煙霧病免疫相關機制研究

尤浩君，曹磊，李紅偉

(鄭州大學第一附屬醫(yī)院 神經外科，河南 鄭州 450000)

煙霧病(moyamoya disease，MMD)是一種慢性進展性腦血管病，特征是頸內動脈末端和(或)大腦前動脈、大腦中動脈起始部進行性狹窄、閉塞，且隨著病情的進展出現血管代償，于腦基底部Willis環(huán)附近形成密集且細小的血管網。MMD最早由日本學者Suzuki及Takaku命名，因腦血管造影發(fā)現代償的血管形似煙霧而得名[1]。流行病學表明本病在東亞地區(qū)，尤其日本和韓國高發(fā)，而我國MMD患者男女比例接近1∶1，發(fā)病年齡呈雙峰狀分布[2]，河南省屬于高發(fā)區(qū)[3]。MMD組織病理學可見病變血管內膜纖維增厚、平滑肌增生，但無明顯的炎癥細胞浸潤，這一點有別于動脈粥樣硬化性疾病[4]。根據臨床癥狀將MMD主要分為缺血型和出血型，其缺血型癥狀是兒童和成人最重要的臨床表現，出血型在成人中更常見。治療MMD的方法主要包括外科手術、內科藥物及手術合并藥物治療3種方式[5]，但考慮到內科治療中并無針對MMD的特效藥，故顱內外血運重建術是治療當今MMD的首選方法，也是目前被臨床認為最有效的方法[6]。手術方式主要分為直接血管重建術、間接血管重建術和聯(lián)合手術[7-8]，期望通過手術搭橋的方式降低患者再發(fā)梗死或出血的概率。目前，MMD發(fā)病機制不明，可能與遺傳、炎癥、免疫、細胞等多種機制有關。本文系統(tǒng)回顧了近10 a有關MMD免疫相關機制的論述，從免疫因子、免疫細胞、免疫基因、免疫疾病幾個方面探討免疫因素與MMD發(fā)生發(fā)展的關系。

1 免疫因子與MMD

早在2004年對MMD患者腦脊液行重組cDNA表達庫的血清學分析時就已經發(fā)現了MMD患者的腦脊液中普遍存在自身抗體[9]，如免疫球蛋白G(immunoglobin G，IgG)、CD163分子重組蛋白(recombinant cluster of differentiation 163，CD163)、CD40分子重組蛋白(recombinant cluster of differentiation 40，CD40)等免疫因子與MMD的關系越來越密切。

Sigdel等[10]分析MMD患者血清中的IgG自身抗體，發(fā)現165種自身抗體顯著升高，經過生物信息學分析顯示針對淀粉樣β-A4蛋白、COP9 信號體復合物亞基1、維甲酸13刺激因子、連環(huán)蛋白β1、受體酪氨酸激酶樣孤兒素受體1、EGF樣重復序列和盤狀蛋白Ⅰ樣結構域3的自身抗體與MMD密切相關。2003年Ogawa等[11]從MMD患者的血清中檢測到具有凋亡刺激作用的抗內皮細胞抗體，這些抗體在自身免疫性炎癥過程和內皮細胞損傷的作用下將是導致動脈狹窄或閉塞的可能性因素。

Lin等[12]對MMD患者的病理標本進行免疫組化染色后發(fā)現病變血管內膜和血管壁增厚，內部彈性層明顯曲折、破裂，無明顯炎癥細胞浸潤，而且在增厚的內膜中發(fā)現α-平滑肌肌動蛋白陽性細胞。該研究不僅發(fā)現IgG存在于增厚的內膜和中膜，而且在血管受損的內部彈性層中免疫反應性呈強陽性[12]。血管壁中IgG的沉積可能是導致內彈力層破壞的基礎[12]，內彈力層破壞后加速了平滑肌細胞遷移到內膜并增殖，隨著病程的不斷進展最終導致血管腔狹窄而產生質變，表現出相關的臨床癥狀，于就診時被診斷為MMD。

