狼瘡性腦病生物標記物的研究進展

劉 璇，梁 軍，侯亞義，竇 環

(1. 南京大學生命科學學院，江蘇 南京 210023； 2. 南京大學醫學院附屬鼓樓醫院 風濕免疫科，江蘇 南京 210008；3. 南京大學醫學院，江蘇 南京 210023)

狼瘡性腦病(neuropsychiatric lupus, NPSLE)是系統性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)出現中樞、外周以及自主神經系統受累的并發癥，高達95%的SLE患者都會受此影響[1-2]。臨床研究顯示，NPSLE患者的生活質量嚴重降低，六年的病死率達12.9%，與普通SLE患者相比，病死率增加了10倍[3-5]。盡管美國風濕病學會(ACR)于1999年定義了19種NPSLE的表現，但是由于NPSLE疾病的高復雜性，該病的臨床診斷尚缺乏金標準，臨床上主要依賴于自身抗體測定、腦脊液分析、電生理學研究、神經心理學和神經影像學的結合使用[6-9]。但檢測過程復雜、耗時長，而且由于病因的不同導致其很難與其他的精神疾病相區別，所以尋找與NPSLE診斷相關的生物標記物非常重要[10]。生物標記物是臨床醫學的重要工具，其可以幫助診斷、監測以及預后疾病，在臨床前或亞臨床階段的生物標記物驅動的疾病診斷，可使醫師能夠針對患者啟動合適的治療方案[11]。由于生物標記物必須在體液中測量，因此，它們滿足臨床上無組織損傷檢測的需求[12]。近年來關于NPSLE的診斷和預后已經篩選出許多的生物標記物，雖然還沒有應用于臨床，但不可否認，他們對于NPSLE的診斷和預后具有很大的潛能。本文主要對狼瘡性腦病潛在的生物標記物的相關意義進行綜述。

1 自身抗體(Abs)

SLE的特征之一是Abs的產生而使其喪失對自身抗原的免疫耐受能力[13]。與SLE患者相比，NPSLE患者Abs陽性的概率更高，Abs陽性與患者的精神病、情緒障礙、腦血管疾病和癲癇的發作等表現顯著相關[14]。研究表明，自身抗體可通過破損的血腦屏障進入中樞神經系統(central nervous system, CNS)，并且在CNS中沉積，導致神經元凋亡；也可誘導神經毒性和神經膠質細胞活化，進而分泌促炎因子，誘導NPSLE發病[1, 15]。

1.1抗核糖體P蛋白抗體(anti-Rib-P) anti-Rib-P是SLE的高度特異性抗體，識別核糖體亞基的3個高度保守的磷酸化蛋白P0，P1和P2的C末端表位[16]。anti-Rib-P能夠結合T細胞、單核細胞、神經元以及肝細胞，從而增強促炎性細胞因子的產生、誘導中樞神經系統的損傷[17]。血清中的anti-Rib-P含量與SLE精神疾病的發生顯著相關，它可以通過破損的血腦屏障，增強大腦的聽覺穩態反應，從而進入中樞神經元，干擾神經元的電活動[18-19]。anti-Rib-P通過破損的血腦屏障進入海馬，與海馬神經表面P抗原相互作用，引起鈣離子內流和神經元凋亡，從而損壞小鼠的記憶[16, 20]。與此觀點不同的是，Karassa 等[21]卻認為anti-Rib-P對NPSLE的診斷價值有限，該抗體無法區分各種疾病的表型。Choi等[22]對anti-Rib-P進行薈萃分析也提出，不同的診斷方法、抗原及測試平臺均會造成不同的患病率。但是，不可否認anti-Rib-P與NPSLE存在相關性，只是其致病機制尚不清楚，需要更多的研究來證實[23-24]。

