胡裕翔，吳曉蓉，邵毅，占敏艷，許曉璇，劉克政

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院，南昌330006)

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眼外肌在重癥肌無力中選擇性受累機制研究進(jìn)展

胡裕翔，吳曉蓉，邵毅，占敏艷，許曉璇，劉克政

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院，南昌330006)

重癥肌無力是一種經(jīng)典的由神經(jīng)肌肉接頭處傳遞功能障礙引起的獲得性自身免疫性疾病，其主要表現(xiàn)為骨骼肌的易疲勞和波動性的肌無力癥狀。眼外肌的受累最常見，眼部改變通常為其首發(fā)癥狀，眼外肌在組織結(jié)構(gòu)、肌球蛋白表達(dá)、運動單位、電生理、生化代謝、免疫學(xué)特性(抗乙酰膽堿受體抗體介導(dǎo)的免疫反應(yīng)、補體介導(dǎo)的免疫反應(yīng)、基因表達(dá)特性)上與骨骼肌等其他肌群的顯著區(qū)別可能是其在重癥肌無力中選擇性受累的主要原因。

眼外肌；重癥肌無力；肌球蛋白；運動單位；電生理；生化代謝；免疫學(xué)特性

重癥肌無力(MG)是一種主要由乙酰膽堿受體抗體(AChR-Ab)介導(dǎo)、細(xì)胞免疫依賴、補體參與并造成神經(jīng)肌肉接頭(NMJ)損害的自身免疫性疾病，其典型臨床表現(xiàn)為易疲勞性和波動性的肌無力癥狀，而眼外肌往往是MG最先、最常受累的肌群。研究發(fā)現(xiàn)，眼外肌在組織結(jié)構(gòu)、功能、生化和免疫學(xué)特性上與骨骼肌等其他肌群有著顯著的區(qū)別，這些特點可能是眼外肌常常選擇性受累于MG的主要原因。現(xiàn)對近年來眼外肌與MG相關(guān)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以揭示眼外肌易受累的機制。

1 眼外肌的組織結(jié)構(gòu)特點

眼外肌肌纖維與骨骼肌肌纖維在組織形態(tài)學(xué)上有著顯著差異，故一般將眼外肌分為眶層單神經(jīng)支配纖維(SIF)、眶層多神經(jīng)支配纖維(MIF)、球?qū)蛹tSIF、球?qū)又虚g型SIF、球?qū)影譙IF和球?qū)覯IF[1]6類。其中，SIF約占80%，這類肌纖維中線粒體和有氧代謝酶含量豐富，且毛細(xì)血管網(wǎng)發(fā)達(dá)，在提供肌張力的同時又具有較強的抗疲勞特性，除球?qū)影譙IF外，均表現(xiàn)為運動終板結(jié)構(gòu)單一，突觸后膜褶皺少，乙酰膽堿受體(AChR)和鈉通道(NaCh)也較少；而MIF僅占20%左右，其運動終板在形態(tài)學(xué)上相比骨骼肌等其他肌群更小，幾乎沒有突觸后折疊，且不具備動作電位，運動幅度僅與終板電位所致突觸后膜去極化的程度有關(guān)[1]。此外，不僅正常眼外肌相比膈肌和脛前肌NMJ面積更小，在重癥肌無力被動轉(zhuǎn)移(PTMG)小鼠中還發(fā)現(xiàn)，眼外肌NMJ結(jié)構(gòu)的改變相比膈肌和脛前肌也更明顯[2]。眼外肌的這些特性表明其具有一個相對較低的安全系數(shù)(SF，即神經(jīng)沖動所致終板電位與肌肉運動所需動作電位的差值，是衡量神經(jīng)肌肉傳遞效率的指標(biāo)，其大小主要取決于AChR和NaCh的數(shù)量)，從而對NMJ的損傷更敏感，故眼外肌常常受累于MG[3]。

