据有关文献表明,椎体内 MRI 信号强度的变化(Modic 变),与终板活检组织在显微下的组织形态变化有一定相关性。然而,位于组织水平的研究是有限的。对于 Modic 变的研究尚未开展通过骨活检进行定量的组织形态学研究。
澳大利亚阿德莱德骨与关节研究所的 Perilli 教授和解剖与病理学教研室的 Parkinson 教授团队的研究,旨在发现 Modic 变的骨显微构建与重建的一些特征与参数,文章近期发表在 Eur Spine J 上。
该研究纳入 40 名伴有 Modic 变及严重腰痛的择期腰椎手术患者,其中 MRI 上确诊 Modic Ⅰ型 9 例,Ⅱ型 2 例,Ⅲ型 6 例,术中经椎弓根取椎体软骨下骨组织活检标本。活检标本首先通过显微 CT 检查,以获取骨体积分数的三维形态测定分析(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁分离、骨小梁数目和骨结构模型指数。然后将样品进行组织学分析,测定骨重塑指数:类骨质表面与骨表面比(OS/BS)、侵蚀面与骨表面比(ES/BS)、类骨质表面与侵蚀面比(OS/ES)。
图 1 术中经椎弓根取椎体软骨下骨组织活检标本,箭头所示为穿刺活检针,穿刺到达 MRI 所示 Modic 变区域取骨组织活检标本
结果:显微 CT 分析表明,Modic Ⅲ型比Ⅰ型、Ⅱ型具有更高的 BV/TV 与 Tb.Th。ModicⅡ型的 OS/BS 较Ⅰ型、Ⅲ型显著性下降,减少超过 28%。ES/BS 从 ModicⅠ型至Ⅲ型逐步递减,而 OS/ES 却逐步递增,至 Modic Ⅲ型增加高达 159%。
图 2 ModicⅠ- Ⅲ型在 micro-CT(8.7um/像素)上的 2D 截面图与 3D 渲染图
图 3 3D micro-CT 分析骨显微构建相关参数,Modic Ⅲ型比Ⅰ型、Ⅱ型具有更高的 BV/TV 与 Tb.Th
图 4 骨组织学分析(硝酸银和 H&E 染色法):(a)ModicⅡ型的 OS/BS 较Ⅰ型、Ⅲ型显著性下降;(b)ES/BS 从 ModicⅠ型至Ⅲ型逐步递减;(c)OS/ES 从 ModicⅠ型至Ⅲ型逐步递增
由此可见,在显微组织结构下,各型 Modic 变的骨显微构建与重建的各项参数差异具有显著性意义。显微结构下 ModicⅠ型具有最高的骨转换,为 ModicⅠ型可能与炎症过程有关提供有力证据。ModicⅡ型是处于骨形成与重建开始下降的中间阶段。Modic Ⅲ型是处在一个更加稳定的骨硬化期,同时以显著增高的骨体积分数与骨小梁厚度为其特征。