视神经脊髓炎谱系疾病相关实验室指标研究现状及进展

张亚岚，刘会，谢沁芳，鲍彩彩，王满侠

兰州大学第二医院神经内科，兰州 730000

视神经脊髓炎(neuromyelitis optica，NMO)是一种自身免疫介导的特发性炎性脱髓鞘疾病(idiopathic inflammatory demyelinating disease，IIDDs)，多表现为严重的视神经炎(optic neuritis，ON)及纵向延伸的长节段横贯性脊髓炎(longitudinally extensive transverse myelitis，LETM)[1]。2015年国际NMO诊断小组(International Panel for NMO Diagnosis，I P N D)取消了N M O 的单独定义，将其整合入更广义的视神经脊髓炎谱系疾病(neuromyelitis optica spectrum disorders，NMOSD)范畴中，并制定了NMOSD的诊断标准[2]。水通道蛋白-4抗体(aquaporin 4-immunoglobulin G，AQP4-IgG)是NMOSD的生物标志物，在68%～91%的NMO患者血清中可检测到该抗体，特异性高达85%～99%[2-3]。 AQP4-IgG的临床检测目前存在以下缺点：无法在大部分医院常规开展，只能外送血清、脑脊液(cerebrospinal fluid，CSF)检测；检测报告至少需要3～5 d，检测费用高、不可医保报销；需反复送检；滴度限制等。同时部分NMOSD患者AQP4-IgG表现为阴性，易漏诊误诊。因此，仅依赖AQP4-IgG、影像学及临床表现来诊断及评估NMOSD过于局限，这使NMOSD患者的诊断愈加困难。NMOSD属于以体液免疫为主、抗原-抗体介导、多种炎性因子参与的中枢神经系统(central nervous system，CNS)炎性脱髓鞘疾病谱，T细胞、B细胞及补体系统均参与其发病机制，探究相关实验室检测指标在NMOSD患者中的动态变化及作用机制，有助于临床医师更准确地认识疾病，从而指导临床诊治工作。本文对除核心标志物AQP4-IgG以外的其他实验室指标与NMOSD的相关性进行综述，以期达到提高对NMOSD的认识，为临床医师的诊疗提供思路，减少疾病误诊、漏诊及预测复发的目的。

1 T细胞相关细胞因子

1.1 Th17细胞及其相关细胞因子 Th17细胞是一种效应T细胞，具有高度促炎作用，可诱发慢性炎症或自身免疫性疾病，通过诱导B细胞增殖或刺激抗体产生来发挥作用；Th17细胞可分泌IL-21、IL-6、IL-17等炎性因子，与多种炎性疾病的发生、发展有关。目前已报道的NMOSD候选生物标志物包括多个Th17细胞介导的炎性因子，其中研究最多的是IL-6。IL-6可促进B细胞抗体的合成及B细胞向Th17细胞分化，参与AQP4-IgG的产生过程，在CNS炎症、星形细胞损伤和血脑屏障(blood brain barrier，BBB)破坏过程中发挥作用[4]。Wei等[5]通过对NMOSD、多发性硬化(multiple sclerosis，MS)及其他非炎症性神经系统疾病(other non-inflammatory nervous system diseases，ONNDs)患者的研究，比较不同组别患者血清、CSF的IL-6水平，结果发现，与MS及ONNDs患者比较，NMOSD患者血清、CSF的IL-6水平明显升高；NMOSD患者CSF的IL-6水平与扩大的残疾状态量表评分(expanded disability status scale，EDSS)及CSF AQP4-IgG效价呈正相关，提示IL-6与NMOSD疾病的发生有关。这可能与IL-6可提高与AQP4-IgG分泌有关的外周血成纤维细胞存活率，增加AQP4-IgG的表达有关。IL-17是Th17细胞的另一种炎性因子，它可促进IL-6、C-X-C基序趋化因子(CXCL) 8及粒细胞集落刺激因子(G-CSF)的表达，增强内皮细胞、成纤维细胞、巨噬细胞及星形胶质细胞的炎症反应[6]。Uzawa等[7]通过对NMOSD、MS、ONNDs及健康对照组的血清和CSF IL-17水平进行比较发现，与ONNDs、MS和健康对照组相比，NMOSD患者血清及CSF的IL-17水平，Th17细胞比例及IL-6、IL-17、IL-1β、IL-21、IL-23水平均明显升高；与不伴LETM的NMOSD患者相比，伴LETM的患者血清IL-17水平更高，提示Th17细胞及相关细胞因子与NMOSD的发生有关。

