鄭 勇,臧大維

(天津市第一中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,天津 300192;*通訊作者,E-mail:dwzang656@163.com)

肌萎縮性側(cè)索硬化患者腦脊液和血清IL-6、IL-15的臨床分析

鄭 勇,臧大維*

(天津市第一中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,天津 300192;*通訊作者,E-mail:dwzang656@163.com)

目的 檢測(cè)肌萎縮性側(cè)索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)患者腦脊液(CSF)和血清中白細(xì)胞介素-6(IL-6)、白細(xì)胞介素-15(IL-15)的水平變化,并分析其與臨床參數(shù)的相關(guān)性。 方法 通過(guò)ELISA酶聯(lián)免疫吸附法分別檢測(cè)42例ALS患者和62例非炎癥性神經(jīng)疾病(non-inflammatory neurological disease,NIND)對(duì)照組患者腦脊液和血清標(biāo)本中IL-6、IL-15水平。統(tǒng)計(jì)患者的病程、ALS功能評(píng)分量表(ALSFRS-r)評(píng)分并計(jì)算疾病進(jìn)展率(DPR)。分析IL-6及IL-15與各種臨床參數(shù)的相關(guān)性。 結(jié)果 ALS患者腦脊液中IL-6和IL-15的水平相對(duì)于ALS患者血清中的IL-6和IL-15水平顯著增加(P<0.05), 與DPR呈正相關(guān)(P<0.01),與病程時(shí)間呈負(fù)相關(guān)(P<0.01)。ALS患者CSF中的IL-6和IL-15與患者生存率相關(guān)(P<0.05)。 結(jié)論 ALS患者腦脊液中的IL-6和IL-15水平比血清中的更高,其臨床測(cè)量有益于ALS的疾病分化和進(jìn)展評(píng)估,對(duì)疾病診斷和進(jìn)展具有潛在的臨床意義。

肌萎縮性側(cè)索硬化; 白細(xì)胞介素; 疾病進(jìn)展率; ALSFRS-r

肌萎縮性側(cè)索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)是一種致命的神經(jīng)變性疾病,其影響腦和脊髓中的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元,導(dǎo)致麻痹并最終死亡[1]。目前已經(jīng)發(fā)表了多種ALS生物標(biāo)志物相關(guān)的研究結(jié)果[2],這些研究注重于CSF或血清中生物標(biāo)志物的鑒定,大多數(shù)研究中的生物標(biāo)志物的變化可以區(qū)分ALS患者與健康對(duì)照受試者,但一些研究結(jié)果受到分析中樣本數(shù)量的限制和不同對(duì)照組的影響[3,4]。此外,在最近的一些研究中,在CSF或血清中所檢測(cè)生物標(biāo)志物研究的重點(diǎn)更側(cè)重于疾病的診斷而不是臨床預(yù)后等相關(guān)的研究[5,6]。既往研究[7]觀察到ALS患者腦脊液和血清中白細(xì)胞介素IL-10、IL-12及粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)等的升高,但目前幾乎沒(méi)有關(guān)于腦脊液中IL-6、IL-15水平如何影響ALS患者(特別是中國(guó)的ALS患者)疾病進(jìn)展的相關(guān)研究。我們通過(guò)對(duì)大量ALS患者血清及腦脊液中的IL-6、IL-15水平進(jìn)行測(cè)量,以觀察這些白細(xì)胞介素水平對(duì)ALS的影響,并分析IL-6、IL-15是否可以作為ALS患者疾病分化和進(jìn)展評(píng)價(jià)的指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究經(jīng)天津市第一中心醫(yī)院人體臨床試驗(yàn)委員會(huì)批準(zhǔn)(2009SN-K041和2015SN-K001)。參與本研究的患者選自2010-01～2015-05期間在天津市第一中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科病房住院的ALS患者與非炎癥性神經(jīng)系統(tǒng)疾病(NIND)患者,所有參加研究的患者均已簽署書(shū)面知情同意書(shū),所有ALS患者符合修訂的EI Escorial臨床確診標(biāo)準(zhǔn);非炎癥性神經(jīng)系統(tǒng)疾病(NIND)對(duì)照組患者包括:緊張型頭痛(n=23)、低鉀血癥(n=9)、低顱內(nèi)壓(n=18)、腦脊液漏出(n=12)。在早晨8時(shí)至中午12時(shí)之間,通過(guò)腰椎穿刺獲得腦脊髓液(CSF)樣品,并通過(guò)靜脈穿刺獲得外周全血樣品。在腰椎穿刺之前對(duì)每個(gè)ALS患者進(jìn)行修訂ALS功能評(píng)定量表(ALSFRS-r)評(píng)分及疾病進(jìn)展速率(DPR)的計(jì)算。DPR計(jì)算公式為:DPR=(48-ALSFRS-r)/病程(月)。通過(guò)對(duì)ALS患者電話訪問(wèn)或門(mén)診復(fù)診跟蹤患者的生存狀況。ALS和NIND患者的情況見(jiàn)表1。

