劉 璇,梁 軍,侯亞義,竇 環(huán)
(1. 南京大學生命科學學院,江蘇 南京 210023; 2. 南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院 風濕免疫科,江蘇 南京 210008;3. 南京大學醫(yī)學院,江蘇 南京 210023)
狼瘡性腦病(neuropsychiatric lupus, NPSLE)是系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)出現(xiàn)中樞、外周以及自主神經(jīng)系統(tǒng)受累的并發(fā)癥,高達95%的SLE患者都會受此影響[1-2]。臨床研究顯示,NPSLE患者的生活質(zhì)量嚴重降低,六年的病死率達12.9%,與普通SLE患者相比,病死率增加了10倍[3-5]。盡管美國風濕病學會(ACR)于1999年定義了19種NPSLE的表現(xiàn),但是由于NPSLE疾病的高復(fù)雜性,該病的臨床診斷尚缺乏金標準,臨床上主要依賴于自身抗體測定、腦脊液分析、電生理學研究、神經(jīng)心理學和神經(jīng)影像學的結(jié)合使用[6-9]。但檢測過程復(fù)雜、耗時長,而且由于病因的不同導致其很難與其他的精神疾病相區(qū)別,所以尋找與NPSLE診斷相關(guān)的生物標記物非常重要[10]。生物標記物是臨床醫(yī)學的重要工具,其可以幫助診斷、監(jiān)測以及預(yù)后疾病,在臨床前或亞臨床階段的生物標記物驅(qū)動的疾病診斷,可使醫(yī)師能夠針對患者啟動合適的治療方案[11]。由于生物標記物必須在體液中測量,因此,它們滿足臨床上無組織損傷檢測的需求[12]。近年來關(guān)于NPSLE的診斷和預(yù)后已經(jīng)篩選出許多的生物標記物,雖然還沒有應(yīng)用于臨床,但不可否認,他們對于NPSLE的診斷和預(yù)后具有很大的潛能。本文主要對狼瘡性腦病潛在的生物標記物的相關(guān)意義進行綜述。
SLE的特征之一是Abs的產(chǎn)生而使其喪失對自身抗原的免疫耐受能力[13]。與SLE患者相比,NPSLE患者Abs陽性的概率更高,Abs陽性與患者的精神病、情緒障礙、腦血管疾病和癲癇的發(fā)作等表現(xiàn)顯著相關(guān)[14]。研究表明,自身抗體可通過破損的血腦屏障進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system, CNS),并且在CNS中沉積,導致神經(jīng)元凋亡;也可誘導神經(jīng)毒性和神經(jīng)膠質(zhì)細胞活化,進而分泌促炎因子,誘導NPSLE發(fā)病[1, 15]。
1.1抗核糖體P蛋白抗體(anti-Rib-P) anti-Rib-P是SLE的高度特異性抗體,識別核糖體亞基的3個高度保守的磷酸化蛋白P0,P1和P2的C末端表位[16]。anti-Rib-P能夠結(jié)合T細胞、單核細胞、神經(jīng)元以及肝細胞,從而增強促炎性細胞因子的產(chǎn)生、誘導中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷[17]。血清中的anti-Rib-P含量與SLE精神疾病的發(fā)生顯著相關(guān),它可以通過破損的血腦屏障,增強大腦的聽覺穩(wěn)態(tài)反應(yīng),從而進入中樞神經(jīng)元,干擾神經(jīng)元的電活動[18-19]。anti-Rib-P通過破損的血腦屏障進入海馬,與海馬神經(jīng)表面P抗原相互作用,引起鈣離子內(nèi)流和神經(jīng)元凋亡,從而損壞小鼠的記憶[16, 20]。與此觀點不同的是,Karassa 等[21]卻認為anti-Rib-P對NPSLE的診斷價值有限,該抗體無法區(qū)分各種疾病的表型。Choi等[22]對anti-Rib-P進行薈萃分析也提出,不同的診斷方法、抗原及測試平臺均會造成不同的患病率。但是,不可否認anti-Rib-P與NPSLE存在相關(guān)性,只是其致病機制尚不清楚,需要更多的研究來證實[23-24]。
