神经综述:长脊髓脱髓鞘病变的相关抗体及常见疾病MRI特征
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神经综述:长脊髓脱髓鞘病变的相关抗体及常见疾病MRI
特征
长脊髓病变(longitudinally extensive spinal cord lesions,LESCLs)指脊髓矢状位MRI病变超过3个椎体节段的脊髓病变,常见于特发性炎性脱髓鞘疾病(idiopathic inflammatory demyelinating diseases,IIDDs)。IIDDs主要包括视神经脊髓炎谱系疾病(neuromyelitis optica spectrum disorder,NMOSD)、急性播散性脑脊髓炎(acute demyelinating encephalmyelitis,ADEM)、长节段横贯性脊髓炎(long extensive transverse myelitis,LETM)、多发性硬化(multiple sclerosis,MS)等。本文中后述内容中LESCLs均特指所有累及脊髓超过3个椎体节段的IIDDs。LESCLs是NMOSD的六大核心症状之一,2004年Lennon 等在视神经脊髓炎患者血清中发现了NMO‐IgG[即水通道蛋白4(aquaporin-4,AQP4)抗体,该抗体是区分NMOSD 与MS的主要血清学依据,并于2015年作为分类依据被纳入NMOSD的诊断标准],此后NMOSD、AQP4抗体、LESCLs的影像学表现成为LESCLs相关研究的重点。2011
年Mader等在NMOSD及其高危综合征中发现血清AQP4抗体阴性的部分患者可出现MOG抗体阳性,使MOG抗体逐步成为新的研究热点;2013年Tzartos等在NMOSD、
MS及未归类LESCLs患者血清中使用放射免疫沉淀法(radio‐immunoprecipitation assay,RIPA)检出水通道蛋白AQP1(aquaporin‐1)抗体,但其检验方法、阳性率及临床意义尚有争议。本文就现己发现的LESCLs的相关抗体以及常见疾病的MRI特点进行综述,以期提高对本类疾病的认识。
01LESCLs相关抗体
LESCLs发病前多有感染或疫苗接种病史,高度提示LESCLs 的发病与自身免疫相关。目前文献报道参与LESCLs发病的血清抗体主要包括AQP4抗体、AQP1抗体、MOG抗体等,不同抗体在不同疾病中分布各异。目前关于血清AQP4抗体阳性的LESCLs的研究结论已较为明确。由于血清
AQP4抗体阴性的LESCLs与阳性患者具有明显不同的性别分布比例、临床影像表现及预后,且部分阴性患者血清中可检测到AQP1抗体或抗髓鞘少突胶质细胞糖蛋白(myelin oligodendrocyte glycoprotein,MOG)抗体,提示可能有AQP4抗体以外的免疫机制参与其发病。1.1 相关抗体
1.1.1 AQP4抗体:AQP4最初于1994年由Hasegawa在鼠肺中发现,AQP4单体有M1、M23两种亚型,通常聚集成异四聚体,再形成主要以M23为核心、M1位于周边的正交的颗粒阵列(orthogonal arrays of particles,OAPs)。AQP4广泛分布于肾(集合管)、胃(壁细胞)、呼吸道、腺
体、骨骼肌等处的上皮细胞,最强表达于中枢神经系统,是脑、脊髓、视神经中最丰富的水通道蛋白,主要表达于软膜下的胶质界膜(glial‐limiting membrane)、血-脑屏障处星形细胞足突,也表达于室管膜细胞基底侧细胞膜、室管膜下星形细胞足突;在海马及缺乏血-脑屏障的室周器官(circum‐ventricular organs,CVOs)(如极后区)的星形细胞膜上,AQP4呈非极性分布(即足突与非足突部分分布无差别)。AQP4抗体属于IgG型抗体,以IgG1类为主。抗体依赖的AQP4丢失为NMOSD的典型特征。AQP4抗体主要存在于循环系统,可经血-脑屏障薄弱处进入中枢神经系统,或由分泌AQP4抗体的浆细胞在血-脑屏障破坏时进入中枢神经系统产生,进入中枢神经系统的AQP4抗体与星形细胞足突表面的AQP4胞外段三维构象表位选择性结合,激活补体、形成膜攻击复合物,进而损伤星形细胞、释放神经胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP),在AQP4作用下更多星形细胞迁移至损伤部位,在抗体补体作用下启动正反馈效应,AQP4特异性效应T细胞进一步引发炎性反应,引起中性粒细胞和嗜酸性粒细胞等的聚集,从而导致髓鞘脱失和轴索变性,胶质细胞增生形成脱髓鞘斑块。早期移除AQP4抗体可使新合成的AQP4重新分布于细胞膜表面,阻断AQP4抗体与抗原在中枢神经系统的结合或保持血-脑屏障的完整性可能减少NMOSD发
作造成的星形细胞的损伤以及永久的残疾,由此可见血清AQP4抗体在NMOSD的LESCLs形成中发挥重要的起始作用。
1.1.2 AQP1抗体:AQP1(最初称为CHIP28,单体大小为28000),作为第一个被认识的水通道蛋白,于1991年由Preston等在红细胞及肾小管上皮细胞膜上发现。AQP1抗体为哑铃型同源四聚体,广泛表达于全身血管内皮表面,主要与肾脏和肺部疾病有关,脑内血管仅见于CVOs血管内皮表面,也作为水通道和环鸟甘酸(cGMP)-门控离子通道表达于脉络丛上皮脑脊液一侧的细胞膜上,参与脑脊液分泌,在脊髓主要表达于无髓纤维的背根神经节及其投射的脊髓后角,与疼痛调节有关。Tzartos等发现,血清AQP1抗体也属于IgG1类抗体,由于健康对照及非脱髓鞘疾病对照组AQP1抗体检测阴性,推断其主要见于中枢神经系统慢性脱髓鞘疾病,并提出可作为IIDDs的新的潜在生物标记物。但Sanchez Gomar等2016年使用ELISA及CBA 法进行检测AQP1抗体,在复发性视神经炎(recurrent optic neuritis,rON)、MS、未归类LESCLs可检测出较高滴度,非脱髓鞘疾病中未检测出有效浓度,和Tzartos等的结果一致,而8例NMOSD也均未检测出有效滴度,推测可能与样本例数太少有关。在有脊髓病变的IIDDs中,AQP1抗体特异性与AQP1胞外a、c、e段结合(与a结合更多