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重症肌无力血清抗体的研究进展

重症肌无力血清抗体的研究进展

重症肌无力(Myastheniagravis,MG)是一种累及神经肌肉接头的自身免疫性疾病,临床上表现为受累骨骼肌极易疲劳和无力,休息或使用胆碱酯酶抑制剂后可获减缓。传统的MG医治包括胆碱酯酶抑制剂(溴吡啶斯的明)、免疫抑制剂(泼尼松、硫唑嘌呤、环磷酰胺等)、丙种球蛋白、血浆交换及胸腺切除术等,从很大程度上控制了病情和减少了病人死亡率,目前文献报导仅为%。

现代免疫学研究认为,MG是一种体液免疫介导为主、细胞免疫辅助和补体参与的触及全部免疫络功能异常的自身免疫病。在体液免疫的研究中,乙酰胆碱受体抗体(AchR-Ab)是第一个被阐明的MG特异性抗体,但随后发现的其他特异性抗体和相干抗体大大丰富了MG免疫病理机制的内涵,使得MG在将来根据抗体种类进行分型成为可能,从而指点临床医治。同时,提高抗体检测方法的敏感性和特异性、使抗体检测更加方便高效也是增进其临床运用发展的重要方面。本文就MG血清抗体的作用机制、临床意义和检测方法作1综述。

1、MG自身抗体种类及主要作用机制

1、乙酰胆碱受体抗体(AchR-Ab)

MG主要累及的是散布于神经肌肉接头终板膜上的烟碱样N2型AchR受体,也称为肌肉型烟碱受体。N2型AchR由5个围绕中央孔的亚单位构成,其中包括α亚单位2个,β、δ、γ/ε亚单位各1个。在胚胎肌肉中,AchR遍及肌肉表面,随着神经开始安排肌肉,AchR逐步聚集在神经肌肉接头处,同时胚胎特异性γ亚单位被成年特异性ε亚单位所取代。如果成年时期肌肉出现去神经化,虽然AchR仍密集地散布于神经肌肉接头,AchRγ亚单位却会重新出现在肌纤维表面。

大量研究证实,AchR-Ab是有致病作用的MG抗体。AchR-Ab主要是IgG1和IgG3型抗体,而IgG1和IgG3在发挥作用的进程中会激活补体。研究表明AchR-Ab主要通过3种途径产生病理作用:首先,它可以与补体结合,构成膜攻击复合物,致使突触后膜裂解和AchR数目减少。其次,通过与AchR结合或蛋白交联作用,使AchR的内化降解增加,AchR数量减少。第三,少许但数量不等的AchR-Ab可以直接与AchR的主要免疫原区结合,从而直接阻断AchR的功能。这三种作用机制分别对应3种AchR-Ab亚型,即结合型抗体(bindingAchR-Ab)、调理型抗体(blockingAchR-Ab)、封闭型抗体(modulatingAchR-Ab),目前临床上检测的主要是结合型抗体[1]。

2、肌肉特异性酪氨酸激酶抗体(MuSK-Ab)

MuSK是一种受体酪氨酸激酶,选择性表达于神经肌肉接头突触后膜,包括一个大的细胞外功能区、一个跨膜功能区和一个细胞内激酶功能区。MuSK是聚集蛋白(Agrin)的受体之一,在神经肌肉接头发育阶段,神经末梢释放的Agrin与突触后膜的低密度脂蛋白受体相干蛋白4(LRP4)结合后激活MuSK,进而引诱AchR在突触后膜的聚集与锚定,对NMJ的构成有重要意义;在NMJ成熟以后,MuSK在保持突触后膜的稳态上也发挥重要作用[2]。

MuSK-Ab主要是IgG4型的抗体,IgG4作用进程中没有补体参与。MuSK-Ab通过结合在抗原表位,阻断MuSK与LRP4的结合,抑制Agrin-LRP4-MuSK系统功能,影响AchR的聚集,从而影响神经肌肉接头的信号传递[3]。

3、低密度脂蛋白受体相干蛋白4抗体(LRP4-Ab)

