视神经脊髓炎谱系疾病的免疫治疗策略

1.首都医科大学附属复兴医院神经内科，北京市100038；2.首都医科大学附属安贞医院神经内科，北京市100029

视神经脊髓炎谱系疾病(neuromyelitis optica spectrum disorder,NMOSD)是一种与血清水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4)免疫球蛋白G抗体(immunoglobulin G,IgG)相关的中枢神经系统(central nervous system,CNS)自身免疫性疾病。2004年Lennon等[1-2]在视神经脊髓炎(neuromyelitis optica,NMO)患者血清中发现了一种与星形胶质细胞(astrocyte,AS)足突上的AQP4抗原结合的自身抗体AQP4-IgG，此抗体的发现使得NMOSD脱离出多发性硬化(multiple sclerosis,MS)，成为一个独立的疾病[1,3]。NMOSD的确切病因及发病机制尚不明确，目前普遍认为是一种自身抗体介导、体液免疫主导、多种免疫细胞和因子参与的自身免疫性疾病。多数患者血清AQP4-IgG阳性[4]。

2010年欧洲神经科学协会联盟明确了NMOSD的定义，特指一组潜在发病机制与NMO相近，但临床范围累及局限，不完全符合NMO诊断标准的一组相关疾病。2015年NMOSD诊断标准国际共识将NMO归入NMOSD，且根据AQP4-IgG的表达情况分为AQP4阳性NMOSD和AQP4阴性NMOSD[3,5]。机体对AQP4的免疫失耐受被认为是该病发生的中心环节，因此恢复机体的免疫稳态、抑制AQP4抗体生成以及阻断下游的相关免疫反应，已然成为急性期治疗和预防该病复发的重要策略。

1 AQP4-IgG及其靶抗原AQP4在NMOSD中的可能作用

AOP4是一种Ⅲ型跨膜蛋白，位于构成血脑屏障的AS足突上，大量分布于视神经和脊髓，亦见于小脑及下丘脑、脑室旁及导水管周围等，调节脑、脑脊液和血液之间的水转运。浆母细胞分泌AOP4抗体，进入CNS，通过内皮细胞的胞转作用或血脑屏障通透性增高区域，选择性地结合AS突触表面AOP4蛋白，激活补体途径，引起补体依赖的细胞毒性反应，导致血脑屏障破坏，诱导大量炎性细胞通过血脑屏障，浸润到脑组织中，直接导致AS损伤及继发脱髓鞘病变。此外，伴随血脑屏障的破坏，大量的淋巴细胞、巨噬细胞和炎性细胞因子进入CNS，造成二次病理损伤。因此，AQP4-IgG在NMOSD发病中有关键的作用。然而，AQP4-IgG阴性患者的免疫发病机制往往难以解释。有人指出髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体(myelin oligodendrocyte glycoprotein antibody,MOG-Ab)在AQP4-IgG阴性患者中产生独特的临床特征，可能是这类异质性群体的致病抗体[6-7]。目前可以肯定AQP4-IgG对于NMOSD的发病机制、临床诊治等有重要意义。

2 NMOSD免疫治疗

NMOSD的治疗包括急性发作期治疗和预防复发治疗。前者治疗的目的是减少神经不可逆性损伤，促进其功能恢复，降低病死率；后者治疗主要是降低复发率，减轻患者伤残严重程度[3,8]。

2.1 急性期治疗

2.1.1 激素治疗

激素治疗是急性发作期首选治疗方法，原则是大剂量冲击疗法。①静脉滴注甲基泼尼松龙1000 mg/d，3～5 d后完全停用，或改为口服泼尼松60 mg/d逐渐减量并维持一定时间。②静脉滴注甲基泼尼松龙1000 mg/d，随后每3天剂量减半，减至120 mg/d时改为口服醋酸泼尼松，逐渐减量。对于病情重、复发型NMO及对激素有依赖性的部分NMO患者，在减量过程中病情易反复。有研究报道，当泼尼松减至5～15 mg/d时出现病情恶化，即此类患者需要长期小剂量激素维持[9-10]。大多数患者对激素的反应及耐受性较好，80%患者在治疗1周内临床症状得到明显改善。有研究显示，大剂量激素冲击治疗次数超过3次的MS患者及冲击次数超过1次的NMOSD患者，对激素的反应性将大大降低甚至无反应[11]。在激素冲击疗效不佳时，也可联合环磷酰胺治疗，以终止病情进展。其可能的机制为抑制炎性反应和免疫反应，进而减少淋巴细胞和单核细胞浸润，降低细胞黏附分子和基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)的表达，降低AQP4-IgG的滴度，恢复血脑屏障的完整性。长期大剂量应用糖皮质激素主要不良反应有感染、水电解质紊乱、消化性溃疡、血糖升高、血压升高、股骨头无菌性坏死、库欣综合征等[3]。

