視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病與新型生物標志物

高小姍，谷有全，雒揚，姚利和，張逸軒

視神經(jīng)脊髓炎譜系疾?。╪euromyelitis optica spectrum disorders，NMOSD）是一類以視神經(jīng)炎和長節(jié)段橫貫性脊髓炎為主要表現(xiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性脫髓鞘疾病[1]。疾病反復(fù)發(fā)作，可致半數(shù)患者5年內(nèi)失明或5年后不能獨立行走[2]，病情反復(fù)是患者神經(jīng)功能損傷的主要驅(qū)動因素[3]。因此，尋找可早期監(jiān)測的相關(guān)特異性生物標志物具有重要的臨床意義。依據(jù)體內(nèi)致病性抗體的類型，NMOSD 可分為血清水通道蛋白4（autoantibodies against aquaporin 4 AQP4）抗體陽性的NMOSD 和AQP4 抗體陰性的NMOSD，在AQP4 抗體陰性的NMOSD 類型中又進一步細分為髓鞘少突膠質(zhì)細胞糖蛋白（myelin oligodendrocyte glycoprotein，MOG）抗體陽性的NMOSD 和AQP4/MOG 抗體雙陰性的NMOSD 亞型[4]。研究表明，血清膠原纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）、神經(jīng)絲輕鏈（neurofilament light，NfL)、S100B 等血清標志物在NMOSD的疾病診斷、嚴重程度、復(fù)發(fā)風(fēng)險的預(yù)測及療效評價等方面具有巨大潛在應(yīng)用價值，且研究發(fā)現(xiàn)通過檢測各標志物表達水平的差異可精準診斷及區(qū)分不同類型的NMOSD。但是這些新型血清標志物在臨床尚未應(yīng)用。故本文對NMOSD 中具有監(jiān)測價值的相關(guān)新型標志物的最新研究進行綜述，為NMOSD 患者診斷、疾病監(jiān)測及預(yù)后評估等各方面提供理論依據(jù)及文獻支持。

1 血清GFAP與NMOSD

1.1 血清GFAP與NMOSD相關(guān)概述

NMOSD是一類由自身免疫介導(dǎo)的星形膠質(zhì)細胞疾病。星形膠質(zhì)細胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中維持髓鞘的致密性和完整性，其損傷為NMOSD 的主要病理改變[4,5]。GFAP是星形膠質(zhì)細胞的主要中間絲蛋白，具有維持星形膠質(zhì)細胞完整性的作用[6]。神經(jīng)系統(tǒng)損傷可使星形膠質(zhì)細胞激活，繼而發(fā)生細胞結(jié)構(gòu)解體、形態(tài)改變，使得GFAP從解體的星形膠質(zhì)細胞中釋放，腦脊液中GFAP水平升高，可經(jīng)通透性增高的血腦屏障滲透入血[6,7]。Hyun 等[8]研究發(fā)現(xiàn)，NMOSD 患者腦脊液和血清GFAP 水平均明顯升高，且二者具有很強的相關(guān)性。Watanabe 等[9]進一步研究表明，NMOSD 患者腦脊液GFAP 濃度顯著高于血清GFAP 濃度，并提出當(dāng)腦脊液GFAP 濃度增加10%，血清GFAP 增加8.1%。也有研究表明，NMOSD緩解期的血清GFAP水平低于復(fù)發(fā)期，但仍顯著高于健康對照組，推測NMOSD 患者可能有持續(xù)的星形膠質(zhì)細胞的損傷[9,10]。此外，在Aktas 等[11]的一項臨床實驗中發(fā)現(xiàn)，部分未出現(xiàn)臨床癥狀但顱腦核磁顯示出現(xiàn)新病灶的NMOSD 患者的血清GFAP 濃度升高，這進一步證實了NMOSD 患者體內(nèi)存在持續(xù)的星形膠質(zhì)細胞的損傷及血腦屏障的破壞，促使腦脊液及血清GFAP濃度升高。

1.2 血清GFAP與NMOSD的診斷及鑒別診斷

血清GFAP水平在NMOSD的診斷及鑒別診斷中具有重要價值。有文獻報道，血清GFAP 可作為疾病分期的一個可靠指標。Hyun 等[8]的研究顯示，所有臨床發(fā)作的NMOSD 患者血清GFAP水平顯著升高，95%的患者在臨床發(fā)作后3個月內(nèi)降至臨界值以下。Kim等[12]的一項實驗也得到相似結(jié)論并表示與其他標志物相比，血清GFAP 可顯示出更大的受試者工作特性曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）下面積來區(qū)分發(fā)作期和緩解期，敏感度為94.7%，特異度為74.6%。此外，血清GFAP 還可區(qū)分不同亞型NMOSD 患者。Schindler 等[13]研究發(fā)現(xiàn)，AQP4 陽性的NMOSD 較MOG 陽性的NMOSD 患者血清GFAP水平顯著升高。劉波等[14]則進一步指出，GFAP水平還與NMOSD患者的首發(fā)癥狀相關(guān)，GFAP高的患者較少以視神經(jīng)脊髓炎和其他腦干綜合征為首發(fā)癥狀。