血清AchR-Ab和MuSK-Ab均阴性的MG患者称为血清双阴性MG患者(double-seronegative,dSN-MG)。2011年,Higuchi等[14]在dSN-MG患者血清中发现了低密度脂蛋白受体相干蛋白4抗体(LRP4-Ab)。LRP4是低密度脂蛋白受体(lowdensitylipoprotein-receptor,LDL-R)家族中的一员,是聚集蛋白(Agrin)的受体,与Agrin结合可以激活MuSK,进而增进突触后膜AchR的聚集[4]。LRP4-Ab主要是IgG1和IgG2抗体,由此推测其作用进程中有补体的参与。LRP4-Ab激活补体,构成免疫复合物,破坏NMJ的正常结构。同时LRP4-Ab通过干扰Agrin与LRP4的结合,阻断Agrin引诱的AchR聚集,致使肌无力的症状[14]。

4、抗聚集蛋白抗体(Agrin-Ab)

在目前的检测条件下,仍有2%-5%MG患者血清中AchR–Ab、MuSK-Ab、LRP4-Ab均为阴性[5]。2012年,Judith等[6]在3种抗体均阴性的MG患者血清中发现了抗聚集蛋白抗体(Agrin-Ab)。Agrin是一种蛋白多糖,可由运动神经末梢或肌肉分泌[5],MG患者血清中的Agrin-Ab主要作用于神经末梢分泌的Agrin,如前文所述,Agrin-LRP4-MuSK通路可以引诱AchR在突触后膜簇集,Agrin-Ab抑制了Agrin的作用,影响AchR的簇集[7],从而影响神经肌肉接头的信号传递。

5、横纹肌抗体

早在1960年,就有研究发现MG患者血清中存在作用于横纹肌组成成份的抗体,目前研究报导的有连接素抗体(Titin-Ab)、兰尼碱受体抗体(RyR-Ab)及其相干抗体,和其他抗肌纤维蛋白抗体。横纹肌抗体的靶蛋白多位于肌细胞内,其实不直接暴露于循环中的自身抗体,因此大多认为横纹肌抗体没有致病性[8]。

(1)连接素抗体(Titin-Ab)

Titin,又称为连接素,是一种相对分子量约的大分子蛋白,主要存在于骨骼肌及心肌纤维中,其含量在肌肉中约占10%。Titin从肌纤维Z盘逾越至M线,在保持肌纤维的完整性和弹性方面发挥重要作用,其主要免疫原区位于肌纤维A/I带交界区[9],针对Titin产生的自身免疫反应会引发严重的肌无力症状。

(2)兰尼碱受体抗体(RyR-Ab)

RyR-Ab在MG患者中的检出率约13%–38%[10]。RyR又称为兰尼碱受体,是位于骨骼肌(RyR1)和心肌(RyR2)肌质的钙离子释放通道,在横纹肌的兴奋收缩偶联中起重要作用,RyR-Ab通过抑制RyR通道的开放和钙离子的释放影响肌肉收缩。RyR-Ab主要是IgG1和IgG3抗体,因此推测其作用进程中有补体参与。MG患者体内的RyR-Ab对位于骨骼肌和心肌的RyR存在交叉反应[8]。

(3)针对骨骼肌其它成份的抗体

与RyR1作用相干的抗体如二氢吡啶受体抗体(DHPR-Ab)[11]、瞬时受体电位通道3抗体(TRPC3-Ab)[12],和作用于骨骼肌其他成份如肌球蛋白、原肌球蛋白、肌动蛋白、肌钙蛋白的抗体也有报导[13],但相干研究较少,它们在MG中的作用仍需进一步研究。

6、电压门控钾离子通道抗体(Kv1.4-Ab)

Kv1.4-Ab是由Suzuki等[14]在日本MG患者的血清中发现的。Kv1.4是电压门控钾离子通道(voltage-gatedpotassiumchannel,VGKC)的一个α亚基,主要存在于脑、周围神经、骨骼肌和心肌中。MG患者血清中的Kv1.4-Ab主要作用于肌纤维表面的电压门控钾离子通道[9],影响肌膜复极化和静息电位的保持。

2、MG自身抗体的检测方法

MG血清抗体的检测主要使用标记免疫测定技术(如酶联免疫测定、放射免疫测定、荧光免疫测定、发光免疫测定等),免疫印迹法也发挥了一定作用。随着抗体测定技术的敏感性和特异性不断提高,血清抗体阴性的MG患者比例正逐渐下降。

