脊柱肿瘤导致的脊柱不稳定
2 脊柱肿瘤导致的脊柱不稳定
原著 Daryl R. Fourney, Charles G. Fisher
翻译 李 靖 王 臻
■引言
脊柱转移瘤手术处理的一个重要目标就是恢复或保留脊柱稳定性，但在神经受损的情况下经常被忽视。前瞻性随机研究表明，放疗加手术对于实性肿瘤造成脊髓压迫的处理结果要明显优于单纯放疗［1］。脊柱不稳常见，也是椎体成形手术或后凸成形术的明确指征［2］。然而，脊柱不稳并没有像脊柱压迫那样受到重视，这也说明目前对于肿瘤相关的脊柱不稳仍然存在争议。关于脊柱不稳的生物力学和临床文献有限［3］。在肿瘤导致的脊柱不稳评分（SINS, spine instability neoplastic score）推出之前，几乎没有相关临床标准，更没有相关临床试验来验证其有效性和可靠性。由于没有一致的稳定评定标准，诊断和治疗指征也很难统一。如果不稳没有得到明确的定义，相关研究很难继续。脊柱不稳的概念依然是外科决策过程中一个关键和必要的组成部分。
通常，外科医生对不稳的判定基于临床经验。不稳定的诊断对于脊柱外科医生具有挑战性，但对于放射科医生或者肿瘤内科医生则更加困难，这也会导致不合适的建议以及治疗不足，并使出现疼痛、畸形以及神经功能恶化的风险增高。
本章节回顾了一些生物力学的基本原则，这些原则与肿瘤所致的畸形和不稳密切相关。本文描述了SINS的具体内容并用病例实例说明，同时还讨论了脊柱不同区域的解剖和生物力学特点以及处理方法。
■原则
肿瘤相关脊柱不稳的定义
与四肢骨不同，脊柱周围环境的复杂性给不稳定的评定带来一定困难。转移癌同时改变了骨的材料特性和几何特性，这两种特性构成了骨结构刚度特性。尽管这些特性决定了轴向折弯和骨骼的扭转载荷，脊柱椎体对于载荷的抵抗比较独特并且受到局部和相邻部位解剖特点的影响。可能会出现脊柱塌陷或者骨折，但是没有临床症状、畸形或者骨折的进展。为了简化这些复杂因素，需要通过更为简单的方法来定义或者描述转移癌患者脊柱的稳定性。脊柱肿瘤研究组（SOSG）将脊柱的不稳定定义为：由于肿瘤过程导致的脊柱完整性的丧失并导致活动相关的疼痛、症状或者进行性畸形，以及在生理负荷下导致神经功能的损害。
脊柱肿瘤与创伤的基本生物力学原则
肿瘤所造成的不稳定中，骨与韧带的损伤、神经表现以及骨质量方面均与高能创伤所引起的不稳定差别显著。除此之外，患者脊柱的愈合能力也会受到肿瘤本身、全身治疗、放疗以及整体生物学损害的影响［5］。
原则1 ：载荷分担
如果疾病仅累及椎体松质骨的核心部分但皮质的支撑功能没有受累，则不会发生不稳。Taneichi等［6］对胸腰椎转移癌患者的临床和放射学资料进行分析，通过多元回归模型来计算椎体破坏不同阶段发生塌陷的可能性。他们发现，在胸椎，与转移癌在椎体内的大小相比，胸肋关节的破坏更容易引起椎体塌陷，这可能与胸廓提供的刚度和强度的丢失有关。在胸腰段和腰椎，引起塌陷最重要的因素是椎体缺损的大小，腰段椎弓根受累比胸段更易引起塌陷。还有一些研究表明，与骨缺损大小相比，骨密度在预测骨折发生的风险方面更重要。
原则2：张力带
在有张力条件下，前方受到的压应力往往能被后方肌肉和韧带组织所平衡。血供丰富的椎体是肿瘤最常见的侵袭部位，而脊柱后方结构则很少被累及。一般而言，相比于高能创伤，肿瘤则更少引起后方结构的损害［5］。相对而言，脊椎后方结构的破坏更多源于椎板切除而非肿瘤破坏。相对于创伤而言，肿瘤更少引起小关节的破坏；然而，一旦肿瘤引起小关节的破坏，将导致严重的横向脱位或旋转畸形。