雖然已經(jīng)明確，NMOSD 以星形膠質(zhì)細胞損傷為主要病理特點，導(dǎo)致GFAP升高，而多發(fā)性硬化以神經(jīng)軸突損傷為主要特征，引起血清NfL增加，但是臨床上NMOSD與多發(fā)性硬化的鑒別仍較為困難。有研究表明，NMOSD患者的血清GFAP水平明顯高于多發(fā)性硬化患者，血清GFAP/NfL 比值可作為復(fù)發(fā)期NMOSD 和多發(fā)性硬化患者的鑒別，但無法區(qū)分處于緩解期的兩者鑒別，并表示在復(fù)發(fā)期NMOSD 患者中GFAP/NfL 比值增加[9]。Chang 等[15]進一步研究發(fā)現(xiàn)，APQ4 抗體陽性的NMOSD患者血清GFAP/NfL比值最高，多發(fā)性硬化患者血清GFAP/NfL比值處于另一個極端，MOG 抗體陽性的NMOSD 患者血清GFAP/NfL 比值介于兩者之間。由此可見，血清GFAP/Nfl 比值有助于復(fù)發(fā)期NMOSD 和多發(fā)性硬化的鑒別，是NMOSD 極有潛力的血清標志物。

1.3 血清GFAP與NMOSD的臨床發(fā)作

多項研究表明，血清GFAP 水平可作為識別和監(jiān)測NMOSD 臨床發(fā)作的可靠指標。血清GFAP 水平升高預(yù)示著臨床復(fù)發(fā)。在一項隨機雙盲實驗中，Cree 等[16]表明在NMOSD 患者臨床發(fā)作前1周血清GFAP水平較前顯著升高。Zhang等[17]也證實，血清GFAP水平在急性復(fù)發(fā)期顯著升高，且血清GFAP高水平組較低水平組1年內(nèi)的復(fù)發(fā)率明顯升高。與其他標志物相比，GFAP可明顯區(qū)分復(fù)發(fā)期與緩解期，是預(yù)測臨床發(fā)作的一個可靠指標。另有研究顯示，緩解期血清GFAP 水平處于臨界值以下且在隨訪1年內(nèi)未復(fù)發(fā)[18]，進一步說明血清GFAP水平的升高可預(yù)測臨床發(fā)作。

有文獻報道，血清GFAP 還與NMOSD 的臨床發(fā)作風(fēng)險相關(guān)。Schindler 等[13]在一項前瞻性隊列研究中，以血清GFAP 濃度90 pg/mL 作為臨界值將AQP4 抗體陽性的NMOSD 患者分為2 組，在血清GFAP 水平＞90 pg/mL 的患者中，首次發(fā)作時間相較于另一組患者顯著縮短，表明較高的血清GFAP 濃度與短時間內(nèi)臨床發(fā)作相關(guān)；當(dāng)調(diào)整臨界值為110 pg/mL 時，仍得到類似結(jié)果。一項隨機對照臨床試驗也表明，血清GFAP濃度＞170 pg/mL的患者與低于此界值的患者相比，NMOSD的發(fā)作風(fēng)險增加了3倍，且血清GFAP濃度與發(fā)作風(fēng)險呈顯著線性相關(guān)[11]。推測血清GFAP濃度升高與NMOSD的臨床發(fā)作相關(guān)可能是由于星形膠質(zhì)細胞持續(xù)受損以及炎癥反應(yīng)累積到一定臨界值。