1、AchR-Ab

目前检测血清AchR-Ab最经常使用的方法是放射免疫沉淀法(radioimmunoprecipitationassay,RIPA),使用等量表达胚胎型和成人型AchR的人肌细胞系TE671细胞提取物或人类截肢肌肉提取物作为抗原来源,用125I-α-BuTx标记AchR,用羊抗人IgG血清沉淀抗原抗体复合物[15]。RIPA除具有较高的灵敏度以外,还可以准确测定抗体的滴度。AchR-Ab也可以用ELISA法测定,但其灵敏度和特异度均不及RIPA,因此没有广泛使用。[15]

为了提高检测方法的灵敏度,避免放射性物资的使用,新的抗体检测方法逐步应用于AchR-Ab的检测中。细胞学检测(cellbasedassay,CBA)是更加灵敏的一种检测方法,它以活细胞而不是细胞提取物为检测对象,能更好地摹拟AchR的自然状态。Leite等[16]使用编码人类AchR的DNA转染人胚肾HEK293细胞系,使其表达完全的AchR,再用间接免疫荧光法检测抗体,在部份RIPA检测阴性的患者体内测出AchR-Ab。但这种方法目前还没法常规使用,由于培养细胞比较费时费力,而将活细胞制成商品化试剂盒仍有一定难度。

另外,荧光素酶免疫沉淀反应系统(LuciferaseImmunoprecipitationSystems,LIPS)和荧光免疫沉淀分析法(Fluorescenceimmunoprecipitationassays,FIPA)也被尝试用于AChR-Ab的检测。LIPS中将重组AChR的α亚基与海肾荧光素酶(Renillaluciferase,Ruc)融会,来检测患者血清中的AChR-Ab,但其灵敏度远低于RIPA和CBA[16]。FIPA将AChR的一个或多个亚基与绿色荧光蛋白(greenfluorescenceprotein,EGFP)融会来定量血清检测AChR-Ab,其灵敏度略低于RIPA[17]。值得一提的是,FIPA中,可以分别用绿色荧光蛋白标记AChR-Ab,用红色荧光蛋白(mCherry)标记肌肉特异性酪氨酸激酶抗体(MuSK-Ab),再利用不同的荧光激起和发射光谱,可测定同一血清样本中的AChR-Ab和MuSK-Ab[17]。

2、MuSK-Ab

目前MuSK-Ab的检测方法中运用最广泛、灵敏度最高的方法是放射免疫沉淀法(RIPA),用125I标记的MuSK肽段做底物。但这种方法也存在一定的局限性,因常规的RIPA只检测5–20μl血清中的抗体,限制了检测的灵敏度,但增加血清的量会使免疫沉淀物的背景值太高,反而影响灵敏度。针对这1问题,Nikolaos等[18]对抗体检测方法进行了改进,建立了“两步法RIPA”。他们首先将血清中的MuSK-Ab进行分离纯化,再进行常规RIPA检测抗体滴度,结果认为这类“两步法RIPA”的灵敏度较常规方法提高了倍。另外,MuSK-Ab的细胞学检测方法也在研发中,有望作为常规方法使用[19]。

3、LRP4-Ab

LRP4-Ab目前还未在临床进行常规检测,LIPS、ELISA、CBA的检测方法都曾用于LRP4-Ab的研究中[15],LIPS、ELISA使用兔或鼠的LRP4胞外域作抗原,CBA使用表达人类完全LRP4的HEK293细胞提供抗原,不同检测方法的抗体检出率差异较大,但由于已有的研究是在不同的人群中进行,因此没法直接比较不同检测方法的灵敏度,进一步的数据仍在研究搜集中。

4、Agrin-Ab

由于Agrin-Ab是近几年新发现的MG自身抗体,目前的研究还比较少,现有的研究多选用CBA或ELISA方法检测。

5、横纹肌抗体

横纹肌抗体目前主要使用ELISA的方法检测,Titin-Ab有商品化ELISA试剂盒,RyR-Ab的主要利用重组的RyR1的N端和C端肽段作抗原,以ELISA或免疫印迹法检测[9]。

6、Kv1.4-Ab

目前Kv1.4-Ab的主要检测方法仍是Suzuki等发现Kv1.4-Ab时所用的免疫沉淀法[14],抗原来源为35S标记的横纹肌赘瘤细胞提取物。用重组Kv1.4蛋白做底物,以ELISA或免疫印迹法尚没法检测到Kv1.4-Ab。

