抗NMDA受体抗体在神经精神狼疮发病机制中的研究进展①

廖 浩 裴文迪 综述 黄 琴 审校

(南方医科大学南方医院风湿免疫科,广州 510515)

系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus，SLE)是由自身免疫介导的，以免疫性炎症为突出表现的弥漫性结缔组织病，常常累及多个器官和系统，当累及神经及精神系统而出现相应的临床症状时，称为神经精神狼疮(Neuropsychiatric systemic lupus erythematosus,NPSLE)[1]。NPSLE临床表现多种多样，根据其累及范围不同，可分为弥漫型NPSLE和局灶型NPSLE两种。据2010年欧洲风湿病防治联合会统计，轻微的神经精神症状如头痛、情绪障碍、焦虑、轻微认知障碍等在NPSLE中最为常见；其他常见的症状有脑血管疾病及癫痫，其累积发病率达5%～15%；相对少见的有严重认知障碍、急性精神错乱状态、和多神经病，发病率为1%～5%；其余的神经精神障碍发病率<1%[2]。

NPSLE的发病机制尚不完全清楚，多数学者认为可能与血管病变、自身抗体和炎症介质有关。其中，自身抗体被认为在NPSLE的发病中起重要作用，尤其抗磷脂抗体、抗谷氨酸盐受体抗体、抗核糖体抗体以及抗内皮细胞抗体被认为是与NPSLE相关的几个特异自身抗体[3]。近期抗N- 甲基- D- 天(门)冬氨酸(N- methyl- D- aspartate，NMDA)受体抗体与NPSLE的相关性，尤其与认知障碍、情感障碍之间的关联是研究的一个热点。本文就抗NMDA受体抗体在神经精神狼疮的发病机制作一综述。

1 NMDA受体概述

NMDA受体(N- methyl- D- aspartate receptor,NR)是一种跨膜离子通道型谷氨酸受体，主要在大脑的神经细胞上表达，在调节大脑可塑性、学习和认知功能等方面发挥重要作用，其功能障碍是众多神经系统疾病的病因之一，如精神分裂症、癫痫、智力障碍和自闭症[4- 7]。在生理条件下谷氨酸储存在突触前细胞的囊泡中，在神经的电兴奋作用下被释放，与突触后细胞上的受体相结合，使得细胞膜对离子的通透性发生改变，即钠、钙离子内流，钾离子外流，导致电位差的反转，神经元细胞进而被兴奋。

NMDA受体主要由两个NR1亚基和两个NR2亚基组成四聚体，其中NR1亚基是必需基团，在受体的钙离子通透性调节中不可缺少；而NR2是调节基团，有NR2A～NR2D四个亚型，决定了受体的电生理和药理活动[8]。除了NR1和NR2亚基，还有第三种亚基——NR3，也是一种调节基团，其可被分为两种类型：NR3A和NR3B，其和NR1结合后形成一种功能性的甘氨酸受体，其作用是负向调节NMDA受体的离子通道[9]。近年研究发现NR3受体有着神经保护作用，能促进记忆的巩固，且和数种神经精神疾病相关，例如精神分裂症、躁郁症和亨廷顿舞蹈病[10]。

综上，NMDA受体的活化，需要两种不同的激动剂结合到两个不同的亚基上，即谷氨酸和NR2亚基结合，以及甘氨酸和NR1亚基结合，继而使细胞膜上的离子通道开放，钠离子和钙离子流向神经元细胞内，产生兴奋性信号，对神经突触形成、神经元发育和神经细胞移行等发挥重要作用。