2.1.2 血浆置换

血浆置换可作为部分对激素疗效不佳或症状较重NMOSD患者的另一种选择方案。血浆置换也可以联合糖皮质激素治疗。治疗方法为每次血浆交换量2～4 L，开始为隔天1次，以后可1～2次/周，一般建议交换3～5次，多数置换1～2次后即可见效。血浆置换能从血液中移除自身抗体，从而改善新近发病患者的预后。有临床研究表明，激素冲击治疗无效的NMO患者，用血浆置换治疗后，约50%患者仍有效[12]。有研究发现，血浆置换对AOP4阳性及阴性NMOSD患者的神经功能均有改善[13-14]。血浆置换的副作用主要包括静脉并发症、血栓、脑栓塞、低血压、胸痛、肺炎、荨麻疹、支气管痉挛、缺铁性贫血、低钙血症、氮质血症以及血中纤维蛋白原、免疫球蛋白血及补体水平下降。

2.1.3 静脉注射免疫球蛋白(intravenous immunoglobulin,IVIg)

当激素或血浆置换疗效不佳时，IVIg可作为一种备选的替代方案。临床上IVIg常和激素联合应用。其治疗机制是中和血液中的抗体、补体、细胞因子，进而发挥免疫增强作用。IVIg常用剂量和方法为0.4 g/(kg▪d)，连续5 d为1个疗程，也可每月1次。有研究表明，NMOSD患者2～3次/月的IVIg治疗，可降低年复发率及扩展残疾状况评分(Expanded Disability Status Scale,EDSS)[15]。IVIg主要副作用为过敏反应及头痛、发热、寒战、皮疹、恶心、头痛、胸闷等全身反应，多发生于输注初期。

2.2 预防复发治疗

预防复发治疗的一线药物有激素、硫唑嘌呤(azathioprine,AZA)、吗替麦考酚酯(mycophenolate mofetil,MMF)、利妥昔单抗(rituximab,RTX)；二线药物有他克莫司、环孢素A、环磷酰胺、甲氨喋呤(methotrexate,MTX)、米托蒽醌。

2.2.1 小剂量口服激素

是否缓解期应用尚无定论，应权宜利弊个体化治疗。多推荐与其他免疫抑制剂(AZA、环磷酰胺、MMF等)联合使用，以防止复发。常用剂量和方法为口服泼尼松龙5～30 mg，每天1次。副作用有感染、水电解质紊乱、血糖升高、血压升高、股骨头无菌性坏死、上消化道出血等。

2.2.2AZA

AZA是目前最常用于NMOSD的一线免疫抑制剂之一，单用或联合口服激素，通常在其起效后(2～3个月)逐渐减量。AZA能减少NMOSD的复发及减缓神经功能障碍进展[16]，其作用机制是通过抑制嘌呤的合成，抑制细胞的增殖而影响免疫，尤其对淋巴细胞的抑制更为明显。一项前瞻性研究显示，77例中国NMOSD患者，给予AZA联合小剂量糖皮质激素治疗，平均随访23个月，年复发率从0.923%降至0，平均EDSS和改良的Rankin量表(modified Rankin Scale,mRS)评分均显著下降[3,17]。常用剂量和方法：口服2～3 mg/(kg▪d)，每天2～3次。为避免服用AZA的患者出现再生障碍性贫血，须用前检测硫嘌呤甲基转移酶(thiopurine methyltransferase,TPMP)。AZA主要副作用为骨髓抑制、肝功能损害等。

2.2.3 MMF

MMF是一种核苷酸合成限速酶抑制剂，通过抑制次黄嘌呤核苷磷酸脱氢酶从而选择性抑制T、B淋巴细胞的增殖和功能，是目前临床上最常用于NMOSD的免疫抑制剂之一，起效较慢(约2～3个月)，常需与口服激素合用。常用剂量和方法：口服750～1500 mg/d，每天2次。MMF主要副作用为骨髓抑制、肝功能损害、胃肠道不适、感染等。Chen等对62例每天服用MMF(20 mg/kg)的NMOSD患者随访，平均治疗时间1.5年，年复发率从1.28降至0，EDSS评分由4分降到2分，且耐受性较好[18]。