3、MG自身抗体的临床意义

1、AchR-Ab

AchR-Ab在MG患者中的特异度很高,被认为是MG的诊断指标之一。在单纯眼肌型MG患者中AchR-Ab的阳性率约为50%,全身型患者中阳性率约为90%。目前认为血清AchR-Ab滴度与MG的严重程度没有直接相关性,但眼肌型MG患者与全身型MG患者相比,AchR-Ab滴度较低。对某个患者来讲,AchR-Ab水平的变化与临床病情的严重程度有一定相关性[1]。有研究指出,部份MG患者使用激素、免疫抑制剂或行胸腺切除术后,临床症状的改良伴随有AchR-Ab滴度下落。但是,抗体阳性其实不代表病情处于活动期,许多患者减缓期体内的AchR-Ab水平仍高于正常对比值。AchR-Ab阳性的患者大多对胆碱酯酶抑制剂的反应较好[1]。

2、MuSK-Ab

在AChR-Ab阴性的MG患者中,约有50%可检测到MuSK-Ab,但其检出率在不同地域的人群中差别较大,我国的MG患者MuSK-Ab的检出率较低[7]。在所有MG患者中,MuSK-Ab的检出率约为5%-8%[1]。

MuSK-Ab在MG患者中的特异性也很高,且与AchR-Ab同时阳性的病例极少。单纯眼肌型MG患者中MuSK-Ab阳性者很少。MuSK-Ab阳性的MG患者通常为早发全身型,多呈急性起病,女性多见,常迅速累及延髓肌群,呼吸衰竭发生率高,易发生危象,中轴肌肌力差,可见脸部肌肉、咀嚼肌、舌肌萎缩,重复电刺激、新斯的明实验阳性率较低,极少合并胸腺瘤或胸腺增生。这类患者临床表现不典型,诊断有一定困难。MuSK-Ab滴度与疾病的严重性密切相干,抗体滴度的变化可以反应病情的严重程度,还可以评价医治效果。在接受免疫抑制剂医治后,抗体的滴度较医治前有明显的下落,而接受胸腺切除后抗体滴度变化不大[20]。

在医治反应方面,MuSK-Ab阳性的MG患者对胆碱酯酶抑制剂的反应较差,乃至运用胆碱酯酶抑制剂后会加重病情。运用糖皮质激素可以改良患者的症状,但在激素减量的进程中患者容易出现病情反复。血浆置换、免疫抑制剂对改良患者症状作用明显。另外,运用利妥昔单抗医治对其他药物不敏感的MuSK-Ab阳性的MG患者,临床症状有改良明显。胸腺切除术对患者病情改良无明显作用[8]。所有的这些特点提示MuSK-Ab阳性MG可能是MG中一个独立的亚型。

3、LRP4-Ab

2013年,Zisimopoulou等[15]用细胞学检测的方法,利用表达人类完全LRP4的HEK293细胞,对来自10个国家和地区的800例MG患者血清进行了检测分析,得出LRP4-Ab总的检出率为18.7%,但在不同种族的人群中差异较大。健康对比组血清中LRP4-Ab均阴性,4/110例多发性硬化患者对比血清中LRP4-Ab阳性。在既往的研究中,视神经脊髓炎、Lambert-Eaton综合征患者的血清中也曾发现LRP4-Ab阳性。另外,他们还发现了LRP4-Ab和AchR-Ab同时阳性及LRP4-Ab和MuSK-Ab同时阳性的患者[4]。

与AChR-Ab或MuSK-Ab阳性的患者相比,LRP4-Ab阳性的MG患者临床症状较轻,较少产生危象,对胆碱酯酶抑制剂、激素和其他免疫抑制剂的医治反应较好[4]。

4、Agrin-Ab

在Judith等[6]使用CBA的方法研究发现Agrin-Ab在所有MG患者中的检测率约为15%(24/161),在血清阴性(AchR–Ab、MuSK-Ab、LRP4-Ab均为阴性)的MG患者中检出率也约为15%(11/73),有13例患者Agrin-Ab与AchR–Ab同时阳性。2014年,ZhangBin等[5]用ELISA的方法也在3种抗体均阴性的MG患者血清中检测出Agrin-Ab,他们的研究中Agrin-Ab在所有MG患者中的检出率约为7%—8%(7/93),在血清阴性的患者中检出率为50%(2/4),5例患者Agrin-Ab与AchR–Ab同时阳性。

