多發(fā)性硬化免疫相關病因和發(fā)病機制的研究進展

樸松蘭 楊小存 馬長春

(1長春中醫(yī)藥大學，吉林 長春 130117；2南京中醫(yī)藥大學)

多發(fā)性硬化(MS)是一種以中樞神經(jīng)系統(tǒng)慢性、局灶性、炎性脫髓鞘為主要病變特點的自身免疫性疾病〔1〕。MS發(fā)病以女性多見，臨床以運動、感覺和認知功能障礙為主要表現(xiàn)，且多呈慢性或復發(fā)、緩解交替的過程，現(xiàn)已成為青壯年肢體殘疾的第二大誘因。實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)是國際上普遍認可研究MS發(fā)病機制的理想動物模型〔2〕，該模型的發(fā)病學和病變與人類MS表現(xiàn)非常類似。目前MS的病因及發(fā)病機制尚未完全明確，尚無有效的治療手段，因此，明確MS的病因和發(fā)病機制，有助于病因?qū)W預防、探索安全有效的治療手段。

1 病因

1.1遺傳因素 流行病學和實驗研究結果表明，MS的發(fā)病與遺傳因素有關〔3,4〕，遺傳因素賦予易感性，不同種族易感基因亦不相同。目前公認與MS發(fā)生密切相關的基因為主要組織相容性復合基因(HLA)，HLA產(chǎn)物在自我識別和調(diào)節(jié)免疫應答的過程中發(fā)揮重要作用，HLA基因型與自身免疫性疾病易感性相關。研究發(fā)現(xiàn)約48%的MS患者攜帶HLA-DRB 1×1501等位基因(DR2 aplotype)，該基因為MS最重要的遺傳因素，如HLA-DRB 1等位基因均為HLA-DRB 1×1501，患MS的風險性比一般人高2倍左右〔5〕。除此之外，HLA等位基因DRB 1×0301、DRB 1×1303也有遺傳風險。同卵雙胞胎共病的風險是正常人的5倍〔6〕，但MS中同卵雙胞胎的共病率僅為30%〔7〕，說明除遺傳因素外還有其他因素參與MS發(fā)生。

1.2感染 感染是MS發(fā)病的重要因素。已在MS患者血清或腦脊液中檢測到人類皰疹病毒(EBV或HHV)-4、水痘-帶狀皰疹病毒(VZV)等IgG抗體〔8,9〕。HHV6也被發(fā)現(xiàn)與MS有顯著的正相關〔10〕，并可在MS患者的血清、腦脊液和腦組織病變區(qū)檢測到HHV-6，13～15〔11～13〕。也有報道MS發(fā)病與人類內(nèi)源性逆轉錄病毒(HERV)、流感病毒C型、風疹病毒、小核糖核酸病毒等病毒感染有關，但目前尚無明確證據(jù)提示，有待進一步研究。病毒感染可能通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)在MS發(fā)展中發(fā)揮重要作用〔14〕。另有報道幽門螺旋桿菌(Hp)與MS發(fā)病密切相關，Hp感染可誘導免疫細胞通過血腦屏障(BBB)損傷神經(jīng)〔15〕。

1.3飲食習慣 尚未發(fā)現(xiàn)某種特定食物與MS發(fā)病有必然關系，但流行病學研究發(fā)現(xiàn)不良的飲食習慣可作為本病的危險因素。高飽和脂肪酸飲食〔16〕會增加MS患病概率,而不飽和脂肪中的亞油酸可以明顯減緩殘疾的進展，能明顯縮短復發(fā)持續(xù)的時間、減輕殘障性臨床表現(xiàn)的嚴重程度〔17,18〕。而另一份系統(tǒng)性回顧研究結果證實補充Omega-3和魚油對降低MS患者的復發(fā)率、炎癥標志物及改善生活質(zhì)量有一定的作用〔19〕。還有報道，體內(nèi)局部高氯化鈉(NaCl)環(huán)境促進小鼠和人類TH17細胞的誘導分化〔20〕，而TH17細胞在自身免疫性疾病中起著關鍵作用，可在高NaCl環(huán)境下促炎細胞因子〔粒細胞-巨核細胞集落刺激因子(GM-CSF)、腫瘤壞死因子(TNF)-α和白細胞介素(IL)-2〕的表達上調(diào)。另外，高NaCl飲食喂養(yǎng)的小鼠出現(xiàn)更嚴重的EAE。

1.4維生素D缺乏 維生素D缺乏被認為是MS的危險因素〔21〕，研究發(fā)現(xiàn)攝入過低或日照不足都可以增加MS發(fā)病和復發(fā)的風險，口服維生素D可通過抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用減輕MS病變〔22〕。 但并非所有MS患者血清維生素D水平偏低，血清維生素D水平偏低個體并非均為MS患者，說明維生素D缺乏不是MS的獨立致病因素。低水平維生素D可能通過調(diào)節(jié)T細胞的分化方向，致使MS的患病風險升高〔23〕，而皮膚中波紫外線光譜(UVB)照射可誘導機體免疫調(diào)節(jié)，誘導調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)的分化，減弱全身自身免疫反應〔24〕。