除此之外，CD163是CD163陽性M2極化的巨噬細胞激活標志物，已被證實與多種免疫性疾病有關。CXC趨化因子L5(CXC chemokine L5，CXCL5)是一種增強的細胞因子，與自身免疫性疾病的嚴重程度相關。Fujimura等[13]通過比較MMD患者和健康對照組之間可溶性CD163、CXCL5血清水平的差異，發(fā)現MMD患者血清可溶性CD163和CXCL5水平高于對照組、RNF213多態(tài)性的各基因型之間血清可溶性CD163和CXCL5水平無差異。與免疫相關的可溶性CD163和CXCL5表達量的升高可能作為MMD患者免疫學的提示指標。CD40表達于多種細胞類型，包括內皮細胞、平滑肌細胞和免疫細胞，其中內皮細胞和平滑肌細胞上CD40信號的活化可增加炎癥和促血栓形成介質的表達，而巨噬細胞可通過CD40通路的激活誘導血管壁的炎癥，CD40介導的炎癥反應可能是血管壁誘發(fā)狹窄的因素[14]。Shen等[15]首次對自身免疫性疾病相關單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)在MMD發(fā)病機制中的作用進行了靶向基因型分析，認為CD40基因型可能與MMD相關。

2 免疫細胞與MMD

免疫細胞與MMD的相關研究為認識MMD的發(fā)病機制提供了新的思路。MMD的發(fā)生發(fā)展可能與初始B細胞、初始CD4細胞、靜息型自然殺傷細胞、調節(jié)性T細胞的比率失衡有關。Peng等[16]研究發(fā)現，MMD患者外周血中初始B細胞和初始CD4細胞的比率顯著增加，而靜息自然殺傷細胞的比率顯著降低。人外周血白細胞的數量及功能對自身免疫系統(tǒng)至關重要，這3種細胞類型的紊亂可能導致患者免疫功能的失常，進而導致顱內血管狹窄、閉塞。

Weng等[17]通過研究調節(jié)性T細胞、輔助性T細胞與MMD的關系，發(fā)現MMD患者的外周調節(jié)性T細胞和輔助性T細胞增加，但較對照組的調節(jié)性T細胞/輔助性T細胞的百分比無明顯差異，不能認為外周調節(jié)性T細胞與輔助性T細胞比率失衡參與MMD的病理生理過程。面對調節(jié)性T細胞與輔助性T細胞的比值無差異，Weng等[17]進一步研究發(fā)現MMD患者外周血調節(jié)性T細胞抑制功能低于對照組。因為調節(jié)性T細胞包括多種細胞亞群，且每種亞型已被證明具有不同的功能，Weng等[17]進一步測量3種主要調節(jié)性T細胞亞型百分比的變化后發(fā)現，MMD患者的T細胞和調節(jié)性T細胞中具備抑制功能FRⅢ調節(jié)性T細胞百分比顯著升高，而FRⅠ調節(jié)性T細胞百分比顯著降低，FRⅡ調節(jié)性T細胞比率無明顯差異。這些發(fā)現表明，MMD患者中具備抑制功能的FRⅢ調節(jié)性T細胞比率的升高使得T細胞缺乏抑制，或許從免疫的角度影響MMD的進展。

3 免疫相關基因與MMD

環(huán)指蛋白基因213(Ring Finger Protein 213，RNF213)與MMD的易感性有關，也可能在更廣泛的方面影響著人體。Kamada等[18]表明，RNF213基因在免疫組織如肝臟、淋巴細胞中高表達，而RNF213mRNA在樹突狀細胞和單核細胞中高表達。Kanoke等[19]于2016年發(fā)現RNF213基因缺陷的小鼠對調節(jié)性T細胞的誘導減少。RNF213和免疫功能有關，在抗原攝取、加工和呈遞中具有重要作用[20]。

