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変性椎間板疾患（DDD ）は、脊椎の1つ以上の椎間板に解剖学的変化と機能喪失が生じる、加齢プロセスによって引き起こされる典型的な医学的状態です。[ 1 ] DDDは症状の有無にかかわらず発生する可能性がありますが、通常は症状が現れてから特定されます。根本原因は、椎間板に含まれる液体中の可溶性タンパク質の喪失とそれに伴う膠質浸透圧の低下であり、これが液体量の減少を引き起こします。正常な下向きの力により、影響を受けた椎間板の高さが失われ、椎骨間の距離が短くなります。椎間板の丈夫な外層である線維輪も弱くなります。この高さの喪失により縦靭帯が弛緩し、椎体の前方、後方、または側方への移動が可能になり、椎間関節の不整列と関節炎、脊柱側弯症、頸椎過前弯症、胸椎過後弯症、腰椎過前弯症を引き起こします。椎骨内の脊柱管が通る空間が狭くなること（脊柱管狭窄症）、または脊髄神経が出てくる空間が狭くなること（椎孔狭窄症）により、脊髄神経が炎症を起こして圧迫され、神経根症を引き起こす。
DDDは、罹患椎間板付近に急性または慢性の軽度から重度の痛みを引き起こす可能性があり、隣接する脊髄神経根が関与している場合は神経因性疼痛を引き起こすこともあります。典型的な症状と身体所見がある場合に診断が疑われ、脊椎のX線検査で確定されます。まれに、頸椎、胸部、または腹部のX線検査が他の理由で行われた際に、脊椎の異常が偶然発見され、椎間板変性の放射線学的診断が行われることがあります。DDDの診断は放射線学的診断ではありません。なぜなら、読影する放射線科医は症状の有無を知らないからです。典型的なX線所見には、椎間板腔の狭小化、椎体の変位、隣接する椎体の癒合、および隣接する軟部組織における骨の発達（骨棘形成）が含まれます。MRIは通常、外科的介入の必要性を示唆する症状、徴候、およびX線所見がある患者に限定されます。
治療には、疼痛緩和、可動域（ROM ）、適切な筋力トレーニング（異常姿勢の矯正、脊椎の安定化を助ける傍脊柱筋の補助、体幹筋の強化に重点を置く）、ストレッチ運動、マッサージ療法、非ステロイド性抗炎症薬（NSAID）による経口鎮痛、リドカイン、氷、温熱による局所鎮痛などが含まれる場合があります。症状が重度または突然発症した場合、あるいは症状が急激に悪化した場合は、緊急手術が必要となる場合があります。保存療法を6か月間行っても症状が十分に改善しない場合は、待機手術が必要となる場合があります。
変性椎間板疾患は、腰痛や首の上部の痛みを引き起こす可能性があります。変性の程度と患者が感じる痛みの程度は必ずしも相関しません。多くの人は痛みを感じませんが、同じ程度の損傷でも重度の慢性的な痛みを感じる人もいます。[ 2 ]患者が痛みを感じるかどうかは、影響を受けた椎間板の位置と、脊柱および周囲の神経根にかかる圧力の量に大きく左右されます。
変性椎間板疾患は、腰痛の最も一般的な原因の 1 つであり、毎年約 3,000 万人が罹患しています。[ 3 ]症状のある変性椎間板疾患では、痛みは影響を受けた椎間板の位置によって異なる場合があります。腰椎の椎間板が変性すると、腰痛が生じ、時には股関節に放散し、臀部、太もも、または脚に痛みが生じることがあります。露出した髄核によって神経が圧迫されると、膝や脚に断続的なしびれや脱力感が生じることがあります。
首の上部の椎間板が変性すると、首、腕、肩、手に痛みが生じることがよくあります。神経が圧迫されている場合は、指にしびれが生じることもあります。痛みは、座る、かがむ、持ち上げる、体をひねるなどの動作によって最も感じられたり、悪化したりします。