2 抗NR2抗体与NPSLE

抗NMDA受体抗体主要分为抗NR1型和抗NR2型，已有大量研究显示抗NR2抗体可在SLE患者的血清和脑脊液中被检测到，在NPSLE中起关键作用，如周艳等[11]应用ELASA法检测了认知功能障碍的NPSLE患者36例，结果显示其血清抗NMDA受体抗体浓度大于无认知功能障碍的NPSLE患者和非NPSLE患者，且抗体水平治疗前高于治疗后。Arinuma等[12]在2008年独立开展了一项对56名NPSLE患者的研究，他们发现脑脊液中的抗NMDA抗体，在弥漫型NPSLE患者中最高，其次是局灶型NPSLE，最低的是患非炎性神经疾病的对照组。这些研究均说明抗NR2抗体与NPSLE病变相关，作用机制可能与以下因素有关。

2.1与抗dsDNA抗体交叉反应 抗NR2抗体与抗dsDNA抗体的交叉反应被认为是NPSLE中大脑受损的主要机制，可破坏血脑屏障，影响线粒体功能和导致神经元死亡等。在dsDNA上存在一个多肽序列，即Asp/Glu- Trp- Asp/Glu- Tyr- Ser/Gly，称作D/E- W- D/E- Y- S/G表位，是抗dsDNA抗体与dsDNA结合的位点[13]。近来研究证实该序列也存在于NMDA受体的NR2A及NR2B亚基中：NR2A亚基胞外配体结合域的第283～287位氨基酸是一个DWDYS序列，而NR2B亚基胞外配体结合域的第284～288位氨基酸则是一个EWDYG序列[14]。因此，抗NR2抗体与抗dsDNA抗体可通过D/E- W- D/E- Y- S/G序列交叉反应，这样的抗体被称为抗NR2/dsDNA抗体。

抗NR2抗体与抗dsDNA抗体的交叉反应，既可发生于血管内皮细胞，也可发生于神经元细胞。发生于血管内皮时，抗NR2抗体与dsDNA结合，上调多种细胞因子、炎症介质的表达而破坏血脑屏障，为大脑损伤提供基础[15]；发生于神经元时，则可发挥与高浓度谷氨酸相似的兴奋性中毒效应，即过度激活神经元细胞内的酶促反应，引起神经元细胞死亡。体外实验显示，抗NR2/dsDNA抗体对大脑的损伤具有浓度依赖性。当抗NR2/dsDNA抗体处于低浓度时，可与神经元细胞膜上的NMDA受体结合，使得电压依赖的钠离子和少量钙离子进入细胞，钾离子外排，引起神经元兴奋。而当抗NR2/dsDNA抗体浓度过高时，抗NR2/dsDNA抗体过度激活NMDA受体，导致钙离子的过量内流。胞内过量的钙离子发挥第二信使的作用，活化磷脂酶、内切酶、蛋白酶等多种水解酶，直接破坏细胞结构，最终引起神经元死亡[14]。

除了对神经元细胞结构的直接破坏，抗NR2/dsDNA抗体也可通过影响线粒体功能而诱导神经元细胞凋亡。进入细胞的钙离子诱导线粒体膜电位的改变，膜通透性转换孔(MPTP)开放，钙离子进入线粒体，进而破坏线粒体膜电位，增强线粒体渗透性转变，造成线粒体损伤而使ATP、NADH减少，介导产生大量氧自由基、活性氮，细胞氧化应激由此形成，造成MPTP的进一步开放及细胞功能严重紊乱[16]。因此，NMDA受体损伤介导的钙离子过量内流可在早期就可诱导线粒体功能的紊乱，并进一步引起神经细胞死亡。

除了胞外钙离子的过量内流，在神经元细胞兴奋性中毒的过程中，尚存在胞内钙离子浓度的二次上升，这是由于线粒体去极化，阻止了线粒体摄取、储存钙离子的过程，而线粒体NADH的减少又极大增强了线粒体对胞内神经毒性钙离子的敏感性[17]。也有研究认为线粒体钙单向转运体在NMDA兴奋性中毒过程中发挥了一定作用[18]。

综上，抗NR2/dsDNA抗体对CNS的损伤具有与谷氨酸盐相似的剂量依赖性，即低浓度可引起神经元兴奋，而高浓度时损害神经元，局部的抗NR2/dsDNA抗体浓度可决定该区域大脑的受损程度。