1.2抗磷脂抗體(aPL) aPL是主要針對負電荷磷脂產生的自身抗體，可抑制許多由帶負電荷的磷脂催化的凝血反應，與血管病、血栓形成以及腦梗死相關，主要包括狼瘡抗凝劑(LAC)、抗心磷脂抗體(aCL)、抗β2-糖蛋白1抗體(抗β2GP1抗體)和抗磷脂酰絲氨酸/凝血酶原(aPS/PT)抗體等[25-26]。aPL通過與內皮細胞結合，導致內皮功能障礙，進而可能導致血腦屏障的破損，aPL通過破損的血腦屏障進入神經元，與神經元表面結合，發揮致病作用[27]。研究發現，在NPSLE患者的血清中，aCL和LAC的濃度高于SLE患者；與SLE患者相比，高濃度抗β2GP1抗體的NPSLE患者出現非特異性頭痛、局部缺血性中風和癲癇發作的頻率更高[28-29]。與aPS/PT陰性的SLE患者相比，aPS/PT陽性的患者更容易發生血栓、中風或心血管疾病；與aPL(LAC、aCL、抗β2GP1抗體和抗aPS/PT抗體)陰性的NPSLE患者相比，僅有抗aPS/PT抗體陽性患者的患病率明顯更高[30]。

1.3抗SS-A抗體 SS-A是一種RNA結合蛋白，可以與錯誤折疊的非編碼RNA結合，可以穩定其中的RNA，防止其降解[31]。抗SS-A抗體與SLE患者中樞神經系統綜合征相關，NPSLE患者腦脊液中抗SS-A抗體的陽性率高于SLE非腦病的患者[31]。對于類固醇治療的SLE患者而言，血清中抗SS-A抗體陽性的患者發生神經性疾病的風險更大[32]。

1.4抗微管相關蛋白2抗體(anti-MAP-2) MAP-2只存在于神經元中，可與微管和F-肌動蛋白相結合，對細胞骨架的完整性和神經元的形態發生具有重要作用[33-34]。anti-MAP-2可能具有神經毒性作用，并提供鞘內免疫復合物的來源[1]。SLE患者血清中anti-MAP-2的缺失與神經精神癥狀有關，而也有研究發現NPSLE患者腦脊液 anti-MAP-2滴度顯著高于SLE和其他精神疾病的患者，而且具有高度的特異性，同時發現具有anti-MAP-2的NPSLE患者腦脊液中的抗核糖體P蛋白抗體以及IL-6的濃度均較高[13, 35-36]。

1.5抗U1核糖核蛋白抗體(anti-U1 RNP) Anti-U1 RNP屬于抗可提取核抗原抗體，由U1-RNA 和特異于U1-RNP復合物的蛋白質組成，常見于混合性結締組織病[37]。Sato 等[38]發現在中樞NPSLE患者中，腦脊液 anti-U1 RNP指數顯著升高，且在anti-U1 RNP指數升高的NPSLE患者中，anti-U1 RNP的特異性達到92.9%，提示其可作為中樞NPSLE的特異性標記物。近些年來，Yokoyama等[39]在NPSLE患者的腦脊液中發現anti-U1 RNP的水平也顯著升高，且與單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)呈正相關。MCP-1是趨化性細胞因子，在NPSLE患者的腦脊液中顯著升高，與患者腦部的炎癥相關[39-40]。

1.6抗N-甲基-D-天冬氨酸受體抗體 (anti-NMDAR) NMDAR是配體門控的離子通道，廣泛分布于整個腦中，主要位于谷氨酸能突觸中，在杏仁核和海馬中也有特別高的表達，在突觸傳遞和CNS可塑性中具有重要作用，對于認知、記憶和神經元存活至關重要，過度的NMDAR活化會介導急性腦損傷后的興奮性神經元損傷[10, 41-42]。anti-NMDAR一般均為抗雙鏈DNA(dsDNA)抗體，這些抗體能夠與NMDA受體發生交叉反應，研究證明在腦脊液中抗NMDAR/dsDNA抗體，特別是抗N-甲基-D-天冬氨酸受體2抗體 (anti-NR2)與彌漫性NPSLE表現相關[10]。Anti-NR2是與NMDAR交叉反應的抗dsDNA抗體的子集，可損傷血腦屏障進入大腦，進而誘導海馬神經元凋亡和神經病[43-44]。研究表明，與SLE和局灶性NPSLE患者相比，彌漫性NPSLE患者腦脊液 anti-NR2的水平顯著升高，低濃度的anti-NR2可改變突觸功能，高濃度的anti-NR2可通過凋亡引起神經元細胞的死亡[45-46]。

