正确认识寡克隆区带在多发性硬化诊断中的价值
2022-11-25钮振宇金海强郝洪军北京大学第一医院神经内科北京100034
钮振宇,金海强,郝洪军(北京大学第一医院神经内科,北京 100034)
寡克隆区带(oligoclonal bands,OCB)是多发性硬化(multiple sclerosis,MS)诊断中最重要的实验室检查指标。近年来,随神经病学、免疫学及电泳技术的发展,国内OCB 检测与结果判读的标准化流程已初步形成。然而,在临床实践中,OCB 检测仍有诸多有待探索的问题,如国内MS 患者脑脊液OCB阳性率低于欧美的原因、OCB 对MS 患者的分型与预后价值尚不明确等。本文将重点围绕上述问题展开阐述。
1 OCB 简述
1.1 OCB OCB指部分脑脊液或血清蛋白质标本经区带电泳(zone electrophoresis),在γ球蛋白区域形成2 条或2 条以上不连续的狭窄区带。寡克隆区带的化学本质为机体病理状态下被激活的数个B淋巴细胞克隆分泌出的数种免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)。临床常规工作中以检测免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)类型区带多见。
1.2 研究历程 1942年,Kabat等[1]利用早期移动界面电泳注意到MS 患者脑脊液中γ 球蛋白含量升高。随后的研究证明增高的蛋白质为IgG[2]。1960年,利用更先进的分离技术,Lowenthal 等[3]在MS患者的脑脊液中首次检测到分离、狭窄的“脑源性特异性条带”。1970 年,Laterre 将该条带命名为“寡克隆表象(oligoclonal aspect)”,之后正式定名为“寡克隆区带(oligoclonal bands)”[4-6]。
1.3 检测方法 早期针对血清及脑脊液标本的区带电泳主要以琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶为支持介质,依据分子量大小,只能分离出清蛋白区带及α1、α2、β、γ球蛋白区带,该技术逐渐为灵敏度更高的等电聚焦电泳(isoelectric focusing electrophoresis,IFE)技术所取代[7]。随着IFE 技术的改进,免疫固定(immunofixation)及免疫印迹(Western blot)法也被引入到IFE技术中辅助检验OCB,用以进一步鉴定IFE技术分离出的电泳条带的Ig类型成分。目前,IFE 结合以抗人IgG 为酶标抗体的免疫固定或免疫印迹的敏感性和特异性均较高,且一些试剂公司生产的商品化的成套仪器和试剂为国内外有关检测单位广泛使用。IFE 技术能够满足临床工作的需要,是评估鞘内Ig 合成最具广泛共识的实验室检测方法,已被提议作为实验室检测脑脊液中OCB的“金标准”,用于MS的支持诊断[8-14]。
1.4 结果判读 OCB 阳性的判定标准为样品经IFE与抗人IgG为酶标抗体的免疫固定或免疫印迹实验后,在支持介质pH 3.0 ~10.0 的范围内见2 条以上区带[11]。判定过程应使用盲法,不向检验技师提供患者的详细病史及临床诊断,由2 名检验技师各自独立判定,若不一致,再由第3 名检验技师判读,取至少2名检验技师判读一致的结果作为最终报告结果[10]。OCB是经IFE 技术显示的能为肉眼所见的或经分析仪呈现的一种形态学上的结果,目前尚不清楚其对应的确切抗原。不过,可以肯定的是,利用免疫固定或免疫印迹技术,如果结合抗人IgG-酶标记物后出现条带,那么OCB 的化学本质就是具有IgG属性的Ig,如果结合其他类型的抗人Ig-酶标记物后出现条带,那么其化学本质就是对应该种类型的Ig(A、M、D、E)或κ 链、λ 链。综上,形态学区分对OCB 检测结果的判读尤为重要。患者通常应同时检测脑脊液与血清配对标本,典型结果有5 种。Ⅰ型示脑脊液和血清中均未检出OCB,回报阴性。Ⅱ~Ⅴ型示脑脊液中检出OCB,回报阳性,同时判断是否存在鞘内合成IgG,其中Ⅱ、Ⅲ型示脑脊液与血清中OCB 不匹配,提示存在鞘内合成(Ⅱ型)或对特殊病原体感染的免疫应答(Ⅲ型);Ⅳ、Ⅴ型示脑脊液与血清中OCB 匹配,提示存在血脑屏障(blood brain barrier,BBB)损伤,伴(Ⅳ型)或不伴(Ⅴ型)鞘内合成[15]。
