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自身免疫性脑炎的发病机制及诊治
中华神经科杂志, 2022,55(10) : 1148-1153. DOI: 10.3760/cma.j.cn113694-20220720-00564
摘要

自身免疫性脑炎是一类由抗神经抗体介导或抗体相关的中枢神经系统自身免疫性疾病,病因和发病机制复杂。临床以急性或亚急性出现的精神行为异常、癫痫发作、认知障碍等为主要临床表现,早期诊断并采取积极的免疫治疗有助于预后。文中就自身免疫性脑炎的病因、发病机制和诊疗进展作一阐述。

引用本文: 王佳伟, 李亚桐. 自身免疫性脑炎的发病机制及诊治 [J] . 中华神经科杂志, 2022, 55(10) : 1148-1153. DOI: 10.3760/cma.j.cn113694-20220720-00564.
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编后

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自身免疫性脑炎(autoimmune encephalitis,AE)是一种非感染性、免疫介导的脑实质炎性疾病,常累及皮质或深部髓质,伴或不伴白质、脑膜、脊髓受累。AE可分为抗神经元内抗原抗体介导的AE和抗神经元表面抗原或突触抗原抗体介导的AE两种类型,前者由抗Hu、Yo、Ri等抗体介导,多与肿瘤相关,又称为副肿瘤性AE;后者由抗N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)抗体、抗富亮氨酸胶质瘤失活蛋白1(LGI1)抗体、抗接触蛋白相关蛋白2(Caspr2)抗体、抗γ-氨基丁酸B型受体(GABABR)抗体等介导,构成了AE的绝大部分。AE病因多样、发病机制复杂,感染和肿瘤是其较为明确的诱发因素,近年来的研究也提示AE具有遗传易患性。随着免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)应用的增多,ICIs相关AE的报道也逐年增多。AE以急性或亚急性出现的精神行为异常、癫痫发作及认知障碍等为主要临床表现,尽管急性期症状较重,但大部分患者长期预后良好,部分患者遗留精神异常和认知障碍。AE的治疗以免疫治疗为主,早期采取积极的免疫治疗有助于预后。但目前尚缺乏有关AE治疗的大规模随机对照试验,经验多来源于回顾性研究。我们就AE的病因、发病机制、诊断和治疗进展进行阐述。

一、影响因素
(一)肿瘤

肿瘤是AE较为明确的诱发因素。抗神经元内抗原抗体介导的AE与肿瘤关系密切。常见的肿瘤包括肺癌、乳腺癌、淋巴瘤等1。而抗神经元表面抗原或突触抗原介导的AE合并肿瘤的可能性相对较低。其中,抗NMDAR脑炎易合并卵巢畸胎瘤,抗GABABR脑炎易合并小细胞肺癌,抗Caspr2脑炎易合并胸腺癌2

(二)感染或疫苗接种

AE患者常在症状出现前数天或数周有上呼吸道感染或腹泻史,表明前驱感染可能是AE的诱发因素。特异性病原体中,单纯疱疹病毒1型(herpes simplex virus-1,HSV-1)感染所导致的单纯疱疹病毒脑炎(herpes simplex virus encephalitis,HSE)最常引起感染后AE,通常为抗NMDAR脑炎。少见病原体如日本乙型脑炎病毒、HIV、弓形虫、疟原虫的感染也可能与AE有潜在关联,但由于报道较少尚不能确定其相关性3。随着COVID-19的世界大流行,COVID-19感染后抗NMDAR脑炎的病例报道也逐渐增多4。关于疫苗接种,目前已有接种破伤风、白喉、百日咳、脊髓灰质炎、黄热病等疫苗后出现抗NMDAR脑炎的报道5

(三)ICIs

ICIs包括针对细胞毒性T淋巴细胞相关抗体4(cytotoxic T lymphocyte antigen 4,CTLA-4)和程序性死亡受体1(programmed cell death protein 1,PD-1)及其配体(programmed cell death protein-ligand 1)的单克隆抗体,通过阻断上述靶点,在发挥增强抗肿瘤免疫的同时,可能通过多种机制诱发或加重AE。