怪我の後、炎症によって椎間板に痛みが生じることがあり、その痛みは断続的に起こります。人によっては、椎間板の線維輪（椎間板の外層）に神経終末がより深く入り込んでいるため、椎間板が痛みを生じやすくなります。線維輪の外側の損傷が治癒する過程で、瘢痕組織に神経が入り込み、椎間板から痛みの信号が伝わることもあります。これは、これらの神経が髄核物質によって炎症を起こしているためです。変性椎間板疾患は、慢性的な衰弱状態を引き起こし、生活の質を低下させる可能性があります。変性椎間板疾患による痛みが重度の場合、従来の非手術的治療は効果がない場合があります。
脊椎の各椎骨の間には椎間板があります。健康で水分が十分に保たれた椎間板は、中心部にある髄核と呼ばれる部分に大量の水分を含んでおり、脊椎にクッション性と柔軟性を提供します。日常的な動作によって生じる機械的ストレスの多くは脊椎内の椎間板に伝達され、椎間板内の水分含有量によって衝撃を効果的に吸収することができます。出生時の典型的なヒトの髄核には約80%の水分が含まれています。[ 4 ]しかし、日常的な自然なストレスや軽微な怪我によって、椎間板の外側の丈夫な線維組織である線維輪が弱くなり、椎間板から徐々に水分が失われることがあります。 [ 5 ]変性椎間板疾患は主に日常的な自然なストレスによるものであるため、米国整形外科マニュアル理学療法士協会は、これを真の「疾患」プロセスではないと示唆しています。[ 6 ]
水分が失われることで椎間板の柔軟性が増し、脊柱の椎間板間の隙間が徐々に狭まります。椎骨間の空間が狭くなると、椎間板に余分な圧力がかかり、線維輪に微細な亀裂や断裂が生じることがあります。十分な圧力がかかると、線維輪の断裂部から髄核物質が漏れ出し、椎間板ヘルニアと呼ばれる状態を引き起こす可能性があります。
影響を受けた椎間板の上下の2つの椎骨が互いに崩れ始めると、脊椎の後ろにある椎間関節がずれてしまい、その機能に影響を与える可能性があります。 [ 7 ]
さらに、椎骨間の隙間が狭まると、体は過剰な動きを止めようとして椎間板の周囲に骨棘を作ることで反応することがあります。 [ 8 ]骨棘が脊柱管内に成長し、脊髄や周囲の神経根を圧迫すると、痛みや神経機能への影響が生じるため、問題となることがあります。この状態は脊柱管狭窄症と呼ばれます。
女性の場合、更年期およびそれに伴うエストロゲンの減少が腰椎椎間板変性と関連しているという証拠があり、これは通常更年期の最初の15年間に起こります。変性性骨格疾患の病因における性ホルモンの潜在的な役割は、男女両方について議論されています。[ 9 ]
椎間板変性には、いくつかの遺伝子の変異が関与していることが示唆されている。候補遺伝子としては、 I型コラーゲン（sp1部位）、IX型コラーゲン、ビタミンD受容体、アグリカン、アスポリン、MMP3、インターロイキン-1、インターロイキン-6の多型などが挙げられる。[ 10 ]細胞外マトリックスの調節に関与するタンパク質や酵素をコードするMMP2やTHBS2などの遺伝子の変異は、腰椎椎間板ヘルニアの一因となることが示されている。[ 11 ] [ 12 ]
変性椎間板は、通常、変性した線維軟骨と軟骨細胞の集塊を示し、修復の兆候が見られます。炎症の有無は様々です。椎間板変性症（DDD）が疑われる症例で切除された椎間板断片の組織学的検査は、悪性腫瘍を除外するために日常的に行われています。
椎間板は加齢とともに変化するため、線維軟骨が髄核のゼラチン状の粘液物質に置き換わります。線維輪に亀裂が生じ、髄核の要素がヘルニアを起こすことがあります。また、髄核が収縮して椎間板が脱出したり、線維輪が折り畳まれて隣接する椎体の縁に二次的な骨棘が形成されることもあります。DDDの病理学的所見には、突出、脊椎分離、椎骨の亜脱臼（脊椎すべり症）、脊柱管狭窄症などがあります。Cutibacterium acnesが関与している可能性が仮説として提唱されています。 [ 13 ]
