中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病相关抗体及其致病机制的研究进展

林柳余，杭海伦，张纪红，陆杰，陈道文，石静萍

急性播散性脑脊髓炎(ADEM)、多发性硬化(MS)、视神经脊髓(NMO)炎谱系疾病(NMOSD)、横贯性脊髓炎(TM)、视神经炎(ON)等均为CNS炎性脱髓鞘疾病。MS在欧美国家发病率高，NMOSD亚洲国家发病率高[1]。自身抗体作为重要的生物标志物出现在CNS自身免疫性疾病中，如水通道蛋白4(AQP4)抗体(AQP4-IgG)可作为NMOSD诊断生物标志物。在血清抗AQP4-IgG阴性的NMOSD患者中，抗髓鞘少突胶质细胞糖蛋白免疫球蛋白G抗体(MOG-IgG)阳性率高达25%，抗MOG-IgG也存在于ADEM、ON、TM[2]。抗MOG-IgG介导的疾病可能与NMOSD、MS不同，是一种独立的疾病实体，故Jarius等[3]于2018年提出MOG-IgG相关疾病(MOGAD)的概念。髓鞘碱性蛋白(MBP)是组成髓鞘的主要蛋白之一，许多学者认为其可作为判断MS患者CNS破坏程度的指标。2016年Fang等[4]发现胶质纤维酸性蛋白(GFAP)抗体并指出该抗体是胶质纤维酸性蛋白星形细胞病(GFAP-A)特异性诊断生物标志物。可见MS、NMOSD、MOGAD、GFAP-A等CNS炎性脱髓鞘疾病的相关抗体检测对疾病诊断与鉴别诊断具有重要意义。

1 抗AQP4-IgG

1.1 抗AQP4-IgG发现及其致病机制 2004年Lennon等[5]使用间接免疫荧光法利用小鼠小脑、中脑、脊髓、肠的冰冻切片与NMO、MS血清结合，在NMO血清中发现了NMO-IgG。2005年Lennon等[6]发现NMO-IgG其靶抗原为AQP4，其抗体为抗AQP4-IgG。AQP4主要分布于星形胶质细胞(AS)足突上，参与构成血-脑屏障(BBB)，是CNS最主要的水通道蛋白。在人AS的AQP4主要由M1和M23两个亚基组成，在CNS参与维持完整性和发挥调控脑组织水稳态的作用[7]。当抗AQP4-IgG穿透BBB，可靶向结合AS足突上的AQP4，发生补体的募集与激活，启动抗体、补体依赖性的细胞毒性，从而引发AS损伤。由于破坏AS内外兴奋性谷氨酸平衡，胞外兴奋性谷氨酸聚集可引起少突胶质细胞损伤和髓鞘脱失，同时出现大量的炎性介质产生、中性粒细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞等释放，BBB通透性增加等免疫病理改变[8]。

1.2 抗AQP4-IgG检测 抗AQP4-IgG在外周血由浆细胞产生，通过开放的BBB从外周血渗透至CSF中，故检测血清中抗体敏感性优于CSF[9]。基于细胞分析法(CBA)灵敏度和特异度相对较高；CBA法使用AQP4质粒转染人胚胎肾(HEK-293)细胞作为底物，与二抗(荧光素标记的羊抗人IgG)结合检出人抗AQP4-IgG。国外学者Prain等[10]纳入了来自澳大利亚和新西兰15个诊断中心的181例疑似NMOSD患者血清作为研究对象，采用组织间接免疫荧光法、ELISA和CBA法检测181例患者血清的抗AQP4-IgG，三种方法检测抗体特异度均较高，CBA法的灵敏度明显高于其他两种方法。CBA法的灵敏度为76%，特异度高达100%[11]，CBA法可常规用于临床检测。

1.3 抗AQP4-IgG的临床意义 2004年Lennon等[5]在NMO、NMO高危患者、亚洲NMO型MS患者中检测出抗NMO(AQP4)-IgG，阳性率分别为73%、46%、63%。而经典型MS患者未检出抗NMO(AQP4)-IgG。随后的研究进一步证实抗AQP4-IgG是NMOSD的特异性诊断生物标志物。抗AQP4-IgG强有力支持NMO的诊断，并扩展了NMO的疾病谱。抗AQP4-IgG不仅存在于NMO，在部分TM、ON中抗AQP4-IgG也呈阳性，因此在2007年Wingerchurk等[12]首次提出NMOSD的概念。临床上有部分患者临床表现及影像学检查符合NMOSD诊断但抗AQP4-IgG始终为阴性，因此2015年国际NMO诊断小组重新定义NMOSD，修订诊断标准，根据抗AQP4-IgG表达情况分为阳性组和阴性组[13]。