1.2抗磷脂抗體(aPL) aPL是主要針對負電荷磷脂產(chǎn)生的自身抗體,可抑制許多由帶負電荷的磷脂催化的凝血反應(yīng),與血管病、血栓形成以及腦梗死相關(guān),主要包括狼瘡抗凝劑(LAC)、抗心磷脂抗體(aCL)、抗β2-糖蛋白1抗體(抗β2GP1抗體)和抗磷脂酰絲氨酸/凝血酶原(aPS/PT)抗體等[25-26]。aPL通過與內(nèi)皮細胞結(jié)合,導致內(nèi)皮功能障礙,進而可能導致血腦屏障的破損,aPL通過破損的血腦屏障進入神經(jīng)元,與神經(jīng)元表面結(jié)合,發(fā)揮致病作用[27]。研究發(fā)現(xiàn),在NPSLE患者的血清中,aCL和LAC的濃度高于SLE患者;與SLE患者相比,高濃度抗β2GP1抗體的NPSLE患者出現(xiàn)非特異性頭痛、局部缺血性中風和癲癇發(fā)作的頻率更高[28-29]。與aPS/PT陰性的SLE患者相比,aPS/PT陽性的患者更容易發(fā)生血栓、中風或心血管疾?。慌caPL(LAC、aCL、抗β2GP1抗體和抗aPS/PT抗體)陰性的NPSLE患者相比,僅有抗aPS/PT抗體陽性患者的患病率明顯更高[30]。
1.3抗SS-A抗體 SS-A是一種RNA結(jié)合蛋白,可以與錯誤折疊的非編碼RNA結(jié)合,可以穩(wěn)定其中的RNA,防止其降解[31]??筍S-A抗體與SLE患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)綜合征相關(guān),NPSLE患者腦脊液中抗SS-A抗體的陽性率高于SLE非腦病的患者[31]。對于類固醇治療的SLE患者而言,血清中抗SS-A抗體陽性的患者發(fā)生神經(jīng)性疾病的風險更大[32]。
1.4抗微管相關(guān)蛋白2抗體(anti-MAP-2) MAP-2只存在于神經(jīng)元中,可與微管和F-肌動蛋白相結(jié)合,對細胞骨架的完整性和神經(jīng)元的形態(tài)發(fā)生具有重要作用[33-34]。anti-MAP-2可能具有神經(jīng)毒性作用,并提供鞘內(nèi)免疫復(fù)合物的來源[1]。SLE患者血清中anti-MAP-2的缺失與神經(jīng)精神癥狀有關(guān),而也有研究發(fā)現(xiàn)NPSLE患者腦脊液 anti-MAP-2滴度顯著高于SLE和其他精神疾病的患者,而且具有高度的特異性,同時發(fā)現(xiàn)具有anti-MAP-2的NPSLE患者腦脊液中的抗核糖體P蛋白抗體以及IL-6的濃度均較高[13, 35-36]。
1.5抗U1核糖核蛋白抗體(anti-U1 RNP) Anti-U1 RNP屬于抗可提取核抗原抗體,由U1-RNA 和特異于U1-RNP復(fù)合物的蛋白質(zhì)組成,常見于混合性結(jié)締組織病[37]。Sato 等[38]發(fā)現(xiàn)在中樞NPSLE患者中,腦脊液 anti-U1 RNP指數(shù)顯著升高,且在anti-U1 RNP指數(shù)升高的NPSLE患者中,anti-U1 RNP的特異性達到92.9%,提示其可作為中樞NPSLE的特異性標記物。近些年來,Yokoyama等[39]在NPSLE患者的腦脊液中發(fā)現(xiàn)anti-U1 RNP的水平也顯著升高,且與單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)呈正相關(guān)。MCP-1是趨化性細胞因子,在NPSLE患者的腦脊液中顯著升高,與患者腦部的炎癥相關(guān)[39-40]。
1.6抗N-甲基-D-天冬氨酸受體抗體 (anti-NMDAR) NMDAR是配體門控的離子通道,廣泛分布于整個腦中,主要位于谷氨酸能突觸中,在杏仁核和海馬中也有特別高的表達,在突觸傳遞和CNS可塑性中具有重要作用,對于認知、記憶和神經(jīng)元存活至關(guān)重要,過度的NMDAR活化會介導急性腦損傷后的興奮性神經(jīng)元損傷[10, 41-42]。anti-NMDAR一般均為抗雙鏈DNA(dsDNA)抗體,這些抗體能夠與NMDA受體發(fā)生交叉反應(yīng),研究證明在腦脊液中抗NMDAR/dsDNA抗體,特別是抗N-甲基-D-天冬氨酸受體2抗體 (anti-NR2)與彌漫性NPSLE表現(xiàn)相關(guān)[10]。Anti-NR2是與NMDAR交叉反應(yīng)的抗dsDNA抗體的子集,可損傷血腦屏障進入大腦,進而誘導海馬神經(jīng)元凋亡和神經(jīng)病[43-44]。研究表明,與SLE和局灶性NPSLE患者相比,彌漫性NPSLE患者腦脊液 anti-NR2的水平顯著升高,低濃度的anti-NR2可改變突觸功能,高濃度的anti-NR2可通過凋亡引起神經(jīng)元細胞的死亡[45-46]。
