吉兰-巴雷综合征病理学和免疫机制研究进展

刘书平 卢祖能 肖哲曼 柳胤 姚嘉嘉

30年前，人们一直认为吉兰-巴雷综合征(Guillain-Barré syndrome，GBS)患者的轴索病变继发于髓鞘损伤，临床结局取决于病情的严重程度，而病情的严重程度则取决于轴索受累程度。但随着研究进展，学者们逐渐认识到轴索可作为自身免疫攻击的原始靶点[1]，故把GBS分为不同的病理表型，主要包括急性炎性脱髓鞘性多发性神经病(acute inflammatory demyelinating polyneuropathy，AIDP)和急性运动轴索型神经病(acute motor axonal neuropathy，AMAN)[2]。当免疫反应发生在髓鞘和相关施万细胞膜时会引发AIDP，而当免疫反应首先攻击轴膜时则引发AMAN。髓鞘再生是一种自然有效的神经修复过程，而轴索再生则非常缓慢，且一旦轴索广泛受累，损伤则不可逆[3]。因此，既往研究认为GBS患者一旦合并轴索损伤，则病情较重，恢复缓慢[4]。然而，一系列关于轴索型GBS电生理、病理和发病机制的研究发现，轴索型GBS不单指轴索变性，也可为可逆性传导阻滞，即抗体介导的Ranvier结处轴膜的生理传导障碍，传导阻滞迅速恢复，且恢复过程中不出现髓鞘再生的表现[5]。

既往学者们一直认为T细胞免疫介导的周围神经炎性脱髓鞘是GBS发生发展的关键，并从实验性自身免疫性神经炎(experimental allegic neuritis，EAN)动物模型中得到证实[6]。但相关免疫组织化学检查显示，AIDP患者于发病早期即有补体激活产物沉积于施万细胞表面及髓鞘外板层，引起髓鞘空泡样变性，随后淋巴细胞、巨噬细胞浸润，撕脱吞噬髓鞘，导致髓鞘崩解[7]。因此，部分学者认为体液免疫也参与AIDP的发病过程。随着空肠弯曲杆菌(campylobacter jejuni，CJ)表面的脂寡糖与GBS轴膜上神经节苷脂(ganglioside，GS)之间的分子模拟机制，以及GS抗体引发的一系列体液免疫反应的揭示[8-9]，人们越来越关注体液免疫在GBS发生发展过程中的关键作用，并不断寻找周围神经的特异性靶抗原。

本文对GBS的病理学和免疫机制的研究进展进行综述，旨在为GBS的基础和临床研究提供新思路。

1 GBS病理学

1916年，Guillain和Barré等报道了2例临床表现为肢体无力、腱反射消失的患者，将其命名为GBS，病理学证实为周围神经脱髓鞘性疾病。1955年，学者们采用周围神经匀浆致敏大兔制备GBS的动物模型，即EAN，其病理生理学特点是血-神经屏障(BNB)破坏，BNB渗透性改变，早期炎性细胞在趋化信号和黏附分子等介导下，从血液迁移并穿过受损的BNB在周围神经系统聚集，进而引发周围神经炎性脱髓鞘[6]。该模型的临床表现与GBS极其相似，进一步证实了GBS是自身免疫性炎性脱髓鞘疾病。1969年，Asbury等[10]首次提出AIDP的概念，指出其病理特点为神经根与周围神经干炎性细胞浸润及原发性脱髓鞘。因此，在很长一段时间GBS被认为等同于AIDP，病理学表现为炎性脱髓鞘性周围神经病，病情严重时才会继发轴索损伤。直到1986年Feasby等[4]通过研究5例临床诊断为GBS的患者发现，这些患者临床症状重，大部分需要机械通气，预后差，病理学上表现为神经根、周围神经远端严重的轴索变性，无炎性反应及脱髓鞘改变，于是首次提出轴索型GBS的概念，挑战了GBS是原发性脱髓鞘疾病的传统观念。20世纪90年代，一项关于中国北方GBS患者的研究为轴索型GBS的存在提供了有力证据，并将该亚型命名为AMAN，指出其主要病理改变是沃勒变性[11]。