由于Agrin-Ab存在于血清抗体阴性的MG患者中,因此认为Agrin-Ab可能是一种新的有致病作用的MG自身抗体。但Agrin-Ab的致病机制、Agrin-Ab阳性MG患者的临床特点仍需进一步研究。

5、横纹肌抗体

横纹肌抗体并不是是MG特异性抗体,也存在于其他自身免疫病或伴随胸腺瘤的非MG疾病中,它们在MG中的运用主要在于MG合并胸腺瘤的诊断。

在伴随胸腺瘤的MG患者中Titin-Ab检出率约为70%-90%。Titin-Ab主要存在于AchR-Ab(+)的MG患者中,在MuSK-Ab(+)MG患者或血清抗体阴性的MG患者中还没有发现Titin-Ab[8]。这提示Titin-Ab的出现可能和AchR-Ab相干。Titin-Ab的滴度与疾病的严重程度相干,该抗体滴度的变化可以作为随访MG医治效果的指标之一。Titin-Ab阳性的患者通常呼吸肌受累较重。Titin-Ab在MG患者是不是合并胸腺瘤的诊断中具有良好的指导作用,对小于40岁的MG患者,如果Titin-Ab阳性,应怀疑合并胸腺瘤,即便胸腺CT未显示出,也不能完全除外,应进一步跟踪随访[21]。

RyR-Ab的临床意义与Titin-Ab类似,主要用于MG合并胸腺瘤的诊断。Romi等[22]通过对221例患者的回顾性研究发现,约50%合并胸腺瘤的MG患者RyR-Ab阳性。RyR-Ab阳性患者主要为晚发型MG,病情较重,起病时多先累及延髓肌、呼吸肌和颈部肌肉。抗体滴度与病情严重程度相干。RyR-Ab阳性患者多合并侵袭性或恶性胸腺瘤,因此这类患者在行胸腺切除术时应斟酌扩大切除范围[23]。

6、Kv1.4-Ab

Kv1.4-Ab在MG患者中的检出率约为%[9]。Suzuki等[14]对日本MG患者中Kv1.4-Ab阳性个体的临床特点进行了分析,发现患者以全身型MG为主,无明显性别差异,抗体阳性患者更容易产生延髓麻痹和肌无力危象,多合并胸腺瘤,易并发心肌炎、心律不齐等心脏疾病。同时,他们对3例Kv1.4-Ab阳性的MG患者进行了前瞻性研究,发现3例患者在病程中都产生了心肌炎,据此推测MG患者血清中Kv1.4-Ab可先于心脏疾病出现,因此对Kv1.4-Ab阳性的患者要特别注意其是不是合并心脏伤害,即便一次检查未发现心脏疾病也应对其心功能进行随访监测[24]。

Romi等[25]针对Kv1.4-Ab的研究发现,在白种人当中,Kv1.4-Ab阳性的MG患者主要以女性、晚发型MG为主,且症状较轻,说明Kv1.4-Ab的临床意义在不同人种当中存在差异,仍需要更多研究来进一步阐明。

上述几种主要相干血清抗体的特点、临床意义和检测方法参见表1。另外,还有其他多种抗体也被认为与MG相干。包括突触前膜受体抗体(PsM-Ab)[26],乙酰胆碱酯酶抗体(AchE-Ab)[6],β-肾上腺素受体抗体(βAR-Ab)[27],抗甲状腺抗体(Thyroid-Ab)[28],细胞因子抗体[29]等,但这些抗体在MG中的特异性较弱,且针对这些抗体的研究较少,目前在临床的运用较少,故不再逐一详述。

总之,多种MG特异性抗体和相干抗体的发现可以帮助我们更好地理解MG的病发机制,提高MG的诊断水平,指点医治方案的选择,评价医治反应及评估患者预后。同时,研发能够同时检测多种抗体的检验技术也是将来发展的重要方面,如尝试建立表达多种MG抗原的HEK293细胞,或利用生物芯片技术,从而实现在一次检测中完成对多种抗体的检查,可以大大提高抗体检测效力。









































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