2.2.4 RTX

RTX是一种特异性针对CD20+单克隆抗体，通过选择性地与CD20+分子结合，去除体内B细胞(包括浆母细胞)，以减少NMO的复发次数。研究表明，RTX能使NMOSD患者的年复发率降低87%～96%，使80%～100%患者的EDSS评分显著下降。与AZA、MMF等经典免疫抑制剂相比，RTX可以更好地预防疾病复发，被推荐作为NMOSD的一线治疗药物，尤其是对传统免疫抑制剂反应不佳的患者[19-20]。目前，RTX治疗NMOSD的用药方案通常有两种：①按375 mg/m2(体表面积)，静脉点滴，每周1次，连用4周；②1000 mg静脉点滴，共用2次(间隔2周)。每月监测，外周血CD19+B细胞/总淋巴细胞比例＞0.1%或CD27+记忆性B细胞比例＞0.05%时再次给药。此外，在维持治疗中是否使用小剂量RTX，及初始治疗时使用小剂量RTX(100 mg/次，每周1次，连续3次)控制疾病发展尚有争议。一部分学者认为，治疗中国NMOSD患者，对于清除B细胞，维持低水平B细胞计数，阻止复发，使用低剂量RTX即足够[21]。总之，各种治疗方案的选择应本着个体化和密切监测实验室数据有效为原则。RTX主要副作用为发热、寒颤、潮红、荨麻疹或皮疹、头痛、瘙痒、呼吸困难，暂时性低血压、心律失常等滴注相关症候，少数发生出血性副作用，通常症状轻微且为可逆性。

2.2.5 MTX

MTX是二氢叶酸还原酶抑制剂，通过抑制DNA的合成而发挥免疫抑制作用。常与其他免疫抑制剂(如激素、环磷酰胺)合用，适用于不能耐受AZA等其他免疫抑制剂的NMOSD患者。Kitley等[22]在一项回顾性研究中发现，14例患者接受MTX和强的松治疗后，79%患者EDSS评分稳定。常用剂量和方法为口服7.5～25 mg，每周1次，需补充叶酸。MTX副作用为肝功能损害、骨髓抑制、口腔炎、口腔溃疡、腹泻和脱发等。

2.2.6 米托蒽醌

米托蒽醌通过作用于核酸合成，抑制T细胞、B细胞和巨噬细胞的增殖，降低炎性细胞因子分泌等机制发挥作用。对于反复发作而其他方法治疗效果不佳的NMOSD可考虑选用。有研究显示，米托蒽醌治疗主要影响CD19、CD27及B记忆细胞。常用剂量和方法：按12 mg/m2(体表面积)，静脉点滴，每月1次，3个月后每3个月1次，积累总量不能超过100 mg/m2。米托蒽醌代谢缓慢，且对心脏有毒性蓄积作用，因此用药过程及前后应监测心功能[23]，每次给药前评估左心室射血分数，然后每年1次，终生评估，以警惕迟发性心脏毒性的可能。其他副作用包括骨髓抑制、白血病、脱发和恶心。

2.2.7 环磷酰胺

环磷酰胺是双功能烷化剂及细胞周期非特异性药物，可干扰DNA及RNA功能。环磷酰胺对减少NMOSD复发和减缓神经功能障碍进展有一定疗效，尤其适用于并发其他自身免疫病(系统性红斑狼疮)的NMOSD患者。常用剂量和方法：①7～25 mg/kg静脉滴注，每月1次，共用6个月；②国内有学者对环磷酰胺的推荐用量为200 mg静脉滴注1周(共2次)，继以400 mg静脉滴注1周(共2次)，800 mg静脉滴注每周1次，直至总量10 g为1个疗程。以后用维持剂量800 mg静脉滴注，每月1次。环磷酰胺副作用为外周血白细胞和血小板减少、脱发、胃肠道反应、出血性膀胱炎等。

2.2.8 环孢素A和他克莫司

环孢素A和他克莫司均为钙调蛋白抑制剂，当其他免疫抑制剂疗效不佳时，作为一种备选的替代方案，常与口服激素合用。常用剂量和方法：环孢菌素A 2～5 mg/(kg▪d)，每天2次，口服；他克莫司1～6 mg/d，每天2次。环孢素A预期血药谷浓度100～150 μg/L，他克莫司5～10 μg/L。环孢素A和他克莫司主要副作用为肝和肾功能损害、口周麻木、高血压、感觉异常、多毛、震颤、齿龈增生和淋巴瘤等。

2.3 可能加重NMOSD的MS药物

芬戈莫德(fingolimod)、那他珠单抗(natalizumab,NTZ)、阿伦单抗(alemtuzumab)、干扰素(interferon,IFN-β)治疗MS被证明有效。而有研究表明，NMOSD患者给予这些药物无效，甚至会加重病情，目前这些药物在NMOSD治疗应用中尚存在争议[24]。