1.5 结果分析 OCB的化学本质能提示鞘内是否存在IgG合成,进而作为支持诊断MS的指标,故须将脑脊液与血清标本同时进行配对检测,通过分析脑脊液与血清OCB 的差异推测判定鞘内IgG 的来源[16-18]。此外,BBB通透性分析可为结果分析提供进一步证据,临床上通常采用脑脊液清蛋白/血清清蛋白比值(CSF/serum albumin quotient,QAlb)作为反映BBB通透性的基础指标[15]。QAlb<10 代表BBB相对正常,介于10~30提示BBB轻中度受损,介于30 ~100 提示BBB 重度受损,>100 则代表BBB完全受损[19]。此外,运用QAlb 时,临床实践中也常用IgG 指数或24 h 鞘内IgG 合成率等指标结合血脑屏障受损情况,评估IgG鞘内合成。
2 MS 患者脑脊液OCB 阳性率的影响因素及OCB 阳性的临床意义
2.1 影响因素 脑脊液OCB 是实验室辅助诊断MS的主要指标,但并非所有MS 患者均表现为脑脊液OCB阳性。不同地区脑脊液OCB的阳性率有显著差异,欧洲、北美及大洋洲的MS 患者脑脊液OCB阳性率约为85%~100%[20-24],东亚人群MS患者脑脊液OCB 阳性率较低。国内研究显示,OCB阳性率约为37%~63%[25-31],但因检测时间年代跨度较大,多为单中心,方法学和诊断水平上不一致,脑脊液OCB没有明确分型。目前国内文献显示的数据还有待全国各区域多中心数据的更多结果进行修正。
2.1.1 纬度 纬度被认为是影响一些地区MS 患者脑脊液OCB 阳性率的独立因素。在欧洲、北美地区,MS患者脑脊液OCB 阳性率随纬度上升显著增加[23,32]。拉丁美洲的研究显示,靠近赤道的圭亚那及哥伦比亚,MS 患者脑脊液OCB 阳性率约为45.5%~50.0%[33],纬度较高的乌拉圭及巴西,阳性率则约为93%[34-35]。日本的研究结果也显示,高纬度的北海道地区相比低纬度的九州地区,MS 患者脑脊液OCB阳性率更高[36]。然而,部分研究者对此表示异议,阿根廷的一项全国性临床研究则提示,该国MS患者脑脊液OCB阳性率不依纬度梯度而变化[37]。同样,对国内进行的以IEF 为主要方法的几项单/双中心临床研究结果也并未体现MS患者脑脊液OCB阳性率与纬度显著相关[25-31]。
2.1.2 遗传因素 考虑到MS 患者脑脊液OCB 阳性率在东亚、中亚及欧美的显著差异,遗传因素可能是影响脑脊液OCB 阳性率的重要因素。目前,研究已发现来自人类白细胞抗原(HLA)复合体和其他6个基因座的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)与MS患者脑脊液OCB 阳性率相关[38],但目前尚未发现单基因与脑脊液OCB类型显著相关。遗传因素的影响可能提示脑脊液OCB阴性与阳性的MS 可能有发病机制上的差异。
2.1.3 环境因素 通常认为MS 患者脑脊液OCB阳性率随纬度变化的原因在于不同纬度下温度、饮食、环境暴露等一系列因素的差异,维生素D 水平可能是其中的关键因素。虽然目前尚未确认维生素D水平与免疫球蛋白鞘内合成的直接关系,但研究已经证实,维生素D 不足与MS 发病密切相关,进而可能对脑脊液OCB 阳性率产生影响。体内维生素D合成与适量紫外线照射有关,故阳光照射强度较低的高纬度地区,MS发病率通常较高,OCB 阳性率也更高[39]。位于北欧的斯堪的纳维亚地区,MS发病率与脑脊液OCB 阳性率反而低于欧洲大陆,可能与当地人群维生素D摄入量较高有关[40]。