1.7抗神經節苷脂M1抗體(anti-GM1) 神經節苷脂是在所有脊椎動物細胞的質膜外小葉中表達的唾液酸化鞘糖脂家族，在記憶形成、軸突形成、突觸傳遞方面具有重要作用，anti-GM1在一些自身免疫性神經系統疾病(如自閉癥和SLE)具有重要作用[47]。Mostafa等[48]經過對SLE患者的隨訪發現，逐漸發展為NPSLE的患者血清中anti-GM1、anti-Rib-P和aPL的陽性率較健康受試者和SLE患者明顯增高，其陽性率分別為83.3%、50%和16.7%，其中anti-GM1對NPSLE患者的預測價值最高，所有的NPSLE患者在發病初期均有以上3種抗體中的一種及其以上的抗體為陽性[48]。

1.8腦反應性自身抗體(BRAA) BRAA是抗神經元抗體的一個亞群，對神經膜組織具有特異性，研究表明不同特異性和不同濃度的腦反應性自身抗體可能參與SLE不同神經精神綜合征的發病機制[49]。MRL/lpr狼瘡模型小鼠由于和人的SLE疾病相似，所以是許多研究人員的優先選擇[50]。Ballok等[51]使用熒光染料Fluoro-Jade B對MRL/lpr狼瘡小鼠的大腦染色，證明了小鼠神經元的死亡，提示MRL/lpr狼瘡模型小鼠具有類似臨床的NPSLE癥狀。2014年，Williams等[50]首次利用多肽芯片技術，檢測分析MRL/lpr小鼠血清中能夠與腦反應性自身抗體BRAA高親和力結合的蛋白，發現若干潛在天然靶蛋白，與C3H/HeJ小鼠相比，MRL/lpr小鼠血清中BRAA的水平顯著升高，但BRAA是否可以作為NPSEL的生物標記物還需要進一步研究。

1.9抗泛素羧基水解酶L1抗體(anti-UCH-L1) UCH-L1是一種腦特異性蛋白，在中樞神經系統及其相關組織中高度富集，對于神經元的發育是必不可少的，而且在清除神經元胞漿中過多的、氧化的或其他錯誤修飾和折疊的蛋白質方面也起著關鍵作用[52-53]。Li等[54]發現NPSLE患者腦脊液 anti-UCH-L1水平的特異性高達91%，且anti-UCH-L1水平與NPSLE的嚴重程度呈正相關，可作為NPSLE預后不良的生物標記物。

1.10抗3-磷酸甘油醛脫氫酶抗體(anti-GAPDH) GAPDH是一種糖酵解酶，對于mRNA的穩定性、DNA修復、細胞死亡以及細胞內膜的運輸等具有重要作用[55]。研究表明，SLE患者血清中anti-GAPDH的水平與認知功能相關[56]。Sun等[57]發現NPSLE患者血清中anti-GAPDH水平顯著升高，并與顱內壓的升高以及血管病變發生率增高相關，隨著anti-GAPDH水平的升高，NPSLE患者的疾病狀態更為活躍，可能是疾病預后不良的重要生物標記物。