1.4 血清GFAP與NMOSD的嚴重程度及療效評價

NMOSD 可因嚴重的視力障礙、脊髓損傷而致盲、致殘，預(yù)后差。文獻報道，血清GFAP 水平可反映NMOSD 的嚴重程度及治療效應(yīng)。Lee 等[19]探究了NMOSD 患者血清GFAP 水平與拓展殘疾狀態(tài)量表（expanded disability status scale，EDSS）評分的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)NMOSD 患者較對照組血清GFAP 水平明顯升高且與EDSS評分呈顯著正相關(guān)，表明血清GFAP水平是衡量疾病嚴重程度的潛在生物學(xué)標志物。血清GFAP反映疾病嚴重程度與不同NMOSD抗體亞型相關(guān)，Schindler等[13]的臨床研究發(fā)現(xiàn)，AQP4抗體陽性NMOSD患者血清GFAP水平與EDSS評分呈正相關(guān)，而在MOG 抗體陽性NMOSD 患者中未發(fā)現(xiàn)存在相關(guān)性。有學(xué)者提出在NMOSD患者中，血清GFAP水平反映疾病嚴重程度還因患者年齡的不同而顯著不同。因此，Lee等[19]在一項前瞻性研究中，依據(jù)年齡分組時發(fā)現(xiàn)，血清GFAP與EDSS之間的相關(guān)性在年輕組明顯強于年長組。由此，我們根據(jù)GFAP 來評估NMOSD患者炎癥程度時需考慮抗體類型及年齡因素。

血清GFAP 水平可監(jiān)測NMOSD 患者的治療效果，以便及時調(diào)整更有利于患者的治療方案。Aktas 等[11]的一項對照實驗中，臨床發(fā)作的NMOSD 患者經(jīng)CD19 介導(dǎo)的B 細胞耗竭劑inebilizumab治療后血清GFAP水平在4周后開始下降并趨于穩(wěn)定，在隨訪期未觀察到臨床發(fā)作；服用安慰劑的患者血清GFAP水平較前升高，且在1周內(nèi)發(fā)作風(fēng)險增加。Zhang等[17]的研究也表明，血清GFAP 水平可反應(yīng)NMOSD 的治療效果。與激素相比，靶向藥物治療后血清GFAP水平顯著降低，但并未降至健康患者的水平，推測可能與NMOSD 患者存在星形膠質(zhì)細胞持續(xù)損傷有關(guān)。因此，血清GFAP 水平是監(jiān)測NMOSD 治療反應(yīng)的可行性生物指標。

2 血清Nfl與NMOSD

血清Nfl在NMOSD 的診斷、嚴重程度評估、治療效應(yīng)的監(jiān)測中起一定的作用。Wei等[20]通過臨床試驗表明，AQP4 抗體陽性的NMOSD 患者在首次發(fā)病急性期，腦脊液Nfl 水平顯著高于AQP4 抗體陰性的NMOSD 患者和非炎癥性腦病患者。Wang 等[21]的一項前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，血清NfL 水平在NMOSD 患者中明顯升高，且與EDSS 評分呈正相關(guān)，提示血清Nfl 水平在疾病診斷及嚴重程度評估中具有一定價值。Dinoto 等[22]通過總結(jié)分析進一步得出，血清NfL 水平在急性發(fā)作后隨時間降低，在緩解期水平與對照組相似，在多次復(fù)發(fā)的NMOSD患者中，血清NfL水平僅在首次復(fù)發(fā)期間增加，而后保持穩(wěn)定，支持血清Nfl在首次發(fā)作NMOSD患者中預(yù)測長期殘疾的作用。此外，Liu 等[23]的一項隊列研究顯示，NMOSD 患者經(jīng)治療后血清NfL 水平明顯低于未治療的NMOSD 患者，提示血清NfL水平是監(jiān)測NMOSD治療效果的一個潛在血清學(xué)生物標志物。

3 S100B與NMOSD

S100B 是一種鈣結(jié)合蛋白，參與細胞骨架形成和細胞增殖[24]。神經(jīng)系統(tǒng)損傷后S100B 水平升高，在NMOSD 的診斷及鑒別診斷、疾病嚴重程度評估等方面具有潛在應(yīng)用價值。Fujii等[25]的一項研究表明，在NMOSD 患者中，AQP4 抗體陽性者急性期的血清S100B 水平顯著高于AQP4 抗體陰性者，進一步觀察發(fā)現(xiàn)AQP4抗體陽性患者的腦脊液和血清S100B水平呈顯著正相關(guān)，推測血清S100B是疾病復(fù)發(fā)的一個有用指標。一項臨床研究顯示，腦脊液S100B在ROC下面積可顯著區(qū)分NMOSD與多發(fā)性硬化和非炎癥性腦病，還可明顯區(qū)分MOG 抗體陽性與陰性NMOSD 患者，緩解期及發(fā)作期均與EDSS 評分呈正相關(guān)，說明S100B在NMOSD的診斷、鑒別診斷及疾病嚴重程度評估方面具有很高的臨床參考價值。且腦脊液S100B較GFAP在體內(nèi)持續(xù)時間更長以及檢測準確率更高，這就使得晚期就診的患者通過檢測該標志物也可從臨床獲益[26]。然而，Jasiak等[27]研究發(fā)現(xiàn)，NMOSD 患者中，S100B 與EDSS 評分呈負相關(guān)。筆者認為兩項研究結(jié)果存在差異的可能原因與不同研究中的疾病炎癥反應(yīng)強度不同。另有研究表明，S100B 激活晚期糖基化終末產(chǎn)物受體（receptor of advanced glycation endproducts，RAGE），S100B-RAGE軸與髓鞘和神經(jīng)元損傷程度及脫髓鞘后炎癥反應(yīng)有關(guān)，抑制S100B后可以防止軸突損傷和髓鞘丟失，同時增強功能性髓鞘再生，改善脫髓鞘病變[28]。