(四)遗传易患性

人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)是与自身免疫相关的主要遗传因素,已发现数种AE具有遗传易患性。抗LGI1脑炎和抗IgLON5脑病是有很强遗传易患性的AE,其中抗LGI1与HLA-ⅡDRB1*07:01强相关,有高达91%的患者携带6, 7, 8。抗IgLON5脑病与HLA-ⅡDRB1*10:01和DRB1*05:01强相关,有高达86.6%的患者携带9。抗谷氨酸脱羧酶65(glutamic acid decarboxylase 65,GAD65)抗体相关的僵人综合征和脑炎与HLA-ⅡDQA1*05:01-DQB1*02:01-DRB1*03:01有关10, 11。此外,约50%的抗Caspr2抗体脑炎携带HLA-Ⅱ DRB1*11:0112。然而抗NMDAR脑炎的遗传易患性不明确,有报道提示抗NMDAR与HLA-Ⅱ DRB1*16:01和HLA-ⅠA*07:02弱相关813

二、发病机制

与肿瘤相关的副肿瘤性AE,此类抗体针对的靶抗原多位于神经元内,抗体不能直接与靶抗原结合,抗体的致病性有限,很大程度依赖细胞毒性T细胞。肿瘤组织中异位表达的神经元抗原可打破机体的免疫耐受,凋亡的肿瘤细胞所释放的抗原被区域淋巴结中的抗原提呈细胞处理,呈递到免疫系统,引起抗肿瘤免疫反应的同时,引起中枢神经系统中表达相同抗原的自身免疫反应,导致广泛的细胞毒性T细胞浸润,通过穿孔素和颗粒酶机制导致神经元的损伤14

由感染或疫苗接种诱发的AE,其机制可能与分子模拟、隐匿抗原表位暴露、抗原表位扩散以及慢性病原体感染诱导的先天免疫系统失衡有关3。此外,有研究者在HSV感染的小鼠外周血外泌体中检测到了神经元表面抗原亚基,提示HSV可能通过外泌体途径引起大脑的炎性反应15。此类AE的特征是机体产生了针对与神经元信号传导或突触可塑性有关蛋白的自身抗体。自身抗体可通过多种方式致病,机制较为明确的有以下几种14:(1)通过交联、内化使受体表面密度下降:抗NMDAR抗体可与突触后膜的NMDAR结合,通过交联、内化等方式,降低NMDAR表面密度,引起NMDAR介导的电流减少,进而导致学习、记忆缺陷等。(2)干扰蛋白-蛋白间相互作用:抗LGI1抗体可干扰LGI1与突触前膜的去整合素金属蛋白酶23(ADAM23)及突触后膜的去整合素金属蛋白酶22(ADAM22)的结合,进而引起抗α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异唑丙酸受体(AMPAR)密度下降。(3)直接阻断受体功能:抗GABABR抗体可与GABAB1亚基结合,直接阻断受体功能。

抗肿瘤药物如ICIs主要是T细胞过度活化后杀伤肿瘤细胞,释放抗原物质,使机体产生异常抗体。它可能通过多种途径诱发或加重AE16。ICIs可触发针对肿瘤和神经组织之间共有的自身抗原的免疫反应;ICIs相关毒性的患者在免疫治疗开始前已经存在潜在的易患性,如已经存在抗神经元抗体;ICIs的靶抗原(PD-1、PD-L1、CTLA-4)在神经系统细胞上表达,ICIs作用后发生补体依赖的或细胞依赖的细胞毒性反应。

最新的研究结果显示,AE患者肠道微生物的多样性下降,肠道微生物组成出现紊乱17, 18。有研究者将抗NMDAR脑炎患者的粪便微生物移植到小鼠肠道内,小鼠出现认知障碍,且小鼠的脾脏和小肠黏膜固有层Th17细胞数量增加。表明抗NMDAR脑炎相关的行为表型可通过肠道微生物群传播,微生物-肠道-大脑轴参与了抗NMDAR脑炎的发病过程,肠道菌群可能是潜在的治疗靶点17。此外,AE患者血清和脑脊液外泌体中含有特定的神经元表面抗原,提示外泌体参与AE的发病过程19

三、AE的诊断

2016年,Graus等20提出了AE的诊断路径,详细描述了边缘性脑炎、抗NMDAR脑炎、Bickerstaff脑干脑炎、急性播散性脑脊髓炎(acute disseminated encephalomyelitis,ADEM)和桥本脑病的诊断标准。该诊断路径侧重临床早期诊断,弱化了抗体检测的重要性。将AE分为可能的AE、很可能的AE、确诊的AE。其中可能的AE和很可能的AE诊断不依赖于抗体检测,有助于早期临床诊断及经验性治疗,确诊的AE诊断则需抗体检测结果进一步证实。