IL-1 (p16 INK4a ) 老化によるSASP (老化関連分泌表現型) はDDD の原因となる可能性がある。[ 14 ] DDD では、SASP は髄核細胞と線維輪細胞から分泌され、細胞外マトリックスの分解と細胞外炎症を引き起こす。[ 14 ]
変性椎間板疾患の診断は通常、患者の個々の病歴の分析と、診断を確定し他の原因を除外するためのMRI検査から構成されます。[ 15 ] [ 16 ]
変性椎間板疾患の症状は、多くの場合、手術なしで治療できます。理学療法、非ステロイド性抗炎症薬などの抗炎症薬、牽引療法、硬膜外ステロイド注射などの治療法を単独または組み合わせることで、つらい症状を十分に緩和できます。
保存的治療法で頸椎の症状が 2 ～ 3 か月以内に改善しない場合、または腰椎の症状が 6 か月以内に改善しない場合は、手術が推奨されることがあります。脚や背中の痛みで通常の活動が制限される場合、脚に脱力感やしびれがある場合、歩行や立位が困難な場合、または薬物療法や理学療法が効果的でない場合は、手術が必要になることがあり、多くの場合、脊椎固定術が行われます。変性椎間板疾患の治療には、前方アプローチ[ 17 ]や後方アプローチなど、多くの手術方法があります。最も一般的な手術治療には、次のものがあります。[ 18 ]
DDDに起因する椎間板ヘルニア患者の治療における従来のアプローチには、椎間板切除術が含まれることが多い。これは本質的に、損傷した椎間板を除去する脊椎関連の外科手術である（全摘出または部分摘出）。開放椎間板切除術に含まれるこれら2つの椎間板切除術のうち、前者は亜全摘出術（SD、または積極的椎間板切除術）として知られ、後者は限定的椎間板切除術（LD、または保存的椎間板切除術）として知られている。しかし、どちらの術式でも、術後に再ヘルニアを起こす可能性があり、その確率は最大で21%とかなり高いため、患者は椎間板手術を再度受ける可能性がある。[ 19 ]
新たな治療法が登場しているが、それらはまだ臨床試験の初期段階にある。グルコサミン注射は、より積極的な治療法の使用を妨げることなく、一部の患者に痛みの緩和をもたらす可能性がある。椎間板再生のための成人幹細胞または細胞移植療法は開発の初期段階にあるが、初期の臨床試験では細胞移植が安全であることが示されており、初期の観察では関連する痛みや障害に対していくつかの有益な効果が示唆されている。[ 20 ] [ 21 ]最適な細胞の種類、移植方法、細胞密度、キャリア、または患者の適応症はまだ決定されていない。米国では、2006年に椎骨のナイフレス融合に対する間葉系幹細胞療法の研究が開始され[ 22 ]、2018年には米国[ 23 ]と日本[ 24 ]でDiscGenics髄核前駆細胞移植の臨床試験が開始された。
研究者や外科医は、この疾患の治療に用いられる可能性のある治療法のために、関係する大型動物種（人間と四足動物）が持つ再生能力を明らかにする臨床研究や基礎科学研究を行ってきた。[ 25 ]ニューヨークの研究室で行われている治療法の中には、生物学的に設計された注射可能なリボフラビン架橋高密度コラーゲン（HDC含有）ゲルを疾患のある脊椎セグメントに導入して再生を誘導し、最終的に椎間板の2つの主要な内側と外側の構成要素である線維輪と髄核の機能と構造を回復させるものもある。[ 26 ]
2025年の第I相臨床試験では、慢性腰痛患者において、自家髄核細胞の椎間板内注射と内視鏡下椎間板切除術の併用は安全であり、24か月間にわたり重篤な有害事象は発生しなかったと報告された。この研究では、疼痛、障害スコア、および椎間板の水分量と形態の磁気共鳴画像指標の持続的な改善も観察された。[ 27 ]
変性椎間板疾患は、人間以外の哺乳類にも発生する可能性があります。ダックスフンドなどのいくつかの犬種では一般的な問題であり、この疾患を犬の集団から排除しようとする試みにより、チワワとダックスフンドのミックス犬であるチワウィーニーなどのいくつかのハイブリッド犬種が誕生しました。[ 28 ]