狼疮性脑病生物标记物的研究进展

刘 璇，梁 军，侯亚义，窦 环

(1. 南京大学生命科学学院，江苏 南京 210023； 2. 南京大学医学院附属鼓楼医院 风湿免疫科，江苏 南京 210008；3. 南京大学医学院，江苏 南京 210023)

狼疮性脑病(neuropsychiatric lupus, NPSLE)是系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)出现中枢、外周以及自主神经系统受累的并发症，高达95%的SLE患者都会受此影响[1-2]。临床研究显示，NPSLE患者的生活质量严重降低，六年的病死率达12.9%，与普通SLE患者相比，病死率增加了10倍[3-5]。尽管美国风湿病学会(ACR)于1999年定义了19种NPSLE的表现，但是由于NPSLE疾病的高复杂性，该病的临床诊断尚缺乏金标准，临床上主要依赖于自身抗体测定、脑脊液分析、电生理学研究、神经心理学和神经影像学的结合使用[6-9]。但检测过程复杂、耗时长，而且由于病因的不同导致其很难与其他的精神疾病相区别，所以寻找与NPSLE诊断相关的生物标记物非常重要[10]。生物标记物是临床医学的重要工具，其可以帮助诊断、监测以及预后疾病，在临床前或亚临床阶段的生物标记物驱动的疾病诊断，可使医师能够针对患者启动合适的治疗方案[11]。由于生物标记物必须在体液中测量，因此，它们满足临床上无组织损伤检测的需求[12]。近年来关于NPSLE的诊断和预后已经筛选出许多的生物标记物，虽然还没有应用于临床，但不可否认，他们对于NPSLE的诊断和预后具有很大的潜能。本文主要对狼疮性脑病潜在的生物标记物的相关意义进行综述。

1 自身抗体(Abs)

SLE的特征之一是Abs的产生而使其丧失对自身抗原的免疫耐受能力[13]。与SLE患者相比，NPSLE患者Abs阳性的概率更高，Abs阳性与患者的精神病、情绪障碍、脑血管疾病和癫痫的发作等表现显著相关[14]。研究表明，自身抗体可通过破损的血脑屏障进入中枢神经系统(central nervous system, CNS)，并且在CNS中沉积，导致神经元凋亡；也可诱导神经毒性和神经胶质细胞活化，进而分泌促炎因子，诱导NPSLE发病[1, 15]。

1.1抗核糖体P蛋白抗体(anti-Rib-P) anti-Rib-P是SLE的高度特异性抗体，识别核糖体亚基的3个高度保守的磷酸化蛋白P0，P1和P2的C末端表位[16]。anti-Rib-P能够结合T细胞、单核细胞、神经元以及肝细胞，从而增强促炎性细胞因子的产生、诱导中枢神经系统的损伤[17]。血清中的anti-Rib-P含量与SLE精神疾病的发生显著相关，它可以通过破损的血脑屏障，增强大脑的听觉稳态反应，从而进入中枢神经元，干扰神经元的电活动[18-19]。anti-Rib-P通过破损的血脑屏障进入海马，与海马神经表面P抗原相互作用，引起钙离子内流和神经元凋亡，从而损坏小鼠的记忆[16, 20]。与此观点不同的是，Karassa 等[21]却认为anti-Rib-P对NPSLE的诊断价值有限，该抗体无法区分各种疾病的表型。Choi等[22]对anti-Rib-P进行荟萃分析也提出，不同的诊断方法、抗原及测试平台均会造成不同的患病率。但是，不可否认anti-Rib-P与NPSLE存在相关性，只是其致病机制尚不清楚，需要更多的研究来证实[23-24]。

1.2抗磷脂抗体(aPL) aPL是主要针对负电荷磷脂产生的自身抗体，可抑制许多由带负电荷的磷脂催化的凝血反应，与血管病、血栓形成以及脑梗死相关，主要包括狼疮抗凝剂(LAC)、抗心磷脂抗体(aCL)、抗β2-糖蛋白1抗体(抗β2GP1抗体)和抗磷脂酰丝氨酸/凝血酶原(aPS/PT)抗体等[25-26]。aPL通过与内皮细胞结合，导致内皮功能障碍，进而可能导致血脑屏障的破损，aPL通过破损的血脑屏障进入神经元，与神经元表面结合，发挥致病作用[27]。研究发现，在NPSLE患者的血清中，aCL和LAC的浓度高于SLE患者；与SLE患者相比，高浓度抗β2GP1抗体的NPSLE患者出现非特异性头痛、局部缺血性中风和癫痫发作的频率更高[28-29]。与aPS/PT阴性的SLE患者相比，aPS/PT阳性的患者更容易发生血栓、中风或心血管疾病；与aPL(LAC、aCL、抗β2GP1抗体和抗aPS/PT抗体)阴性的NPSLE患者相比，仅有抗aPS/PT抗体阳性患者的患病率明显更高[30]。