Li等21提出该诊断指南对于我国抗NMDAR脑炎的早期诊断敏感度较低。2017年中华医学会神经病学分会发布了《中国自身免疫性脑炎诊治专家共识》22,提出了抗神经元表面或突触蛋白抗体相关的AE诊断标准,而不包括Bickerstaff脑干脑炎和ADEM。该专家共识强调,首先应根据患者的临床表现、脑脊液检查、影像学、脑电图等判断其是否患有脑炎,之后行抗体检测明确诊断。如有相应抗体阳性则可诊断为确诊的AE,如仅临床符合诊断则为可能的AE。

目前对重症AE的定义,尚无统一标准,主要符合下述条件之一:(1)存在严重神经功能障碍,改良Rankin量表(modified Rankin Scale,mRS)评分 4~5分;(2)伴有中枢性低通气或呼吸衰竭,需要呼吸机辅助通气;(3)伴有严重的自主神经功能障碍,导致循环不稳定;(4)意识障碍或癫痫持续状态等。对于AE的严重程度没有专门的评价量表。mRS主要用于卒中后整体残疾程度的评估,对于AE严重程度的评价具有很大的局限性。尽管mRS不能涵盖AE临床表现的多样性,但仍然是目前应用最广泛的用于评价AE严重程度和治疗结局的指标。2019年,有学者提出AE临床评估量表(Clinical Assessment Scale in Autoimmune Encephalitis),但尚未得到广泛应用。

近年来抗体阴性的AE逐渐受到关注,但诊断仍是难点,既不能忽略抗体阴性AE的存在,也不能过度诊断。在Graus等20学者提出的AE诊断路径中,给出了很可能的抗体阴性AE诊断标准,即同时满足以下4项:(1)亚急性(通常短于3个月)出现的近记忆减退、意识水平下降、人格或心理改变。(2)排除明确定义的AE综合征(如典型的边缘叶脑炎、Bickerstaff脑干脑炎、ADEM)。(3)血清和脑脊液中不存在特征明确的自身抗体,且至少满足以下3项中的2项:①提示AE的MRI异常;②脑脊液白细胞数增多、脑脊液特异性寡克隆区带阳性和(或)IgG指数增高;③脑活组织检查显示炎性浸润并排除其他疾病(如肿瘤)。(4)合理排除其他病因。引起抗体阴性AE的原因诸多,如疾病所处时期、药物干预影响、抗体检测方法可靠性等。细胞免疫荧光法(cell-based assay,CBA)仅可行单一靶抗原检测,可能导致其他抗体漏检,当CBA检测结果呈阴性时,不应简单归为抗体阴性AE或除外AE,应完善组织免疫荧光法(tissue-based assay)23并结合患者临床具体情况而定。

四、AE的鉴别诊断
(一)中枢神经系统感染

包括病毒、细菌、螺旋体、真菌和寄生虫所致的中枢神经系统感染以及朊蛋白病等。

(二)代谢性与中毒性脑病

包括Wernicke脑病,肝性脑病,肺性脑病,抗生素、化学治疗药物或者免疫抑制剂等引起的中毒性脑病以及放射性脑病等。

(三)中枢神经系统肿瘤

尤其是弥漫性或者多灶性脑肿瘤,例如大脑胶质瘤病、大脑淋巴瘤病以及转移癌。

(四)血管性疾病

硬脑膜动静脉瘘、脑淀粉样血管病相关炎症(cerebral amyloid angiopathy related inflammation)等。

(五)遗传性疾病

线粒体脑病、甲基丙二酸血症、肾上腺脑白质营养不良等。

(六)神经系统变性病

路易体痴呆、多系统萎缩和遗传性小脑变性等。

五、AE的治疗

AE的治疗包括免疫治疗、抗肿瘤治疗、对症支持治疗等。早期积极的免疫治疗可以改善AE的结局。一线免疫治疗包括糖皮质激素、血浆交换/免疫吸附、静脉注射免疫球蛋白(IVIG),对于一线免疫治疗效果不佳的患者常采用二线免疫治疗如利妥昔单抗(rituximab,RTX)、环磷酰胺等。重型AE起始即考虑静脉注射甲泼尼龙冲击治疗和IVIG/血浆置换联合治疗。近年来新兴的单克隆抗体治疗如IL-6受体单克隆抗体、硼替佐米和达雷木单抗等,也被经验性应用于难治性AE,并取得一定临床治疗效果。

(一)免疫治疗

1.糖皮质激素:目前仍是大部分AE急性期治疗的首选药物,一般采用冲击治疗,甲泼尼龙1 000 mg/d,连续静脉滴注3 d,然后改为500 mg/d,静脉滴注3 d。而后改为口服醋酸泼尼松1 mg·kg-1·d-1,2周之后每2周减量5 mg,总疗程为6个月左右。

