視神經脊髓炎譜系疾病與多發性硬化患者部分腦脊液免疫標志物的比較分析

時麗麗 王金玲 王怡斐 李 蕾 王培昌*

(1. 首都醫科大學宣武醫院檢驗科，北京 100053； 2. 首都醫科大學醫學檢驗技術系，北京 100053)

中樞神經系統(central nervous system,CNS)炎性脫髓鞘疾病是一類免疫介導的髓鞘脫失為主的疾病，最常見的是多發性硬化癥(multiple sclerosis, MS)和視神經脊髓炎(neuromyelitis optica，NMO)。既往認為NMO是MS的一種特異亞型，但隨著水通道蛋白-4(aquaporin-4，AQP4)自身抗體NMO-IgG的發現，表明NMO是獨立于MS之外的一類炎性脫髓鞘疾病，其病理學機制有別于NMO。然而，MS與視神經脊髓炎譜系疾病(neuromyelitis optica spectrum disorders，NMOSD)的臨床表現相似，且其診斷均基于臨床癥狀和體征，結合磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)和實驗室檢查結果[1]，臨床上不易鑒別。另外，針對MS患者的精準治療方法會加重NMOSD的疾病嚴重程度[2]。因此，準確鑒別MS與NMOSD對于上述疾病精準治療具有重要意義。鑒于MS、NMOSD鞘內免疫球蛋白合成異常，本文重點比較分析了上述兩類疾病腦脊液(cerebrospinal fluid,CSF)免疫球蛋白及補體變化，并初步分析了其在兩種疾病鑒別診斷中的價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究收集了2018年1月至2021年1月就診于首都醫科大學宣武醫院神經內科診斷為多發性硬化癥與視神經脊髓炎的患者血清和CSF，選取多發性硬化患者33例、視神經脊髓炎譜系疾病患者58例作為研究對象。另選取頭痛患者50例作為非炎性對照組(納入標準：腦脊液白細胞<5個/mm3)。

1.2 納入與排除標準

①MS診斷：依據McDonald 等[3]診斷標準。②NMOSD診斷：依據 2010年歐洲神經病學聯盟診斷標準[4]。③排除標準：所有患者均排除高血壓、糖尿病、心腦血管病、其他風濕免疫相關疾病、肝腎疾病、惡性腫瘤，近1個月內無發熱、感染病等病史。

1.3 資料收集

于入院當天收集所有患者詳細的病史資料，包括性別、年齡、發病時間與臨床癥狀、既往病史與治療史、MS和NMOSD家族史、血壓、體質量等。

1.4 生化指標測定

入院72 h內，采集所有患者空腹>8 h的靜脈全血、CSF。采用免疫比濁法測定血清白蛋白(albumin,ALB)、IgA、IgM、IgG、C3、C4和CSF IgA、IgM、IgG、ALB。檢測系統為IMMAGE 800全自動免疫分析儀(Beckman coulter公司，美國)，配套試劑、標準品、校準品與質控品，設置高、低兩個水平質控。

根據Reibers推薦指南，計算Q值(腦脊液/血清，IgG Q，IgA Q，IgM Q和ALB Q)，計算IgG 24 h鞘內合成率。與年齡相關的Reiber雙曲線上部判別值(Reiber’s upper hyperbolic discrimination line, Qlim)(ALB)的計算公式為4+(age/15)[5]。 ALB Q與ALB Q>Qlim (ALB)可用于血-腦脊液屏障功能評估。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 3組患者間性別與年齡比較

3組患者間性別比例差異有統計學意義(P<0.01)，NMOSD組女性比例明顯高于MS及頭痛組；組間年齡差異無統計學意義(P>0.05),詳見表1。

表1 MS、NMOSD與對照組性別與年齡的比較

2.2 3組患者間血清免疫球蛋白與補體濃度的比較

3組患者血清IgA、IgM、IgG、C3和C4濃度，差異均無統計學意義(P>0.05)。詳見表2。

2.3 3組患者間CSF免疫球蛋白與補體濃度的比較

CSF ALB、IgA、IgM在3組間差異無統計學意義(P>0.05)，但3組患者間CSF IgG濃度差異有統計學意義(P<0.05)，MS組和NMOSD組明顯升高。詳見表3。

