DH severity is coordinately associated with changes in serum levels of inflammatory cytokines in chronic pain subjects. HMGB1, PDGFbb and IL-9 are novel mediators of increasing DH severity, indicative of cellular damage, neuro-inflammation and angiogenesis. Resolution of inflammation was observed with decrease in MIF post surgery. However, elevated chemokine levels indicate ongoing remodeling and wound healing at 3-month time point.