视神经脊髓炎发病机制及治疗策略研究进展

牛会丛 张星虎

视神经脊髓炎（neuromyelitis optica，NMO）是主要局限于脊髓和视神经的特发性中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病，发病率低，在西方国家估计为1／10万［1］，在亚洲相对较高。由于多发性硬化（multiple sclerosis，MS）和NMO在治疗和预后上不同，对两者进行鉴别具有重要的临床意义［2］。NMO－IgG的发现使学者们对NMO的病理生理过程有了更加深入的了解［3－4］，目前认为 NMO是自身抗体介导的自身免疫性疾病。NMO－IgG的检测已用于NMO的新诊断标准［5］；也扩展了NMO疾病谱的范围［6］；另外，抗体的检测还可以用于预测复发的风险及预后。现就NMO发病机制及治疗的研究进展进行综述。

1 病理改变

主要表现为脊髓3个节段以上组织的肿胀和软化，病理示灰白质的损伤及髓鞘、轴索的破坏，有不同程度的血管周围炎性细胞的浸润（如CD3＋、CD8＋T细胞、嗜酸性粒细胞、中性粒细胞等），在血管周围有由抗体（主要是IgM）及补体聚集成的玫瑰花环样的改变及血管壁的玻璃样变性。

2 水通道蛋白4（AQP4）、NMO－IgG及免疫病理机制

2.1 AQP4的分布和功能 水通道蛋白家族在哺乳动物中有13种［7］，分布于肺、胃、肾等。AQP4是神经系统最常见的水通道蛋白，集中表达于血－脑脊液屏障处的星形胶质细胞足突和血管内皮细胞的基膜面［8］。聚集的区域有脊髓的中央、下丘脑、侧脑室及中央导水管周围，和NMO的病灶部位高度相关［9］。APQ4有两个亚基:M1和 M23，AQP4的超微结构是一种OPAs（orthogonal arrays of particles）的4聚体。研究发现M1和M23的比值在视神经和脊髓最高，然后是脑干、大脑等［10］。AQP4不仅与调节水平衡有关，还参与谷氨酸转运体、内向整流钾通道、抗肌萎缩蛋白复合物的形成，在调节钾离子、胞外水平衡、神经传导中发挥作用［11］。

2.2 NMO－IgG 分布于中枢神经系统微血管、Virchow－Robin间隙、软脑膜及软脑膜下，是星形胶质细胞足突所在的部位，体外研究已经证实NMO－IgG和 AQP4可以结合［9］。研究进一步发现一些无脱髓鞘但有炎性反应的病灶有抗体和补体的聚集及AQP4的丢失，证明AQP4的丢失先于星形胶质细胞的坏死［12］。在T细胞介导脑炎的动物模型中，腹腔注射NMO－IgG可致NMO样的病灶，然而给予健康动物注射则不致病，表明T细胞在NMO的发病过程中发挥重要作用［13］；在体外，NMO－IgG和AQP4结合可致补体介导的细胞毒作用［14］；没有补体时，NMO－IgG 可致一种可逆性的抗原抗体复合体的内化和谷氨酸转送体的丢失［15］，通过谷氨酸代谢紊乱致病。AQP4呈全脑分布，而NMO主要选择性损害视神经、脊髓及脑干，这可能是由于细胞表面AQP4的密度及AQP4表位的分子极性不同所致；其次和血－脑脊液屏障的结构也有关，如脊神经根处血－脑脊液屏障较薄弱，因此在抗体浓度足够高的情况下，会首先选择损害这些区域。

一项研究比较了NMO－IgG的检测方法，包括间接免疫荧光法（IIF）、细胞分析法（CBA）、放射免疫沉淀法（RIPA）、荧光免疫沉淀法（FIPA）和酶联免疫吸附法（ELISA），其特异性均很高，达91%～100%，其中CBA和FIPA的特异性均达到了100%，但敏感性差别很大，为57%～91%［16］。最近专家达成共识:建议用两种方法来检测抗体，其中应包括IIF法［17］。但仍有30%～40%的NMO患者NMO－IgG阴性［18］，推测其可能的原因为:目前的检测技术敏感性低；检测前的治疗可能会导致抗体滴度下降；其他抗体在NMO发病过程中发挥关键作用；除体液免疫外，细胞免疫紊乱也存在于NMO中。此外，10%的MS患者亦存在该抗体。