1.11抗γ-氨基丁酸B型受體抗體(anti-GABAR B) GABA是主要的抑制性神經遞質，通過抑制性前額葉神經元來調節神經元活動和工作記憶，GABA受體主要包括A、B、C 3種受體類型，在成熟的少突膠質細胞分化中具有重要作用[58-59]。Tsuchiya 等[60]的研究表明，在活動性NPSLE患者的腦脊液中檢測出anti-GABAR B的頻率顯著高于無神經表現的SLE患者，而且血清和腦脊液中anti-GABAR B水平與NPSLE呈正相關；同時在治療后，患者血清中anti-GABAR B水平顯著降低。

2 細胞因子

2.1白細胞介素6(IL-6) IL-6是促炎性細胞因子，可誘導急性炎癥的蛋白質表達，對于細胞增殖和分化也具有重要作用[61]。研究表明，中樞性NPSLE患者腦脊液 IL-6水平顯著高于非中樞性的SLE患者和健康人員[62]。Hirohata等[63]通過對45例SLE患者的回顧性研究發現，腦脊液 IL-6對于診斷患有狼瘡精神病的SLE患者具有較高的敏感度(87.5%)和特異度(92.3%)，但當SLE患者同時出現精神病表型和局灶性癥狀時，腦脊液 IL-6很難準確診斷患有精神疾病的SLE患者。

2.2干擾素α(IFN-α) IFN-α是同時具有抗病毒和抗增殖活性的促炎性細胞因子[64]。研究表明IFN-α通過JAK1/JNK/STAT1和STAT3信號通路誘導一氧化氮合酶和一氧化氮釋放，致使神經元受損；同時，還可以下調血紅素加氧酶1(HO-1)的表達，而神經元和非神經元中的HO-1在神經元的保護和重塑性十分重要[64]。Zeng等[65]為了研究IFN-α對NPSLE的作用，將負載IFN-α的腺病毒注射到雌性NZB/NZW F1小鼠中，并進行一系列的行為測試，發現小鼠的精神障礙表型如焦慮、抑郁、社交以及認知障礙均加重。

2.3腫瘤壞死因子樣的凋亡微弱誘導劑(TWEAK) TWEAK是腫瘤壞死因子家族成員的促炎性細胞因子，通過激活其唯一的受體Fn14來誘導細胞增殖、血管生成、炎癥和凋亡[66]。Stock等[66]發現，MRL/lpr小鼠大腦皮層中TWEAK和Fn14的表達增加；在敲除Fn14的MRL/lpr小鼠中，發現其認知功能顯著改善，抑郁樣行為明顯減少。Wen等[67]發現，TWEAK/Fn14途徑的激活會直接損害MRL/lpr小鼠血腦屏障的完整性；在敲除Fn14的MRL/lpr小鼠中，脈絡叢上皮細胞的浸潤和腦細胞的死亡顯著減少。雖然TWEAK可能在NPSLE疾病的發病機制中具有重要作用，但研究表明，TWEAK的水平不足以作為NPSLE疾病的生物標記物[68-69]。Fragoso-Loyo等[68]認為，血清或腦脊液中的TWEAK水平對NPSLE患者并不敏感，在NPSLE患者發病6個月后，TWEAK水平沒有顯著變化，而且也不能將NPSLE于無精神疾病的SLE和非自身免疫疾病的患者區分開。同樣的，Balajkova等[69]也發現，與無精神疾病的SLE患者和健康受試者相比，血清TWEAK水平差異無統計學意義，與NPSLE患者的疾病活動也沒有任何關系，認為血清TWEAK水平不能夠鑒定NPSLE患者。

2.4腦源性神經營養因子(BDNF) 腦源性神經營養因子(BDNF)是在神經元和神經膠質細胞體中合成的蛋白質，對大腦的發育，形態以及突觸可塑性和功能具有重要影響，并與許多精神疾病有關[70]。研究表明，具有不可逆性器質性腦部改變的NPSLE患者的血清BDNF水平始終較低[71]。Tamashiro等[72]發現，非活動性NPSLE患者的血清BDNF水平與SLEDAI呈負相關，在治療后NPSLE患者的血漿BDNF水平顯著提高。

3 高遷移率族蛋白B1(HMGB1)