2.2细胞因子及炎症介质的作用 抗NR2抗体既存在于患者血清中，也存在于脑脊液中。存在于脑脊液中的抗体可直接损伤大脑，而血清中的抗NR2抗体必须先透过血脑屏障才能引起损伤。以前认为血脑屏障的破坏是由其他病变或因素引起，但近来研究发现抗NR2 IgG抗体本身也可介导血脑屏障的破坏。

抗NR2 IgG抗体与dsDNA结合后，可能通过破坏内皮细胞胞质中的IκB而活化NF- κB，进而使NF- κB发挥其转录调节活性，正向调节内皮细胞的表达功能。一方面，促进其表达内皮细胞白细胞黏附分子- 1、血管细胞黏附分子- 1以及细胞间黏附分子- 1，导致血小板在内皮细胞的聚集和黏附，促进血栓形成，进而介导中枢神经系统的血栓性损伤；另一方面，可促进内皮细胞产生促炎细胞因子IL- 6和趋化因子IL- 8等，激活中性粒细胞、B淋巴细胞等多种炎症细胞，引起炎症细胞的趋化、增殖和分化，导致血脑屏障的炎性破坏，进而介导中枢神经系统的血管炎性损伤[15]，王莉莉等[19]也发现在NPSLE患者中，有中枢神经系统症状的患者血清和脑脊液中的IL- 1β、IL- 6、IL- 8等细胞因子浓度明显高于对照组，提示这些细胞因子可能与中枢神经系统的NPSLE的发病有关。

近年也有学者认为，抗NMDA受体抗体也存在囊内分泌现象。Dalmau等[20]研究了58例在血清和CSF中同时存在抗NMDA受体抗体的NPSLE患者，发现其中53例的血脑屏障是完整的，但这53例患者的CSF中的抗体浓度反而高于血清，这表明抗NMDA受体抗体存在囊内合成及分泌的现象。Irani等[21]也在其实验中证实了抗NMDA受体抗体的囊内分泌存在于部分患者中。Hirohata等[22]在2014年通过对81例SLE患者进行研究，发现对于脑脊液中抗NR2抗体浓度，在NPSLE组的患者中，明显高于非SLE的对照组患者，但在NPSLE组中，局灶型 NPSLE急性意识障碍患者和非急性意识障碍的弥漫型NPSLE患者脑脊液中的抗NR2抗体指数并没有统计学意义，提示抗NR2抗体的囊内分泌与NPSLE的病情严重程度无关联。因此，部分患者可通过囊内分泌抗体直接损伤大脑，而不必首先破坏血脑屏障。

2.3损伤部位及特性 在NPSLE患者体内，抗NR2抗体进入大脑，与表达于大脑不同区域的抗原结合，诱发非炎性的神经元损伤，进而导致患者出现各种神经和(或)精神症状。损伤的部位不同，造成的表现和症状也不同。根据损伤部位可将抗NR2抗体对CNS的损伤分为两大部分：当海马受到损伤而萎缩时，患者可出现记忆减退的表现；而当杏仁核损伤时，则可出现情绪紊乱的症状[23]。

目前NPSLE患者常并发的癫痫、认知障碍、情感障碍、焦虑等是否与抗NR2抗体有关尚存争议[23]。Lapteva等[24]检测了60名SLE患者的血清，发现血清抗NMDA受体抗体浓度和情绪低落有关，但和认知障碍无关。但Harrison等[25]通过对93名SLE患者的横断性研究发现，血清抗NMDA受体抗体阳性，与认知障碍、情绪低落和焦虑并没有关联。近期，Yang等[26]检测了107名SLE患者的血浆NR2抗体浓度，发现比起非NPSLE和对照组患者，NPSLE患者的血浆抗NR2抗体浓度更高，并且，在癫痫患者中血浆抗NR2抗体浓度高于其他神经系统症状的患者，提示抗NR2抗体在以癫痫为主要表现的NPSLE的发病过程中起重要作用；Chang等[27]通过对SLE患者和小鼠模型展开研究，发现抗NMDA抗体对于空间认知有着选择性的损害，当抗体浓度消失后，认知障碍的症状变得更加明显，且持续时间长达几个月；在Hanly等[28]进行的一个大样本队列研究中，发现情感障碍对SLE患者的生活质量和恢复时间有负面影响，但没有发现情感障碍同抗NR2抗体的明确关联。Tay等[29]展开了一项针对抗NR2抗体与NPSLE相关性的Meta分析，结果显示抗NR2抗体对于NPSLE是有重要诊断意义的，但在不同症状中却没有明显差异。综上，临床上NPSLE患者表现各异的症状可能与抗NR2抗体损伤的部位有关，还需要更多更深入的研究来阐明其与NPSLE症状的相关度和具体作用机制。