表 1 ALS和非炎癥性神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者一般資料

Table 1 Clinical characteristics of the ALS and NINDC patients

組別男/女年齡(歲)臨床診斷(確診/可能)臨床發(fā)病(B/L)疾病進(jìn)展率(DPR，%)ALSFRS?r病程時(shí)間(月)ALS組22/205215±31822/2018/24161±0153349±0651469±188NIND組32/305332±311N/AN/AN/AN/AN/A

B:延髓癥狀起病;L:四肢癥狀起病;ALSFRS-r:肌萎縮性側(cè)索硬化功能評(píng)定量表;N/A:不適用

1.2 儀器與試劑

人白細(xì)胞介素ELISA試劑盒(R&D Systems,USA);BioTek Synergy 2酶標(biāo)儀(BioTek,USA)。

1.3 方法

1.3.1 血清和CSF標(biāo)本收集 從所有患者(42例ALS患者和62例NIND患者)抽取血液標(biāo)本,并在2 h內(nèi)在4 ℃以3 000 r/min離心10 min,將上清液保存在-80 ℃冰箱直至實(shí)驗(yàn)開(kāi)始;從取得血液標(biāo)本到標(biāo)本離心的平均時(shí)間為(68.28±7.96)min。同時(shí)通過(guò)腰椎穿刺獲取42例ALS患者和62例NIND患者的CSF標(biāo)本,并立即在4 ℃以800 r/min離心5 min,將上清液儲(chǔ)存在-80 ℃冰箱直到實(shí)驗(yàn)開(kāi)始;從腰椎穿刺獲取腦脊液標(biāo)本到標(biāo)本離心的平均時(shí)間為(18.29±5.52)min。

1.3.2 IL-6、IL-15的ELISA檢測(cè) 使用ELISA試劑盒(R&D Systems,USA)并按照說(shuō)明書(shū)要求測(cè)定IL-6、IL-15在腦脊液及血清中的水平。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 ALS和NIND患者年齡分析

ALS和NIND患者之間在年齡方面沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(見(jiàn)表1)。

2.2 ALS和NIND患者腦脊液和血清中的IL-6、IL-15水平分析

與NIND患者相比,ALS患者的腦脊液IL-6、IL-15顯著增加,但在血清中沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(見(jiàn)表2)。

表 2 ALS和NIND患者腦脊液和血清中的IL-6、IL-15水平比較 (ng/ml)

Table 2 IL-6, IL-15 levels in cerebrospinal fluid and serum of ALS and NINDC patients (ng/ml)

指標(biāo)標(biāo)本ALS組NIND組IL?6腦脊液20811±211?15625±600血清 12856±53212028±479IL?15腦脊液44159±1223?40320±159血清 28253±116227975±1216

與NIND組的比較,*P<0.05

2.3 兩種因子與DPR、病程時(shí)間和ALSFRS-r的關(guān)聯(lián)