2.3 AQP4特异性T、B淋巴细胞的激活 AQP4在中枢和周围都存在，在细胞死亡以后，其碎片进入颈部的淋巴结导致特异性T、B淋巴细胞激活。中枢神经系统血管周围的巨噬细胞时刻监视脑脊液中衰老细胞膜的可溶性组织碎片，通过胞吐作用将抗原迁徙到中枢神经系统的引流淋巴结，而细菌和病毒感染也能够破坏呼吸道表达AQP4的黏膜，从而致敏特异性的淋巴细胞。AQP4特异性T细胞导致血－脑脊液屏障的破坏，使特异性的抗体和其他的免疫因子进入AQP4高表达的区域，产生病灶。在动物模型中，将AQP4207－232特异性T细胞和NMO－IgG同时腹腔注射到小鼠内可引起沿着整个神经轴的炎性反应，导致AQP4的丢失，而髓鞘和少突胶质细胞完整［19］。最近研究发现，成浆细胞样的B细胞亚群在促进NMO－IgG抗体产生方面占主导作用，而IL－6可以延长这种细胞的寿命［20］。

2.4 AQP4和NMO－IgG反应的结果 主要产生两种结果:（1）补体溶解瀑布激活，对细胞产生直接毒性作用。（2）AQP4及谷氨酸转运体的内吞或下调，导致胞外谷氨酸的聚集，通过少突胶质细胞表面的受体产生细胞毒作用，导致脱髓鞘。在中国仓鼠卵巢细胞系中，如无M23时，M1以四聚体的形式存在，未形成阵列结构［21］；而在无 M1的情况下，M23可以在细胞膜上形成有高度结构化的阵列；当二者同时表达时，M1和M23的N末端会形成异聚体，阻止M23在星形胶质细胞膜上形成OAPs大小的阵列。研究发现AQP4的内化和补体的激活均为亚基特异性，与分散的M1相比，胞外高度密集的OAPs（如M23）结构更易导致补体的激活，然而M1易导致AQP4的内化，M1的内化会引起M23聚集成更大的阵列，使补体激活。AQP4和NMO－IgG反应的结果是由M1和M23的比例、补体量及抗体特异性的补体表位决定的［22］。

此外，在抗原抗体及补体反应的过程中，会产生多种趋化因子如嗜酸性粒细胞趋化因子、白细胞介素－17（IL－17）、IL－8等导致嗜酸性粒细胞、中性粒细胞的聚集，释放中性粒细胞弹性蛋白酶、干扰素γ（INFγ）、IL－6等，产生局部损伤。

3 治疗

NMO是一种少见病，无论是急性期还是预防期的治疗，都缺乏大样本的病例对照研究，治疗的推荐源于病例报道、回顾性研究及专家意见。

3.1 急性期治疗 首选大剂量甲泼尼龙冲击疗法，1g／d，静脉点滴，连用3～5d，改换口服，缓慢减量［23］，这是借鉴于 MS的治疗。但部分NMO患者对激素冲击疗法反应差，在这种情况下可用血浆置换（plasm exchange，PE），其阻断病灶损害的速度较免疫抑制剂快。欧洲神经病学联盟指南中规定在对激素冲击无效的情况下应早期应用PE［23］，14d内每隔1天1次，共7次，置换量为55 mL／kg。PE在减轻复发相关的残疾方面可能更有效［24］。

3.2 缓解期治疗

3.2.1 一线治疗［23］包括:（1）硫唑嘌呤:通过干扰嘌呤代谢抑制DNA、RNA的合成，抑制T细胞的激活，使抗体产生减少并使循环的单核细胞及有核细胞减少。在一项7例患者的观察性研究中［25］，采用硫唑嘌呤2～3mg／（kg·d）合用泼尼松片1 mg／（kg·d）治疗，随访18个月，患者 EDSS（expanded disability status scale）评分从9分降到3分，且无复发。10%的患者可出现消化道反应及白细胞减少，这些不良反应可通过调节药物剂量得到控制，但随着治疗时间及剂量的累计患者患癌症的风险会增加［26］。（2）利妥昔单抗:是针对B淋巴细胞表面CD20的单克隆抗体，可通过阻断补体介导的细胞毒作用及抗体介导的细胞毒作用来调节免疫反应。在一项25例患者的回顾性研究中［27］，给予患者注射利妥昔单抗375mg／（m2·周），连用4周，或1000mg，两次，间隔2周，随访19个月，患者复发率下降，80%患者的EDSS评分下降或稳定，2例患者死亡，20%的患者发生感染。有些患者对利妥昔单抗不敏感［28］，其原因可能为:长寿的浆细胞不表达CD20，但产生NMO－IgG；存在其他免疫紊乱机制如T淋巴细胞介导的细胞毒作用；患者起病时抗体基线水平太高等。

