专家讲座
水通道蛋白质4自身抗体检测在视神经炎诊断中的作用
中华眼科杂志, 2015,51(12) : 955-956. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0412-4081.2015.12.020
引用本文: 魏世辉, 康皓. 水通道蛋白质4自身抗体检测在视神经炎诊断中的作用 [J] . 中华眼科杂志, 2015, 51(12) : 955-956. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0412-4081.2015.12.020.
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视神经炎(optic neuritis, ON)泛指累及视神经的各种炎症反应病变,是青中年人最易罹患的致盲性视神经疾病。在2014年中华医学会眼科学分会神经眼科学组提出的ON诊断和治疗专家共识中,将ON分为特发性ON、感染性和感染相关性ON、自身免疫性视神经病和其他无法归类的ON共4大类[1]。其中最为常见的是特发性ON,又称为脱髓鞘性ON。脱髓鞘性ON的分类:(1)特发性脱髓鞘性ON(idiopathic demyelinating optic neuritis,IDON ),亦称经典多发性硬化相关性ON (multiple sclerosis related optic neuritis,MS-ON);(2)视神经脊髓炎相关性ON (neuromyelitis optica related optic neuritis,NMO-ON);(3)其他中枢神经系统脱髓鞘疾病相关性ON。已有大量文献证实,与高加索人比较,亚洲人视神经脊髓炎(neuromyelitis optica, NMO)的发病率远高于多发性硬化(multiple sclerosis, MS)。同样,NMO-ON的发病率也高于MS-ON。

一、NMO与NMO-ON

NMO是一种主要累及视神经和脊髓的严重中枢神经系统炎性脱髓鞘疾病。该病由Devic在1894年首次描述,因此又称为Devic病或Devic综合征。NMO在亚洲、拉丁美洲较为常见,女性高发,多为急性或亚急性起病,临床表现为较严重的ON和脊髓炎,表现为视力下降、失明、截瘫、膀胱和直肠功能障碍等,脊髓病变通常超过3个椎体节段,预后较差[2]。与其他脱髓鞘性ON相比,NMO-ON也表现为更为严重的视力下降和较差的视力预后。典型的NMO-ON常表现为双眼同时或相继(相隔数小时、数天或数周)出现迅速而严重的视力下降,眼痛相对少见;部分患者出现视乳头水肿、视网膜静脉迂曲和扩张、视乳头周围渗出;视功能恢复较差,多数患者会遗留双眼或至少单眼的严重视力障碍(最终视力低于0.1)[3]。80%~90%NMO患者为复发型NMO,亚洲相对多见,患者初期多表现为单纯的ON或脊髓炎。在一些针对亚洲人种的研究中发现,约50%NMO患者首次发病时表现为ON;ON和脊髓炎复发间隔期从数月到数十年不等,55%~60%患者在1年内复发,超过50%患者在2年左右进展为NMO[4]。NMO、MS及IDON在治疗方面有较大差异,且有些针对MS的有效治疗会加重NMO患者的症状和增加复发的概率,如β干扰素、芬戈莫德等[5]。对于很多在首次发作时只表现为ON的患者,首诊时对患者疾病的发展和预后很难做出准确判断,易丧失给予预防性治疗的机会。NMO的预后差,且复发型NMO患者的视力丧失和脊髓损伤程度与复发的次数密切相关。因此,临床亟需一种高特异性生物标记物,能够辅助医师早期判断疾病发展和转归,及时给予药物治疗,缓解疾病的症状,并预防NMO的复发。

二、水通道蛋白质4(aquaporin 4,AQP4)与其自身抗体AQP4-IgG

在以往的研究中,一直认为NMO是MS的一个特殊临床亚型,在临床上也常将NMO误诊为复发-缓解型MS。近年来研究发现,NMO和MS在流行病学、免疫机制、病理学、临床表现、影像学以及药物治疗和预后等多个方面,均存在着较为明显的差异。直到2004年Lennon等[6]在NMO患者血清中发现了一种高特异性的自身抗体,将其命名为NMOIgG,并发现NMO-IgG可特异性攻击位于星形胶质细胞足突上的AQP4,才将NMO确定为独立的临床疾病,并从MS中区分出来。AQP4自身抗体在NMO的发病机制中发挥重要的作用,其重要性越来越突出。在2006年Wingerchuk等[7]提出的NMO诊断标准中,将AQP4自身抗体的检测结果纳入其中。

水通道蛋白质家族是一个高度选择性水运输的膜通道蛋白质家族。迄今在哺乳动物组织中已经发现了13种水通道蛋白质,分别存在于不同的组织中。AQP4最早在中枢神经系统中被发现且分布最为广泛,主要位于软脑膜、室管膜、脉络丛、脑血管的内皮细胞、下丘脑的视上核和室旁核处。AQP4在与毛细血管、蛛网膜和软脑膜直接接触的星形胶质细胞的终足上表达最为丰富,这种分布特性决定了NMO病灶好发于脊髓、视神经和第四脑室周围等处[8]。AQP4自身抗体是一种与中枢神经系统中AQP4特异性结合的自身抗体,越来越多的研究证实,AQP4自身抗体诱发的体液免疫反应和细胞免疫反应,在NMO的发病过程中均起到重要作用。目前研究认为NMO的发病机制可能是血液中的AQP4自身抗体穿过血脑屏障,进入中枢神经系统后与AQP4结合,在补体的参与下,AQP4自身抗体激活补体依赖的细胞毒性作用于星形胶质细胞;同时,中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和巨噬细胞等炎症细胞聚集、活化,释放细胞毒性物质作用于星形胶质细胞。星形胶质细胞损伤后诱发一系列级联反应,即炎症因子释放(包括细胞因子和趋化因子),血脑屏障破坏,中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和巨噬细胞进一步浸润;随后少突胶质细胞损伤导致脱髓鞘和轴突损伤,最终出现神经元坏死,空洞形成,晚期胶质增生。

