背景:腰椎退行性疾病是脊柱外科常见的疾病，多发病，其中最常见的为腰椎间盘突出症(1umbardisc herniation，LDH)，其主要临床表现为下腰痛和(或)下肢疼痛、麻木。据国家卫生部门统计，我国的腰椎病患者已突破2亿，腰椎间盘突出症患者占全国人口总数的15.2％，近些年来一直呈上升趋势，而且逐年以惊人的速度由中老年人向青壮年扩展。腰椎间盘退变被认为是腰椎退行性疾病的病理基础，表现为椎间盘细胞的减少和细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的降解，后者被认为是椎间盘的生物力学性能发生改变的直接原因，最终导致椎间盘的突出或脱出，神经根或脊髓受压，产生相应的症状和体征。椎间盘退变的病因目前尚不完全清楚，但可以肯定的是椎间盘的退变多种因素共同作用的结果，除了年龄因素导致的椎间盘生理性退变外，细胞因子的异常表达，遗传易感性，异常的生物力学及基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)的活性异常增高，都被认为参与了椎间盘的病理性退变过程，其中MMPs活性的异常增高被认为在椎间盘退变过程中起着关键性作用。MMPs是一组需要Zn2+、Ca2+等金属离子作为辅助因子的同工酶，其功能为参与细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的降解，具有减少细胞外和基膜组分的作用，能降解除多糖以外几乎所有的ECM成分，是降解ECM的关键酶类。自1962年Gross发现第一种MMPs以来，到目前为止，在人体内的MMPs家族已分离鉴别出28个成员，按其发现的先后顺序，分别命名为MMP-1～28。正常椎间盘组织中含有少量的MMPs，与基质金属蛋白酶抑制剂(tissue inhibitor ofmetalloproteinases，TIMPs)的表达保持一定比例，维持着细胞外基质的合成与分解的动态平衡。基质金属蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2，MMP-2)和基质金属蛋白酶-3(matrix metalloproteinase-3，MMP-3)是MMPs中比较重要的酶类，MMP-2、MMP-3被认为是椎间盘退变中的关键酶类，国内外研究表明，MMP-2、MMP-3在退变椎间盘组织中表达明显增高，与椎间盘的退变密切相关，参与了腰椎间盘退变的过程，但对于调解的具体机制目前尚不清楚。MMP-2、MMP-3的活性增高受多种因素的调节，除了受多种细胞因子的调节外，MMPs内部的自身调节也是一种重要的调节方式，国外有研究表明，MMP-3可能参与MMPS的“瀑布式”的自身调节，但目前国内还没有关于MMP-2、MMP-3的相关性研究的报道。核磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)是目前诊断椎间盘退变最常用的影像学检查，目前以MRI检查为基础，广泛用于临床，为广大脊柱外科医师所接受的椎间盘退变分级的分级标准为2001年由Pfirrmann提出的Pfirrmann分级标准，目前国内外尚没有关于MMPs在不同椎间盘退变Pfirrmann分级表达的研究。
　　目的:1检测MMP-2、MMP-3在正常与不同突出类型腰椎间盘突出类型的腰椎间盘髓核组织中的表达情况，比较两者的表达在正常的腰椎间盘组织和退变的腰椎间盘中的是否有明显差异。
　　2检测MMP-2和MMP-3在腰椎间盘髓核组织的表达情况，探讨两者之间的相关性。
　　3采用Pfirrmann分级标准对椎间盘退变程度进行分级，比较不同分级中MMP-2、MMP-3的表达是否存在差异。