3 抗NR1抗体与NPSLE

NR1亚基对于正常NMDA受体是必不可少的，通过和甘氨酸结合，加强NMDA受体的反应。已有大量研究显示抗NR2抗体在NPSLE中起关键作用，但抗NR1抗体是否与NPSLE的发病机制直接相关仍不清楚。抗NR1抗体在NPSLE患者中的作用部位为第19～44位、第56～81位氨基酸残端，其中，第19～44位氨基酸残端与NMDA受体结合蛋白DREAM(Downstream regulatory element antagonist modulator)的作用位点相似，因此其与DREAM的作用可能相同，即通过抑制NMDA受体的生成而造成大脑损害[30]。

Ogawa等[31]采集了41例NPSLE患者和21例非SLE风湿病患者的血清和脑脊液，并通过ELASA技术分析了其中抗体含量和作用位点。结果显示抗NR1抗体在弥漫型NPSLE患者的血清和脑脊液中显著升高，其在血清中的含量弥漫型NPSLE和局灶型NPSLE患者中显著高于非SLE风湿病患者。而对于抗NR1抗体在脑脊液中的含量，弥漫性NPSLE则显著高于局灶型NPSLE和非SLE风湿病患者。且通过抗原表位的分析发现，抗NR1- A和抗NR1- C抗体在NPSLE患者中的作用部位分别为氨基段的氨基酸残基19～44,56～81。总之，研究证明了抗NR1抗体在人类SLE患者体内是有表达的，且有不同亚型，分别对不同的位点起作用，在SLE的病理过程中起重要作用。但其确切作用和机制仍需进一步研究。

4 讨论

目前对于抗NMDA受体抗体在NPSLE发病机制中的研究主要集中在抗NR2抗体上，可能是以下两种主要机制：交叉反应和炎症反应。交叉反应方面，体现在抗NR2/dsDNA抗体同谷氨酸盐相似的剂量依赖性，即低浓度兴奋，高浓度损伤。理论上局部的抗NR2抗体浓度可以决定该区域脑组织的受损程度，但目前缺少探究大脑损伤程度和抗NR2抗体浓度相关性的临床研究，而关于损伤部位同对应症状之间存在的关联，同样需要有力的大样本临床研究来阐明。因此未来对于抗NR2抗体在NPSLE发病机制中的研究，应以“抗体浓度-脑损伤程度-临床表现”为研究轴心。另外有学者提出血脑屏障的破坏并不是抗NR2抗体作用的必要条件，即存在囊内分泌，这对NPSLE的传统发病机制提出了挑战，这是否为一种独立的发病机制？如果是，那么其具体机制是什么？何种NPSLE会出现囊内分泌这种情况？这些问题都需要更多深入的研究来解决。炎症反应作为组织病变的基础，从血脑屏障的破坏到内皮细胞的活化和脑组织的损伤，贯穿于脑损伤全程，因此检测各种炎症因子的浓度可能在指导诊断和治疗方面存在较大的价值。关于抗NR1抗体，近年研究进展仅仅停留于其在NPSLE发病过程中存在的作用上，其确切作用和机制仍需进一步研究。

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