1.2 Th2细胞及其相关细胞因子 Th2细胞是Th0细胞在多种细胞因子诱导下分化形成的一类辅助性T细胞，可分泌IL-4、IL-5、IL-13、IL-9、IL-10等细胞因子。Uzawa等[7]发现，NMOSD患者的血清IL-4、IL-13水平明显高于MS及ONNDs组，且NMOSD患者CSF中IL-13水平与白细胞计数及胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)水平相关。目前尚无研究证实NMOSD患者CSF的IL-4水平升高。IL-5是调节嗜酸性粒细胞生长、分化及存活的关键介质，可刺激B细胞生长，增加免疫球蛋白分泌。Correale[8]通过比较NMOSD组、MS组及健康人群的CSF IL-5水平发现，与MS组和健康人群相比，NMOSD患者CSF IL-5水平明显升高。IL-25、IL-31和IL-33是新近发现的Th2相关细胞因子[9-11]。Zhang等[12]通过比较NMOSD患者与健康人群的血清IL-25、IL-31、IL-33水平发现，与健康人群相比，NMOSD患者血清IL-25、IL-31和IL-33水平均升高，与不伴MRI脑病变表现的NMOSD患者相比，伴MRI典型脑病变表现者的血清IL-33水平更高，且患者急性期血清IL-33水平与年化复发率(annualized recurrence rate，ARR)呈正相关，提示NMOSD患者急性期血清IL-33水平升高与既往复发有关。

1.3 Th1细胞和调节性T(Treg)细胞相关细胞因子 Th1细胞介导机体免疫应答，参与细胞介导的组织损伤反应，Treg细胞起负性调控免疫应答的作用。Th1及Treg细胞介导的与NMOSD相关的细胞因子主要有干扰素-γ(INF-γ)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、CXCL 10、骨桥蛋白、IL-2、IL-10等。Wang等[13]发现，与健康人群相比，NMOSD患者的IFN-γ及TNF-α水平升高。CXCL 10是IFN-γ的下游细胞因子，由Th1细胞分泌。Narikawa等[14]通过对NMOSD组、MS组及健康人群CSF中相关趋化因子水平进行比较发现，与MS组及健康人群相比，NMOSD患者CSF中的CXCL 10水平明显升高，复发期升高更明显。Shimizu等[15]通过比较NMOSD、MS患者及健康人群的血浆骨桥蛋白水平发现，与健康人群相比，NMOSD及MS患者血浆骨桥蛋白水平明显升高，NMOSD患者复发期血浆骨桥蛋白水平明显高于缓解期，并与患者的EDSS评分明显相关，表明血浆骨桥蛋白水平可能与NMOSD患者的复发及疾病严重程度有关。

2 B细胞相关细胞因子

Krumbholz等[16]发现，B细胞在NMOSD和MS中发挥了重要致病作用，尤其是在NMOSD中，最直接的证据是利妥昔单抗及其他抗CD20单抗可通过发挥B细胞耗竭作用而选择性地减少疾病复发。CXCL 13和B细胞活化因子(BAFF)是影响B细胞迁移的两个关键因素[17]。Alvarez等[18]发现MS及NMOSD患者的CXCL 13可能通过将炎性细胞引入CNS而发挥作用，NMOSD患者复发期血清及CSF的CXCL 13水平升高，其水平变化与NMO-IgG的状态无相关性。Zhong等[19]通过研究NMOSD患者的CSF CXCL 13 水平，探讨其与疾病活动的关系发现，NMOSD患者的CSF CXCL 13水平与患者的EDSS评分、ARR及CSF白细胞计数相关。Wang等[20]发现NMOSD患者缓解期的血清CXCL 13和BAFF水平仍较高，说明NMOSD缓解期可能仍存在体液免疫功能障碍。对经过和未经免疫抑制治疗的NMOSD患者、无CNS炎性脱髓鞘疾病的志愿者的血清CXCL 13和BAFF水平进行研究发现，与未进行免疫抑制治疗的患者及对照组相比，接受免疫抑制治疗的NMOSD患者的血清BAFF水平明显降低，提示免疫抑制治疗可能通过降低血清BAFF水平来延缓复发[20]。Kothur等[21]证实，针对CXCL 13的靶向治疗可能是减少NMOSD复发的有效方法，但目前尚缺少大量研究数据支持。

