РОЛЬ ИНФЕКЦИОННО-ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ФАКТОРА В ДЕГЕНЕРАЦИИ МЕЖПОЗВОНКОВЫХ ДИСКОВ

Цель исследования. Анализ частоты и видов микробного инфицирования межпозвонковых дисков при дегенеративных заболеваниях позвоночника, сопоставление полученных данных с результатами патогистологических, рентгенологических исследований и МРТ для определения тактических подходов при оперативных вмешательствах на позвоночнике.

Материал и методы. Обследованы 97 пациентов, проходивших оперативное лечение в связи с дегенеративным заболеванием позвоночника. Дискэктомию выполнили 48 пациентам, одно-, многоуровневые декомпрессивно-стабилизирующие операции – 49. Проводили микробиологические (117 проб) и патогистологические (73 образца) исследования материала дисков, клинические и неврологические обследования, изучение рентгенологических данных и МРТ.

Результаты. При дискэктомиях положительный посев материала диска выявлен в 27,0 % случаев, при декомпрессивно-стабилизирующих операциях – в 30,6 %. Наиболее частыми возбудителями являются облигатно-анаэробные грамположительные бактерии (P. acnes) – 42,8 % случаев и эпидермальные стафилококки (S. epidermidis) – 31,4 %. Смешанная микрофлора определялась в 20,0 % наблюдений. При патогистологическом исследовании у пациентов с инфекцией диска признаки хронического воспаления диагностированы в 42,8 % случаев, без инфекции – в 5,7 %. Не выявлено достоверной корреляционной зависимости между инфицированием диска и наличием хронических заболеваний, клиническими проявлениями, наличием секвестра, изменениями типа Modic I при МРТ, нестабильностью сегмента и изменениями при КТ.

Заключение. Вероятность наличия инфекции диска выше при повторных оперативных вмешательствах и при дегенеративном поражении дисков с болевым и радикулярным синдромами. Наиболее достоверным механизмом инфицирования межпозвонковых дисков представляется теория микробных биопленок.

1. Гостев В.В., Сидоренко С.В. Бактериальные биопленки и инфекции // Журнал инфектологии // 2010. Т. 2. № 3. С. 4–15. [Gostev VV, Sidorenko SV. Bacterial biofilms and infections. Journal Infectology. 2010;2(3):4–15. In Russian]. DOI: 10.22625/2072-6732-2010-2-3-4-15.

2. Гуща А.О., Семенов М.С., Полторако Е.А., Кащеев А.А., Вершинин А.В. Клинические рекомендации по диагностике и лечению воспалительных заболеваний позвоночника и спинного мозга. Красноярск, 2015. [Gushcha AO, Semenov MS, Poltorako EA, Kashcheev AA, Vershinin AV. Clinical Recommendations for Diagnosis and Treatment of Inflammatory Diseases of the Spine and Spinal Cord. Krasnoyarsk, 2015. In Russian].

3. Колчанова Н.Э., Окулич В.К., Шилин В.Е. Определение образования микробной биопленки бактериями периодонтального кармана и ее устойчивости к химическим и биологическим объектам // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2015. № 3. С. 56–61. [Kolchanova NE, Okulich VK, Shilin VE. Determination of the biofilm formation by periodontal pocket bacteria and the resistance of microbial communities to chemical and biological objects. Immunopathology, allergology, infectology. 2015;(3):56–61. In Russian]. DOI: 10.14427/jipai.2015.3.56.

4. Исайкин А.И., Черненко О.А., Иванова М.А., Стиценко А.Н. Боль в пояснице, обусловленная патологией межпозвонковых дисков // Consilium medicum. 2015. Т. 17. № 2. С. 52–60. [Isaykin AI, Chernenko OA, Ivanova MA, Stitsenko AN. Back pain caused by disorders of the intervertebral discs. Consilium medicum. 2015;17(2):52–60. In Russian].

5. Тец В.В., Тец Г.В. Микробные биопленки и проблемы антибиотикотерапии // Пульмонология и аллергология. 2013. № 4. С. 60–64. [Tets VV, Tets GV. Microbial biofilms and antibiotic therapies. Pulmonologia i allergologia. 2013;(4):60–64. In Russian].

6. Aebi М. Is low back pain after disc herniation with Modic Type 1 changes a low-grade infection? Eur Spine J. 2013;22:689. DOI: 10.1007/s00586-013-2736-2.

7. Agarwal V, Golish SR, Alamin TF. Bacteriologic culture of excised intervertebral discfrom immunocompetent patients undergoing single level primary lumbar microdiscectomy. J Spinal Disord Tech. 2011;24:397–400. DOI: 10.1097/BSD.0b013e3182019f3a.

8. Albert HB, Lambert P, Rollason J, Sorensen JS, Worthington T, Pedersen MB, Norgaard HS, Vernallis A, Busch F, Manniche C, Elliott T. Does nuclear tissue infected with bacteria following disc herniations lead to Modic changes in the adjacent vertebrae? Eur Spine J. 2013;22:690–696. DOI: 10.1007/s00586-013-2674-z.