2.4 3組患者間熵值(Q值)比較

MS、NMOSD與頭痛對照組IgA Q、IgM Q呈依次下降趨勢，但各組間差異無統計學意義(P>0.05)； MS、NMOSD和對照組的IgG Q及IgG 24 h鞘內合成率差異有統計學意義(P<0.05)；兩兩比較顯示，MS組明顯高于NMOSD組，兩組均高于HA組(P<0.05)。詳見表4。

表4 MS、NMOSD與對照組Q值和24 h鞘內合成率比較 Tab.4 Comparison of Q value and 24 h intrathecal synthesis rate of IgG between MS and NMOSD and the control

表2 MS、NMOSD與對照組血清免疫球蛋白與補體的比較
Tab.2 Comparison of serum immunoglobulin and complements between MS and the NMOSD and the control group

GroupNumber of caseIgAIgMIgGC3C4MS332.06±1.011.42±0.8610.82±2.280.81±0.190.20±0.06NMOSD582.18±0.891.06±0.5712.56±4.790.86±0.210.20±0.10HA502.05±0.491.28±0.5110.57±1.810.82±0.150.20±0.05F0.1943.0932.6200.9990.001P0.8250.0680.0790.4810.972

表3 MS、NMOSD與對照組CSF免疫球蛋白水平分析

Tab.3 Analysis of CSF immunoglobulin between MS, NMOSD and the control group

GroupNumber of caseALBIgAIgMIgGMS3326.73±19.060.77±0.910.17±0.256.18±4.01*NMOSD5823.73±12.810.53±0.490.13±0.215.67±4.66*HA5016.56±4.870.26±0.120.05±0.082.23±0.87 F1.8570.9621.205 3.447P0.0820.2870.348<0.05

2.5 3組患者間ALBQ與ALBQ>Qlim (ALB)比較分析

3組間ALB Q差異無統計學意義(P>0.05)；3組間ALBQ>Qlim (ALB)的比例差異有統計學意義(P<0.05)；兩兩比較顯示，MS組和NMOSD組明顯高于HA組(P<0.05)。詳見表5。

表5 MS、NMOSD與頭痛對照組ALB Q與ALB Q>Qlim (ALB)比例的分析

3 討論

MS是中樞神經系統最常見的自身免疫性脫髓鞘病，全球MS患者約兩百多萬，其中我國MS患者約占1.5%。NMOSD是一種中樞神經系統特異性抗體脫髓鞘的神經疾病[6-7]。MS通常缺乏疾病特異性抗體，而NMOSD的特點是存在特異性抗體，如抗水通道蛋白4免疫球蛋白G和抗髓鞘少突膠質細胞糖蛋白免疫球蛋白G[8]。前期研究[9]顯示，MS患者病情變

化與細胞免疫有關，由于抑制性T細胞缺乏，免疫應答過度而致髓鞘破壞導致病情惡化。組織病理學檢查顯示，MS表現特點為中樞神經系統炎癥、脫髓鞘病變和神經膠質瘢痕。NMOSD的疾病特點是嚴重且易復發的視神經炎和縱形擴展性脊髓炎。NMOSD的病理學特點為免疫球蛋白(IgG為主)沉積在血管周圍、補體激活及嗜酸性細胞浸潤，強烈提示其為Th2應答，不同于以Thl應答為主的MS。這提示體液免疫應答反應在NMOSD的發病機制中有著重要作用[10]。兩組疾病均是神經系統炎癥性疾病，本研究顯示MS、NMOSD患者CSF IgG濃度均較非炎癥性對照組高，既說明上述患者鞘內IgG合成升高，亦提示CSF IgG具有作為MS、NMOSD疾病診斷及監測標志物的潛在價值。

MS、NMOSD好發于20～40歲人群，本研究一般資料分析顯示，MS和NMOSD患者女性居多，MS組的女性患者比例接近90%。表明女性可能為MS的獨立風險因素。然而，本研究MS、NMOSD入組病例的年齡均值分別為42.1和46.1歲，可能與本院就診人群存在一定關系。

