AQP4+ NMOSD、MOGAD 与 MS 中补体激活及细胞因子特征的研究

《Annals of Clinical and Translational Neurology》：Investigation of Complement Activation and Cytokine Signatures in AQP4+ NMOSD, MOGAD, and MS

　　

摘要 目的：水通道蛋白-4-IgG 血清阳性视神经脊髓炎谱系疾病（AQP4+ NMOSD）、髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病（MOGAD）和多发性硬化（MS）是病理生理机制各不相同的神经炎症性疾病。补体激活是 AQP4+ NMOSD 损伤的主要机制，而在 MS 中其作用复杂，在 MOGAD 中尚存争议。研究人员旨在比较 AQP4+ NMOSD、MOGAD 和 MS 之间的补体成分及细胞因子水平。 方法：研究人员测定了近期有疾病活动的 AQP4+ NMOSD（脑脊液：n = 19；血浆：n = 18）、MOGAD（脑脊液：n = 29；血浆：n = 35）和 MS（脑脊液：n = 36；血浆：n = 58）患者的脑脊液补体成分、脑脊液和血浆细胞因子、神经丝轻链（NfL）及胶质纤维酸性蛋白（GFAP）水平。对照组包括非炎症性疾病受试者（脑脊液：n = 51）和健康对照（血浆：n = 29）。 结果：与对照组相比，所有神经炎症性疾病组的脑脊液 IL-10 和 TNF-α 均升高。脑脊液 IL-6 仅在 AQP4+ NMOSD 和 MOGAD 中升高。各组间血浆细胞因子无显著差异。大多数补体成分在 AQP4+ NMOSD 和 MOGAD 中升高；MS 中仅特异性激活产物（C2b、C3d、C4a、C5a）升高。在 AQP4+ NMOSD 和 MOGAD 中，脑脊液 GFAP 和 NfL 与多种脑脊液细胞因子和补体成分相关。发作期最低 Expanded Disability Status Scale（EDSS）评分与 AQP4+ NMOSD 中脑脊液 BAFF、GFAP、游离 C1q、C1s、C1s-C1inh、C4a 相关，并与 MOGAD 中脑脊液 IL-10、TNF-α、游离 C1q、C1inh、C4a 相关。 结论：研究结果提示 AQP4+ NMOSD、MOGAD 和 MS 具有不同的脑脊液细胞因子谱，且 AQP4+ NMOSD 和 MOGAD 中存在广泛的补体通路激活。脑脊液补体和细胞因子谱分析可能有助于表征神经炎症性疾病机制，但仍需在更大队列中进一步验证这些发现。

论文解读：AQP4+ NMOSD、MOGAD 与 MS 中补体激活及细胞因子特征的比较研究

一、研究背景与目的

水通道蛋白-4-IgG 血清阳性视神经脊髓炎谱系疾病（AQP4+ NMOSD）、髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病（MOGAD）和多发性硬化（MS）是中枢神经系统（CNS）中病理生理机制截然不同的免疫介导性疾病。在 AQP4+ NMOSD 中，AQP4-IgG 与星形胶质细胞上的 AQP4 结合，通过补体和细胞机制导致星形胶质细胞损伤，进而引发炎症反应、血脑屏障破坏以及少突胶质细胞和神经元损伤。MOG 表达于髓鞘外膜，MOGAD 被认为是一种自身免疫性少突胶质细胞病变。MS 则是一种复杂且病理异质性的疾病，组织损伤源于免疫系统、胶质细胞和神经元之间的动态相互作用。

既往研究已证实补体激活是 AQP4+ NMOSD 损伤的主要机制，补体 C5 抑制剂能显著降低复发频率。然而，补体在 MOGAD 中的相关性尚不明确，且脑脊液（CSF）补体成分水平是否与疾病活动度或严重程度相关仍不清楚。此外，AQP4-IgG 和 MOG-IgG 均主要为 IgG1 亚类，具有通过 Fc 区结合并激活补体级联的能力，但针对 MOGAD 中 CSF 补体成分的定量研究十分有限。同时，尽管已有研究报道 AQP4+ NMOSD 中 CSF IL-6 升高，但关于 MOGAD 细胞因子谱的研究甚少。目前缺乏对 AQP4+ NMOSD、MOGAD 和 MS 发作期补体通路和细胞因子谱的综合评估。因此，研究人员开展本研究，旨在表征并比较三种疾病 CSF 补体成分及 CSF 和血浆细胞因子谱，并评估其与神经胶质蛋白和临床特征的关联。研究人员假设抗体相关疾病（AQP4+ NMOSD 和 MOGAD）会表现出独特的细胞因子谱，且 CSF 补体成分在 AQP4+ NMOSD 中升高，在 MOGAD 中可能程度较轻，提示急性发作期间补体通路被激活。