然而，越来越多的研究发现，部分轴索型GBS不能单纯用沃勒变性来解释，GM1 IgG抗体阳性的AMAN患者中，除具有沃勒变性的表现外，部分患者肌电图表现为传导阻滞[12]。Capasso等[13]将这种肌电图表现为可逆性传导阻滞无沃勒变性的疾病命名为“急性运动传导阻滞神经病(acute motor conduction block neuropathy，AMCBN)”，并认为其是一种预后良好的GBS变异型。由于AMCBN与AMAN患者具有相同的前驱感染和抗GS抗体，因此部分学者认为AMCBN可能是一种停止进展的AMAN[14]。随后，Susuki等[15]通过实验动物模型进一步阐明了可逆性传导阻滞和沃勒变性的联系。用GM1免疫兔子可使其出现一系列病理改变，IgG抗体首先沉积在郎飞节，与抗原结合后激活补体，导致钠通道破坏，从而引起传导阻滞。如免疫反应就此停止，病变表现为可逆性的传导阻滞；如免疫反应进一步加重，则形成免疫攻击复合物，钙离子进入轴索，细胞骨架降解，线粒体消失，最终导致轴索损害和沃勒变性。2013年，Uncini等[16]提出“神经结-神经结旁病”的概念，使可逆性传导阻滞至沃勒变性的轴索病变变成一个疾病谱。

2 GBS免疫机制

2.1AIDP发病机制1949年，Haymaker 和Kernohan通过研究50例GBS患者的尸检资料首次提出了GBS的发病机制：发病初期，周围神经水肿，伴髓鞘局部肿胀，轴索不规则；发病约第9天，淋巴细胞和巨噬细胞浸润，施万细胞崩解。Haymarker等指出淋巴细胞浸润并非是所有患者均有的现象，且淋巴细胞浸润出现较晚，可能是神经受损后的继发反应，推测GBS发病过程中细胞免疫可能继发于体液免疫反应[17]。然而，这种假设受到质疑。1955年，Waksman和Adams采用坐骨神经匀浆加福氏佐剂免疫大兔制备EAN模型发现，兔子于2周后出现肌肉无力和共济失调；脑脊液检测显示脑脊液蛋白增高，细胞数正常；病理学检查显示神经根、神经节和周围神经出现损伤，血管周围单核细胞浸润，节段性脱髓鞘[6]。EAN模型对研究GBS发病机制起到了巨大促进作用，支持了GBS是细胞免疫为主的自身免疫性神经炎的观点。1969年，Asbury等[10]报道了19例GBS患者的尸检结果：即使在疾病的最早期，周围神经和脑神经即可见明显的淋巴细胞和多形核细胞浸润，运动和感觉神经均可见节段性脱髓鞘，神经根甚至前角细胞也可受累，提出GBS是细胞免疫介导的疾病，周围神经髓鞘被特异性敏感性淋巴细胞损伤。这一研究结果从时间和病理学角度均与EAN模型表现高度吻合。然而，随后的一系列研究结果显示，体液免疫因子(包括抗体和补体)在GBS发病中亦占重要地位。证据包括：GBS患者脑脊液内存在高水平的补体激活产物C3a和C5a[18]，血清和脑脊液中存在高水平的C5b-9复合物[19-20]，尸检显示髓鞘表面补体和IgM沉积[19]，部分患者可检测出抗周围神经抗体和抗髓鞘蛋白抗体且抗体滴度与病情相关[21]。1996年，Hafer-Macko等[7]通过对早期死亡GBS患者的尸检研究发现，在AIDP中，抗体结合施万细胞外表面的表位进而激活补体导致髓鞘囊泡化(脱髓鞘)，而巨噬细胞的浸润要晚于髓鞘囊泡化的发生，由此推测自身免疫性抗体可识别并结合周围神经髓鞘或轴索上的抗原，继而诱发补体沉积和膜攻击复合物的形成，导致周围神经损伤。

于是，学者们不断探索AIDP发病过程中涉及的免疫反应瀑布，试图发现能够导致AIDP的特异性抗体。目前发现的抗体包括以周围神经蛋白和糖脂为靶点的抗体。周围神经髓鞘蛋白主要包括 P0、P2、PMP22。P0是周围神经髓鞘上的一种主要结构蛋白，对维持周围神经髓鞘结构的稳定性有重要作用；P2由施万细胞合成，具有膜蛋白的理化特性；PMP22是成熟的周围神经髓鞘结构域致密部的微量跨膜结构蛋白，是成熟的成髓施万细胞标志蛋白之一。研究发现抗P0、抗P2、抗PMP22抗体参与GBS的发病过程[22]。另外，有学者在GBS患者中发现郎飞节区蛋白(神经胶质蛋白、接触蛋白、TAG-1、膜突蛋白和神经束蛋白)的抗体[23]。膜突蛋白是施万细胞微绒毛上埃兹蛋白-根蛋白-膜突蛋白复合体超家族的成员蛋白。有研究结果显示，巨细胞病毒感染引起的AIDP患者体内有大量的膜突蛋白抗体[24]。除此之外，表达在神经胶质膜上的神经糖脂(包括髓磷脂)也可能是AIDP的主要靶抗原。例如一小部分AIDP患者体内可检测出糖脂LM1、磺酸葡萄糖苷酰基副红细胞糖苷脂(sulphoglucuronosyl paragloboside，SGPG)、半乳糖脑苷、硫苷脂抗体[25]。