另有MS發(fā)病與維生素A、維生素B、維生素C和維生素E相關的報道，但均缺乏免疫機制相關證據(jù)，有待于進一步研究。

1.5吸煙 大量的流行病學研究結果提示吸煙或被動吸煙能使MS患病概率明顯增加、病情加重〔25，26〕。研究發(fā)現(xiàn)香煙煙霧中有害成分使BBB通透性增高，促進自身反應性免疫細胞通過BBB遷移到中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)引起炎癥〔27,28〕。另外，吸煙也可以引起CD4+/CD8+異常、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的異常及免疫反應〔29〕。

1.6腸道微生物群 正常情況下，腸道微生物群通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)代謝與能量平衡、維持腸道屏障、抑制病原微生物定植及參與黏膜和系統(tǒng)免疫等多種途徑協(xié)助機體保持健康狀態(tài)〔30〕。腸道微生物群紊亂可引發(fā)一系列相關疾病，包括多種腸道外疾病，已成為MS發(fā)病的潛在因素。大量臨床研究和實驗研究結果提示，腸道菌群紊亂可能通過調(diào)節(jié)T淋巴細胞分化〔30〕、增加BBB的通透性〔31,32〕、調(diào)節(jié)免疫因子〔33〕等方式參與MS的發(fā)生。

目前尚未發(fā)現(xiàn)獨立引發(fā)MS的因素。MS很可能是多種因素先后或協(xié)同作用引起的復雜疾病。

2 發(fā)病機制

免疫發(fā)病機制是到目前為止研究最多、被廣泛認可的MS發(fā)病機制。無論是遺傳，還是感染、飲食習慣、維生素缺乏、吸煙、腸道微生物群失調(diào)等因素，大多通過調(diào)節(jié)免疫、激活免疫細胞或上調(diào)BBB通透性等方式影響MS的發(fā)生發(fā)展。多數(shù)學者認為，MS是CD4+T細胞介導為主的自身免疫性疾病，但CD8+T細胞和B細胞也參與MS的發(fā)生。CD4+T細胞根據(jù)不同的功能可分為4種亞群，即Th1、Th2、Th17、Treg。Th1細胞主要輔助細胞免疫，在MS發(fā)病中引發(fā)神經(jīng)炎癥反應，而Th2細胞主要輔助體液免疫，在MS發(fā)病中可能具有抑制神經(jīng)炎癥的保護作用〔34〕。Th17細胞與自身免疫性疾病關系密切，Th17細胞可促進BBB損傷，并進入CNS，引發(fā)神經(jīng)炎癥〔35〕，而與Th17細胞相反，Treg細胞具有下調(diào)免疫應答的免疫抑制功能。Th1/Th2軸向Th1傾斜或Th17 /Treg軸向Th17傾斜都與MS的發(fā)病密切相關〔36〕。一般認為，MS的發(fā)生是由于多種因素的相互作用促進外周血白細胞(T/B淋巴細胞、單核細胞)被激活、通過BBB進入CNS導致的炎性脫髓鞘反應。

2.1外周免疫細胞被激活 目前針對CNS抗原特異性免疫細胞的激活，有兩種假說。第一種假說認為，CNS抗原特異性免疫細胞首先在外周被激活，然后進入到CNS，引起炎性脫髓鞘反應。MS患者外周自身反應性T細胞激活可能是直接交叉反應、分子模擬或旁路激活的效果〔37,38〕。這種假說在EAE動物實驗中能夠很好地呈現(xiàn)。研究證實，抗原特異性T細胞的活化及其分化的輔助性T細胞亞型可能是在腸或支氣管的淋巴組織中觸發(fā)〔39,40〕。第二種假說認為，CNS內(nèi)原發(fā)性少突膠質(zhì)細胞缺陷(比如遺傳變異)或感染導致的少突膠質(zhì)細胞死亡，抗原從CNS漏入頸深淋巴結〔41〕引起外周免疫細胞激活，但此種假設尚無直接證據(jù)，有待于進一步研究。

2.2活化的免疫細胞向CNS浸潤 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)MS患者白質(zhì)脫髓鞘病灶內(nèi)有單核吞噬細胞、淋巴細胞，漿細胞和樹突狀細胞的浸潤〔42〕，以往由于CNS內(nèi)有BBB結構被認為是相對的免疫豁免區(qū)，因此活化的免疫細胞如何通過BBB進入CNS是MS發(fā)病的重要環(huán)節(jié)。

