视神经脊髓炎谱系疾病相关抗体研究现状

鲁芊铄 罗晶晶 高枫

视神经脊髓炎谱系疾病(neuromyelitis optica spectrum disorders，NMOSD)是一种由自身免疫介导的中枢神经系统(central nervous system，CNS)炎性病变。该病好发于女性，主要表现为严重的视神经炎(optic neuritis，ON)和纵向延伸的长节段横贯性脊髓炎(longitudinally extensive transverse myelitis，LETM)。在未经治疗的情况下，其复发率约80%～90%，致残率约50%[1]。抗水通道蛋白4抗体(aquaporin-4 antibodies，AQP4-Ab)是该病的特异性抗体。

对NMOSD的认识历经了一个世纪。1894年，Devic教授报道了1例ON合并脊髓炎的患者，尸检发现该患者视神经及脊髓上存在脱髓鞘病灶，在此基础上，Devic与其学生Fernand Gault总结了既往文献中16例具有相似临床表现的患者，并提出这是一类病因未明的疾病[2]。由此该疾病被称为Devic’s病或视神经脊髓炎(neuromyelitis optica，NMO)。1999年Wingerchuk等通过总结NMO患者的临床特征后认为NMO有别于经典多发性硬化(multiple sclerosis，MS)，并提出了首版诊断标准[3]。至2006年将特异性抗体NMO-IgG写入修订版诊断标准中[4]。

随着研究的深入，AQP4被证实是NMO-IgG的靶抗原，2015年国际NMO诊断小组再次修订标准，将AQP4-IgG阳性但临床表现不典型的疾病与经典的NMO共同称为NMOSD。新标准强调了AQP4-IgG的诊断价值，将所有疑似患者分为AQP4-IgG阳性组与阴性组，其中AQP4-IgG阳性患者只需满足1项核心症状即可诊断NMOSD[5]。继AQP4-IgG之后，研究人员发现越来越多的自身抗体与NMOSD相关，包括髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体(myelin oligodendrocyte glycoprotein antibodies，MOG-Ab)及其他特异性或非特异性自身抗体等。这些抗体反映出NMOSD独特的免疫学背景，有助于人们进一步理解NMOSD的发病机制和临床特征。现就与NMOSD有关的几种主要抗体做一介绍。

1 AQP4-IgG

1.1 AQP4-IgG的发现2004年，Lennon等在NMO患者血清中发现了一种能够结合在小鼠CNS组织(包括小脑、中脑和脊髓)的免疫球蛋白，即NMO-IgG[6]，其仅表达于确诊及高度怀疑NMO患者而不表达于其他自身免疫性CNS疾病患者。Lennon等进一步研究发现，NMO-IgG不仅可结合在小鼠CNS组织的软脑膜、微血管壁等处，还可结合于肾髓质的远端集合管及胃壁细胞，因此推测其靶抗原是一种水通道蛋白(aquaporin，AQP)。AQP是一类能快速转运水的膜蛋白，具有多种亚型，其中AQP1、4、9表达于哺乳动物CNS，AQP4含量最丰富，主要位于星形胶质细胞足突的微血管面，发挥着调控脑组织水稳态的作用。随后，Lennon等证实了NMO-IgG为AQP4的特异性结合抗体，从此NMO-IgG也被称作AQP4-IgG[7]。

1.2 AQP4-IgG的致病机制AQP4-IgG是NMOSD的致病性自身抗体，人源性AQP4-IgG单克隆抗体在体外及体内均可诱导出NMOSD特异性病理改变。致病过程可能由补体依赖的细胞毒作用(complement-dependent cytotoxicity，CDC)和抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC)所介导[8-9]。

NMOSD患者自身特异性AQP4-IgG产生的原因可能如下：一是患者体内缺乏对自身抗原的免疫耐受，导致AQP4-IgG自身反应性B细胞异常活化，从而产生自身抗体引起组织损害[10]；另一种是“分子模拟”，人肠道中的产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)具有与AQP4-IgG高度相似的抗原表位，该抗原可能在肠黏膜相关淋巴组织内被呈递给AQP4-IgG特异性B细胞，刺激其发育成熟产生抗体[11]。

1.3 AQP4-IgG的检测方法细胞转染免疫荧光法(cell-based transfection immunofluorescence assay，CBA)是常用的检测方法，其敏感度(>70%)、特异度(>90%)、准确性及稳定性均较高。此外，还有免疫组织化学法(immunohistochemistry，IHC)、流式细胞法(flow cytometry，FACS)及酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)等[12-13]。在送检标本的选择上，血清优于脑脊液。根据梅奥诊所的数据，在616例NMOSD患者中未发现血清阴性、脑脊液阳性者，其中58份血清-脑脊液配对标本显示，血清检出AQP4-IgG的敏感性高于脑脊液。脑脊液抗体阳性大多见于疾病复发时期，且与血清抗体滴度相关，即血清AQP4-IgG滴度越高，脑脊液阳性的概率越大。提示大多数AQP4-IgG产生于外周，借助血清-脑脊液抗体滴度梯度进入CNS[14]。