即将出现的塌陷
关于脊柱转移瘤的生物力学影响尚未完全阐明。因此，即使通过现代影像学研究可以发现和描述病损，仍然没有预测病理骨折风险的评估标准。理论上来说，假如肿瘤对放疗、全身治疗敏感，或者这些治疗可以阻止肿瘤的生长（以及椎体的溶骨性破坏），椎体塌陷是可以被阻止的。随着肿瘤不断长大达到一定的大小，即进入“即将出现塌陷”（impending collapse）的阶段，此时只有通过预防性外科稳定手术（经皮骨水泥、椎弓根螺钉）才能阻止骨折的发生。不幸的是，受到局部生物力学和解剖学差异的影响，目前尚未有可靠的方法来预测椎体塌陷。因此，目前对于不稳定的处理仍主要基于实际的临床不稳定，而不是无症状或相对无症状的提示不稳定的影像学表现。
脊柱不稳定的肿瘤学评分
在SINS分类系统，肿瘤相关的不稳定由6个评分内容组成：脊柱受累位置、疼痛、病损骨的质量、脊柱的力线、椎体塌陷以及是否累及椎体后外侧（表1.1）。从临床角度来讲，SINS的每个组成部分都有具有一定的可信度［7］。
最小评分是0，最大是18。每个评分有接近完美的组内与组间可靠性，最终将脊柱的稳定性分为稳定（0～6分）、潜在不稳定（7～12分）、不稳定（13～18分）。评分大于7时建议手术。评分举例见图 2.1～2.3。
通过系统回顾和SOSG专家评阅的一致性获得了可靠证据，以此提高SINS的内容和表面效度。在写这篇文章时尚没有评价SINS的前瞻性研究。然而，回顾性的可靠性分析研究表明假阴性的发生率低（4.3%），所有的2型错误都是由于区分稳定和潜在不稳定的病例引起的（不是区分稳定和不稳定）［7］。
什么时候进行椎体成形术对于稳定是必需的？
对不稳定进行数字分级（SINS 0～18）是非常有吸引力的，与创伤后脊柱稳定性的“全或无”模式不同，肿瘤导致的脊柱不稳定并非突然发生。相反，它是一个渐进的过程，在一定的时间点会发生病理骨折。通过确定不稳定的程度，我们可以更准确地选择合适的时机进行像椎体成形或者后凸成形术这样的微创稳定手术。我们建议，对中度不稳（SINS 7～12）适合进行经皮骨水泥强化，而在评分更高时应进行内固定［8］。椎体强化手术对于那些预计生存期有限、机体虚弱难以接受开放手术以及骨质量很差（如骨髓瘤）的患者是特别有用的［9］。
脊柱节段性不稳定的处理
颅颈交界区
由于上颈椎椎管宽阔，这个部位的转移瘤很少引起脊髓疾病。在引起严重脊髓压迫之前，往往会引起严重的力学性颈部疼痛。无论是经口还是经口外的腹侧肿瘤切除术都很少有指征，而手术处理策略的重点是后方脊柱稳定［10］。我们倾向于枕颈固定而不是短节段固定，因为枕颈固定可以弥补患者在肿瘤破坏过程中可能丧失的稳定性。我们的目标是获得一个持久的重建，从而避免任何笨重和使患者难以忍受的外固定（如halo架等）。
下颈椎
从C3到C6，椎体切除后用钛笼和接骨板重建是最常见的方式。多节段病变、脊柱环形受累、严重不稳/畸形，以及骨质条件差时，前后路联合稳定是必需的。对于C7/T1结合部的病变，需要增加后方稳定［11］。
胸腰椎