1.3抗SS-A抗体 SS-A是一种RNA结合蛋白，可以与错误折叠的非编码RNA结合，可以稳定其中的RNA，防止其降解[31]。抗SS-A抗体与SLE患者中枢神经系统综合征相关，NPSLE患者脑脊液中抗SS-A抗体的阳性率高于SLE非脑病的患者[31]。对于类固醇治疗的SLE患者而言，血清中抗SS-A抗体阳性的患者发生神经性疾病的风险更大[32]。

1.4抗微管相关蛋白2抗体(anti-MAP-2) MAP-2只存在于神经元中，可与微管和F-肌动蛋白相结合，对细胞骨架的完整性和神经元的形态发生具有重要作用[33-34]。anti-MAP-2可能具有神经毒性作用，并提供鞘内免疫复合物的来源[1]。SLE患者血清中anti-MAP-2的缺失与神经精神症状有关，而也有研究发现NPSLE患者脑脊液 anti-MAP-2滴度显著高于SLE和其他精神疾病的患者，而且具有高度的特异性，同时发现具有anti-MAP-2的NPSLE患者脑脊液中的抗核糖体P蛋白抗体以及IL-6的浓度均较高[13, 35-36]。

1.5抗U1核糖核蛋白抗体(anti-U1 RNP) Anti-U1 RNP属于抗可提取核抗原抗体，由U1-RNA 和特异于U1-RNP复合物的蛋白质组成，常见于混合性结缔组织病[37]。Sato 等[38]发现在中枢NPSLE患者中，脑脊液 anti-U1 RNP指数显著升高，且在anti-U1 RNP指数升高的NPSLE患者中，anti-U1 RNP的特异性达到92.9%，提示其可作为中枢NPSLE的特异性标记物。近些年来，Yokoyama等[39]在NPSLE患者的脑脊液中发现anti-U1 RNP的水平也显著升高，且与单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)呈正相关。MCP-1是趋化性细胞因子，在NPSLE患者的脑脊液中显著升高，与患者脑部的炎症相关[39-40]。

1.6抗N-甲基-D-天冬氨酸受体抗体 (anti-NMDAR) NMDAR是配体门控的离子通道，广泛分布于整个脑中，主要位于谷氨酸能突触中，在杏仁核和海马中也有特别高的表达，在突触传递和CNS可塑性中具有重要作用，对于认知、记忆和神经元存活至关重要，过度的NMDAR活化会介导急性脑损伤后的兴奋性神经元损伤[10, 41-42]。anti-NMDAR一般均为抗双链DNA(dsDNA)抗体，这些抗体能够与NMDA受体发生交叉反应，研究证明在脑脊液中抗NMDAR/dsDNA抗体，特别是抗N-甲基-D-天冬氨酸受体2抗体 (anti-NR2)与弥漫性NPSLE表现相关[10]。Anti-NR2是与NMDAR交叉反应的抗dsDNA抗体的子集，可损伤血脑屏障进入大脑，进而诱导海马神经元凋亡和神经病[43-44]。研究表明，与SLE和局灶性NPSLE患者相比，弥漫性NPSLE患者脑脊液 anti-NR2的水平显著升高，低浓度的anti-NR2可改变突触功能，高浓度的anti-NR2可通过凋亡引起神经元细胞的死亡[45-46]。

1.7抗神经节苷脂M1抗体(anti-GM1) 神经节苷脂是在所有脊椎动物细胞的质膜外小叶中表达的唾液酸化鞘糖脂家族，在记忆形成、轴突形成、突触传递方面具有重要作用，anti-GM1在一些自身免疫性神经系统疾病(如自闭症和SLE)具有重要作用[47]。Mostafa等[48]经过对SLE患者的随访发现，逐渐发展为NPSLE的患者血清中anti-GM1、anti-Rib-P和aPL的阳性率较健康受试者和SLE患者明显增高，其阳性率分别为83.3%、50%和16.7%，其中anti-GM1对NPSLE患者的预测价值最高，所有的NPSLE患者在发病初期均有以上3种抗体中的一种及其以上的抗体为阳性[48]。

1.8脑反应性自身抗体(BRAA) BRAA是抗神经元抗体的一个亚群，对神经膜组织具有特异性，研究表明不同特异性和不同浓度的脑反应性自身抗体可能参与SLE不同神经精神综合征的发病机制[49]。MRL/lpr狼疮模型小鼠由于和人的SLE疾病相似，所以是许多研究人员的优先选择[50]。Ballok等[51]使用荧光染料Fluoro-Jade B对MRL/lpr狼疮小鼠的大脑染色，证明了小鼠神经元的死亡，提示MRL/lpr狼疮模型小鼠具有类似临床的NPSLE症状。2014年，Williams等[50]首次利用多肽芯片技术，检测分析MRL/lpr小鼠血清中能够与脑反应性自身抗体BRAA高亲和力结合的蛋白，发现若干潜在天然靶蛋白，与C3H/HeJ小鼠相比，MRL/lpr小鼠血清中BRAA的水平显著升高，但BRAA是否可以作为NPSEL的生物标记物还需要进一步研究。