1.4 AQP4-IgG的意义在诊断方面，AQP4-IgG阳性强有力支持NMOSD的诊断；在监测复发方面，AQP4-IgG滴度升高提示近期有复发可能，临床研究表明，AQP4-IgG滴度在疾病复发前及复发时明显升高[15-16]；在评价预后方面，目前尚无可靠证据证明AQP4-IgG滴度与疾病严重程度相关，2017年一项涉及中国、美国、德国、哥伦比亚4个国家的大样本多中心回顾性研究发现，AQP4-IgG不同滴度组患者在病程、平均年复发率以及平均残疾水平方面无统计学差异[17]。

1.5 AQP4-IgG(+)NMOSD患者的临床特征AQP4-IgG阳性率在不同人群中有较大差异，亚洲NMOSD患者AQP4-IgG阳性者约占60%～70%[18-19]。AQP4-IgG(+)NMOSD患者中女性占绝大多数，患者中位发病年龄约39岁，易复发，复发程度较重，且易合并其他自身免疫病，如甲状腺疾病、系统性红斑狼疮、干燥综合征、重症肌无力等。实验室检查方面，患者血清及脑脊液中，除AQP4-IgG外，还可检测到胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)、白细胞介素6(IL-6)、IL-10、S100B蛋白及神经丝轻链蛋白(neurofilament light chains，NFL)等生物标志物的升高，提示神经细胞损害及炎性反应；影像学方面，脊髓炎患者急性期的脊髓MRI常表现为LETM，好发于颈胸髓的中央，纵向延伸大于3个椎体节段，并存在不同形式的强化[20]。近年研究发现，AQP4-IgG阳性NMOSD患者可能具有一种独特的MRI表现，即亮斑状损害(bright spotty lesions，BSL)。BSL的定义为：轴位MRI扫描时，T2像上可见斑点状高亮信号(大于等于脑脊液亮度)，但不伴有T1像上同等程度的低信号(此限制条件的目的是排除脑脊液干扰，鉴别脊髓空洞症)，该表现主要见于NMOSD患者发生脊髓炎的急性期，但尚未得到病理证实[21]。

2 MOG-Ab

2.1 MOG-Ab的发现1976年，研究者发现CNS髓鞘中的M2蛋白在实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)动物模型的建立中起重要作用，给予豚鼠M2蛋白注射可使其产生具有脱髓鞘作用的抗M2蛋白抗体[22]。1984年，有研究利用单克隆抗体8-18C5成功识别出一种仅存在于CNS髓鞘和少突胶质细胞的糖蛋白，即MOG。之后，M2与MOG被证实是同一种物质[23]。

MOG是CNS髓鞘的组成成分，仅表达于哺乳动物CNS的髓鞘表面和少突胶质细胞足突上，占髓鞘蛋白总量不足0.05%。MOG属于免疫球蛋白超家族，该蛋白的胞外有一可变结构域，与抗原抗体识别相关，目前已发现人MOG蛋白有15种不同的可变剪接亚型[24]。

2.2 MOG-Ab的致病性在细胞和组织水平，研究人员发现人源性MOG-Ab可发挥激活补体、诱导NK细胞活化、改变少突胶质细胞骨架结构以及促进巨噬细胞吞噬MOG等作用[24]。

既往动物实验主要利用鼠源性MOG-Ab进行致病性的探索，由于人MOG-Ab与鼠MOG蛋白抗原表位的结合欠佳，因此难以说明人MOG-Ab的致病性。但近年来，研究者发现了存在与鼠MOG蛋白亲和性高的抗体，这些抗体能够在髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein，MBP)或MOG特异性T细胞的辅助下在动物体内诱导出脑组织脱髓鞘和炎性细胞聚集，从而证实了部分人源性MOG-Ab的致病性[25]。

2.3 MOG-Ab的检测与AQP4-IgG类似，MOG-Ab的检测常用CBA法或流式细胞法，因其具有更高的稳定性和准确性。标本的选择上，一些小样本研究显示血清标本较脑脊液标本阳性率更高，提示MOG-Ab可能亦主要产生于外周[26]。

近期，一项多中心双盲试验采用活细胞CBA法、固定细胞CBA法、流式细胞法3种方法检测CNS炎性脱髓鞘患者血清MOG-Ab，结果表明活细胞CBA法(100%)及流式细胞法(95.5%)较固定细胞CBA法(82.1%)具有更高的阳性预测值，对临床诊断价值更高[27]。固定细胞CBA法的缺陷可能在于：提前固定细胞导致细胞内的隐藏抗原被暴露，降低了检测的特异度。

