視神經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

視神經脊髓炎譜系疾?。╪euromyelitis optica spectrum disorders，NMOSD）是一類以視神經炎和長節段橫貫性脊髓炎為主要表現的中樞神經系統炎性脫髓鞘疾病[1]。疾病反復發作，可致半數患者5年內失明或5年后不能獨立行走[2]，病情反復是患者神經功能損傷的主要驅動因素[3]。因此，尋找可早期監測的相關特異性生物標志物具有重要的臨床意義。依據體內致病性抗體的類型，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、復發風險的預測及療效評價等方面具有巨大潛在應用價值，且研究發現通過檢測各標志物表達水平的差異可精準診斷及區分不同類型的NMOSD。但是這些新型血清標志物在臨床尚未應用。故本文對NMOSD 中具有監測價值的相關新型標志物的最新研究進行綜述，為NMOSD 患者診斷、疾病監測及預后評估等各方面提供理論依據及文獻支持。

1 血清GFAP與NMOSD

1.1 血清GFAP與NMOSD相關概述

NMOSD是一類由自身免疫介導的星形膠質細胞疾病。星形膠質細胞在中樞神經系統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是星形膠質細胞的主要中間絲蛋白，具有維持星形膠質細胞完整性的作用[6]。神經系統損傷可使星形膠質細胞激活，繼而發生細胞結構解體、形態改變，使得GFAP從解體的星形膠質細胞中釋放，腦脊液中GFAP水平升高，可經通透性增高的血腦屏障滲透入血[6,7]。Hyun 等[8]研究發現，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水平低于復發期，但仍顯著高于健康對照組，推測NMOSD 患者可能有持續的星形膠質細胞的損傷[9,10]。此外，在Aktas 等[11]的一項臨床實驗中發現，部分未出現臨床癥狀但顱腦核磁顯示出現新病灶的NMOSD 患者的血清GFAP 濃度升高，這進一步證實了NMOSD 患者體內存在持續的星形膠質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，所有臨床發作的NMOSD 患者血清GFAP水平顯著升高，95%的患者在臨床發作后3個月內降至臨界值以下。Kim等[12]的一項實驗也得到相似結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）下面積來區分發作期和緩解期，敏感度為94.7%，特異度為74.6%。此外，血清GFAP 還可區分不同亞型NMOSD 患者。Schindler 等[13]研究發現，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患者的首發癥狀相關，GFAP高的患者較少以視神經脊髓炎和其他腦干綜合征為首發癥狀。

雖然已經明確，NMOSD 以星形膠質細胞損傷為主要病理特點，導致GFAP升高，而多發性硬化以神經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水平明顯高于多發性硬化患者，血清GFAP/NfL 比值可作為復發期NMOSD 和多發性硬化患者的鑒別，但無法區分處于緩解期的兩者鑒別，并表示在復發期NMOSD 患者中GFAP/NfL 比值增加[9]。Chang 等[15]進一步研究發現，APQ4 抗體陽性的NMOSD患者血清GFAP/NfL比值最高，多發性硬化患者血清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 比值有助于復發期NMOSD 和多發性硬化的鑒別，是NMOSD 極有潛力的血清標志物。

1.3 血清GFAP與NMOSD的臨床發作

多項研究表明，血清GFAP 水平可作為識別和監測NMOSD 臨床發作的可靠指標。血清GFAP 水平升高預示著臨床復發。在一項隨機雙盲實驗中，Cree 等[16]表明在NMOSD 患者臨床發作前1周血清GFAP水平較前顯著升高。Zhang等[17]也證實，血清GFAP水平在急性復發期顯著升高，且血清GFAP高水平組較低水平組1年內的復發率明顯升高。與其他標志物相比，GFAP可明顯區分復發期與緩解期，是預測臨床發作的一個可靠指標。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年內未復發[18]，進一步說明血清GFAP水平的升高可預測臨床發作。

有文獻報道，血清GFAP 還與NMOSD 的臨床發作風險相關。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 濃度與短時間內臨床發作相關；當調整臨界值為110 pg/mL 時，仍得到類似結果。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的發作風險增加了3倍，且血清GFAP濃度與發作風險呈顯著線性相關[11]。推測血清GFAP濃度升高與NMOSD的臨床發作相關可能是由于星形膠質細胞持續受損以及炎癥反應累積到一定臨界值。