HMGB1是高度進化和功能保守的核DNA結合蛋白，在細胞外環境中會與細胞表面受體結合，引發炎癥反應[73]。在對NPSLE疾病的研究中發現，HMGB1可啟動補體C1q與神經元樹突的結合，誘導小膠細胞活化，破壞血腦屏障，導致神經元的損傷和重塑[74]。Huang等[75]研究表明，與健康人或者無神經表現的SLE患者相比，NPSLE患者血清中HMGB1的表達顯著升高，而且與疾病活動呈正相關，提示其可能作為疾病嚴重程度的一個潛在指標。

4 miRNA和LncRNA

miRNA是小的非編碼RNA，可在轉錄后調控基因的表達，在神經退行性疾病、心血管疾病以及癌癥中均發揮重要作用[76-77]。NPSLE、多發性硬化癥以及視神經脊髓炎譜系疾病的診斷易混淆，而Sharaf-Eldin等[78]發現與健康受試者相比，多發性硬化癥患者的miR-145和miR-223顯著上調，miR-326的水平下調；NPSLE患者的這3個miRNA均顯著下調；而視神經脊髓炎譜系疾病患者的miRNA則沒有變化，說明miR-145、miR-223和miR-326的組合可作為區分這3種疾病的指標。LncRNA是長度超過200個核苷酸，可自行轉錄的非編碼RNA，在表觀遺傳、基因表達和蛋白質活性等方面具有重要的調節作用[79]。Geng等[80]通過RNA測序發現NPSLE患者的差異性lncRNA，通過qRT-PCR驗證了其中的10個，發現這些差異性lncRNA與NPSEL患者之間存在相關性，其可能通過調節NPSLE患者中相關的mRNA的表達來發揮作用。

5 其他

脂質運載蛋白2(LCN2)是具有多效免疫功能的急性期反應蛋白，主要由神經膠質細胞釋放并作用于神經膠質細胞，在調節腦損傷方面具有重要作用[81-82]。Mike等[82]研究發現，與健康受試者相比，NPSLE患者的腦脊液 LCN2的表達增加30倍以上，且LCN2缺乏可減弱患者的認知功能障礙。骨橋蛋白(OPN)是細胞內磷蛋白，可參與組織修復和信號傳導，高濃度的血漿OPN水平會加重SLE的器官損傷[83]。Kitagori等[84]發現，NPSLE患者腦脊液 OPN的濃度顯著高于無精神疾病的SLE患者，且在治療后其水平降低，在OPN的臨界值為963.4 ng/ml時，雖然OPN的敏感度(70%)較低，但是其診斷的特異性高達100%，這對于疾病的診斷及其重要。半乳糖凝集素9(Gal-9)是一種β-半乳糖苷結合凝集素，在自身免疫性疾病中具有重要調節作用[85]。Matsuoka等[85]發現，有器官受累的SLE患者血清中Gal-9的水平顯著升高，NPSLE患者腦脊液而非血清中Gal-9的水平顯著升高，提示血清和腦脊液中的Gal-9可能作為診斷NPSLE疾病的一個潛在指標。

6 總結

近年來，NPLSE的生物標記物日漸增多，但由于NPSLE的發病機制極其復雜，至今并沒有可以應用于臨床的生物標記物。目前雖然MRI影像對于NPSLE疾病的診斷及治療極其重要，但是容易與其他精神疾病相混淆，且診斷時間相對較長。因此，一個好的生物標記物，可以快速的幫助醫生診斷疾病，并在治療過程中監測疾病的發展狀況，是疾病診斷和預后的強有力工具。多年來，發現在不同表型的NPSLE患者中，不同的生物標記物患病率大不相同，目前還沒有單一的生物標記物能準確的診斷NPSLE[86]。所以還需對這些潛在的生物標記物進行進一步的研究，并尋找新的生物標記物，使其能夠盡快應用于臨床，幫助NPSLE患者早期診斷及治療監測。