2.血浆交换/免疫吸附:可快速清除外周血液循环中的病理性成分。在重症AE患者中,血浆交换联合糖皮质激素的疗效优于单独使用激素治疗24。推荐隔天应用1次,连用5~7次25。由于血浆交换需要大量血浆,临床应用受到一定限制,免疫吸附可作为一种替代方式,研究结果显示,对于抗神经元表面蛋白抗体阳性的AE患者,在免疫抑制治疗的基础上联合免疫吸附治疗,可促进康复26

3.IVIG:高剂量的IVIG(1~3 g/kg)可通过中和自身抗体、抑制免疫细胞激活、抑制补体活化、抑制细胞因子产生和白细胞迁移等多种机制发挥抗炎和免疫调节作用。常与大剂量糖皮质激素联合使用,根据患者体重按总量2 g/kg,分3~5 d静脉滴注。需要注意的是,抗LGI脑炎和抗Caspr2脑炎由IgG4介导,由于IgG4不能有效激活补体途径,且其Fc段与免疫细胞的Fc受体结合后也不能激活免疫细胞的杀伤能力,故对IVIG治疗反应欠佳27

4.环磷酰胺:按体表面积750 mg/m2计算用药剂量,静脉滴注,每4周1次,病情缓解后停用。由于骨髓抑制、出血性膀胱炎等不良反应较严重,仅作为一线免疫治疗不佳且无条件应用RTX时的选择。

5.硫唑嘌呤及吗替麦考酚酯:作为长程免疫治疗方案,应用至少1年,主要用于预防复发。常见不良反应包括胃肠道反应、脱发、血细胞减少、肝肾功能损害、机会性感染等,用药期间应监测肝肾功能及血细胞计数等。

6. RTX:RTX是第一代人鼠嵌合型单克隆抗体,由鼠的轻链和重链可变区Fab片段和人IgG1抗体稳定区Fc片段构成,可靶向清除CD20+B细胞。多项研究结果显示,对一线免疫治疗反应欠佳的AE患者应用RTX后症状得到改善,包括儿童患者在内28, 29, 30, 31。德国一项真实世界研究结果显示,RTX可以显著改善抗Caspr2脑炎患者症状,减少抗NMADR脑炎和抗LGI1脑炎患者的复发几率,但并未改善GAD65患者的症状32。使用方法通常按体表面积375 mg/m2计算,静脉滴注,每周1次,共3~4次,直至清除外周血CD20+B细胞。小剂量RTX,即100 mg,每周1次,连用4周也可能有效30。RTX静脉输注后2周内B细胞几乎完全耗竭,通常维持治疗6~12个月。对于难治性及复发性AE,往往需多次追加作为维持治疗。常见的不良反应为输液反应,多发生于首次输注期间。轻中度感染也较常见,严重的机会性感染罕见。由于单克隆抗体具有免疫原性,机体可能产生抗药抗体,影响药物的药代动力学和药效动力学33。奥瑞珠单抗(ocrelizumab)是一种人源化的CD20单克隆抗体,与嵌合型单克隆抗体相比,对B细胞的杀伤能力更强,且能减少抗药抗体的产生。奥法木单抗(ofatumumab)是一种全人源化的CD20单克隆抗体,为皮下注射剂型,给药更便捷,可有效减少输液反应的发生。乌托珠单抗(ublituximab)是一种嵌合糖工程单克隆抗体,改善Fc片段,提高特异性。上述新型CD20单克隆抗体药物已逐渐被应用于多发性硬化、视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)的治疗34,尚无用于AE治疗的报道,未来或成为具有发展潜力的新型靶向治疗方案。

7.伊奈利珠单抗(inebilizumab):为人源化单克隆抗体,亲和力更高。主要靶向CD19+,清除B细胞及分泌水通道蛋白4-IgG的浆细胞,8 d起效。伊奈利珠单抗对比安慰剂治疗NMOSD的Ⅱ/Ⅲ期研究,为全球迄今为止最大规模的随机对照试验研究,可有效减少NMOSD的复发及残疾。在用于AE治疗方面的疗效目前正在临床研究中。

8.IL-6受体单克隆抗体托珠单抗(tocilizumab)、萨特利珠单抗(satralizumab):是人源化的IL-6受体单克隆抗体,阻断IL-6介导的炎症级联反应。对于一线免疫治疗和RTX治疗效果均不佳的AE可能有效35, 36。托珠单抗用法为8 mg/kg,每月1次。不良反应相对较小,主要为白细胞减少及肝功能异常。2020年8月,萨特利珠单抗获美国食品药品监督管理局批准用于NMOSD,试验结果显示,与安慰剂和基线免疫抑制疗法相比,萨特利珠单抗和基线免疫疗法使NMOSD患者的复发风险显著降低了62%。用于AE治疗方面的临床研究正在进行中。