眼外肌與骨骼肌等其他肌群在中間絲(IF)的組成上也有顯著區(qū)別。IF是最穩(wěn)定的細(xì)胞骨架成分，主要起支撐作用，根據(jù)組織來源的免疫原性可分為角蛋白、結(jié)蛋白、膠質(zhì)纖維酸性蛋白、波形蛋白和巢蛋白5類。Janbaz等[4]發(fā)現(xiàn)，在眼外肌肌纖維中不含結(jié)蛋白或僅有微量存在，而以往認(rèn)為結(jié)蛋白廣泛存在于所有肌肉中；另外，巢蛋白在成年眼外肌肌纖維中含量也很高，但在骨骼肌中通常出生后含量就逐漸減少。眼外肌所特有的肌束膜成纖維細(xì)胞在組織形態(tài)學(xué)、Thy-1表達(dá)模式、基因組標(biāo)簽和成熟肌小管的支持等方面都與骨骼肌成纖維細(xì)胞有明顯區(qū)別，肌束膜成纖維細(xì)胞有助于眼外肌的高代謝需求、提升肌張力，但同時又是免疫環(huán)境的重要組成部分，這可能也是眼外肌易受累于MG的原因之一[5]。

2 眼外肌的肌球蛋白表達(dá)

眼外肌與骨骼肌的收縮特性不同，很大程度上取決于肌球蛋白表達(dá)的差異。在眼外肌中，肌球蛋白重鏈(MyHC)發(fā)育期亞型(MyHCemb和MyHCneo)在成年眼外肌眶層纖維中仍有表達(dá)，而骨骼肌纖維MyHCemb和MyHCneo的表達(dá)在發(fā)育過程中逐漸減少至發(fā)育成熟后完全消失；此外，眼外肌相比骨骼肌等其他肌群MyHC表達(dá)更復(fù)雜，在眼外肌SIF中MyHC的表達(dá)呈縱向變化，快MyHC亞型在中央神經(jīng)支配區(qū)占主導(dǎo)地位，而MyHCemb和MyHCneo在周邊部表達(dá)更活躍，且在眶層SIF中還存在共同表達(dá)，即同一肌纖維中存在多種MyHC亞型的表達(dá)[6]。這種復(fù)雜的MyHC亞型共同表達(dá)模式使眼外肌纖維在組織和生理學(xué)特性上表現(xiàn)出一種連續(xù)性，從而有助于提升眼外肌的收縮力和收縮速度，同時還能增加眼外肌運動的協(xié)調(diào)性[7]。眼外肌中還表達(dá)一種特殊的快MyHC亞型MyHCeom，而MyHCeom并不在骨骼肌中表達(dá)，且相比其他快MyHC亞型(Ⅱa、Ⅱb、Ⅱd)其ADP親和性要低的多[8]。眼外肌幾乎包含所有已知的MyHC亞型的表達(dá)，這種高度多樣性的表達(dá)能夠參與完成一系列精細(xì)的視覺關(guān)聯(lián)肌肉運動；但復(fù)雜的MyHC表達(dá)模式也可能更易受到免疫系統(tǒng)紊亂的影響或具備更多潛在的免疫攻擊靶點，從而增加了眼外肌對MG的易感性。研究發(fā)現(xiàn)，Pitx2是支配眼外肌發(fā)育成熟的重要調(diào)節(jié)因子，其在成年小鼠眼外肌中高表達(dá)[9]。Zhou等[10]發(fā)現(xiàn)，Pitx2缺失的小鼠眼外肌收縮力更強、收縮速度更快，但更易疲勞；同時，也改變了眼外肌纖維MIF的神經(jīng)支配模式和MyHC的表達(dá)模式。這些結(jié)果提示，Pitx2對成年眼外肌表型具有調(diào)控作用，是眼外肌抗疲勞特性的重要調(diào)節(jié)因子，故眼外肌對MG的選擇性受累也很可能與Pitx2表達(dá)的改變或缺失有關(guān)。