二、主要技术方法

研究人员利用了约翰霍普金斯医院的生物样本库，纳入近期（6 个月内）有炎症性疾病活动的 AQP4+ NMOSD、MOGAD 和 MS 患者，分为 CSF 队列和血浆队列。CSF 队列包括 19 例 AQP4+ NMOSD、29 例 MOGAD、36 例 MS 和 51 例非炎症对照（NIC）；血浆队列包括 18 例 AQP4+ NMOSD、35 例 MOGAD、58 例 MS 和 29 例健康对照（HC）。细胞因子（IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-10、IL-12p70、IL-17a、IL-1β、IL-1α、IL-2、IL-4、BAFF）及神经胶质蛋白 NfL 和 GFAP 采用多重自动化免疫分析系统（ELLA）测定。CSF 补体成分（游离 C1q、C1s、C1 抑制剂 [C1inh]、C1s-C1inh 复合物、C2、C2b、C3、C3a、C3d、C4、C4a、C5a、C5b-9 膜攻击复合物）采用夹心酶联免疫吸附测定（ELISA）检测。统计分析采用线性回归模型（校正年龄）、偏 Pearson 相关、Pearson 相关和 Spearman 相关等方法。

三、研究结果

3.1 研究人群

CSF 队列中，AQP4+ NMOSD 平均年龄 42 岁（89% 女性），MOGAD 平均 35 岁（48% 女性），MS 平均 36 岁（81% 女性），NIC 平均 37 岁（73% 女性）。MOGAD 最常见的发作类型为视神经炎（ON，69%），AQP4+ NMOSD 以脊髓炎为主（42%），MS 以脊髓炎（31%）或多灶性（31%）为主。中位发作至采样时间为 AQP4+ NMOSD 12 天、MOGAD 10 天、MS 27.5 天。血浆队列中，中位发作至采样时间更长（AQP4+ NMOSD 46.5 天、MOGAD 35 天、MS 45.5 天）。

3.2 组间比较：细胞因子、NfL 和 GFAP

CSF IL-10 和 TNF-α 在 AQP4+ NMOSD、MOGAD 和 MS 中均较 NIC 升高（p ≤ 0.01），但三种疾病之间无差异。CSF IL-6 在 AQP4+ NMOSD 和 MOGAD 中较 NIC 和 MS 显著升高（p < 0.001），而 MS 与 NIC 之间无差异，AQP4+ NMOSD 与 MOGAD 之间亦无差异。CSF BAFF 在 MOGAD 中较 NIC 升高（p = 0.001），AQP4+ NMOSD 呈类似趋势但未达统计学意义（p = 0.07），而 MS 中 CSF BAFF 低于 NIC、AQP4+ NMOSD 和 MOGAD（p < 0.001）。CSF NfL 在三种疾病中均较 NIC 升高（p < 0.001）。CSF GFAP 在 AQP4+ NMOSD 中显著高于其他所有组（p < 0.001）。血浆细胞因子在各组间无显著差异；血浆 NfL 在三种疾病中均较 HC 升高，血浆 GFAP 在 AQP4+ NMOSD 中显著高于其他组。

3.3 CSF 与血浆分析物相关性

配对 CSF 和血浆样本（2 天内采集）共 29 例（2 例 AQP4+ NMOSD、8 例 MOGAD、19 例 MS）。CSF 与血浆 IL-6、IL-10、IL-17a、TNF-α 之间无相关性。CSF 与血浆 BAFF（r = 0.51，p = 0.005）和 GFAP（r = 0.60，p < 0.001）呈中等程度相关，NfL 呈强相关（r = 0.79，p < 0.001）。