1.9抗泛素羧基水解酶L1抗体(anti-UCH-L1) UCH-L1是一种脑特异性蛋白，在中枢神经系统及其相关组织中高度富集，对于神经元的发育是必不可少的，而且在清除神经元胞浆中过多的、氧化的或其他错误修饰和折叠的蛋白质方面也起着关键作用[52-53]。Li等[54]发现NPSLE患者脑脊液 anti-UCH-L1水平的特异性高达91%，且anti-UCH-L1水平与NPSLE的严重程度呈正相关，可作为NPSLE预后不良的生物标记物。

1.10抗3-磷酸甘油醛脱氢酶抗体(anti-GAPDH) GAPDH是一种糖酵解酶，对于mRNA的稳定性、DNA修复、细胞死亡以及细胞内膜的运输等具有重要作用[55]。研究表明，SLE患者血清中anti-GAPDH的水平与认知功能相关[56]。Sun等[57]发现NPSLE患者血清中anti-GAPDH水平显著升高，并与颅内压的升高以及血管病变发生率增高相关，随着anti-GAPDH水平的升高，NPSLE患者的疾病状态更为活跃，可能是疾病预后不良的重要生物标记物。

1.11抗γ-氨基丁酸B型受体抗体(anti-GABAR B) GABA是主要的抑制性神经递质，通过抑制性前额叶神经元来调节神经元活动和工作记忆，GABA受体主要包括A、B、C 3种受体类型，在成熟的少突胶质细胞分化中具有重要作用[58-59]。Tsuchiya 等[60]的研究表明，在活动性NPSLE患者的脑脊液中检测出anti-GABAR B的频率显著高于无神经表现的SLE患者，而且血清和脑脊液中anti-GABAR B水平与NPSLE呈正相关；同时在治疗后，患者血清中anti-GABAR B水平显著降低。

2 细胞因子

2.1白细胞介素6(IL-6) IL-6是促炎性细胞因子，可诱导急性炎症的蛋白质表达，对于细胞增殖和分化也具有重要作用[61]。研究表明，中枢性NPSLE患者脑脊液 IL-6水平显著高于非中枢性的SLE患者和健康人员[62]。Hirohata等[63]通过对45例SLE患者的回顾性研究发现，脑脊液 IL-6对于诊断患有狼疮精神病的SLE患者具有较高的敏感度(87.5%)和特异度(92.3%)，但当SLE患者同时出现精神病表型和局灶性症状时，脑脊液 IL-6很难准确诊断患有精神疾病的SLE患者。

2.2干扰素α(IFN-α) IFN-α是同时具有抗病毒和抗增殖活性的促炎性细胞因子[64]。研究表明IFN-α通过JAK1/JNK/STAT1和STAT3信号通路诱导一氧化氮合酶和一氧化氮释放，致使神经元受损；同时，还可以下调血红素加氧酶1(HO-1)的表达，而神经元和非神经元中的HO-1在神经元的保护和重塑性十分重要[64]。Zeng等[65]为了研究IFN-α对NPSLE的作用，将负载IFN-α的腺病毒注射到雌性NZB/NZW F1小鼠中，并进行一系列的行为测试，发现小鼠的精神障碍表型如焦虑、抑郁、社交以及认知障碍均加重。

2.3肿瘤坏死因子样的凋亡微弱诱导剂(TWEAK) TWEAK是肿瘤坏死因子家族成员的促炎性细胞因子，通过激活其唯一的受体Fn14来诱导细胞增殖、血管生成、炎症和凋亡[66]。Stock等[66]发现，MRL/lpr小鼠大脑皮层中TWEAK和Fn14的表达增加；在敲除Fn14的MRL/lpr小鼠中，发现其认知功能显著改善，抑郁样行为明显减少。Wen等[67]发现，TWEAK/Fn14途径的激活会直接损害MRL/lpr小鼠血脑屏障的完整性；在敲除Fn14的MRL/lpr小鼠中，脉络丛上皮细胞的浸润和脑细胞的死亡显著减少。虽然TWEAK可能在NPSLE疾病的发病机制中具有重要作用，但研究表明，TWEAK的水平不足以作为NPSLE疾病的生物标记物[68-69]。Fragoso-Loyo等[68]认为，血清或脑脊液中的TWEAK水平对NPSLE患者并不敏感，在NPSLE患者发病6个月后，TWEAK水平没有显著变化，而且也不能将NPSLE于无精神疾病的SLE和非自身免疫疾病的患者区分开。同样的，Balajkova等[69]也发现，与无精神疾病的SLE患者和健康受试者相比，血清TWEAK水平差异无统计学意义，与NPSLE患者的疾病活动也没有任何关系，认为血清TWEAK水平不能够鉴定NPSLE患者。