由于大血管和心脏的阻挡，T2到T5的前路处理是不可行的。推荐使用后方的肋骨横突入路以及椎管外侧侧方入路，这种入路也逐渐被应用于T6～L5的处理，与前路相比优点在于同时可以一期进行肿瘤切除与脊柱固定［12］。无论采用哪种入路，椎体应该使用异体骨、PMMA或者钛笼进行重建。钛笼也可以用于拉伸椎体。PMMA的生物相容性和抗压能力好，但同时需要克氏针进行锚定。假如已经通过前路进行了椎体切除和前柱重建并用接骨板进行稳定，后方稳定可能不是必需的。但是如有以下情况，包括显著的驼背或者移位畸形、在胸腰段、连接胸壁的切除（Pancoast肿瘤或局部侵袭性肿瘤）、椎体切除跨越两个或两个以上节段、L4以远椎体切除（前方固定困难）、骨质很差，后方固定也是必需的［13］。
图2.1 计算机断层扫描（CT）图像。a.左旁矢状位；b.正中矢状位；c.右旁矢状位；d.冠状位；e.轴位。CT所示为L2病变。患者为42岁女性，无症状，CT检查偶然发现L2病变，诊断为乳腺癌椎体转移。患者未诉背部疼痛。脊柱肿瘤不稳定评分（SINS）如下：活动脊柱节段（L2），2分；无痛性病灶，0分；溶骨/成骨混合型病灶，1分；脊柱力线正常，0分；无椎体塌陷但>50%椎体受累，1分；无椎体后外侧结构受累，0分。SINS总分=2+0+1+0+1+0=4（稳定病灶）
图2.2 计算机断层扫描（CT）图像。a.左旁矢状位；b.正中矢状位；c.右旁矢状位；d.冠状位；e.轴位。CT图像所示为L5病变。患者为49岁男性，主诉轻微下腰痛，活动后不加剧，诊断为多发性骨髓瘤。SINS评分：交界节段病灶，3分；非活动性疼痛，1分；溶骨性破坏，2分；脊柱力线稳定，0分；<50%椎体塌陷，2分；右侧椎弓根受累，1分。SINS总分=3+1+2+0+2+1=9（脊柱潜在不稳定，推荐手术）
图2.3 计算机断层扫描（CT）图像。a.左旁矢状位；b.正中矢状位；c.右旁矢状位；d.冠状位；e.轴位。CT图像所示为C4病变。患者为54岁女性，主诉颈部疼痛并于活动时加剧，佩带颈围缓解。诊断为转移性肉瘤。SINS评分：椎体活动性病灶，2分；活动性疼痛，3分；溶骨性破坏，2分；脊柱后凸畸形，2分；>50%椎体塌陷，3分；双侧后外侧受累，3分。SINS总分=2+3+2+2+3+3=15（不稳定，推荐手术）
腰骶结合部和骶骨
我们的经验是，该区域有坚强的韧带支撑结构，同时L5-S1关节复合体很少能被肿瘤完全破坏。因此，肿瘤很少能引起脊柱滑脱或者其他明显畸形。尽管显著畸形很少能遇到，但临床上由于力学不稳定引起的疼痛并不少见，原因是该区域承受了整个脊柱的最大载荷。和颈胸交接和胸腰交界类似，腰骶交界是高应力区域。由于在活动腰椎和固定骶骨之间的解剖学与力学变化增加了骨折和不稳的风险，造成了一些挑战性问题。骶骨不稳并不常见［14］，一旦出现，重建需求高，我们通常建议进行更加稳定的重建。我们建议在S1用大直径7～8 mm的椎弓根螺钉，并用骶骨耳状面螺钉或者髂骨螺钉进行加强。如明显累及骶骨和骶髂关节，应该使用经皮骶髂螺钉固定，可通过小切口用骨水泥进行加强。
脊柱畸形的矫正
通常脊柱畸形源于转移后椎体的继发性塌陷。因此，上颈椎会出现移位和旋转畸形，其他部位脊柱肿瘤会造成后凸畸形。胸壁受累或者后外侧结构（肋椎关节、小关节、椎弓根）的丧失会导致后凸侧弯畸形。偶尔可见由于剪切力量导致的脊柱滑脱。
肿瘤性畸形的第二个特征是畸形的可恢复性和弹性。大部分畸形可以通过在手术床上的仔细摆位得到纠正。椎体切除后，可延伸钛笼作为一种非常简单的工具，可用于对大部分后凸畸形进行矫正。另外一个选择是在合适的条件下切除肿瘤后通过对正常骨的加压来缩短脊柱，类似椎弓根短缩截骨术。上颈椎畸形（齿状突骨折伴旋转和寰枢半脱位）不适合这样处理，需要颈椎牵引。(https://www.daowen.com)