　　方法:选取2012年07月～2013年11期间因腰椎间盘突出症而在湖北省荆州市中心医院骨三科住院接受手术治疗的患者的40例髓核标本为退变组，其中男18例，女22例，年龄32～61岁，平均(41±2.4)岁，其中L2/L3，1例，L3/L4，2例，L4/L5，17例，L5/S1，20例。腰椎间盘突出的类型依MRI检查所见分为突出组(12例)、脱出组(18例)、游离组(10例)。选择同期因腰椎骨折入住我科手术治疗的10例患者的正常的腰椎间盘髓核组织作为对照组，其中男6例，女4例，年龄19～32岁，平均(24±1.6)岁，其中L1/L2，5例，L2/L3，4例，L3/L4，1例。两组患者的手术均有同一组具有丰富经验的脊柱外科医师完成，术中髓核组织取出后，立即用生理盐水冲洗干净，置于10％的甲醛溶液中浸泡24小时后，然后将收集的椎间盘髓核组织送往病理科行脱水、透明、浸蜡、石蜡包埋、固定及切片，制备4μm厚的组织切片，每个髓核标本做6张切片，保存于0～4℃冰箱中，待标本收集完毕后，采用HE染色观察正常椎间盘髓核组织和退变椎间盘髓核组织的形态学变化，同时术前采用Pfirrmann分级标准对椎间盘的退变程度进行分级，并利用鼠抗人MMP-2单克隆抗体和鼠抗人MMP-3单克隆抗体采用免疫组化方法检测MMP-2、MMP-3在正常椎间盘髓核组织和退变椎间盘髓核组织中的表达情况。MMP-2、MMP-3免疫组化染色都定位于细胞浆，阳性表达结果为细胞浆内出现棕黄色或黄色颗粒。采用方差分析检验分别比较两者在正常髓核组织和退变髓核组织及不同退变程度髓核组织中的表达是否有明显差异;用Pearson相关分析方法分析MMP-2与MMP-3表达的相关性。
　　结果:1HE染色光镜观察结果对照组:对照组髓核切片中可见髓核细胞和软骨细胞散在分布于细胞外基质中，细胞呈短梭形或多角型，数量较多，轮廓清晰，胞膜完整，胞浆均匀，核呈蓝紫色，部分存在于大小不等的软骨陷窝中，周围胶原组织呈红色.排列规则，形成网状结构。退变组:退变组髓核切片中髓核细胞和软骨细胞布不均匀，部分存在于软骨陷窝中，数目较少，呈长梭形，轮廓不清，胞内线粒体减少，溶酶体大量聚集，出现空泡样结构。周围胶原组织呈红色，排列杂乱。
　　2免疫组化染色结果MMP-2及MMP-3均定位于细胞浆，显微镜下见MMP-2及MMP-3的免疫组化阳性结果均表现为软骨细胞胞浆内有棕黄色或棕褐色颗粒，细胞核为淡蓝色。
　　2.1、MMP-2的表达情况MMP-2在对照组、突出组、脱出组及游离组髓核组织的阳性表达率分别为(7.94±2.55)％、(46.04±4.73)％、(83.43±3.51)％及(86.35±4.14)％。MMP-2在退变组的阳性表达率明显高于对照组，差异具有统计学意义，脱出组与游离组相比，则无明显差异。
　　2.2、MMP-3在对照组、突出组、脱出组及游离组髓核组织的阳性表达率分别为(6.86±2.12)％、(29.55±7.40)％、(62.44±9.94)％及(77.59±6.92)％，MMP-3在退变组的阳性表达率明显高于对照组，差异具有统计学意义，退变组的各分型中MMP-3的阳性表达率比较具有明显差异。
　　2.3、MMP-2在Pfirrmann分级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ级中阳性表达率分别为(10.73±3.55)％、(53.37±10.62)％、(68.56±9.54)％及(84.26±6.48)％，各级之间相比具有明显差异(P＜O.05)。
　　2.4、MMP-3在Pfirrmann分级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ级中阳性表达率分别为(8.48±2.72)％、(34.37±6.99)％、(52.04±10.79)％及(67.43±9.74)％，各级之间相比具有明显差异(P＜O.05)。
　　2.5、退变组MMP-2的阳性表达与MMP-3的阳性表达具有正相关性(r=O.604)
　　结论:1、MMP-2、MMP-3在正常及退变的椎间盘髓核组织中均有一定的表达，退变的椎间盘组织中的MMP-2、MMP-3明显高于正常椎间盘组织，而且随着椎间盘退变程度逐渐增高，二者与椎间盘退变过程关系密切，可能参与了人类腰椎间盘组织的退变过程。
　　2、MMP-2、MMP-3在椎间盘不同Pfirrmann分级中表达存在明显差异，可以间接反映椎间盘在组织学水平的退变程度。
　　3、MMP-2和MMP-3在退变椎间盘髓核组织中有明确的正相关，推测MMP-2可能参与了MMP-3活化过程的调节。