9. Albert HB, Manniche C. Modic changes following lumbar disc herniation. Eur Spine J. 2007;16:977–982. DOI: 10.1007/s00586-007-0336-8.

10. Albert HB, Sorensen JS, Christensen BS, Manniche C. Antibiotic treatment in patients with chronic low back pain and vertebral bone edema (Modic type 1 changes): a double-blind randomized clinical controlled trial of efficacy. Eur Spine J. 2013;22:697–707. DOI: 10.1007/s00586-013-2675-y.

11. Arndt J, Charles YP, Koebel C, Bogorin I, Steib JP. Bacteriology of degenerated lumbar intervertebral disks. J Spinal Disord Tech. 2012;25:E211–E216. DOI: 10.1097/BSD.0b013e318269851a.

12. Bailly F, Maigne J, Genevay S, Marty M, Gandjbakhch F, Rozenberg S, Foltz V. Inflammatory pain pattern and pain with lumbar extension associated with Modic 1 changes on MRI: a prospective case–control study of 120 patients. Eur Spine J. 2013;23:493–497. DOI:10.1007/s00586-013-3036-6.

13. Ben-Galim P, Rand N, Giladi M, Schwartz D, Ashkenazi E, Millgram M, Dekel S, Floman Y. Association between sciatica and microbial infection: true infection or culture contamination? Spine. 2006;31:2507–2509. DOI:10.1097/01.brs.0000238657.13263.b2.

14. Bhanji S, Williams B, Sheller B, Elwood T, Mancl L. Transient bacteremia induced by tooth brushing: a comparison of the Sonicare toothbrush with a conventional toothbrush. Pediatr Dent. 2002;24:295–299.

15. Butler JS, Shelly MJ, Timlin M, Powderly WG, O’Byrne JM. Nontuberculous pyogenic spinal infection in adults: a 12-year experience from a tertiary referral center. Spine. 2006;31:2695–2700. DOI: 10.1097/01.brs.0000244662.78725.37.

16. Carricajo A, Nuti C, Aubert E, Hatem O, Fonsale N, Mallaval FO, Vautrin AC, Brunon J, Aubert G. Propionibacterium acnes contamination in lumbar disc surgery. J Hosp Infect. 2007;66:275–277. DOI: 10.1016/j.jhin.2007.04.007.

17. Coscia MF, Denys GA, Wack MF. Propionibacterium acnes, Coagulase-Negative Staphylococcus, and the ‘‘Biofilm-like’’Intervertebral Disc. Spine. 2016;41:1860–1865. DOI: 10.1097/BRS.0000000000001909.

18. D’Agostino C, Scorzolini L, Massetti AP, Carnevalini M, d’Ettorre G, Venditti M, Vullo V, Orsi GB. A seven-year prospective study on spondylodiscitis: epidemiological and microbiological features. Infection. 2010;38:102–107. DOI: 10.1007/s15010-009-9340-8.

19. Debelian GJ, Olsen I, Tronstad L. Electrophoresis of whole-cell soluble proteins of microorganisms isolated from bacteremias in endodontic therapy. Eur J Oral Sci. 1996;104:540–546. DOI: 10.1111/j.1600-0722.1996.tb00139.x.

20. Doita M, Kanatani T, Harada T, Mizuno K. Immunohistologic study of the ruptured intervertebral disc of the lumbar spine. Spine. 1996;21:235–241.

21. Itoh H, Asou Y, Hara Y, Haro H, Shinomiya K, Tagawa M. Enhanced type X collagen expression in the extruded nucleus pulposus of the chondrodystrophoid dog. J Vet Med Sci. 2008;70:37–42.

22. Farrar MD, Ingham E. Acne: inflammation. Clin Dermatol. 2004;22:380–384. DOI: 10.1016/j.clindermatol.2004.03.006.

23. Fritzell P, Bergstrom T, Welinder-Olsson C. Detection of bacterial DNA in painful degenerated spinal discs in patients without signs of clinical infection. Eur Spine J. 2004;13:702–706. DOI: 10. 1007/s00586-004-0719-z.

24. Ganko R, Rao PJ, Phan K, Mobbs RJ. Can bacterial infection by low virulent organisms be a plausible cause for symptomatic disc degeneration? A systematic review. Spine. 2015;40:E587–E592. DOI: 10.1097/BRS.0000000000000832.

25. Jarvinen J, Karppinen J, Niinimaki J, Haapea M, Gronblad M, Luoma K, Rinne E. Association between changes in lumbar Modic changes and low back symptoms over a twoyear period. BMC Musculoskeletal Disorders. 2015;16:98. DOI:10.1186/s12891-015-0540-3.