3 眼外肌的運動單位及電生理

眼外肌的運動單位較骨骼肌要小得多，且?guī)缀跛械倪\動單位都能夠參與眼球的運動，即使安靜狀態(tài)下也有70%以上的運動單位募集，而骨骼肌的快肌運動單位和慢肌運動單位分別參與各自運動[11]。眼外肌的運動神經(jīng)刺激激活頻率很高，且與眼球的運動和位置有關(guān)，眼位居中時約100 Hz，向外側(cè)注視時可能增加至200 Hz左右，而快速轉(zhuǎn)動時則可達(dá)600 Hz以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于骨骼肌的激活頻率(通常5 Hz，最大不超過100 Hz)[12]。正常情況下，由于眼外肌具有很強的耐疲勞性，高頻的運動神經(jīng)刺激并不會使眼外肌像骨骼肌那樣很快出現(xiàn)NMJ傳遞障礙；相反，眼外肌的運動主要靠改變運動神經(jīng)元刺激激活的頻率來調(diào)節(jié)[13]。但是，當(dāng)眼外肌遭受外界或自身免疫系統(tǒng)侵害時，可能會造成運動單位募集不足，加之生理性高頻刺激，導(dǎo)致眼外肌較骨骼肌更早出現(xiàn)NMJ傳導(dǎo)阻滯，從而表現(xiàn)出肌無力等癥狀，這也部分解釋了為什么眼外肌易受累于MG。

4 眼外肌的生化代謝

眼外肌沒有糖原儲備，主要依靠葡萄糖和乳酸作為代謝底物；但是，眼外肌具有高度發(fā)達(dá)的微血管床，有充分的血流供應(yīng)，能夠為其提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)交換，而且眼外肌相比骨骼肌線粒體更豐富[1]。這意味著眼外肌能夠進(jìn)行更多的氧化磷酸化反應(yīng)以滿足其能量供應(yīng)，但同時也產(chǎn)生了更多的氧自由基，線粒體DNA突變也較骨骼肌等其他肌群更多，從而造成眼外肌呼吸鏈功能減退[11]。此外，眼外肌中細(xì)胞色素C氧化酶(COX)因年齡相關(guān)出現(xiàn)衰退缺乏的比例要遠(yuǎn)高于骨骼肌等其他肌群[14]。Greaves等[15]同樣發(fā)現(xiàn)，伴有線粒體DNA損傷的慢性進(jìn)行性眼外肌麻痹(CPEO)患者眼外肌纖維中COX的缺乏率要遠(yuǎn)高于骨骼肌，且眼外肌COX缺乏的突變閾值也更低。推測眼外肌自身COX缺陷也與MG的發(fā)病有關(guān)，而且眼外肌的高代謝率同樣可以造成局部致病性抗原、抗體和補體等積累，從而誘發(fā)MG的發(fā)生。

5 眼外肌的免疫學(xué)特性

5.1 AChR-Ab介導(dǎo)的免疫反應(yīng) 研究發(fā)現(xiàn)，在眼肌型MG(oMG)患者中，其血清AChR-Ab陽性率不高，且滴度較低[16]。在利用不同H-AChR亞單位免疫不同亞群的HLA轉(zhuǎn)基因小鼠而成功誘導(dǎo)的實驗性自身免疫M(jìn)G(EAMG)模型中，同樣發(fā)現(xiàn)oEAMG小鼠血清AChR-Ab水平要明顯低于gEAMG小鼠[17～19]，并進(jìn)一步提示AChR亞單位與HLA-Ⅱ類分子的相互作用可能是oMG的發(fā)病機制之一。Peeler等[20]通過對223例oMG患者進(jìn)行回顧性隊列研究，發(fā)現(xiàn)向gMG進(jìn)展的患者血清AChR-Ab水平要遠(yuǎn)高于未進(jìn)展為gMG的患者。這可能與眼外肌NMJ突觸后膜結(jié)構(gòu)較骨骼肌等肌群更簡單、AChR密度更小有關(guān)，使得眼外肌在較低水平的AChR-Ab攻擊下也能產(chǎn)生免疫損傷效應(yīng)。成熟眼外肌中同時表達(dá)胚胎型AChR(α2βγδ)和成熟型AChR(α2βεδ)，而成熟骨骼肌中則僅表達(dá)成熟型AChR，其區(qū)別在于骨骼肌中胚胎型AChR-γ亞單位在發(fā)育過程中逐漸被ε亞單位所替代[21]。提示成熟眼外肌所特有的胚胎型AChR可能是其易遭受自身免疫系統(tǒng)攻擊的敏感因素，Wu等[18]同樣證實，H-AChR γ亞單位免疫HLA-DQ8小鼠后，能成功誘發(fā)oEAMG的發(fā)生與發(fā)展，并提示γ亞單位免疫可能通過誘發(fā)針對眼外肌胚胎型AChR的自身免疫反應(yīng)，并大量產(chǎn)生致病性AChR-Ig攻擊位于眼外肌NMJ的AChR，從而導(dǎo)致眼部癥狀的發(fā)生。