可导致AIDP的免疫刺激因子很多，包括细菌、病毒和疫苗等。目前学者们尚未找到AIDP特异性的抗体标记物，T细胞、巨噬细胞和抗体的相互作用仍需进一步研究。

2.2AMAN发病机制1982年，Rhodes等首次报道了CJ感染可导致GBS，开启了对GBS发病机制认识的新领域[26]。1988年，Ilyas等[27]在GBS患者血清中检出抗GS抗体。Yuki等报道了轴索型GBS与CJ感染和GM1抗体的关系，首次将CJ感染与GS抗体联系在一起[28]，并发现CJ菌膜上的脂多糖成分与周围神经的糖脂结构相似，提示GBS通过分子模拟启动自身免疫反应[29]。1995年，有学者阐明了轴索型GBS患者的病理学、电生理以及CJ感染和GS抗体之间的关系[11]。随后，Kusunoki等[30]以GD1b为抗原致敏兔制备感觉性神经病的动物模型，Yuki等[31-32]以GM1为抗原致敏兔制备轴索型GBS模型，以及以CJ提取的脂多糖为抗原致敏兔制备GBS动物模型，证实CJ通过诱导产生抗GM1抗体而致病。至此，CJ通过分子模拟机制产生GS抗体，并通过体液免疫引发轴索型GBS的机制已被阐明。

尽管学者们普遍接受GS抗体与轴索型GBS的相关性，但GS抗体对于GBS诊断的意义尚待确定。一方面，受实验室技术条件和检测时间的影响，抗体检测的阳性率普遍很低[33]；另外，部分患者体内可能存在GS复合物(ganglioside complexs，GSC)抗体。一项来自日本的研究指出神经膜上的糖脂区域由多种糖脂和脂质组成，这些糖脂和脂质自由组合成新的抗原。而血清中的GSC抗体仅仅结合杂聚体或多聚体复合物，用普通方法往往难以被检测出来[34]。因此，需要在实验设计和技术平台方面不断改进。

GSC抗体的发现使研究者对GBS发病机制的认识提到了新的高度。Kaida等[35]用4种主要的神经节苷脂GM1、GD1a、GD1b和GT1b中的任意两种混合作为抗原，对234例符合Asbury诊断的GBS患者进行血清学研究，结果显示17%的患者至少含有一种GSC抗体；含有GD1b/GT1b或GD1a/GD1b抗体的患者更倾向于遗留严重残疾，需要辅助通气。随后的研究进一步证实了特定的GSC抗体与GBS疾病严重程度、是否需要机械通气以及特定亚型具有相关性；同时研究发现，虽然在轴索型GBS病例中经常发现针对单个神经节苷的抗体，但在脱髓鞘型GBS病例中，针对糖脂复合物的抗体占主导地位[36]。

GS普遍存在，尤其在周围神经元的轴索上比较丰富，包括突触前膜的神经-肌肉接头(neuromuscular junction，NMJ)和Ranvier结。因此，NMJ也是GS抗体结合的主要位点。研究表明NMJ突触前膜对GS抗体有很强的内吞作用，可将该处的循环抗体内吞并逆向运输至脊髓的运动神经元细胞体，从而减少抗体对突触前膜的损害，而郎飞节处轴膜内吞作用较弱，这可解释为什么轴索型GBS患者早期出现郎飞节处的传导阻滞。抗体内吞作用的研究是GBS发病机制研究的新领域[37]。

综上所述，经过近百年的研究，人们对GBS的病理学和发病机制的认识取得了很大进展。轴索型GBS和可逆性传导阻滞的发现丰富了临床医生对GBS疾病特点的认识；GS抗体的发现改变了GBS研究的重点方向，使人们对轴索型GBS抗体和补体介导的神经元细胞膜破坏的机制有了充分了解，并帮助人们不断开发更灵敏的抗体检测手段；有关脱髓鞘型GBS，尽管人们已经发现部分蛋白和糖脂抗体，但其特异性尚需进一步研究；另外，T细胞、巨噬细胞和抗体的相互作用尚不清楚。