3 补体系统

NMOSD的炎性脱髓鞘继发于强烈的组织炎症，以补体介导的星形胶质细胞损伤和中性粒细胞、嗜酸性粒细胞浸润为特征[22]。Hakobyan等[23]比较了NMOSD、MS患者及健康人群血浆中多种补体成分的水平，结果发现，与MS患者及健康人群相比，NMOSD患者的血浆C1-抑制物(C1-INH)、 C 1 s、C 5、i C 3 b、末端补体复合体(t e r m i n a l complement complex，TCC)等多种补体成分水平明显升高，但上述补体成分水平变化与患者的起病年龄、病程持续时间及复发率均无相关性。此外，Hakobyan等[23]还发现，C1-INH与C5联合可区分NMOSD组与对照组(AUC=0.938)，C1-INH与TCC联合对区分NMOSD和MS有很好的预测价值(AUC=0.977)。此发现提示，NMOSD与MS的区别之一在于NMOSD中补体系统全面激活，为NMOSD与M S 的早期鉴别诊断提供了思路，更重要的是，上述补体生物标志物不仅在AQP4-IgG阳性的NMOSD患者中升高，而且在AQP4-IgG阴性的患者中也升高，从而能够将这种易漏诊误诊的患者亚群与MS可靠区分。由于补体系统与NMOSD发病密切相关，靶向补体治疗也成为NMOSD研究中值得一提的部分。目前已报道的抗补体药物Cinryze是一种纯化的人C1-酯酶抑制剂，它能使经典途径的C1r和C1s不可逆性失活，减轻神经损伤并改善预后[24]。Zhu等[25]通过构建NMOSD小鼠模型，筛选针对补体C5的单链可变片段(ScFVS)，结果发现，C5B3可抑制AQP4-IgG介导的细胞毒性作用，减少脱髓鞘及炎性浸润，C5B3靶向治疗或许可能成为减少NMOSD复发的有效手段。然而这项研究存在一定的局限性，NMOSD小鼠模型不能完全模拟NMOSD患者的发病机制，不能将从动物实验得到的结论直接推论到人体。因此，应进一步研究C5B3在NMOSD患者中的疗效和药代动力学，并探索新的补体靶向治疗药物，以期成为缓解NMOSD急性发作和减少复发的有效治疗手段。

4 星形胶质细胞标志物

星形胶质细胞破坏是NMOSD的主要病理改变，GFAP及S100B是最常用的两种星形胶质细胞标记物。Takano等[26]发现，与MS及ONNDs患者相比，NMOSD患者复发期CSF GFAP及S100B水平明显升高，并与患者的EDSS评分及累及脊髓节段相关。Hol等[27]的研究证实了这一观点，并进一步提出与复发期相比，NMOSD患者缓解期CSF中的GFAP水平降低，但与健康人群相比仍明显升高。Watanabe等[28]发现，并非所有的NMOSD患者缓解期CSF GFAP水平均会升高，若NMOSD患者缓解早期CSF中GFAP水平明显升高可能预示疾病复发或亚临床疾病活动状态。目前尚无研究表明，NMOSD患者缓解期CSF中的GFAP水平与近期复发的间隔时间及急性期的最大EDSS评分相关。S100B在NMOSD患者CSF中具有与GFAP相似的变化趋势，但表现的不那么明显[29]。Wei等[30]发现，NMOSD患者复发期及缓解期CSF中的S100B水平与CSF白细胞计数及EDSS均明显相关，而缓解期CSF中的GFAP水平与EDSS的相关性较弱。这一发现提示，CSF S100B可能是一种比GFAP更好的评估NMOSD炎症活动及临床严重程度的工具，同时CSF S100B对识别AQP4-IgG阳性和髓鞘少突胶质糖蛋白(myelin oligodendroglia glycoprotein，MOG-Ab)阳性的NMOSD的准确性高于GFAP。