MMD存在基因表達的異常，特別是免疫相關基因。Kang等[21]從MMD患者的血液中培養(yǎng)和純化出平滑肌祖細胞，提取其RNA并鑒定基因的差異性表達，與健康對照組比較后發(fā)現MMD患者的平滑肌祖細胞中有286個基因差異表達，其中124個上調、162個下調，這些基因后來被證實與細胞黏附、細胞遷移、免疫反應和血管發(fā)育有關。Ma等[22]調查了無癥狀MMD患者中性粒細胞轉錄組的環(huán)形RNA分子(circular RNAs，circRNAs)表達概況，對無癥狀MMD患者和健康人的中性粒細胞樣本進行比較性circRNAs芯片分析，發(fā)現兩組之間有123個circRNAs的差異表達，其中54個被上調、69個被下調，且差異表達的circRNAs主要參與無癥狀MMD的免疫反應、血管生成和代謝，之后利用RNA測序技術對MMD患者和健康對照者外周血進行基因表達譜分析，鑒定出533個基因的差異性表達且多為免疫或炎癥相關基因。免疫相關基因異常的差異性表達提示MMD作為一種罕見的腦血管疾病，可能在外周血中表現出與免疫相關的基因失調。

Peng等[16]使用轉錄組測序技術研究MMD患者和健康對照者外周全血中基因表達的差異，最終得出533個差異性表達基因，其中上調的基因主要參與細胞外基質組織，而下調的基因則與免疫和炎癥反應顯著相關。對比基因共表達網絡后發(fā)現，差異性表達基因如自然殺傷細胞顆粒蛋白7(natural killer cell granule protein 7，NKG7)基因、成纖維細胞生長因子結合蛋白2(fibroblast growth factor binding protein 2，FGFBP2)基因、顆粒酶H(granzyme H，GZMH)基因、穿孔素1(perforin1，PRF1)基因與免疫相關[16]。這些樞紐基因可能作為破壞常規(guī)免疫途徑的驅動因素，并最終加速MMD的進展。一項大腦中動脈的微小樣本研究發(fā)現，MMD患者大腦中動脈血管壁分別有62個和26個基因的表達明顯上調或下調[23]。經過全轉錄組分析發(fā)現，血管壁中差異性表達的基因與參與抗原處理和表達、樹突狀細胞途徑、細胞因子途徑和白細胞介素-12途徑呈正相關，而與氧化磷酸化和DNA修復呈負相關，即在MMD患者的顱內動脈中，與免疫反應相關的基因上調，而與DNA修復和氧化磷酸化相關的基因下調[23]。

MMD患者基因的差異性表達不僅發(fā)現于外周血細胞，而且局部的血管樣本也有所體現。這些差異表達的基因很多與免疫相關，可見MMD的發(fā)生發(fā)展很大程度上離不開免疫因素的作用。

4 免疫疾病與MMD

對比于正常人，MMD患者伴發(fā)免疫性疾病的概率可能更高。Bower等[24]發(fā)現MMD患者自身免疫性疾病的患病率明顯高于一般人群，尤其在1型糖尿病和甲狀腺疾病中。Hughes等[25]提到梅奧診所MMD隊列研究顯示，MMD患者自身免疫性疾病的患病率高于美國人群。在與中國一般人群相比之后，Chen等[26]報道中國西部MMD的自身免疫性疾病總體患病率更高，除此之外研究通過選取一定數量的單側和雙側MMD患者，論證了自身免疫性疾病在單側MMD和雙側MMD中的患病率是有區(qū)別的。免疫因素有可能成為MMD發(fā)生發(fā)展的潛在因素。

4.1 系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)Wang等[27]報道了1例18歲女性在治療SLE的過程中出現了左側肢體運動無力的現象，經MRI發(fā)現該患者相應功能區(qū)梗死，血管造影高度提示此時患者正患有MMD。該患者經過正規(guī)的SLE治療使癥狀得到良好控制的前提下，預防性地進行MMD搭橋手術，術后該女性很長時間內未出現短暫性腦缺血發(fā)作及神經病變[27]。Zhou等[28]也報道1例因腦血管事件入院的22歲女性，醫(yī)生經過檢驗及血管活檢證實該女性患有SLE及相關性血管炎，同時影像學檢查確定該女性同時患有MMD，最終該患者被診斷為SLE伴繼發(fā)性MMD，隨后該患者復查血管造影顯示原本病變處的頸內動脈末端較前有狹窄、閉塞且側支廣泛形成可見，這說明此患者的MMD血管病變仍不斷進展。