在与NMOSD的临床特征相关性方面，抗AQP4-IgG滴度可能与NMOSD的临床症状严重程度、预后相关，抗体滴度越高神经功能缺损症状越重；然而对抗AQP4-IgG深入研究发现，抗体滴度与疾病的临床特征、预后等可无明显相关性[14]。在预测疾病复发方面，与缓解期相比，抗AQP4-IgG滴度在复发前与疾病活动呈更强的正相关。Valentino等[15]对322份NMOSD血清样本进行抗AQP4-IgG滴度检测，探究与疾病活动性的关系后发现，抗AQP4-IgG滴度与疾病活动度相关，复发前和复发期的滴度高于缓解期，但目前仍需大样本的研究分析抗AQP4-IgG作为监测疾病复发时抗体滴度的阈值，以便更好的指导临床用药，减少疾病复发。该研究还指出在个体分析中，抗AQP4-IgG滴度的升高并不总是预示复发；临床上常见不同滴度甚至抗体转阴患者仍有复发，表明抗AQP4-IgG滴度不是影响复发的唯一因素，NMOSD疾病复发可能还有其他的免疫病理机制参与其中。Akaishi等[16]研究抗AQP4-IgG与NMOSD首次发病临床表型的相关性，收集51例NMOSD患者治疗前的血清，首发症状为ON的患者血清中抗AQP4-IgG水平明显高于TM或延髓最后区综合征首发的患者，推测不同表型有不同的免疫病理机制。

在NMOSD鉴别诊断方面，抗AQP4-IgG的发现证实MS与NMOSD是不同的疾病，为临床上二者的鉴别提供有力的证据。但以往限于检测技术、诊断标准的差异，仍然有部分NMOSD误诊为MS并按MS治疗。由于MS与NMOSD不同的免疫病理机制，某些缓解期治疗MS的药物对NMOSD无效，甚至会加重病情[17]。因此在临床上诊断MS、NMOSD要检测抗体，充分排除其他疾病，力求早期诊断，精准治疗。

在NMOSD治疗方面，抗AQP4-IgG的发现促进血浆置换在临床上应用，加快单克隆抗体靶向治疗药物的研究进展：如利妥昔单抗为特异性结合B淋巴细胞表面的CD20的靶向治疗药物，可以选择性清除B淋巴细胞，减少浆细胞产生抗AQP4-IgG；依库珠单抗为特异性结合C5补体末端的单克隆抗体，可减轻补体依赖的细胞毒途径介导AS肿胀；托珠单抗为IL-6受体阻滞剂，可抑制IL-6炎症信号转导通路，减轻NMOSD的CNS炎性损伤[18]。

2 抗MOG-IgG

2.1 抗MOG-IgG检测及致病机制 MOG为特异性表达在CNS少突胶质细胞上的N型膜结合糖蛋白，位于髓鞘最表面，参与维持髓鞘的完整性。MOG具有高度免疫原性，在CNS炎性脱髓鞘疾病中可能成为重要的自身免疫抗体和细胞免疫反应的靶点[19]。MOG抗体分为致病性和非致病性，致病性抗体识别空间立体结构的MOG表位可引发广泛的脱髓鞘，非致病性抗体识别线性抗原表位。ELISA和蛋白印记法检出针对线性表位抗原的抗体，检测出的MOG抗体不具有致病性。CBA使用增强型荧光标记的人全长MOG cDNA转染细胞，可在细胞表面表达出具有正确立体构型的MOG表位，仅结合致病性抗体[20]，是目前最常用的检测方法。但不同抗体检测中心的技术、分析结果可能存在差异。对于血清抗MOG-IgG阳性但不符合MOGAD常见的临床表型、血清抗MOG-IgG抗体阴性但符合常见表型的患者，可使用不同的CBA法对血清样本进行重复检测，减少检测结果假阳性、假阴性的发生[21]。抗MOG-IgG是MOGAD的致病性抗体，抗MOG-IgG的致病机制尚未明确阐明，可能的机制是：MOG特异性T滤泡辅助细胞促进MOG抗原特异性B细胞分化为能够分泌抗MOG-IgG的浆细胞；当BBB遭到破坏时，MOG抗原漏入外周血中，激活CD4+T淋巴细胞，募集、激活B细胞产生抗MOG-IgG；促炎性MOG特异性T细胞和巨噬细胞引起CNS炎症反应，MOG抗体进入CNS并与MOG结合，引起少突胶质细胞损伤和脱髓鞘[22]。因抗MOG-IgG在外周血中由B细胞产生，故血清是首选的检测样品，CSF标本检测仅提供补充信息[23]。