2.4 MOG-Ab(+)患者临床特征自2011年，相继有研究者在临床诊断为AQP4-IgG(-)的NMOSD患者血清中检测到MOG-Ab，这部分患者与AQP4-IgG(+)患者的临床特征有较大差异，主要体现在：(1)发病年龄更早(中位发病年龄约30岁)，男性患者所占比例较高；(2)ON较脊髓炎多见，且多为单相病程；(3)对糖皮质激素治疗敏感，整体预后较好[28]。因此，MOG-Ab曾被视为AQP4-IgG(-)NMOSD的重要标志物。

然而，越来越多的证据表明，MOG-Ab不仅出现在AQP4-IgG(-)NMOSD中，还可见于孤立的ON、脊髓炎、脑炎、脑脊髓炎等多种疾病中。2017年发表的迄今为止最大样本的MOG-Ab阳性患者的随访数据显示，MOG-Ab(+)疾病可发生在任何年龄(1～81岁)，女性稍多，易复发，病灶可位于视神经、脊髓、大脑、脑干等处，脊髓的病灶多位于胸腰髓，并且常累及圆锥及马尾神经从而引起尿便障碍，另有部分患者可表现为极后区综合征。治疗方面，早期应用糖皮质激素或其他免疫抑制剂能有效降低复发风险。预后方面，大部分患者预后较好，但仍有少数患者在首次发病或复发过程中出现不可逆转的严重残疾，包括视力下降、瘫痪、尿便障碍或认知功能损害等，更新了人们对该病的认识[29]。

除临床特征的差异外，MOG-Ab(+)疾病与AQP4-IgG(+)NMOSD的病理改变也存在差异。后者主要表现为星形胶质细胞损害以及继发的少突胶质细胞损害和脱髓鞘，而前者主要表现为无星形胶质细胞参与的炎性反应和脱髓鞘[25]。

MOG-Ab(+)疾病正逐渐表现出超出NMOSD范围的特点，并且与孤立性ON、急性播散性脑脊髓炎(acute demyelinating encephalomyelitis，ADEM)等多种脱髓鞘疾病相关，其疾病归属与命名问题也成为学界关注的热点。目前看来，MOG-Ab相关疾病(文献中也称为MOG-IgG-associated optic neuritis，encephalitis，and myelitis，MONEM)[30]更能体现该抗体的重要性，也能引起大家对MOG-Ab(+)疾病诊疗的重视。

3 其他自身抗体

NMOSD患者，特别是AQP4-IgG阳性者，易合并非器官特异性自身抗体，如抗核抗体(ANA)、干燥综合征A抗体(Sjögren syndrome A antibodies，SSA-Ab)等[31]。ANA等自身抗体已被证实与缺乏自身免疫耐受、自身免疫性B细胞异常活化有关，与上文提到的AQP4-IgG的发生机制相关。因此，该类抗体的出现往往提示患者易感自身免疫病，支持NMOSD的诊断。

除此之外，NMOSD还可合并抗乙酰胆碱受体抗体(acetylcholine receptor antibodies，AChR-Ab)[32]、抗N-甲基-D-天门冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor，NMDAR)抗体[33]、抗神经束蛋白-155(neurofascin-155，NF-155)抗体[34]等特异性抗体。当合并这些特异性抗体时，患者常具有相应的临床表现，如重症肌无力、抗NMDAR脑炎等。天津医科大学所报道的2例NMOSD合并抗NF-155抗体的患者，电生理检查也证实存在周围神经髓鞘的损害[34]。

综上所述，对于NMOSD而言，AQP4-IgG是迄今为止特异性最好的生物标志物，且是明确的NMOSD致病性抗体，有助于人们从众多CNS炎性病变中识别出NMOSD，并早期给予免疫抑制治疗从而预防复发、延缓疾病进展。进一步探究其发生和致病机制对于推动靶向治疗的研究具有重要意义。MOG蛋白是组成CNS髓鞘的蛋白，MOG-Ab是引起CNS脱髓鞘病变的重要抗体。MOG-Ab曾被认为是AQP4-IgG(-)NMOSD患者的重要标记物，但越来越多研究表明MOG-Ab(+)患者在临床表现及预后方面均与NMOSD有较大差异，提示其可能是一类新的抗体介导的CNS脱髓鞘疾病。针对ANA、SSA-Ab等非器官特异性自身抗体以及AChR-Ab、抗NMDAR抗体、抗NF-155抗体等特异性抗体，虽然尚未发现其与NMOSD的发生直接相关，但多种抗体阳性侧面反映了患者易感自身免疫病，一定程度上可支持NMOSD的诊断。