9.硼替佐米:硼替佐米是一种26S蛋白酶抑制剂,选择性抑制核因子κB,阻断促炎性细胞因子,并诱导活化的免疫细胞凋亡,从而减少浆细胞数量和抗体的产生。Scheibe等37报道了5例严重且常规免疫治疗无效的抗NMDAR脑炎患者,在接受1~6周期硼替佐米治疗后,病情均有不同程度地改善。Shin等38报道了5例严重难治性抗NMDAR脑炎患者,接受常规免疫治疗及托珠单抗治疗后仍处于植物状态,应用硼替佐米后,3例患者意识水平改善。也有报道显示硼替佐米用于重症抗NMDAR脑炎患儿同样有效39。硼替佐米治疗重型AE的Generate-bost二期研究正在进行。硼替佐米的用量为1.3 mg/m2,在第1、4、8、11天分别给药,之后休息10 d,为1个周期。现有文献报道采用了1~6周期的治疗。不良反应主要为血液系统异常、胃肠道不适和感染40

10.达雷木单抗:是一种靶向CD38的单克隆抗体,可耗竭浆细胞,近年来也有试验性将达雷木单抗用于重症难治性AE的病案报道,提示其对于常规免疫治疗无效的重症AE可能有效41, 42,但由于病例数过少,尚不能确定其有效性及安全性。

(二)针对肿瘤的治疗

应对所有AE患者进行肿瘤筛查,尤其是抗神经元内抗原抗体介导的AE与肿瘤关系密切。对合并肿瘤的AE,在病情允许的情况下尽早进行手术切除、放射治疗、化学治疗等抗肿瘤治疗是有益的。

(三)对症支持治疗

AE患者癫痫发生率高,对于伴有癫痫的AE,可选用广谱抗癫痫药如苯二氮䓬类、丙戊酸钠、左乙拉西坦、拉莫三嗪等。由于AE患者对抗癫痫药物反应较差,抗癫痫治疗应在足量免疫治疗的基础上。缓解期AE通常无需持续抗癫痫治疗,在无癫痫发作、脑电图无痫样放电的情况下可缓慢减停抗癫痫药物,但GAD65阳性且伴有癫痫的患者,可能需要长期抗癫痫治疗。部分AE伴有精神症状,可选用奥氮平、氯硝西泮、氟哌啶醇和喹硫平等药物。应注意监测抗精神病药物对意识水平影响和锥体外系不良反应。部分AE可出现抑郁情绪,应注意加用抗抑郁药物。

六、总结及展望

AE是近十年来神经科学中发展最快的领域之一,不断拓展的AE抗体谱有助于更精准地识别AE。我国AE诊治专家共识的提出,使得国内对AE的诊治能力逐步提高。单克隆抗体药物在AE领域逐渐尝试应用,为AE的治疗提供了更多的选择。由于不同抗体介导的AE有不同的临床表型及转归,未来应该更加注重个体化治疗方案,使更多AE患者获益。

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单选题(授予Ⅱ类学分说明答题二维码见文末编后)

1. 以下哪项不是自身免疫性脑炎(AE)的常见诱发因素?

A. 放射、化学治疗

B. 病毒感染

C. 肿瘤

D. 免疫检查点抑制剂的使用

2. 以下说法错误的是?

A. 抗N-甲基-D-天冬氨酸受体脑炎最常见合并的肿瘤是畸胎瘤

B. 抗接触蛋白相关蛋白2抗体脑炎最常见合并的肿瘤是胸腺癌

C. 抗γ-氨基丁酸B型受体脑炎最常见合并的肿瘤是小细胞肺癌

D. 抗神经元内抗原抗体介导的脑炎合并肿瘤不如抗神经元表面抗原抗体介导的脑炎合并肿瘤常见

3. 感染后AE最常见于以下哪种特异性病原体感染后?

A. 单纯疱疹病毒1型

B. HIV

C. 乙型脑炎病毒

D. 2019新型冠状病毒

4. 以下哪种亚型的抗体介导的AE对丙种球蛋白的治疗反应不佳?

A. IgG1

B. IgG2

C. IgG3

D. IgG4

5. 以下哪种治疗不是AE的一线免疫治疗?

A. 糖皮质激素

B. 丙种球蛋白

C. 利妥昔单抗

D. 血浆置换

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