1.7抗神經(jīng)節(jié)苷脂M1抗體(anti-GM1) 神經(jīng)節(jié)苷脂是在所有脊椎動物細胞的質(zhì)膜外小葉中表達的唾液酸化鞘糖脂家族,在記憶形成、軸突形成、突觸傳遞方面具有重要作用,anti-GM1在一些自身免疫性神經(jīng)系統(tǒng)疾病(如自閉癥和SLE)具有重要作用[47]。Mostafa等[48]經(jīng)過對SLE患者的隨訪發(fā)現(xiàn),逐漸發(fā)展為NPSLE的患者血清中anti-GM1、anti-Rib-P和aPL的陽性率較健康受試者和SLE患者明顯增高,其陽性率分別為83.3%、50%和16.7%,其中anti-GM1對NPSLE患者的預(yù)測價值最高,所有的NPSLE患者在發(fā)病初期均有以上3種抗體中的一種及其以上的抗體為陽性[48]。
1.8腦反應(yīng)性自身抗體(BRAA) BRAA是抗神經(jīng)元抗體的一個亞群,對神經(jīng)膜組織具有特異性,研究表明不同特異性和不同濃度的腦反應(yīng)性自身抗體可能參與SLE不同神經(jīng)精神綜合征的發(fā)病機制[49]。MRL/lpr狼瘡模型小鼠由于和人的SLE疾病相似,所以是許多研究人員的優(yōu)先選擇[50]。Ballok等[51]使用熒光染料Fluoro-Jade B對MRL/lpr狼瘡小鼠的大腦染色,證明了小鼠神經(jīng)元的死亡,提示MRL/lpr狼瘡模型小鼠具有類似臨床的NPSLE癥狀。2014年,Williams等[50]首次利用多肽芯片技術(shù),檢測分析MRL/lpr小鼠血清中能夠與腦反應(yīng)性自身抗體BRAA高親和力結(jié)合的蛋白,發(fā)現(xiàn)若干潛在天然靶蛋白,與C3H/HeJ小鼠相比,MRL/lpr小鼠血清中BRAA的水平顯著升高,但BRAA是否可以作為NPSEL的生物標記物還需要進一步研究。
1.9抗泛素羧基水解酶L1抗體(anti-UCH-L1) UCH-L1是一種腦特異性蛋白,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其相關(guān)組織中高度富集,對于神經(jīng)元的發(fā)育是必不可少的,而且在清除神經(jīng)元胞漿中過多的、氧化的或其他錯誤修飾和折疊的蛋白質(zhì)方面也起著關(guān)鍵作用[52-53]。Li等[54]發(fā)現(xiàn)NPSLE患者腦脊液 anti-UCH-L1水平的特異性高達91%,且anti-UCH-L1水平與NPSLE的嚴重程度呈正相關(guān),可作為NPSLE預(yù)后不良的生物標記物。
1.10抗3-磷酸甘油醛脫氫酶抗體(anti-GAPDH) GAPDH是一種糖酵解酶,對于mRNA的穩(wěn)定性、DNA修復(fù)、細胞死亡以及細胞內(nèi)膜的運輸?shù)染哂兄匾饔肹55]。研究表明,SLE患者血清中anti-GAPDH的水平與認知功能相關(guān)[56]。Sun等[57]發(fā)現(xiàn)NPSLE患者血清中anti-GAPDH水平顯著升高,并與顱內(nèi)壓的升高以及血管病變發(fā)生率增高相關(guān),隨著anti-GAPDH水平的升高,NPSLE患者的疾病狀態(tài)更為活躍,可能是疾病預(yù)后不良的重要生物標記物。
1.11抗γ-氨基丁酸B型受體抗體(anti-GABAR B) GABA是主要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),通過抑制性前額葉神經(jīng)元來調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動和工作記憶,GABA受體主要包括A、B、C 3種受體類型,在成熟的少突膠質(zhì)細胞分化中具有重要作用[58-59]。Tsuchiya 等[60]的研究表明,在活動性NPSLE患者的腦脊液中檢測出anti-GABAR B的頻率顯著高于無神經(jīng)表現(xiàn)的SLE患者,而且血清和腦脊液中anti-GABAR B水平與NPSLE呈正相關(guān);同時在治療后,患者血清中anti-GABAR B水平顯著降低。