2.1.4 统计因素 欧洲、北美地区MS 患者脑脊液OCB阳性率随纬度增高而上升,但总结国内对MS患者脑脊液的OCB 阳性率的研究,却并未发现该现象。我国MS患者脑脊液OCB 阳性率与纬度缺乏相关的原因可能包括:一方面,现有的研究往往并未对患者遗传易感性、生活方式、饮食习惯等混杂因素做出明确描述,故难以排除这些因素的影响;另一方面,考虑到我国患者的就医行为特点,患者就诊的医疗机构往往并不位于其生活地点,统计应以患者籍贯而非患者就诊的医院为中心;此外,人种、人口迁移等因素也需要纳入考虑。
2.2 OCB对MS的诊断价值 脑脊液OCB 作为辅助诊断MS的重要指标之一,已经为国内外学者所认识,但脑脊液OCB是否与MS患者的临床特征有关,目前尚无定论。部分研究者认为,利用脑脊液OCB可以将MS患者分为不同的表型。在欧美,脑脊液OCB阳性通常代表患者的预后更差:脑脊液OCB阳性患者有更高的临床孤立综合征(clinicallyisolated syndrome,CIS)向MS 的转化率[41-42],灰质病变、残疾和认知障碍更加严重[43]。但在国内,临床实践与临床研究中均未发现脑脊液OCB 与患者的临床特征或预后有关[31]。此外,部分研究者认为脑脊液OCB 检测与IgG 指数、脑脊液游离κ 轻链与λ 轻链检测结合,用于诊断MS 的敏感性和特异性可能更高[44],且脑脊液OCB 阴性的患者可能仍存在部分鞘内抗体的合成[45]。
2017 年更新的MS 的McDonald 诊断标准中,又再次特别强调脑脊液OCB 辅助诊断MS 的重要性[46]。需要补充的是,免疫活动期的MS 患者脑脊液OCB主要为Ⅱ型,经积极治疗,患者恢复期脑脊液OCB可以转为阴性,但对于MS 患者个体而言,目前还缺乏大量临床资料支撑的系统性研究表明脑脊液OCB 转为阴性的时间节点。对于CIS 患者,脑脊液OCB阳性可作为判定CIS 转化为MS 的预测指标因素,提示患者的临床症状满足时间多发性(dissemination in time,DIT)或空间多发性(dissemination in space,DIS),其敏感性高于核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)。此外,需要强调的是,以上诸多国外文献,其依据是欧美MS患者较高的OCB 阳性率。我们单位于2010 年在国内率先规范使用商品化IFE技术检测OCB,并于2011—2013年参加美国病理学会(CAP)的脑脊液OCB检测质量控制,获得合格通过,达到与欧美先进水平行列。2021 年,与国内多家单位协作,率先完成脑脊液免疫球蛋白G 寡克隆区带的实验室检测标准流程建立和一致性验证。据调研所掌握的信息,国内各OCB检测单位不断交流学习、共同提高,基本完善了一套规范化的标准程序、缩短了与欧美发达国家的差距。同时我们已经完成全国区域范围内的MS患者脑脊液OCB阳性检出率及相关数据资料的初步统计,有望填补全球范围内的MS患者脑脊液OCB阳性率的中国可靠数据的空白。
3 总结
本文从OCB 概念描述、研究历程、检测方法、结果判读、结果分析以及OCB 对MS 的诊断价值、OCB阳性率的影响因素进行了叙述讨论。但MS患者脑脊液中为什么会出现OCBⅡ型区带、区带的化学本质(IgG类为主,也有出现IgA类或IgM类条带的报道),对应的抗原是何种分子,目前尚无明确研究。OCB 化学本质属于Ig(G、A 或M)无可置疑,但其在MS患者脑脊液中出现是作为抗体的角色,还是作为患者脑组织合成的异质性免疫球蛋白(如同多发性骨髓瘤患者血液中存在的M 蛋白),学界仍无定论。因此,有关MS 患者脑组织中的免疫学特点、若干B 细胞接受何种提呈抗原刺激、过程受何种因素调控,还需要深入认识探索。