视神经脊髓炎(neuromyelitis optica,NMO)是一种特发性炎性脱髓鞘和坏死性疾病,主要累及视神经和脊髓,与传统多发性硬化(multiple sclerosis,MS)在临床表现、发病机制等方面存在显著差异。2004年美国学者Lennon等在NMO患者血清中发现了一种与星形胶质细胞(astrocyte,AS)水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4)结合的自身抗体(AQP4-Ab),并定义为NMO-IgG。随后,血清NMO-IgG结果被纳入新的NMO诊断标准。NMO-IgG的发现不仅有助于脱髓鞘疾病的诊断和治疗,也使NMO的探索更向前进一步。国人NMO较MS常见,国内开展NMO-IgG检测的单位逐渐增多,但不少神经科医生对NMO-IgG仍然存在一些疑问。
目前认为NMO-IgG与AS细胞突触表面AQP4蛋白结合后,激活补体,导致血脑屏障破坏、AS细胞损伤及继发脱髓鞘病变。AQP4存在M1和M23两种异构体,M23可以形成正交排列结构(orthogonal arrays of particles,OAP),而M1阻碍OAP形成。新近研究发现,AQP4形成OAP结构是NMO-IgG起作用的先决条件,在NMO的发病机制中起关键作用。AQP4-IgG针对的AQP4抗原表位尚有争议,有人认为是AQP4-M1和M23两种异构体,也有人认为是M23,此外也有报道AQP4胞外段肽段是靶抗原。但可以肯定的是,抗原表位不在AQP4蛋白本身,而在于AQP4形成的OAP结构。
病理及临床研究证实,NMO患者AS细胞中AQP4表达减少。其可能机制包括:(1)细胞内吞(AQP4经内吞进入内涵体);(2)溶酶体降解;(3)AS细胞整体被破坏。Hinson等通过体外实验发现,NMO-IgG与AS细胞M1结合后,M1发生胞吞现象,并失去对M23形成OAP结构的抑制,M23成为靶抗原,激活补体反应。然而Rossi等得出了不同的结论,认为NMO-IgG不会诱导M1发生胞吞现象,不促进M23聚集,且不影响AQP4对水的通透性。因此,NMO-IgG导致AQP4破坏的具体机制目前仍不清楚,有待进一步研究。
既然NMO-IgG参与NMO发病,许多专家尝试通过NMO-IgG建立NMO动物模型。Kinoshita等将NMO患者血清中的IgG被动转移到大鼠体内发现,大鼠病灶中出现NMO相似病理变化。此后Kinoshita等再次将AQP4抗体(NMO-IgG)注入特异T细胞缺陷的Lewis大鼠中,发现发病大鼠可出现与NMO相同的病灶,证明NMO-IgG可以通过非特异性免疫(如补体系统)诱发NMO。
NMO患者血清NMO-IgG检测的敏感度与特异度是临床医生最为关心的问题。受检测方法、对照人群选择(如MS人群、其他疾病人群、健康人群)、病例数以及人种差异等多种因素影响,国内外不同研究得到的NMO-IgG阳性率和阴性率不同。最初Lennon等报道,通过小鼠小脑进行间接免疫荧光法检测,敏感度为58%-76%,特异度为85%-99%。之后,不同学者报道了基于细胞的间接免疫荧光法(cell-based assays,CBA)、放射免疫沉淀分析法、荧光免疫沉淀分析法和酶联免疫吸附分析等不同NMO-IgG检测方法,但目前仍以CBA法敏感度最高。如果选择MS人群作为对照,NMO-IgG特异度为99%,如果选择其他疾病或健康人群为对照,NMO-IgG特异度为100%。国内学者研究表明,国人NMO患者血清NMO-IgG阳性率为90%(CBA法)。
除了经典NMO,在50%脊髓炎[单次发作或复发性纵向性横贯性脊髓炎(MRI脊髓病灶>3个节段)]、25%视神经炎(复发性或双侧同时发生)、视神经脊髓型MS(OSMS)、伴有系统性自身免疫性疾病的视神经炎或脊髓炎以及NMO特征性脑部病灶(下丘脑,胼胝体,脑室旁或脑干)的患者血清中均存在NMO-IgG,而在传统MS患者中基本检测不到该抗体。因此,近年来视神经脊髓炎谱系疾病(NMO spectrum disorders,NMOSDs)被定义为上述血清NMO-IgG阳性,但又不完全符合NMO诊断标准的一类疾病。
NMO-IgG可以预测孤立长节段脊髓炎或复发性视神经炎的复发,NMO-IgG抗体阳性及滴度升高与急性发作存在相关性,但连续监测NMO-IgG抗体对于病程观察及疗效判断是否有临床价值目前尚未明确。NMO患者血清NMO-IgG抗体滴度可以反映疾病活动。有多项研究报道,NMO患者血清抗体滴度在急性复发期显著高于缓解期,复发前期滴度已经开始升高,抗体滴度与疾病活动呈显著相关。此外有研究发现,NMO-IgG抗体滴度增高与视力全盲及脊髓长节段病灶相关。NMO-IgG阳性的NMO患者视力预后明显差于阴性者,且复发率增加。然而,由于NMO-IgG抗体滴度在不同患者,甚至同一患者不同病程中都显著不同,而且NMO-IgG抗体滴度增高的患者也未必一定复发,因此目前没有统一的“NMO-IgG抗体滴度阈值”。
最初Klawiter等报道了3例血清NMO-IgG检测阴性,而脑脊液中NMO-IgG检测阳性的NMO患者。之后,国内Long等报道24例血清阴性患者中15例(54%)脑脊液阳性。但这2篇报道存在患者血清过度稀释(1:128稀释)、检测方法(特异度仅88%)等诸多疑问,因此,结果还有待于更多病例进行验证。脑脊液NMO-IgG检测受到脑脊液中离子浓度高、蛋白水平低等多种因素影响,抗原抗体反应低而出现假阴性,目前尚无检测方法适用于脑脊液中NMO-IgG检测,因此不推荐常规进行脑脊液中NMO-IgG检测。
研究表明免疫抑制剂如大剂量激素治疗,会影响NMO-IgG抗体产生。使用B细胞清除剂rituximab后,患者CD19+B细胞数目明显下降,NMO-IgG滴度降低,然而由于外周血浆细胞不受治疗影响,因此血清中仍能够检测到NMO-IgG抗体。血浆置换也会降低NMO-IgG水平,但仍在检测范围内。因此,为避免治疗造成的“假阴性”结果,推荐在NMO急性发作期,或未经免疫治疗时,进行血清NMO-IgG检测。
排除因检测方法、检测时间点以及药物治疗等造成的“假阴性”后,仍有10%-20%的NMO患者在血清中检测不到NMO-IgG抗体。这部分NMO-IgG阴性的患者可能与NMO-IgG阳性患者存在不同的发病机制,或者由其他抗体,如MOG-IgG介导。因此,在临床诊断方面,NMO-IgG阳性意义大于阴性意义,NMO-IgG阴性患者不能完全排除NMO诊断。
总之,目前可以肯定NMO-IgG抗体对于NMO、MS等脱髓鞘疾病的临床诊治、治疗、发病机制研究等有重要意义。但是NMO-IgG抗体如何产生及作用,以及在NMO的临床应用方面还有诸多问题有待进一步深入研究。
中华神经科杂志 2014年10月第47卷第10期
作者:邱伟 胡学强(中山大学附属第三医院神经内科)