4 其他新型標志物

也有許多其他新型標志物被不斷研究報道。Kleerekooper等[29]研究指出，星形膠質(zhì)細胞表達的谷氨酰胺酶與GFAP 水平呈正相關(guān)。與GFAP 相比，谷氨酰胺酶對星形膠質(zhì)細胞病敏感性更高，可對血清雙陰性NMOSD患者進行篩查。Qin等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在首發(fā)的NMOSD 患者中，AQP4 抗體陽性者較MOG 抗體陽性者補體C3顯著降低、補體C4明顯升高，而補體C3和C4組合后的ROC下面積明顯區(qū)分AQP4陽性和MOG抗體陽性的NMOSD，提示補體C3、C4 在不同亞型NMOSD 的鑒別中起到重要作用。Liu等[31]與Qin等得出相似結(jié)論。

Zhang等[32]研究顯示，50%的高同型半胱氨酸NMOSD患者在首次發(fā)病后35個月內(nèi)復(fù)發(fā)，且同型半胱氨酸水平與EDSS評分呈正相關(guān)，表明血清半胱氨酸是首次發(fā)病的NMOSD患者日后復(fù)發(fā)和預(yù)后不良的獨立預(yù)測因素。研究發(fā)現(xiàn)，一種糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白排斥性導(dǎo)向分子a（repulsive guidance molecules a，RGMa）在NMOSD患者中顯著升高，且與EDSS評分、核磁共振強化程度、脊髓病變節(jié)段長度呈正相關(guān)，且血清RGMa水平在急性期顯著高于緩解期，這表明RGMa水平可作為預(yù)測NMOSD疾病嚴重程度、預(yù)后評價的一種潛在生物標志物[33]。Contentti等[34]研究表明，血小板和淋巴細胞比值可鑒別NMOSD 和多發(fā)性硬化，并且預(yù)測NMOSD患者2年后神經(jīng)功能缺損的嚴重程度。

也有文獻對NMOSD 和炎癥因子的關(guān)系進行分析報道。Haramati等[35]在一項隊列研究中發(fā)現(xiàn)，NMOSD患者復(fù)發(fā)時白介素-6水平明顯升高，且與疾病復(fù)發(fā)嚴重程度、EDSS評分和腦萎縮程度正呈相關(guān)。炎癥因子內(nèi)皮素-1[36]、白介素-36α[37]、白介素-39[38]在NMOSD患者中顯著升高，且與EDSS評分呈正相關(guān)，說明炎癥因子在NMOSD 的發(fā)病中起到促炎作用，并可反映疾病的嚴重程度和預(yù)測預(yù)后。Wang等[21]研究發(fā)現(xiàn)，由白介素-4、白介素-10、白介素-13和白介素-1受體拮抗劑組成的T輔助細胞2源性細胞因子是NMOSD 發(fā)作緩解的預(yù)測因子，其血清濃度升高說明NMOSD患者在急性發(fā)作后1個月隨訪期內(nèi)得以緩解。

5 展望與不足

綜上所述，GFAP、Nfl、S100B等新型生物標志物在NMOSD疾病的早期診斷、臨床發(fā)作、疾病嚴重程度的預(yù)測及療效評價等方面價值很高，具有潛在臨床效用。故需早期監(jiān)測血清標志物水平變化，制定合適的診療策略，這對預(yù)防疾病復(fù)發(fā)和嚴重殘疾具有重要意義。但是目前臨床上這些新型標志物的檢測尚未普及，且部分標志物無明確共識的臨界值，因此，未來需一些高質(zhì)量、同質(zhì)性的多中心研究的臨床數(shù)據(jù)支撐確定臨界值以及需進一步完善檢測技術(shù)，使得這些新型標志物能盡快應(yīng)用于臨床工作，為臨床醫(yī)生提供診療參考。