AQP4自身抗体的重要性已经被大量的细胞实验和动物实验所证实,同时AQP4自身抗体在临床的诊疗工作中发挥着越来越重要的作用。已有研究证实,首次发病表现为单纯ON的患者,若合并血清AQP4自身抗体阳性,则比AQP4自身抗体阴性患者预后视力更差,更易频繁复发而最终发展为NMO[9]。随着病情发展,合并血清AQP4自身抗体阳性的患者常发展为严重的双眼视力下降,同时还有因横贯性脊髓炎发展而成为严重残疾的可能。因此,对于神经眼科医师而言,对NMO患者的早期症状做出及时准确的判断非常重要。在另一项针对长节段横贯性脊髓炎的研究中,55%血清AQP4自身抗体阳性患者在1年的随访中ON或脊髓炎复发,而血清AQP4自身抗体阴性患者在同样的随访时间内无1例出现ON或脊髓炎复发[10]。由于亚洲人群NMO的发病率显著高于MS,因此在患者首次发病时检测血清AQP4自身抗体非常有必要。此外,NMO的预后极差,患者出现早期症状时是良好的治疗时机,若能够在血清AQP4自身抗体检测结果的辅助下,对患者病情进行正确判断,及时给予药物治疗,并进行疾病的宣教,则可以有效预防疾病的复发并改善预后。

三、AQP4自身抗体的检测

AQP4自身抗体在NMO的发生和发展中有着非常重要的标志性作用,而检测AQP4自身抗体的各种检测手段也成为临床应用研究和转化医学的研究热点。NMO的正确诊断有赖于AQP4自身抗体的准确检测。首次发生ON或横贯性脊髓炎时,若患者血清检测AQP4自身抗体阳性,可以考虑给予长期免疫抑制剂治疗。但是此时若出现假阳性或假阴性结果,则有可能对后续治疗方案的选择产生不利影响。

目前AQP4自身抗体的检测主要有4种方法:(1)ELISA ;(2 )固定细胞免疫荧光法;(3)活细胞流式细胞仪法;(4)组织间接免疫荧光染色。在一项有关AQP4自身抗体检测方法的研究中,发现敏感性较高的方法为活细胞流式细胞仪法和固定细胞免疫荧光法,其敏感性分别为77%和73%;而第1代AQP4自身抗体检测法,即组织间接免疫荧光染色法的敏感性相对较低,为48%~53%。固定细胞免疫荧光法和ELISA商业化试剂的特异性可达到100%,其敏感性分别为68%和60%;若二者结合,则敏感性可提高至72%。任何一种检测方法,都有其各自的优势和劣势,也都有可能出现假阳性和假阴性结果,因此在保证检测质量的前提下,要结合患者的临床表现和AQP4自身抗体的检测结果进行综合判断。

虽然目前高特异性重组AQP4抗体检测应用日渐广泛,但是大样本的快速检测仍然是目前尚未克服的难题。此外,AQP4自身抗体的检测对各大医院的实验室和实验人员均有一定要求,而且检测费用对不少患者而言也是增加了一定的经济负担。那么,给神经眼科医师提出的问题是在首诊表现为单纯ON的患者中,哪些患者应该进行血清AQP4自身抗体的检测?经过临床观察,建议对具有以下表现者进行血清AQP4自身抗体检测:(1)同时或序贯发生双眼ON;(2)复发性ON;(3) ON单次发作后视力严重损伤(视力<0.1)持续时间>6个月;(4) ON同时伴发脊髓炎;(5)脑脊液白细胞计数>50个/cm3;(6)合并自身免疫性疾病或血清自身免疫指标异常。目前,对于伴有MRI异常的患者是否需要行AQP4-IgG检测仍存在争议。很多神经内科医师在患者出现ON或脊髓炎的同时合并MRI的典型脱髓鞘病灶时,会预防性给予免疫抑制治疗。对于单纯ON同时合并MRI的视神经增粗、强化患者,建议进行血清AQP4自身抗体检测,以鉴别NMO和MS,并指导进一步的治疗和随访。因此,对于上述患者进行血清AQP4自身抗体的早期检测,将有助于明确患者转化为NMO的风险,并决定是否给予预防性药物治疗。

综上所述,NMO在亚洲人群中的高发病率决定了AQP4自身抗体在我国神经眼科临床诊断中具有非常重要的地位。在疾病的早期及时进行AQP4自身抗体检测,将有助于临床医师对ON的转归做出准确预判,减轻长期的视力损伤。同时,我们应该积极研究检测AQP4自身抗体的临床检测手段,进一步提高检测的敏感性和特异性,优化检测方法,使AQP4自身抗体的检测能够更加普及,造福广大患者。

参考文献
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