ALS患者的腦脊液中的IL-6與DPR呈正相關(guān),與病程時(shí)間負(fù)相關(guān),與ALSFRS-r不相關(guān);IL-15與DPR呈正相關(guān),與病程時(shí)間負(fù)相關(guān),與ALSFRS-r不相關(guān)(見(jiàn)表3)。

表 3 ALS患者腦脊液中IL-6,IL-15與DPR、病程時(shí)間和ALSFRS-r評(píng)分水平的相關(guān)分析

Table 3 Correlation of the levels of IL-6,IL-15 in cerebrolpinal fluicl with DPRs, durations, and ALSFRS-r scores

指標(biāo)疾病進(jìn)展率(DPR)病程時(shí)間ALSFRS?rrPrPrPIL?60391600010-0319300153-0185301881IL?1505872<00001-04981<00001-0133803712

2.4 ALS患者的存活與IL-6，IL-15的水平之間的關(guān)聯(lián)

入選本研究的42例ALS患者跟蹤隨訪至就診后54個(gè)月，IL-6生存率中值為41.22,依照中值將IL-6分為高于中值組及低于中值組,IL-15生存率中值為46.96,依照中值將IL-15分為高于中值組及低于中值組。與低于中值的IL-6和IL-15組相比,高于中值的IL-6和IL-15組的壽命顯著降低(見(jiàn)圖1)。

IL-6-H、IL-15-H:具有高于中值的IL-6、IL-15水平的ALS患者;IL-6-L、IL-15-L:具有低于中值IL-6、IL-15水平的ALS患者圖1 ALS患者的生存分析Figure 1 Survival analyses of ALS patients

3 討論

IL-6是Hirano等首次描述的B細(xì)胞分化因子,通常由T細(xì)胞衍生,但也可由其他細(xì)胞產(chǎn)生,包括CNS中的星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞[8,9]。在單純皰疹病毒腦炎和其他細(xì)菌和病毒引起的CNS感染中,腦脊液中的IL-6水平也普遍升高;相反,在非感染性CNS炎性疾病中結(jié)果具有多變性,在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中檢測(cè)到IL-6,但在多發(fā)性硬化(MS)中未檢測(cè)到IL-6[10]。IL-6可誘導(dǎo)神經(jīng)元分化并在神經(jīng)元分化中發(fā)揮神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)作用。此外,IL-6在腦損傷時(shí)明顯增加。IL-6可能由ALS中的星形膠質(zhì)細(xì)胞或小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生,作為運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元或其他CNS細(xì)胞變性的非特異性應(yīng)答反應(yīng)[11,12]。我們研究發(fā)現(xiàn),ALS患者腦脊液中IL-6水平比對(duì)照組患者腦脊液中IL-6水平明顯增高,并發(fā)現(xiàn)ALS患者腦脊液中IL-6水平與DPR或病程時(shí)間之間有顯著關(guān)聯(lián)。在腦組織中,具有更高水平的IL-6,因此,在ALS患者發(fā)病狀態(tài)下,其腦脊液中的IL-6的變化應(yīng)更具有特異性,而ALS患者血清中的IL-6水平變化并不明顯。

IL-15是促炎細(xì)胞因子,它由活化的血液?jiǎn)魏思?xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和活化的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生,促進(jìn)T細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞溶解效應(yīng),包括天然殺傷細(xì)胞和細(xì)胞毒性細(xì)胞,在某些神經(jīng)疾病如多發(fā)性硬化和癡呆癥中IL-15刺激B細(xì)胞增殖和分泌免疫球蛋白[13，14]。本研究結(jié)果顯示，ALS患者腦脊液中的IL-15水平與對(duì)照組患者的腦脊液中的IL-15水平顯著不同,與DPR正相關(guān),并與病程時(shí)間負(fù)相關(guān)。這可能與IL-15參與ALS中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥活性有關(guān)[15]。相反,與西方關(guān)于ALS患者的研究[16]不同,在我們研究中發(fā)現(xiàn)ALS患者和對(duì)照之間的血清IL-15水平?jīng)]有差異,這可能與種族或患者選擇的差異有關(guān),而且血清中IL-15的水平容易受許多其他因素和疾病的影響,這可能導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的變化。