3 新用或潜在的免疫治疗策略

3.1 阻断致病性AQP4抗体与抗原的结合

AQP4抗体与抗原结合后会引起一系列致病性的级联反应，继而导致NMOSD的发生，如能阻止二者结合，则可达到治疗目的。aquaporumab是一种重组的非致病性AQP4单克隆抗体，其Fc段经诱导突变后丧失激活补体的能力，当与致病性的AQP4抗体竞争性结合靶抗原后，不会引发下游的级联反应，从而减轻CNS的病理损伤和炎症反应。令人欣慰的是，aquaporumab识别靶抗原的特异度极高，不会产生其他免疫抑制作用，长期治疗的不良反应更少。目前处于实验室研发阶段，这些小分子化合物完全有希望成为免疫治疗NMOSD药物的新生代力量[25]。

3.2 减少致病性AQP4抗体的生成

3.2.1 白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)信号通路阻断疗法

现已证实，IL-6是引起NMOSD复发的重要细胞因子。脑脊液IL-6及其受体水平与AQP4抗体产生及EDSS评分有关，且NMOSD患者IL-6水平明显高于MS及其他自身免疫性神经系统疾病[26]。其作用机制可能是：一方面IL-6可能通过延长CNS B淋巴细胞的寿命，进而提升AQP4抗体的分泌能力；另一方面IL-6可促进T细胞向辅助性T细胞(helper T cells,TH17)的转型[27]。托珠单抗(tocilizumab)是针对IL-6受体的单克隆抗体，可阻断IL-6信号通路，抑制致病性自身抗体的生成，对那些不能耐受常规免疫抑制剂的患者，托珠单抗可能减少NMOSD复发[28-29]。

3.2.2 诱导抗原特异性免疫耐受

诱导AQP4抗原特异性的免疫耐受可有效阻止CNS病理性免疫应答，同时保持免疫监视系统的完整性。诱导抗原特异性免疫耐受的方法主要包括DNA疫苗和低剂量口服或经鼻抗原给药。另一种诱导抗原免疫耐受的方法是自体造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HSCT)，对各种免疫疗法高度抵抗的NMOSD患者，使用HSCT疗法，在不到1年的时间内，患者的临床症状以及影像学检查都有改善，AQP4抗体滴度降低[30]。

3.2.3 B细胞剔除疗法

RTX是一种CD20单克隆抗体，可剔除外周血中的初始和记忆性B细胞。鉴于CD20表达谱的局限性，RTX并不能直接杀伤不表达CD20的浆细胞和浆母细胞，抑制抗体生成的能力有限；而CD19是全B细胞的标志，在浆细胞和浆母细胞上有表达，理论上讲，靶向CD19的抗体可直接杀伤产生抗体的浆细胞和浆母细胞，通过减少致病性AQP4抗体的生成来发挥更全面的治疗作用。有一株抗CD19单克隆抗体(MEDI-551)能够直接结合浆母细胞表面的CD19蛋白，并耗竭这些浆母细胞。MEDI-551正通过全球随机对照临床实验，成为通过剔除B细胞治疗NMOSD的新方法，FDA于2016年批准抗CD19单克隆抗体MEDI-551治疗NMOSD。

3.3 阻断致病性抗体-抗原结合后的下游反应

3.3.1 诱导抗体失活

对于抗体介导的自身免疫性疾病，诱导抗体失活是一种有效的治疗策略。内源性糖苷酶S(endoglycosidase S,EndoS)能特异性剪切IgG重链上与天冬酰胺相链接的糖苷，使抗体失去激活补体的能力。动物实验证实，EndoS能减轻由AQP4抗体介导的病理损伤；经EndoS剪切后的AQP4抗体还能发挥与aquaporumab类似的作用，占据抗原表位从而起到治疗作用。然而，这种酶类对体内IgG具有广泛的杀伤作用，并不仅是特异性识别AQP4抗体，故直接用于体内治疗可能会造成严重的免疫抑制反应，其适宜的使用方式还有待进一步探索。