3.4 组间比较：补体成分

AQP4+ NMOSD 中多个 CSF 补体成分（C1s-C1inh、C2、C2b、C3a、C3d、C4a、C5a）较 NIC 升高（p ≤ 0.02）。MOGAD 中 CSF 游离 C1q、C1s、C1inh、C1s-C1inh、C3、C3a、C3d、C4、C5a 较 NIC 升高（p ≤ 0.01）。AQP4+ NMOSD 与 MOGAD 之间仅 C4（MOGAD 更高，p < 0.001）和 C1s-C1inh（AQP4+ NMOSD 更高，p = 0.009）存在差异。MS 中仅特异性激活产物 C2b、C3d、C4a、C5a 较 NIC 升高（p ≤ 0.01）。CSF C5b-9 在 AQP4+ NMOSD 和 MOGAD 中低于 NIC，但在 FDR 校正后 MOGAD 及 60 天内敏感性分析中均失去统计学意义。

3.5 CSF 细胞因子和补体成分与 NfL 和 GFAP 的相关性

AQP4+ NMOSD 中，CSF GFAP 与 IL-6、IL-10、TNF-α、BAFF 及补体成分（游离 C1q、C1s-C1inh、C4a）正相关；CSF NfL 与 TNF-α 正相关。MOGAD 中，CSF NfL 和 GFAP 均与多个补体成分（游离 C1q、C1inh、C1s-C1inh、C2、C2b、C3d、C4、C4a）正相关，GFAP 还与 TNF-α 和 C1s 正相关。MS 中，CSF NfL 与 BAFF 和 C4a 正相关，GFAP 与 TNF-α 和 C2 正相关。

3.6 CSF 分析物与临床特征的关联

AQP4+ NMOSD 中，非 ON 发作患者 CSF NfL 和 GFAP 高于 ON 发作患者。EDSS 最低评分与 CSF BAFF、GFAP、游离 C1q、C1s、C1s-C1inh、C4a 相关。MOGAD 中，非 ON 发作患者 IL-6、IL-10、TNF-α、BAFF、游离 C1q、C1inh、C1s-C1inh、C2b、C4a 高于 ON 发作患者；EDSS 最低评分与 CSF IL-10、TNF-α、游离 C1q、C1inh、C4a 相关，C2 与随访 EDSS 相关。MS 中，60 天内采集的样本 CSF IL-10 较高而 BAFF 较低；未发现 CSF 分析物与 EDSS 的相关性。

四、讨论与结论

研究发现 CSF IL-10 和 TNF-α 在所有神经炎症性疾病组中均升高，而 IL-6 仅在 AQP4+ NMOSD 和 MOGAD 中特异性升高，进一步支持 IL-6 在两种抗体相关疾病病理生理中的核心作用，与抗 IL-6 治疗（satralizumab 和 tocilizumab）的有效性一致。MOGAD 中 CSF BAFF 升高而 MS 中降低，提示抗体介导的脱髓鞘疾病与 MS 在 B 细胞免疫生物学方面存在差异。补体方面，AQP4+ NMOSD 和 MOGAD 中补体级联各成分广泛升高，提示经典补体通路激活；MS 中仅特异性激活产物升高，提示补体激活与 MS 结构性脑损伤相关。GFAP 在 AQP4+ NMOSD 中显著升高，符合星形胶质细胞损伤的已知病理生理。研究结论为：AQP4+ NMOSD、MOGAD 和 MS 具有不同的 CSF 细胞因子谱，AQP4+ NMOSD 和 MOGAD 中存在广泛的经典补体通路激活。表征补体激活模式和细胞因子谱可能有助于鉴别诊断、识别潜在的新型治疗靶点，并深入了解 CNS 微环境，从而推进对神经炎症性疾病潜在病理生理机制的理解。研究局限性包括样本量相对较小（尤其 AQP4+ NMOSD）、单中心招募、采样时间窗口较宽、部分患者采样前接受过皮质类固醇治疗、血浆分析需谨慎解读、配对样本有限、仅单时间点采样以及部分细胞因子检测值低于定量下限等。