4.2 Graves病(Graves disease，GD)近幾年MMD和GD共存的報道越來越多。Li等[29]回顧性分析了MMD合并GD患者的臨床特點，指出甲狀腺激素過量會增加腦代謝和氧消耗，而且腦血管在高水平的甲狀腺激素下對交感神經的作用更加敏感，使得顱內血管收縮和腦灌注下降，導致缺血癥狀的發(fā)生，提示甲狀腺功能異?？赡苁荕MD患者引發(fā)或加重癥狀的重要危險因素。Chen等[30]首次對合并與未合并GD的MMD患者的疾病進展和臨床表現進行了差異性分析，結果表明在甲狀腺激素水平正常的前提下，合并GD的MMD患者的疾病進展發(fā)生率、腦卒中發(fā)生率高于無GD的MMD患者。這表明GD可能與MMD患者的疾病進展和腦血管后果有關。

Lanterna等[31]在一項前瞻性研究中使用多元邏輯回歸分析了性別、年齡、MMD類型和甲狀腺自身抗體對患者臨床表現的影響，結果發(fā)現甲狀腺自身抗體升高是與MMD的臨床表現顯著相關的唯一變量，即甲狀腺自身抗體水平異常升高的患者出現以腦部疾病為特征的侵襲性臨床表現的風險更高。Tanaka等[32]討論了甲狀腺抗體和甲狀腺功能在頸內動脈末端狹窄進展中發(fā)揮的作用，通過比較甲狀腺抗體水平升高和不升高的患者以及甲狀腺功能增強和甲狀腺功能正常的患者的顱內動脈病變特征發(fā)現，所有GD患者和抗甲狀腺過氧化物酶抗體水平升高的患者在頸內動脈的末端均有狹窄或閉塞。

4.3 糖尿病Hughes等[25]在回顧了4例MMD合并1型糖尿病患者的臨床特點后，認為MMD通常出現在1型糖尿病或甲狀腺疾病患者中。Hughes等[25]強調自身免疫性疾病合并MMD的復雜性，避免將神經缺血癥狀歸因于低血糖，防止干擾疾病的診斷和治療，以免對此類患者的預后和生活質量造成重大影響。Bolem等[33]介紹1型糖尿病和 MMD的關聯(lián)，建議當年輕的1型糖尿病患者出現新發(fā)的神經系統(tǒng)癥狀時，應高度重視是否存在MMD。以上認識與Suzuki等[34]從2例MMD合并GD和2型糖尿病的病例所得出的假設相同。

4.4 川崎病(Kawasaki disease，KD)KD是一種導致系統(tǒng)性血管炎的自身免疫性疾病。MMD與KD存在共同的病理因素，人類DNA中的B淋巴酪氨酸激酶、CD40和Coatomer蛋白復合物β-2亞基的單核苷酸多態(tài)性與KD有關。在利用引物對SNP位點的基因型進行了對照分析后發(fā)現，CD40的2個SNPs，即rs4813003主要等位基因CC和rs1535045次要等位基因TT在MMD患者中顯著升高[15]。綜上，MMD可以合并自身免疫性疾病。與一般人相比，MMD不僅可以增加人群中自身免疫性疾病的患病率，而且免疫疾病可以反作用于MMD，使得MMD進展更加活躍，癥狀加重或發(fā)生更加頻繁，從而影響患者的生活質量。

針對MMD發(fā)病機制的研究一直都在進行。本文從免疫因子、免疫細胞、免疫基因、免疫疾病多方面探討免疫因素與MMD發(fā)生發(fā)展的關系。目前尚不知曉本病明確的發(fā)病機制。雖然有癥狀的MMD患者依賴現有的影像學技術完全可以確診，但仍有相當一部分患者未表現出明顯癥狀而導致疾病進展，一旦發(fā)病，后果嚴重。明確MMD相關的免疫發(fā)病機制以及尋找該病的免疫標志物等，對提前發(fā)現該病和盡早給予臨床干預有重大意義。