《Brain, Behavior, and Immunity》：Brain inflammation and its predictive value for post-operative pain in total knee arthroplasty patients
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為探究腦內 18 kDa 轉運蛋白（TSPO）升高的臨床意義及對疼痛干預的反應，研究人員對膝骨關節炎（KOA）行全膝關節置換術（TKA）患者研究。發現 KOA 患者腦 TSPO 信號廣泛升高，與疼痛有關，TKA 后部分區域恢復正常且可預測術后疼痛緩解，為治療提供方向。
在疼痛研究領域，慢性疼痛一直是困擾醫學界的難題。許多慢性疼痛患者長期忍受著痛苦，不僅生活質量嚴重下降，還為家庭和社會帶來沉重負擔。近年來，越來越多的研究聚焦于慢性疼痛的發病機制，其中神經炎癥在慢性疼痛中的作用逐漸受到關注。已有研究表明，在多種慢性疼痛疾病，如纖維肌痛、慢性背痛、偏頭痛和海灣戰爭綜合征患者的大腦和（或）脊髓中，18 kDa 轉運蛋白（TSPO）水平有所升高，TSPO 被認為是神經炎癥的一個潛在標志物。然而，腦 TSPO 升高的臨床意義以及其對疼痛干預措施的反應，仍是未解之謎。
膝骨關節炎（KOA）是一種常見的關節炎類型，在美國，超過 2700 萬人深受其擾。疼痛是 KOA 的主要癥狀，它不僅源于膝關節的病理改變，還涉及外周和中樞神經系統的傷害感受、神經病變和傷害性塑性機制。令人困惑的是，KOA 患者的疼痛程度與疾病的影像學嚴重程度并不總是一致，而且針對關節的藥物干預往往難以有效控制疼痛。此外，盡管全膝關節置換術（TKA）對大多數 KOA 患者有治療效果，但仍有 20 - 30% 的患者在術后長期遭受疼痛困擾。這一系列現象提示，中樞神經系統功能障礙等關節病變以外的因素，可能在 KOA 疼痛中扮演重要角色，而神經炎癥作為中樞神經系統的一種潛在機制，在 KOA 中的作用尚未得到深入研究。
為了揭開這些謎團，來自美國馬薩諸塞州總醫院阿西努拉?A?馬蒂諾斯生物醫學成像中心的研究人員開展了一項研究。他們的研究成果發表在《Brain, Behavior, and Immunity》雜志上，為理解 KOA 和術后疼痛提供了新的視角。
研究人員采用了多種關鍵技術方法。首先，他們招募了 KOA 患者和健康對照者，獲取了研究所需的樣本隊列。然后，運用正電子發射斷層掃描 / 磁共振成像（PET/MRI）技術，使用 TSPO 放射性配體 [11C] PBR28 對參與者進行腦成像掃描。部分 KOA 患者在 TKA 術后一年再次接受掃描，以便對比分析手術前后的變化。此外，研究人員還構建了支持向量機模型，結合術前成像、臨床和人口統計學特征，預測術后疼痛改善情況。
下面詳細介紹研究結果：
- KOA 患者與健康對照者的 TSPO PET 信號差異：研究人員對比了術前 KOA 患者和健康對照者的腦 PET 信號。結果發現，術前 KOA 患者出現廣泛的 [11C] PBR28 PET 信號升高（標準化攝取值比），這表明 KOA 患者大腦中存在廣泛的神經炎癥信號，支持了神經炎癥在 KOA 疾病中存在的觀點，也進一步印證了其在慢性疼痛疾病中的普遍性。
- TSPO 水平與臨床疼痛嚴重程度的關系：在對 KOA 患者的進一步研究中，研究人員發現垂體腺的 PET 信號與膝關節疼痛強度呈正相關。這一結果意味著在 KOA 患者中，至少在垂體腺這一區域，TSPO 水平與疼痛嚴重程度存在緊密聯系，為深入理解疼痛機制提供了重要線索。
- TKA 對神經炎癥信號的影響：通過對部分 KOA 患者 TKA 術后一年的再次掃描，研究人員利用體素配對 t 檢驗發現，雖然大部分腦區在術后沒有明顯變化，但丘腦和尾狀核的 [11C] PBR28 PET 信號顯著下降，甚至達到了健康對照者的水平。這表明 TKA 手術能夠使部分腦區的神經炎癥信號恢復正常，提示手術對神經炎癥可能存在調節作用。
- 術前腦 TSPO 水平對術后疼痛緩解的預測作用：研究人員基于術前成像、臨床和人口統計學特征構建了支持向量機模型。該模型顯示，預測的疼痛改善情況與實際情況之間的相關性達到 rho = 0.487（p = 0.001）。其中，垂體腺、楔葉皮層、杏仁核等區域的 [11C] PBR28 攝取是重要的預測特征。這說明術前腦 TSPO 水平能夠在一定程度上預測 TKA 術后的疼痛緩解情況，為臨床醫生評估手術效果提供了潛在的生物標志物。
綜合研究結論和討論部分，該研究具有重要意義。一方面，研究證實了神經炎癥在 KOA 患者中廣泛存在，且在部分區域與疼痛強度相關，這為 KOA 的病理生理學研究提供了新的方向，表明神經炎癥可能是 KOA 疼痛的重要驅動因素。另一方面，TKA 術后部分腦區神經炎癥信號的恢復正常，以及術前腦 TSPO 水平對術后疼痛緩解的預測作用，提示神經炎癥可能成為改善 KOA 患者疼痛管理和恢復情況的潛在治療靶點。這一研究成果有望推動針對 KOA 和術后疼痛的創新治療方法的開發，從而顯著改善患者的護理和生活質量，為臨床實踐帶來新的思路和方法。