5 CSF相关代谢物

Park等[31]应用代谢组学方法检测并比较了145例CNS炎性脱髓鞘疾病(inflammatory demyelinating diseases，IDDs)患者与健康对照组的CSF中相关代谢物，阐述了常见的IDDs如MS及NMOSD患者CSF中相关代谢物的变化特征，结果发现，NMOSD患者CSF中的1-单硬脂酸、1-单酞米丁、水杨醛、富马酸及乳酸水平均升高，3-羟基丙酸、3-羟基丁酸、肌酐、甘氨酸丁烷-2,3-二醇水平均下降[31-32]。上述CSF相关代谢物在NMOSD中的变化特征并不具有特异性，在其他IDDS如MS及急性横贯性脊髓炎(acute transverse myelitis，ATM)中也有类似变化。大约1/3的NMOSD患者CSF乳酸水平升高，急性发作期与缓解期相比显著升高，而MS患者的CSF乳酸水平通常不升高[33]。因此，CSF乳酸水平可能与NMOSD的复发有关，并有望成为NMOSD与MS鉴别的辅助工具。

6 血浆维生素D

人体内发现的维生素D主要形式是维生素D3，在肝脏及肾脏中先后转化为25-羟维生素D3[25(OH)D3] 和1,25-二羟维生素D3[1,25(OH)2D3]，可激活免疫防御系统及抑制免疫疾病病理。Gao等[34]通过体外实验证实，1,25(OH)2D3可通过抑制B细胞分化来干扰浆细胞的抗体分泌，也可抑制Th1、Th17的发育及抑制Th1、Th17向CNS的迁移，同时直接作用于幼稚CD4+T细胞，促进Th2细胞的发育。近年来，多位学者通过检测NMOSD患者及健康对照组的血浆25(OH)D3水平发现，与健康对照组相比，NMOSD患者复发期血浆25(OH)D3水平明显降低，并与EDSS评分呈负相关[35]。Kusumadewi等[36]证实，伴血浆25(OH)D3水平升高的NMOSD患者对大剂量皮质类固醇治疗更敏感。因此，血浆25(OH)D3水平可能与NMOSD患者急性期的疾病严重程度有关，但其在NMOSD中的确切作用仍需进一步研究。现有研究仅表明NMOSD患者可被认为是维生素D缺乏症的高危人群，补充维生素D对这些患者可能有益[37]。由于未禁止NMOSD患者摄入维生素D， 且维生素D 摄入相对安全，因此，笔者建议在NMOSD患者中普遍筛查维生素D水平，若无禁忌可适当补充。

7 甲状腺激素水平及甲状腺抗体

国内外多名学者对NMOSD患者的血清三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、游离T3(FT3)、游离T4(FT4)、促甲状腺激素(TSH)水平及甲状腺过氧化物酶抗体(TPO-Ab)、甲状腺球蛋白抗体(TG-Ab)与疾病的相关性进行了研究。NMOSD患者最常见的甲状腺功能障碍是低T3综合征，与缓解期相比，NMOSD复发期血清T3水平明显降低，并与EDSS评分呈负相关[38]，同时这项研究还发现，与AQP4-IgG阴性患者相比，AQP4-IgG阳性的患者血清甲状腺参数异常发生率更高，但目前尚无确切报道阐明NMOSD患者AQP4-IgG与TSH之间的关系。Sakuma等[39]发现，与健康对照组相比，NMOSD患者复发期血清TG-Ab和TPO-Ab水平升高，TSH和T3水平明显降低，当NMOSD患者使用大剂量糖皮质激素后，血清TG-Ab及TPO-Ab水平下降、TSH水平升高。Li等[40]的研究证实，与MS患者相比，NMOSD患者血清TSH、TG-Ab及TPO-Ab异常发生率更高。Sellner等[41]发现，伴和不伴TG-Ab阳性的NMOSD患者EDSS评分差异有统计学意义，TG-Ab阳性的NMOSD患者脑内异常及颈髓病变的发生率和EDSS评分均高于TG-Ab阴性的患者。总之，NMOSD患者甲状腺功能障碍发生率高，尤其是低T3综合征。笔者认为血清T3水平可能是预测NMOSD患者疾病活动及残疾的有用指标，但其因果关系尚有待进一步研究。