2.1白細胞介素6(IL-6) IL-6是促炎性細胞因子,可誘導急性炎癥的蛋白質(zhì)表達,對于細胞增殖和分化也具有重要作用[61]。研究表明,中樞性NPSLE患者腦脊液 IL-6水平顯著高于非中樞性的SLE患者和健康人員[62]。Hirohata等[63]通過對45例SLE患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn),腦脊液 IL-6對于診斷患有狼瘡精神病的SLE患者具有較高的敏感度(87.5%)和特異度(92.3%),但當SLE患者同時出現(xiàn)精神病表型和局灶性癥狀時,腦脊液 IL-6很難準確診斷患有精神疾病的SLE患者。
2.2干擾素α(IFN-α) IFN-α是同時具有抗病毒和抗增殖活性的促炎性細胞因子[64]。研究表明IFN-α通過JAK1/JNK/STAT1和STAT3信號通路誘導一氧化氮合酶和一氧化氮釋放,致使神經(jīng)元受損;同時,還可以下調(diào)血紅素加氧酶1(HO-1)的表達,而神經(jīng)元和非神經(jīng)元中的HO-1在神經(jīng)元的保護和重塑性十分重要[64]。Zeng等[65]為了研究IFN-α對NPSLE的作用,將負載IFN-α的腺病毒注射到雌性NZB/NZW F1小鼠中,并進行一系列的行為測試,發(fā)現(xiàn)小鼠的精神障礙表型如焦慮、抑郁、社交以及認知障礙均加重。
2.3腫瘤壞死因子樣的凋亡微弱誘導劑(TWEAK) TWEAK是腫瘤壞死因子家族成員的促炎性細胞因子,通過激活其唯一的受體Fn14來誘導細胞增殖、血管生成、炎癥和凋亡[66]。Stock等[66]發(fā)現(xiàn),MRL/lpr小鼠大腦皮層中TWEAK和Fn14的表達增加;在敲除Fn14的MRL/lpr小鼠中,發(fā)現(xiàn)其認知功能顯著改善,抑郁樣行為明顯減少。Wen等[67]發(fā)現(xiàn),TWEAK/Fn14途徑的激活會直接損害MRL/lpr小鼠血腦屏障的完整性;在敲除Fn14的MRL/lpr小鼠中,脈絡(luò)叢上皮細胞的浸潤和腦細胞的死亡顯著減少。雖然TWEAK可能在NPSLE疾病的發(fā)病機制中具有重要作用,但研究表明,TWEAK的水平不足以作為NPSLE疾病的生物標記物[68-69]。Fragoso-Loyo等[68]認為,血清或腦脊液中的TWEAK水平對NPSLE患者并不敏感,在NPSLE患者發(fā)病6個月后,TWEAK水平?jīng)]有顯著變化,而且也不能將NPSLE于無精神疾病的SLE和非自身免疫疾病的患者區(qū)分開。同樣的,Balajkova等[69]也發(fā)現(xiàn),與無精神疾病的SLE患者和健康受試者相比,血清TWEAK水平差異無統(tǒng)計學意義,與NPSLE患者的疾病活動也沒有任何關(guān)系,認為血清TWEAK水平不能夠鑒定NPSLE患者。
2.4腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF) 腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)是在神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞體中合成的蛋白質(zhì),對大腦的發(fā)育,形態(tài)以及突觸可塑性和功能具有重要影響,并與許多精神疾病有關(guān)[70]。研究表明,具有不可逆性器質(zhì)性腦部改變的NPSLE患者的血清BDNF水平始終較低[71]。Tamashiro等[72]發(fā)現(xiàn),非活動性NPSLE患者的血清BDNF水平與SLEDAI呈負相關(guān),在治療后NPSLE患者的血漿BDNF水平顯著提高。