骨融合有必要吗？
骨融合本身对于诸多骨肿瘤患者是不可能成功的。主要原因是：①生存期有限；②辅助放化疗降低了骨融合的概率；③一般状况差（骨质量、营养、整体虚弱）。我们目的是提供即刻稳定以减少或者消除轴向疼痛，有助于防止在剩余生存期内神经状况的恶化。与这些原则一致的是应该避免使用外支具。稳定后可以使用异体骨，偶尔对于一些可以长期存活的患者提高了骨融合的概率。由于存在潜在供区并发症以及未发现髂骨转移病灶的可能性，我们不主张做自体骨移植。
■潜在问题
机械性疼痛
即使不存在明显的椎体塌陷或者畸形，当存在力学性疼痛时，可以认定为临床不稳定。这种疼痛的特点是疼痛在活动时加重，休息时减轻。将力学性疼痛与局部疼痛（生物学疼痛）区分开很重要。局部疼痛通常与活动无关。在转移性疾病中，生物性疼痛与力学性疼痛往往同时存在。
放疗后的椎体压缩骨折
在过去十年内放疗提出了新的治疗规范。对于那些有很少硬膜侵犯的患者， SBRT能更加精确地对肿瘤进行照射，显著降低了脊髓的照射剂量，同时对肿瘤的单次放射剂量能大大增加。与传统cEBRT相比，这种进步获得了持久的肿瘤控制，而不依赖于肿瘤对放疗的敏感性。换言之，像肾癌这样以往被认为“放疗抵抗”的肿瘤也可以通过SBRT进行治疗。同样，对于cEBRT治疗失败的患者也可以用SBRT进行治疗。
高剂量照射可以获得良好局部控制，但同时可导致晚期毒性表现，如脊柱压缩性骨折（VCF）,这在常规c EBRT中是不会出现的。SBRT治疗后的放射性脊髓病并不像VCF那样常见。Sloan-Kettering肿瘤纪念医院最先报道了71处放疗处理后的骨折的发生率为39%［15］。M.D. Anderson肿瘤中心随后报道了123处放疗处理后的骨折发生率为20%［16］。对比之下，传统c EBRT分割短期放疗后发生率仅仅为2.8%（20 Gy，5次分割—30 Gy， 10次分割）［17］。Cunha［18］等最近报道了SBRT单次20 Gy的剂量有导致VCF的高风险。使用或者不使用椎弓根螺钉的椎体强化被推荐用于预防骨折，但是尚不清楚能否达到预防的效果。
■本章小结
用于定义创伤后脊柱不稳的许多标准不能有效用于脊柱肿瘤的评定。脊柱不稳患者有神经损害、严重疼痛和进行性畸形的风险。脊柱力学完整性的理解对于转移性脊柱肿瘤的患者的治疗决定而言很关键，另外还需要关注肿瘤病史、神经状况、预后以及全身情况。在SINS推出之前，对于肿瘤源性脊柱不稳没有基于可接受证据的指南。SINS是唯一有效可靠的肿瘤性脊柱不稳的分级系统，有望用于研究手术或非手术治疗的适应证，特别是那些中度不稳的病例，目前临床治疗选择上差异很大。非手术医生（放射科、放疗科医生）理解和使用SINS评分，有助于他们有效转诊需要进行外科评估的患者，减少不必要的痛苦、灾难性的塌陷和神经损害。
要点
◆理解肿瘤相关不稳的定义和脊柱肿瘤的生物力学原理
◆注意“即将到来的塌陷”（impending collapse）
◆ 应用脊柱不稳肿瘤评分（spine instability neoplastic score, SINS）
◆理解何时可以使用单纯椎体强化来稳定脊柱
◆知晓处理不同脊柱节段不稳的入路和内固定方法
难点
◆没有认识单独机械性疼痛可以是临床不稳的唯一表现
◆放疗后椎体压缩骨折的发生率高
■参考文献
5篇“必读”文献
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