2.4脑源性神经营养因子(BDNF) 脑源性神经营养因子(BDNF)是在神经元和神经胶质细胞体中合成的蛋白质，对大脑的发育，形态以及突触可塑性和功能具有重要影响，并与许多精神疾病有关[70]。研究表明，具有不可逆性器质性脑部改变的NPSLE患者的血清BDNF水平始终较低[71]。Tamashiro等[72]发现，非活动性NPSLE患者的血清BDNF水平与SLEDAI呈负相关，在治疗后NPSLE患者的血浆BDNF水平显著提高。

3 高迁移率族蛋白B1(HMGB1)

HMGB1是高度进化和功能保守的核DNA结合蛋白，在细胞外环境中会与细胞表面受体结合，引发炎症反应[73]。在对NPSLE疾病的研究中发现，HMGB1可启动补体C1q与神经元树突的结合，诱导小胶细胞活化，破坏血脑屏障，导致神经元的损伤和重塑[74]。Huang等[75]研究表明，与健康人或者无神经表现的SLE患者相比，NPSLE患者血清中HMGB1的表达显著升高，而且与疾病活动呈正相关，提示其可能作为疾病严重程度的一个潜在指标。

4 miRNA和LncRNA

miRNA是小的非编码RNA，可在转录后调控基因的表达，在神经退行性疾病、心血管疾病以及癌症中均发挥重要作用[76-77]。NPSLE、多发性硬化症以及视神经脊髓炎谱系疾病的诊断易混淆，而Sharaf-Eldin等[78]发现与健康受试者相比，多发性硬化症患者的miR-145和miR-223显著上调，miR-326的水平下调；NPSLE患者的这3个miRNA均显著下调；而视神经脊髓炎谱系疾病患者的miRNA则没有变化，说明miR-145、miR-223和miR-326的组合可作为区分这3种疾病的指标。LncRNA是长度超过200个核苷酸，可自行转录的非编码RNA，在表观遗传、基因表达和蛋白质活性等方面具有重要的调节作用[79]。Geng等[80]通过RNA测序发现NPSLE患者的差异性lncRNA，通过qRT-PCR验证了其中的10个，发现这些差异性lncRNA与NPSEL患者之间存在相关性，其可能通过调节NPSLE患者中相关的mRNA的表达来发挥作用。

5 其他

脂质运载蛋白2(LCN2)是具有多效免疫功能的急性期反应蛋白，主要由神经胶质细胞释放并作用于神经胶质细胞，在调节脑损伤方面具有重要作用[81-82]。Mike等[82]研究发现，与健康受试者相比，NPSLE患者的脑脊液 LCN2的表达增加30倍以上，且LCN2缺乏可减弱患者的认知功能障碍。骨桥蛋白(OPN)是细胞内磷蛋白，可参与组织修复和信号传导，高浓度的血浆OPN水平会加重SLE的器官损伤[83]。Kitagori等[84]发现，NPSLE患者脑脊液 OPN的浓度显著高于无精神疾病的SLE患者，且在治疗后其水平降低，在OPN的临界值为963.4 ng/ml时，虽然OPN的敏感度(70%)较低，但是其诊断的特异性高达100%，这对于疾病的诊断及其重要。半乳糖凝集素9(Gal-9)是一种β-半乳糖苷结合凝集素，在自身免疫性疾病中具有重要调节作用[85]。Matsuoka等[85]发现，有器官受累的SLE患者血清中Gal-9的水平显著升高，NPSLE患者脑脊液而非血清中Gal-9的水平显著升高，提示血清和脑脊液中的Gal-9可能作为诊断NPSLE疾病的一个潜在指标。

6 总结

近年来，NPLSE的生物标记物日渐增多，但由于NPSLE的发病机制极其复杂，至今并没有可以应用于临床的生物标记物。目前虽然MRI影像对于NPSLE疾病的诊断及治疗极其重要，但是容易与其他精神疾病相混淆，且诊断时间相对较长。因此，一个好的生物标记物，可以快速的帮助医生诊断疾病，并在治疗过程中监测疾病的发展状况，是疾病诊断和预后的强有力工具。多年来，发现在不同表型的NPSLE患者中，不同的生物标记物患病率大不相同，目前还没有单一的生物标记物能准确的诊断NPSLE[86]。所以还需对这些潜在的生物标记物进行进一步的研究，并寻找新的生物标记物，使其能够尽快应用于临床，帮助NPSLE患者早期诊断及治疗监测。