本研究我們主要集中檢測(cè)ALS患者腦脊液和血清中的IL-6、IL-15的變化。與對(duì)照組相比,ALS患者的腦脊液中的IL-6、IL-15水平顯著增加。ALS患者腦脊液中的IL-6和IL-15水平比血清中的IL-6和IL-15水平更具有特異性,并且與疾病進(jìn)展密切相關(guān)。具有較低IL-6，IL-15水平的ALS患者比具有較高IL-6，IL-15水平的ALS患者存活時(shí)間更長(zhǎng)。

鑒于上述關(guān)于ALS患者腦脊液和血清中IL-6、IL-15水平的研究發(fā)現(xiàn),可以合理地假設(shè),腦脊液中IL-6和IL-15水平的變化比血清中的變化更可靠。已有證據(jù)表明免疫因素可能參與ALS的致病機(jī)制[16],本研究觀察到所有兩種白細(xì)胞介素在腦脊液或血清中都增加,這些白細(xì)胞介素可能是參與ALS致病機(jī)制中作為免疫激活的潛在標(biāo)志物。

總之,本研究發(fā)現(xiàn),檢測(cè)腦脊液中IL-6和IL-15的水平對(duì)ALS患者疾病鑒別診斷和進(jìn)展有一定的臨床潛在價(jià)值。由于腦脊液中這些白細(xì)胞介素的水平與血清中的不同,因此腦脊液中這些白細(xì)胞介素的測(cè)量在疾病的診斷和評(píng)估疾病進(jìn)展方面比血清測(cè)量更可靠。本研究無(wú)法確定腦脊液中IL-6和IL-15水平的變化是否與疾病發(fā)生或結(jié)果相關(guān)。

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Clinical analysis of IL-6 and IL-15 in cerebrospinal fluid and serum of patients with amyotrophic lateral sclerosis

ZHENG Yong,ZANG Dawei*

(DepartmentofNeurology,TianjinFirstCenterHospital,Tianjin300192,China;*Correspondingauthor,E-mail:dwzang656@163.com)

ObjectiveTo investigate the changes of interleukin-6(IL-6) and interleukin-15(IL-15) in cerebrospinal fluid(CSF) and serum, and their correlation with amyotrophic lateral sclerosis(ALS).MethodsThe levels of IL-6 and IL-15 in cerebrospinal fluid and serum in 42 patients with ALS and 62 patients with non-inflammatory neurological disease(NIND) were detected by ELISA. The ALS function rating scale(ALSFRS-r) score was calculated and the disease progression rate(DPR) was calculated. The correlation between IL-6 and IL-15 levels and various clinical parameters was analyzed.ResultsThe levels of IL-6 and IL-15 were significantly higher in cerebrospinal fluid of ALS patients than those in serum of ALS patients(P<0.05). The levels of IL-6 and IL-15 in cerebrospnal fluid were positively correlated with DPR(P<0.01), but negatively correlated with duration of disease(P<0.01). IL-6 and IL-15 levels in cerebrospinal fluid of ALS patients were associated with patient survival(P<0.05).ConclusionIL-6 and IL-15 levels in cerebrospinal fluid are beneficial for disease differentiation and progression assessment of ALS. IL-6 and IL-15 levels in cerebrospinal fluid are more reliable than those in serum, and have potential clinical implications for disease diagnosis and progression.

amyotrophic lateral sclerosis; interleukin; disease progression rate; ALSFRS-r

天津市衛(wèi)生局科技基金資助項(xiàng)目(2015KZ022)

鄭勇,男,1972-07生,學(xué)士,主治醫(yī)師,E-mail:pdadns@sina.com

2017-03-19

R745

A

1007-6611(2017)07-0702-04

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.07.014