8 血尿酸

尿酸(uric acid，UA)是嘌呤代谢途径的天然产物，是细胞损伤释放的主要内源性危险信号。Liu等[42]发现，与健康人群相比，NMOSD患者复发期的血UA水平明显降低，并与患者的病程持续时间呈正相关，与EDSS评分呈负相关。Min等[43]通过比较NMOSD患者与MS患者、健康人群的血UA水平，证实NMOSD复发期血UA水平降低，但与MS患者相比差异无统计学意义；缓解期血UA水平与健康人群相比无明显差异。然而，面神经炎、病毒性脑膜炎或脑炎、多发性肌炎或皮肌炎、重症肌无力、格林-巴利综合征及脊髓炎等多种CNS炎性疾病的患者血UA水平均下降。因此，血UA水平用于诊断和鉴别诊断NMOSD不具有特异性。NMOSD患者血UA水平降低可能与复发有关，可作为判断NMOSD患者复发的辅助指标，并用于监测NMOSD患者的治疗效果。

9 总结与展望

目前，越来越多的细胞因子及其他相关实验室检测指标被证实与NMOSD的发病有关。大量研究证明，Th17细胞及相关细胞因子在NMOSD的发病中起重要作用，针对Th17细胞及细胞因子IL-6、IL-17、IL-1β、IL-21和IL-23的靶向干预有望减轻疾病严重程度，改善预后，减少复发。动态监测NMOSD患者血清及CSF的IL-6水平可预测疾病转归和治疗效果。免疫抑制治疗可能通过降低患者血清BAFF浓度来延缓复发，但其机制尚有待深入研究。已有研究证实，NMOSD患者血浆多种补体成分水平明显升高，Cinryze及C5B3可能与减少NMOSD患者复发有关，且补体靶向治疗有望成为NMOSD治疗及预防复发的新手段。CSF S100B及GFAP水平与NMOSD复发及疾病严重程度相关，已被证实可能成为诊断、鉴别、评估NMOSD严重程度和预测残疾的潜在生物标志物。与MS及其他IDDs患者相比，NMOSD患者CSF乳酸水平升高，且急性发作期明显高于缓解期，因此，笔者推测NMOSD的复发可能与CSF乳酸水平升高相关，CSF乳酸水平可作为鉴别NMOSD及MS的辅助指标。NMOSD患者复发期的血浆25(OH)D3水平降低，25(OH)D3水平升高的患者对大剂量皮质类固醇治疗更敏感，适量添加维生素D作为辅助治疗措施为NMOSD的治疗及预防复发提供了新思路。NMOSD患者复发期血T3、UA水平明显降低，监测NMOSD血T3、UA水平可能有助于判断NMOSD患者是否复发。随着多种NMOSD实验室相关指标相继被报道，拓宽了NMOSD患者诊治及预后评估的思路。本文提及的实验室指标绝大部分都可在医院内常规检测，且具有客观、便捷、花费少等优点，患者可定期在门诊动态监测上述指标变化，对预测疾病复发、指导用药及评估预后有重要意义。

综上所述，近年来关于NMOSD相关实验室指标的研究越来越多，陆续发现了一些有潜力的因子，就目前来说，并不是一种简单的标志物就可达到诊断及鉴别疾病的目的，生物标志物、影像标志物及神经心理学测评等多种指标的结合有助于提高疾病诊断的准确性。今后的研究可致力于探讨更多实验室指标与NMOSD的相关性，进一步揭示各因子在疾病发病中的机制，从而有助于其发病机制、诊断及靶向治疗方向的突破。