2.2 抗MOG-IgG的临床意义 MOG是实验性自身免疫性MS模型中研究最好的抗原之一，利用ELISA和蛋白印记法在MS可检测出抗MOG-IgG，曾经有望成为MS的生物标志物。然而随着CBA法的问世，抗MOG-IgG在抗AQP4-IgG阴性NMOSD患者中的比例较高。有研究[24]探究抗AQP4-IgG阴性的NMOSD患者中抗MOG-IgG的比例发现，在36例抗AQP4-IgG阴性的NMOSD患者中10例(10/36，27.7%)抗MOG-IgG阳性。ADEM、ON、TM不断检测出抗MOG-IgG，但没有一种疾病可完全囊括抗MOG-IgG的所有表现；并且抗MOG-IgG阳性患者的病理机制、临床表现、影像学、对糖皮质激素的反应、预后等与上述疾病均存在差异，因此现在普遍认为抗MOG-IgG介导的是一种独立的疾病实体，即MOGAD[3]。

MOGAD的临床表现方面，抗MOG-IgG具有年龄依赖性，儿童中的抗体阳性率明显高于成年人群[25]。Waters等[26]通过研究指出，抗MOG-IgG在儿童获得性炎性脱髓鞘疾病中的阳性率约为30%，儿童临床表现倾向于ADEM，与张敏等[27]的研究结果一致。成人MOGAD以女性多见，男女比例通常为1∶2左右,发病年龄为4～70岁，中位年龄为31岁[3]。成人MOGAD临床表现较为复杂多变，MOGAD患者最常累及视神经，Cobo-Calvo等[28]对一组268例MOGAD患者进行研究发现，55.9%的成人患者表现为ON；尽管MOGAD的ON具有视力明显下降、易复发的特点，但经过适当的免疫治疗后，总体预后较NMOSD好。MOGAD中脊髓炎、脑干脑炎、脑膜炎等诊断在临床上也不少见，国内学者Wang等[29]针对上海地区进行的一项单中心队列研究发现，20.7%的MOGAD患者表现为典型的脑炎症状，如精神行为异常、人格改变、癫痫发作等，还可出现发热、颅高压、CSF中白细胞升高等。MRI在诊断脱髓鞘疾病中具有重要作用，抗AQP4-IgG阳性NMOSD典型颅内病灶分布于AQP4高表达的脑室周围系统，脊髓病灶多位于颈、胸髓，甚至延伸至延髓；MOGAD患者病灶广泛累及CNS，颅内病灶无明显特异性，可在胼胝体、丘脑和脑桥等部位呈弥漫片状脱髓鞘病灶，脊髓病灶更倾向于累及下段脊髓、脊髓圆锥等[30]。

在监测MOGAD的复发以及评估治疗效果方面，抗MOG-IgG是MOGAD的致病性抗体，抗MOG-IgG滴度与疾病的活动性相关；有学者探究抗MOG-IgG血清状态与疾病复发的相关性，结果显示88%的MOG抗体持续阳性患者表现复发，急性期、复发的抗体滴度显著高于缓解期[31]。抗MOG-IgG水平亦与疾病的治疗状态有关，随着糖皮质激素冲击、血浆置换等治疗有效，抗MOG-IgG滴度会下降。在临床上高度怀疑MOGAD而抗MOG-IgG检测为阴性的患者，建议在急性发作期、未治疗的间隔期或血浆置换治疗后1～3个月重新检测[25]。

3 抗MBP-IgG

3.1 抗MBP-IgG检测及致病机制 MBP在CNS由少突胶质细胞合成与分泌，在髓鞘形成中起重要作用,维持了CNS髓鞘结构和功能的稳定[32]。当CNS发生脱髓鞘或破坏性病变时，MBP抗原暴露或进入CSF成为自身抗原，引起免疫应答，刺激机体B淋巴细胞产生MBP抗体，因此抗MBP-IgG是一项能够反应CNS脱髓鞘的指标。可能由于脑实质损伤时侵犯周边血管，BBB被破坏，抗MBP-IgG更多进入血液循环中，血清中检测抗MBP-IgG的灵敏度较CSF高。