3.3.2 抑制补体激活

AQP4抗体和抗原结合后即可激活补体系统，形成膜攻击复合物C5b-C9杀伤星形胶质细胞，因此抑制补体激活可减轻AQP4抗体阳性NMOSD患者的CNS损害，也是研发NMOSD治疗药物的重要策略。艾库组单抗(eculizumab)是一种抗C5单克隆抗体，能阻止C5裂解成C5b和C5a，抑制C5b-C9膜攻击复合物的形成，同时可通过减少C5a生成而减轻病灶区域的免疫炎性损伤。Pittock等[31]研究发现，使用艾库组单抗治疗48周后，在1年内多数患者没有复发，绝对危险度(absolute risk reduction,ARR)从3.0降至0，EDSS从4.5降至3.5。CD59是一种补体抑制剂，可抑制终端C5b-C9膜攻击复合物的形成，既往研究提示[32]，在小鼠中抑制CD59可加重NMOSD的症状，CD59的上调可能治疗NMOSD。C1是补体经典激活途径中的重要分子，针对C1的靶向治疗抑制经典途径激活后产生的细胞毒作用，动物实验证实，抗C1单克隆抗体能抑制由补体介导的细胞毒作用，减少NMO大鼠的CNS脱髓鞘病灶数量。另一项小样本量的Ⅰ期临床研究显示，C1酯酶抑制剂能显著降低NMO患者的EDSS评分，且无明显不良反应。

3.3.3 抑制粒细胞的活性

有关研究表明，粒细胞是在NMOSD疾病早期率先进入CNS的致病细胞亚群，复发患者脑脊液的中性粒细胞和粒细胞集落刺激因子水平显著升高，病灶周围有大量粒细胞浸润，西维来司他(sivelestat)作为一种中性粒细胞的弹性蛋白酶抑制剂，能有效减轻NMO动物的疾病严重程度，可在疾病早期抑制中性粒细胞的活性，有望成为NMOSD急性期治疗药物。有研究报道，在NMOSD小鼠模型颅内注射西维来司他或腹腔单独注射西维来司他可明显减少NMOSD病灶[33]。最近研究发现，嗜酸性粒细胞稳定剂西替利嗪和酮替芬可以减少NMO患者病灶形成[34]。

3.3.4 抗氧化应激药物

目前研究表明，CNS脱髓鞘疾病髓鞘的松散、缺失与自由基产生增多，氧化应激增强密切相关。动物实验表明，少突胶质细胞更易受到氧化应激的攻击。氧化应激引起髓鞘缺失的可能机制为：氧化应激会诱导炎性反应并且产生大量的活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)，致使ROS的生成和清除失衡；过量的ROS可使细胞、组织损伤，引起线粒体能量代谢障碍，进而引起髓鞘缺失[35]。α-硫辛酸(alpha-lipoicacid,ALA)属于维生素类药物，它不仅是一种强大的抗氧化剂，还具有一定的抗炎作用，可减少致炎细胞因子、黏附因子的表达及病灶中巨噬细胞的聚集，同时还具有髓鞘保护及促进髓鞘再生的作用，可显著降低患者神经功能残疾程度。

3.3.5 血脑脊液屏障靶向治疗

NMO患者存在着严重的血脑脊液屏障破坏，血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、MMP-9在血脑脊液屏障破坏中起着重要的作用，因此抑制MMP-9和VEGF的表达可能使NMO患者获益。贝伐单抗(bevacizumab)是VEGF特异性抑制因子，在临床试验期中，已发现部分NMOSD患者治疗后神经功能恢复到发病前状态[36]。

4 结语

对NMOSD认识的过程从最初的探索，之后随着影像学发展与MS的差异日渐清晰，直至最后里程碑式地发现特异性标志物AQP4-IgG，并将之归于自身免疫性离子通道病，其间经历了大约120年曲折历程。NMOSD发病机制复杂，目前对其尚无真正有效的治疗方法。急性期首选激素冲击疗法，如果无效或效果欠佳，可选用血浆置换或IVIg作为替代治疗。预防复发的维持治疗，建议选用被临床证明有效的免疫抑制剂[37]。传统的免疫抑制剂是目前不可替代的NMOSD治疗药物，但由于其具有广泛的免疫抑制、骨髓抑制等作用，使得部分患者难以耐受。随着对NMOSD发病机制的不断研究，围绕发病机制形成的以生物制剂为代表的免疫治疗方法得到快速发展，这些具有靶点相对明确、不良反应较少等优点的药物逐渐用于临床治疗中。目前RTX已成为治疗和预防NMOSD复发的一线药物，托珠单抗被推荐作为难治性NMOSD的三线用药，针对C5、IL-6受体等抗原的重组单克隆抗体已进入临床试验阶段，针对CD19、C1、CD59、aquaporumab、中性粒细胞弹性蛋白酶等诸多治疗靶点的探索处在动物及临床实验研究阶段。

由于NMOSD发病机制复杂，治疗缺乏大样本数据支持，因此治疗应个体化。总之，随着对NMOSD发病机制的进一步研究，人们将逐步克服NMOSD治疗这一难题。