2.2.1血管內(nèi)皮細胞異常表達選擇素 正常狀態(tài)下，內(nèi)皮細胞不表達或微量表達選擇素，當內(nèi)皮細胞受到致炎性細胞因子刺激時，內(nèi)皮素表達異常，有利于白細胞獲得內(nèi)皮細胞表面的化學趨化信號。比如，E-選擇素在內(nèi)皮細胞表面表達增多，分布在內(nèi)皮細胞內(nèi)的P-選擇素迅速在內(nèi)皮細胞表面表達，從而活化內(nèi)皮細胞，介導內(nèi)皮細胞與白細胞之間的相互作用。選擇素的異常表達促成單核細胞、T淋巴細胞和中性粒細胞在血管內(nèi)皮細胞表面滾動，為下一步白細胞的黏附提供便利條件。

2.2.2黏附分子和配體表達或增多 白細胞的黏附是白細胞從血管內(nèi)游出的前提，這個過程由黏附分子及其配體介導。在炎性細胞因子干擾素(IFN)-γ、TNF-α、IL-1β等的作用下，黏附分子及其配體異常表達，有利于白細胞和內(nèi)皮細胞的黏附，比如，血管細胞黏附分子(VCAM)-1、細胞間黏附分子(ICAM)及其配體極遲抗原(VLA)-4、淋巴細胞功能相關抗原(LFA)-1異常表達，并通過VCAM/VLA-4和ICAM/LFA-1之間的相互作用，促進自身反應性T淋巴細胞與血管內(nèi)皮細胞黏附、進入CNS〔43〕。已有研究結果表明，VCAM/VLA-4結合在淋巴細胞與血管內(nèi)皮細胞之間的黏附、跨內(nèi)皮細胞移行中發(fā)揮重要作用，ICAM/LFA-1結合僅在跨內(nèi)皮細胞移行中發(fā)揮一定的作用〔44〕。通過單抗阻斷VLA-4會抑制淋巴細胞向CNS浸潤，能迅速減輕MS中CNS的炎癥〔45,46〕。

2.2.3基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)降解血管壁的膠原成分 黏附于內(nèi)皮細胞的白細胞將偽足伸入內(nèi)皮細胞連接處，并分泌MMPs以降解血管基底膜，使BBB通透性升高，促進白細胞游出。臨床和實驗研究均證實，MMP-9與MS/EAE發(fā)病關系密切，MMP-9可降解基底膜重要成分，有利于多種炎細胞通過BBB進入CNS，引起神經(jīng)炎癥〔47,48〕。被MMP-9降解的基底膜成分對炎細胞具有趨化作用，促使更多炎細胞進入CNS，引起脫髓鞘及軸突損傷。另外，崩解的髓鞘碎片也具有白細胞的趨化作用。

2.3炎性脫髓鞘及軸索損傷 被激活的免疫細胞、炎性細胞因子、免疫球蛋白和補體進入CNS影響微環(huán)境，通過直接或間接方式引起脫髓鞘及軸索損傷。CNS內(nèi)炎性細胞因子，比如Th1細胞分泌的IFN-γ，可誘導小膠質(zhì)細胞向M1型極化,使M1/M2比例失衡。激活的M1型細胞在激活輔助Th1細胞介導的免疫性損傷〔49,50〕的同時，通過釋放促炎因子、趨化因子、氧化還原分子、一氧化氮(NO)等參與炎癥反應〔51,52〕，引起神經(jīng)炎性損傷。另外，M1型細胞分泌的神經(jīng)毒性物質(zhì)可抑制少突膠質(zhì)細胞前體細胞的增殖和向成熟少突膠質(zhì)細胞的分化，從而引發(fā)髓鞘脫失〔53〕。除此之外，CD8+T細胞的細胞毒作用和單核細胞來源的巨噬細胞的吞噬作用及活化的小膠質(zhì)細胞、巨噬細胞的氧化作用在髓鞘脫失和軸索損傷中發(fā)揮非常重要的作用，已經(jīng)證實，在CNS中阻止該類細胞的活化或阻止活性氧或活性氮的釋放可抑制軸索損傷〔54,55〕。雖然在MS病灶內(nèi)可觀察到B細胞和漿細胞，但對軸索的作用尚不清楚。

綜上所述，MS是多種因素的復雜作用使免疫系統(tǒng)對CNS引發(fā)炎性反應而致的脫髓鞘或軸突變性，從而引起與損傷對應的神經(jīng)功能障礙，具有較高的復發(fā)率和致殘率〔56〕。目前的實驗研究大多使用EAE模型，EAE模型多適用于免疫致病機制的探討，而MS的發(fā)病機制尚不十分清楚，今后的實驗研究應針對不同的研究目的采用不同的動物模型，并將實驗研究結果與臨床研究緊密結合起來。