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。Lee 等[19]探究了NMOSD 患者血清GFAP 水平與拓展殘疾狀態量表（expanded disability status scale，EDSS）評分的關系，發現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，表明血清GFAP水平是衡量疾病嚴重程度的潛在生物學標志物。血清GFAP反映疾病嚴重程度與不同NMOSD抗體亞型相關，Schindler等[13]的臨床研究發現，AQP4抗體陽性NMOSD患者血清GFAP水平與EDSS評分呈正相關，而在MOG 抗體陽性NMOSD 患者中未發現存在相關性。有學者提出在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，依據年齡分組時發現，血清GFAP與EDSS之間的相關性在年輕組明顯強于年長組。由此，我們根據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 水平可監測NMOSD 患者的治療效果，以便及時調整更有利于患者的治療方案。Aktas 等[11]的一項對照實驗中，臨床發作的NMOSD 患者經CD19 介導的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定，在隨訪期未觀察到臨床發作；服用安慰劑的患者血清GFAP水平較前升高，且在1周內發作風險增加。Zhang等[17]的研究也表明，血清GFAP 水平可反應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 患者存在星形膠質細胞持續損傷有關。因此，血清GFAP 水平是監測NMOSD 治療反應的可行性生物指標。

2 血清Nfl與NMOSD

血清Nfl在NMOSD 的診斷、嚴重程度評估、治療效應的監測中起一定的作用。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現，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，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]通過總結分析進一步得出，血清NfL 水平在急性發作后隨時間降低，在緩解期水平與對照組相似，在多次復發的NMOSD患者中，血清NfL水平僅在首次復發期間增加，而后保持穩定，支持血清Nfl在首次發作NMOSD患者中預測長期殘疾的作用。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水平是監測NMOSD治療效果的一個潛在血清學生物標志物。

3 S100B與NMOSD

S100B 是一種鈣結合蛋白，參與細胞骨架形成和細胞增殖[24]。神經系統損傷后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，進一步觀察發現AQP4抗體陽性患者的腦脊液和血清S100B水平呈顯著正相關，推測血清S100B是疾病復發的一個有用指標。一項臨床研究顯示，腦脊液S100B在ROC下面積可顯著區分NMOSD與多發性硬化和非炎癥性腦病，還可明顯區分MOG 抗體陽性與陰性NMOSD 患者，緩解期及發作期均與EDSS 評分呈正相關，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在體內持續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]研究發現，NMOSD 患者中，S100B 與EDSS 評分呈負相關。筆者認為兩項研究結果存在差異的可能原因與不同研究中的疾病炎癥反應強度不同。另有研究表明，S100B 激活晚期糖基化終末產物受體（receptor of advanced glycation endproducts，RAGE），S100B-RAGE軸與髓鞘和神經元損傷程度及脫髓鞘后炎癥反應有關，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，星形膠質細胞表達的谷氨酰胺酶與GFAP 水平呈正相關。與GFAP 相比，谷氨酰胺酶對星形膠質細胞病敏感性更高，可對血清雙陰性NMOSD患者進行篩查。Qin等[30]研究發現，在首發的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等得出相似結論。

Zhang等[32]研究顯示，50%的高同型半胱氨酸NMOSD患者在首次發病后35個月內復發，且同型半胱氨酸水平與EDSS評分呈正相關，表明血清半胱氨酸是首次發病的NMOSD患者日后復發和預后不良的獨立預測因素。研究發現，一種糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白排斥性導向分子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、脊髓病變節段長度呈正相關，且血清RGMa水平在急性期顯著高于緩解期，這表明RGMa水平可作為預測NMOSD疾病嚴重程度、預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 和多發性硬化，并且預測NMOSD患者2年后神經功能缺損的嚴重程度。

也有文獻對NMOSD 和炎癥因子的關系進行分析報道。Haramati等[35]在一項隊列研究中發現，NMOSD患者復發時白介素-6水平明顯升高，且與疾病復發嚴重程度、EDSS評分和腦萎縮程度正呈相關。炎癥因子內皮素-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，說明炎癥因子在NMOSD 的發病中起到促炎作用，并可反映疾病的嚴重程度和預測預后。Wang等[21]研究發現，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 發作緩解的預測因子，其血清濃度升高說明NMOSD患者在急性發作后1個月隨訪期內得以緩解。

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、臨床發作、疾病嚴重程度的預測及療效評價等方面價值很高，具有潛在臨床效用。故需早期監測血清標志物水平變化，制定合適的診療策略，這對預防疾病復發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，未來需一些高質量、同質性的多中心研究的臨床數據支撐確定臨界值以及需進一步完善檢測技術，使得這些新型標志物能盡快應用于臨床工作，為臨床醫生提供診療參考。