26. Jensen TS, Karppinen J, Sorensen JS, Niinimaki J, Leboeuf-Yde C. Vertebral endplate signal changes (Modic change): a systematic literature review of prevalence and association with non-specific low back pain. Eur Spine J. 2008;17:1407–1422. DOI: 10.1007/s00586-008-0770-2.

27. Lee MJ, Pottinger PS, Butler-Wu S, Bumgarner RE, Russ SM, Matsen FA 3rd. Propionibacterium persists in the skin despite standard surgical preparation. J Bone Joint Surg Am. 2014;96:1447–1450. DOI: 10.2106/JBJS.M.01474.

28. Li B, Dong Z, Wu Y, Zeng J, Zheng Q, Xiao B, Cai X, Xiao Z. Association between lumbar disc degeneration and propionibacterium acnes infection: clinical research and preliminary exploration of animal experiment. Spine. 2016;41:E764–E769. DOI: 10.1097/BRS.0000000000001383.

29. Matsui H, Kanamori M, Ishihara H, Yudoh K, Naruse Y, Tsuji H. Familial predisposition for lumbar degenerative disc disease. A case-control study. Spine. 1998;23:1029–1034. DOI: 10.1097/00007632-199805010-00013.

30. Martin MD, Boxell CM, Malone DG. Pathophysiology of lumbar disc degeneration: a review of the literature. Neurosurg Focus. 2002;13:E1. DOI: 10.3171/foc.2002.13.2.2.

31. McLorinan GC, Glenn JV, McMullan MG, Patrick S. Propionibacterium acnes wound contamination at the time of spinal surgery. Clin Orthop Relat Res. 2005;(437):67–73.

32. Modic MT, Masaryk TJ, Ross JS, Carter JR. Imaging of degenerative disk disease. Radiology. 1988;168:177–186. DOI: 10.1148/radiology.168.1.3289089.

33. Pfirrmann CW, Metzdorf A, Zanetti M, Hodler J, Boos N. Magnetic resonance classification of lumbar intervertebral disc degeneration. Spine. 2001;26:1873–1878.DOI: 10.1097/00007632-200109010-00011.

34. Risbud MV, Fertala J, Vresilovic EJ, Albert TJ, Shapiro IM. Nucleus pulposus cellsupregulate PI3K/Akt and MEK/ERK signaling pathways underhypoxic conditions and resist apoptosis induced by serum withdrawal. Spine. 2005;30:882–889.

35. Roberts GJ, Holzel HS, Sury MR, Simmons NA, Gardner P, Longhurst P. Dental bacteremia in children. Pediatr Cardiol. 1997;18:24–27. DOI: 10.1007/s002469900103.

36. Stirling A, Worthington T, Rafiq M, Lambert PA, Elliott TSJ. Association between sciatica and Propionibacterium acnes. Lancet. 2001;357:2024–2025. DOI: 10.1016/S0140-6736(00)05109-6.

37. Tai CC, Want S, Quraishi NA, Batten J, Kalra M, Hughes SP. Antibiotic prophylaxis in surgery of the intervertebral disc. A comparison between gentamicin and cefuroxime. J Bone Joint Surg Br. 2002;84:1036–1039. DOI: 10.1302/0301-620X.84B7.12862.

38. Tolonen J, Gronblad M, Vanharanta H, Virri J, Guyer RD, Rytomaa T, Karaharju EO. Growth factor expression in degenerated intervertebral disc tissue. An immunohistochemical analysis of transforming growth factor beta, fibroblast growth factor and platelet-derived growth factor. Eur Spine J. 2006;15:588–596. DOI: 10.1007/s00586-005-0930-6.

39. Videman T, Battie MC, Ripatti S, Gill K, Manninen H, Kaprio J. Determinants of the progression in lumbar degeneration: a 5-year follow-up study of adult male monozygotic twins. Spine. 2006;31:671–678. DOI: 10.1097/01.brs.0000202558.86309.ea.

40. Wang Y, Videman T, Niemelainen R, Battie MC. Quantitative measures of Modic changes in lumbar spine magnetic resonance imaging: intra- and inter-rater reliability. Spine. 2011;36:1236–1243. DOI: 10.1097/BRS.0b013e3181ecf283.

41. Wedderkopp N, Thomsen K, Manniche C, Kolmos HJ, Secher Jensen T, Leboeuf Yde C. No evidence for presence of bacteria in Modic type I changes. Acta Radiol. 2009;50:65–70. DOI: 10.1080/02841850802524485.

42. Williams JR. The Declaration of Helsinki and public health. Bull World Health Organ. 2008;86:650–652. DOI:10.2471/BLT.08.050955.

43. Zhou Z, Chen Z, Zheng Y, Cao P, Liang Y, Zhang X, Wu W, Xiao J, Qiu S. Relationship between annular tear and presence of Propionibacterium acnes in lumbar intervertebral disc. Eur Spine J. 2015;24:2496–2502. DOI: 10.1007/s00586-015-4180-y.