3.2 抗MBP-IgG的临床意义 20世纪末，有学者发现将脑物质注射到活宿主体内会导致脱髓鞘[33]，这与MS中观察到的临床表现、免疫病理非常相似，由于MBP具有较强的抗原性，它被确定为一种可以注射到动物体内诱导实验性自身免疫性脑炎的物质，是研究MS的良好动物模型[34]。有研究[35]在103例临床孤立综合征(CIS)患者血清中检测MBP抗体，发现95%抗MBP-IgG阳性CIS患者比抗体阴性的个体更经常和更早地出现临床确诊的MS(CDMS)。Kuhle等[36]认为虽然抗MBP-IgG抗体阳性的CIS较阴性患者更易转化为CDMS，但差异无统计学意义，因此使用抗MBP-IgG作为预测早期转化为MS的可能性仍需进一步研究。此外，Kuhle等[36]通过测定抗体滴度发现，CIS患者血清MBP抗体滴度与颅内病灶有显著相关性，推测MBP抗体与疾病的严重性相关。然而国内外关于MBP抗体检测结果差异很大，甚至有报道在健康人群血清中检测出了MBP抗体[37]，且近年来也有研究[38]发现MBP抗体与其他非脱髓鞘疾病相关，故MBP-IgG对诊断MS的特异性仍有待验证。

4 抗GFAP-IgG

4.1 抗GFAP-IgG检测 Fang等[4]基于大鼠大脑皮质、小脑、海马、脊髓等的冰冻切片观察到，GFAP-A患者的IgG与AS表达的区域(软脑膜、软脑膜下、脑室下、小脑皮质)相结合。随后在诊断为GFAP-A的患者和动物的研究[39]中证实了IgG以AS表达的GFAP作为靶抗原，尤其针对GFAP-α异构体，在102例(100%)患者血清和CSF均能检测出抗GFAPα-IgG，76例患者(81%)额外检测到抗GFAPε-IgG。目前大部分研究认为CSF GFAP-IgG的敏感性、特异性较血清高。CSF抗GFAP-IgG阳性对诊断自身免疫性GFAP星形细胞病具有重要意义。检测抗GFAP-IgG主要包括两类：基于组织法(TBA)、基于CBA。TBA法灵敏度较CBA法高，CBA法特异度高，可联合两种检测方法，优势互补，TBA筛查出抗GFAP-IgG，CBA验证抗体，以提高抗体的灵敏度和特异度[40]。

4.2 抗GFAP-IgG和GFAP-A GFAP-A是由2016年梅奥诊所的Lennon教授和我国学者方伯言首次报道描述，是一种主要累及大脑、脑膜、脊髓、视神经的新型CNS自身免疫性疾病，同时Fang等[4]归纳分析了16例GFAP-A患者的主要临床表现为脑膜脑炎、脑炎、脊髓炎。Kimura等[41]回顾性分析14例GFAP-A的临床特征，脑膜炎、脑炎、脊髓炎仍然常见，但64%表现为运动障碍、57%表现为自主神经功能障碍。GFAP-A典型头颅MRI表现为垂直于脑室白质血管放射状增强[39]。GFAP-A的脊髓表现为纵向广泛脊髓损伤，徐辉明等[42]对19例累及脊髓病变的GFAP-A进行MRI研究发现，15例的脊髓病灶累及大于3个椎体节段，其中4例抗AQP4-IgG阳性。GFAP-A临床表现复杂无特异性，部分可合并抗AQP4抗体、抗MOG抗体，易与NMOSD、MOGAD疾病相混淆，给临床诊断带来困难，对于疑似GFAP-A的患者可通过检测抗GFAP-IgG明确诊断，并推动GFAP-A临床研究。

综上所述，与CNS炎性脱髓鞘疾病相关抗体是目前研究的焦点，抗AQP4-IgG、抗MOG-IgG、抗GFAP-IgG是诊断疾病的重要依据。某些抗体具有明确的致病性，如抗AQP4-IgG、抗MOG-IgG。抗AQP4-IgG的发现促进NMOSD的免疫病理机制研究，协助疾病诊断，减少误诊率，同时监测疾病活动，指导治疗，减少复发，推动免疫靶向治疗药物的临床应用。抗MOG-IgG参与MOGAD的发生、发展，在临床上可监测疾病的复发、评估治疗效果，但目前抗MOG-IgG对MOGAD的致病性仍需深入研究。对抗GFAP-IgG认识局限，仍有一系列问题未解决：如抗GFAP-IgG是否致病，抗体滴度与疾病的严重程度是否相关、能否监测疾病的复发以及对预后的影响等。CNS炎性脱髓鞘疾病相关抗体的检测对疾病的病理机制、诊断、鉴别诊断、治疗、预后具有重要的临床意义，值得继续深入研究。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突