HMGB1是高度進化和功能保守的核DNA結(jié)合蛋白,在細胞外環(huán)境中會與細胞表面受體結(jié)合,引發(fā)炎癥反應(yīng)[73]。在對NPSLE疾病的研究中發(fā)現(xiàn),HMGB1可啟動補體C1q與神經(jīng)元樹突的結(jié)合,誘導小膠細胞活化,破壞血腦屏障,導致神經(jīng)元的損傷和重塑[74]。Huang等[75]研究表明,與健康人或者無神經(jīng)表現(xiàn)的SLE患者相比,NPSLE患者血清中HMGB1的表達顯著升高,而且與疾病活動呈正相關(guān),提示其可能作為疾病嚴重程度的一個潛在指標。
miRNA是小的非編碼RNA,可在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因的表達,在神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病以及癌癥中均發(fā)揮重要作用[76-77]。NPSLE、多發(fā)性硬化癥以及視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病的診斷易混淆,而Sharaf-Eldin等[78]發(fā)現(xiàn)與健康受試者相比,多發(fā)性硬化癥患者的miR-145和miR-223顯著上調(diào),miR-326的水平下調(diào);NPSLE患者的這3個miRNA均顯著下調(diào);而視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病患者的miRNA則沒有變化,說明miR-145、miR-223和miR-326的組合可作為區(qū)分這3種疾病的指標。LncRNA是長度超過200個核苷酸,可自行轉(zhuǎn)錄的非編碼RNA,在表觀遺傳、基因表達和蛋白質(zhì)活性等方面具有重要的調(diào)節(jié)作用[79]。Geng等[80]通過RNA測序發(fā)現(xiàn)NPSLE患者的差異性lncRNA,通過qRT-PCR驗證了其中的10個,發(fā)現(xiàn)這些差異性lncRNA與NPSEL患者之間存在相關(guān)性,其可能通過調(diào)節(jié)NPSLE患者中相關(guān)的mRNA的表達來發(fā)揮作用。
脂質(zhì)運載蛋白2(LCN2)是具有多效免疫功能的急性期反應(yīng)蛋白,主要由神經(jīng)膠質(zhì)細胞釋放并作用于神經(jīng)膠質(zhì)細胞,在調(diào)節(jié)腦損傷方面具有重要作用[81-82]。Mike等[82]研究發(fā)現(xiàn),與健康受試者相比,NPSLE患者的腦脊液 LCN2的表達增加30倍以上,且LCN2缺乏可減弱患者的認知功能障礙。骨橋蛋白(OPN)是細胞內(nèi)磷蛋白,可參與組織修復(fù)和信號傳導,高濃度的血漿OPN水平會加重SLE的器官損傷[83]。Kitagori等[84]發(fā)現(xiàn),NPSLE患者腦脊液 OPN的濃度顯著高于無精神疾病的SLE患者,且在治療后其水平降低,在OPN的臨界值為963.4 ng/ml時,雖然OPN的敏感度(70%)較低,但是其診斷的特異性高達100%,這對于疾病的診斷及其重要。半乳糖凝集素9(Gal-9)是一種β-半乳糖苷結(jié)合凝集素,在自身免疫性疾病中具有重要調(diào)節(jié)作用[85]。Matsuoka等[85]發(fā)現(xiàn),有器官受累的SLE患者血清中Gal-9的水平顯著升高,NPSLE患者腦脊液而非血清中Gal-9的水平顯著升高,提示血清和腦脊液中的Gal-9可能作為診斷NPSLE疾病的一個潛在指標。
近年來,NPLSE的生物標記物日漸增多,但由于NPSLE的發(fā)病機制極其復(fù)雜,至今并沒有可以應(yīng)用于臨床的生物標記物。目前雖然MRI影像對于NPSLE疾病的診斷及治療極其重要,但是容易與其他精神疾病相混淆,且診斷時間相對較長。因此,一個好的生物標記物,可以快速的幫助醫(yī)生診斷疾病,并在治療過程中監(jiān)測疾病的發(fā)展狀況,是疾病診斷和預(yù)后的強有力工具。多年來,發(fā)現(xiàn)在不同表型的NPSLE患者中,不同的生物標記物患病率大不相同,目前還沒有單一的生物標記物能準確的診斷NPSLE[86]。所以還需對這些潛在的生物標記物進行進一步的研究,并尋找新的生物標記物,使其能夠盡快應(yīng)用于臨床,幫助NPSLE患者早期診斷及治療監(jiān)測。