血-腦脊液屏障(blood-brain barrier，BBB)是大腦的天然屏障，可阻止血液中蛋白質、脂肪酸等生物大分子和微生物病原體進入中樞神經系統或腦脊液中[11-12]。因為白蛋白只來源于血液，腦脊液/血清白蛋白熵(ALB Q)是目前評價血-腦脊液屏障通透性最簡單和最可靠的生物標志物 。由于ALB Q的參考上限與年齡有關，根據Reiber[13]的研究， Qlim(ALB)的計算方法為4+(a/15)，其中a代表患者年齡。ALB Q> Qlim(ALB)可有效評估血-腦脊液屏障功能損傷[5]。本研究結果表明，MS組和NMOSD患者均有血-腦脊液屏障障礙，但兩組間ALB Q> Qlim(ALB)比例差異并無統計學意義，表明MS、NMOSD患者間血-腦脊液屏障損傷程度并沒有明顯區別[14]。以往有研究[15]顯示，NMOSD的血-腦脊液屏障損傷程度高于MS，但其研究以ALB Q評估血-腦脊液屏障功能，未考慮年齡因素。

MS 分為三種臨床表型: 復發緩解型 MS (relapse-remitting MS，RRMS)、原發性進展型 MS (primary progressive MS，PPMS)和繼發性進展型 MS (secondary progressive MS，SPMS)[16]。大多數MS患者首先出現RRMS 階段，特點是交替出現神經功能障礙和恢復。這個階段后(在20～25年內)，60%～70%的RRMS患者進入SPMS 階段，以神經功能衰退為主要臨床特點[17]。在MS的所有臨床亞型中，血-腦脊液屏障的病理變化是疾病過程的一個關鍵特征。急性MS表現為血-腦脊液屏障破壞，MRI 增強掃描和尸檢證據顯示，局灶性微血管滲漏和血管周圍炎性細胞聚集。在PPMS和SPMS階段，血-腦脊液屏障完整性持續喪失，特點是血管滲漏和緊密連接蛋白表達的減少[18]。而在NMOSD 急性期觀察到MRI病變增強和/或腦脊液白蛋白滲漏增加。外周血漿細胞比鞘內漿細胞產生更多的AQP4抗體。當以外周血中的AQP4-IgG注射到正常小鼠體內時，其不足以誘導類似NMO的組織病理學改變。然而，這些抗體與預先激活的誘導中樞神經系統炎癥的T細胞(導致血-腦脊液屏障破壞)可誘導實驗動物出現類NMOSD疾病[19]。疾病特異性抗體AQP4-IgG的致病性，是通過血-腦脊液屏障或血-腦脊液屏障被動地從外周血轉入中樞神經系統或腦脊液后產生的[20]，并且有研究[21]證明，腦脊液中的 AQP4-IgG 主要來源于組織駐留者(如骨髓)或循環外周產生 AQP4-IgG 的漿細胞。因此，血-腦脊液屏障障礙和 AQP4-IgG 是NMOSD疾病進展的關鍵控制點。

IgG的腦脊液/血清比值(熵，IgG Q)反映了IgG通過血液滲入腦脊液的速度和鞘內IgG(IS-IgG)的合成速度。本研究顯示，盡管MS組和NMOSD組的血-腦脊液屏障損傷程度沒有明顯差異，但MS組患者的IgG Q明顯高于NMOSD組，提示MS組患者IS-IgG的合成快于NMOSD患者。IgG 24 h鞘內合成率是評估鞘內IgG合成的一個常用指標[22]。本研究數據表明，MS組的IgG 24 h鞘內合成率明顯大于NMOSD組，進一步證明了兩組疾病的病理學特征不同，為“NMOSD并非MS的一個疾病亞型”理論學說提供了進一步的證據。

近年研究[23]顯示，鞘內IgG合成對MS有重要意義，在預測MS嚴重程度和預后中有重要作用，也有研究[24]指出，鞘內IgG合成的標志物，如IgG指數和比值IgGQ也與MS 神經預后顯著相關。在本研究中，鞘內IgG合成的兩個指標24h鞘內合成率和IgG Q，在MS組中均明顯高于NMOSD組，但其與臨床疾病特征，例如疾病復發和嚴重程度的關系，仍值得進一步研究。

綜上所述，MS和NMOSD均有血-腦脊液屏障功能損傷，在疾病進展中有重要意義，而鞘內IgG的合成是MS和NMOSD的一個關鍵區分點，在兩者的鑒別診斷中有重要意義。