3.2.2 二线治疗包括［23］:（1）麦考酚酸酯:是次黄嘌呤5单磷酸脱氢酶的非竞争性抑制剂，可以阻断鸟嘌呤核苷酸和脱氧核苷酸代谢。在一项前瞻性电话随访的回顾性研究中［29］，24例患者口服麦考酚酸酯2.0g／d，随访28个月，复发率从1.28次／年下降为0.09次／年，其中19患者复发率降低，7例患者EDSS评分下降，15例患者EDSS评分稳定，1例患者死于NMO相关的心肺衰竭，6例患者出现药物不良反应，其中一例因白细胞数过低而终止了治疗。（2）米托蒽醌:是抗肿瘤药物，和异构酶2相互作用导致DNA及RNA的降解，可阻断B细胞的作用，同时可抑制细胞毒性T细胞的激活。在一项5例患者的前瞻开放性研究中［30］，3例患者静脉注射米托蒽醌12mg／（m2·周），连用3个月，另2例患者因在治疗的第5个月时复发，故采用12mg／（m2·周），连用6个月，最大剂量小于100 mg／m2，随访2年，4例患者的临床及MRI表现好转，1例患者脊髓病灶加重并最终死亡，除1例患者出现可逆性的心脏射血能力下降外，其他患者对药物的耐受性良好。（3）环磷酰胺:是治疗肿瘤的烷基化合物，可干扰鸟嘌呤有丝分裂，调节细胞免疫和体液免疫。在一项研究中［31］，1例患者长期口服环磷酰胺50mg／d，在4.4年的随访中患者的复发率从治疗前的2.82次／年下降到0.23次／年，伴有抗体水平的下降。（4）静脉注射免疫球蛋白:可以和致病性的抗体结合阻断其和巨噬细胞上的Fc受体结合，干扰补体反应，调节炎性黏附因子，抑制T和B细胞的激活、增殖及炎性细胞的黏附和游走。有研究结果显示［32］，两例患者接受每个月静脉注射免疫球蛋白，1例为60g／月，另1例为0.4 g／（kg·d），连用5d后改为1.0g／（kg·月），在2 d内注完，随访5.5年内均未复发。在另一项病例报道中［33］，1例女性患者经每个月按体质量0.4g／kg静脉注射1次免疫球蛋白治疗，在4年内未复发，且神经功能较前好转。（5）其他:还包括环孢素、他克莫司等免疫抑制剂。

3.3 未来治疗策略 虽然目前广泛应用免疫抑制剂，NMO的预后仍不理想，随着对其免疫病理机制的进一步了解，各种靶向性的治疗也在积极地开展中。（1）针对B细胞的治疗:用利妥昔单抗后可产生人抗嵌合抗体，导致对抗CD20治疗的抵抗，第二代的CD20阻断剂可能改变这种抵抗，如人源化的CD20单抗ofatumumab和ocrelizumab正处于临床研究中［34］。（2）阻断抗体之间的反应:单克隆抗NMO－IgG抗体［35］可和NMO－IgG 的Fab段紧密结合，而不会导致补体和抗体介导的细胞毒作用。（3）阻断补体的激活:eculizumab是一种C5阻滞剂，在抗体介导的周围神经病中疗效理想；serping可控制缓激肽的降解，阻止经典型及凝集素介导的补体激活途径，已经用于遗传性血管源性水肿。（4）针对胞外谷氨酸的治疗:N－甲基－D－天冬氨酸受体是谷氨酸受体，可能在少突胶质细胞的损伤中发挥作用，美金刚是该受体的阻滞剂，利鲁唑是另一种该受体的阻滞剂，还可以阻止谷氨酸的释放等。（5）中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂等［36］。

综上所述，NMO的预后较MS差，残疾的进展速度快［37］，在发作后的5年内50%的患者需帮助才能行走，32%的患者因高颈段的损伤发生呼吸衰竭，单向型5年生存率为90%，复发型为68%［38］。随着对NMO免疫病理机制更加深入地了解，各种免疫抑制剂及针对性更强的治疗将会对改善NMO患者的预后及提高生活质量发挥重要作用。

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