5.2 補體介導(dǎo)的免疫反應(yīng) 補體介導(dǎo)的免疫反應(yīng)形成的膜攻擊復(fù)合物(MAC)能夠損傷突觸后膜的運動終板，造成NMJ結(jié)構(gòu)的破壞而出現(xiàn)肌無力，眼外肌相比骨骼肌更容易受到補體介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的傷害，可能與眼外肌中補體相關(guān)調(diào)節(jié)因子表達(dá)減少有關(guān)[22]。Porter等[23]發(fā)現(xiàn)，在補體激活經(jīng)典途徑中，衰變加速因子(DAF，即CD55)在眼外肌的表達(dá)水平較骨骼肌低，CD59則相對較高；在替代途徑中，負(fù)調(diào)節(jié)因子如補體調(diào)節(jié)因子H相關(guān)蛋白(CFHP)和補體因子H(CFH)在眼外肌中表達(dá)較骨骼肌要高。研究發(fā)現(xiàn)，對EAMG小鼠進(jìn)行系統(tǒng)性補體抑制后，其骨骼肌中的補體沉積很快消除，而眼外肌中的補體消除則不明顯[22]；對EAMG小鼠注射補體C5抗體治療后，其眼外肌中補體沉積的消除也不能達(dá)到膈肌和骨骼肌中補體清除的效果[24]。這些結(jié)果表明，眼外肌中補體調(diào)節(jié)因子表達(dá)水平較低可能是其易受累于MG的重要原因。值得注意的是，近期研究發(fā)現(xiàn)DAF和CD59的表達(dá)水平在PTMG大鼠模型所建立的實驗組和正常對照組中并沒有明顯變化[2]。此外，DAF調(diào)節(jié)區(qū)的單核苷酸多態(tài)性(SNP)會造成DAF在EAMG的關(guān)鍵時期表達(dá)不足，而眼外肌本身相比其他肌群DAF表達(dá)水平就較低，使得眼外肌在受到自身免疫攻擊的情況下更易出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷[25]。另一方面，潑尼松能夠抑制MG患者淋巴母細(xì)胞C>G DAF的表達(dá)和小鼠肌小管野生型DAF的表達(dá)，導(dǎo)致眼外肌內(nèi)源性補體調(diào)節(jié)蛋白的表達(dá)水平下降，從而增加了眼外肌對補體介導(dǎo)損傷的敏感性[26]。

5.3 基因表達(dá)特性 研究[27]發(fā)現(xiàn)，眼外肌中有338個基因表達(dá)不同于股四頭肌，CD9、CD74和B因子等與免疫應(yīng)答有關(guān)的基因表達(dá)水平較脛骨前肌上升，而與神經(jīng)肌肉突觸傳遞有關(guān)的基因表達(dá)水平則下降[2]。Zhou等[28]發(fā)現(xiàn)，在EAMG小鼠中，眼外肌同膈肌和趾長伸肌具有明顯不同的RNA表達(dá)印記，眼外肌相比膈肌和趾長伸肌有212個基因表達(dá)水平異常升高，且其中大部分基因與免疫反應(yīng)有關(guān)；同時，眼外肌還具有特有的基因表達(dá)減少，而膈肌和趾長伸肌則沒有。眼外肌強烈的RNA表達(dá)改變和廣泛的炎性浸潤都表明了EAMG對眼外肌造成了十分嚴(yán)重的損傷，進(jìn)一步證明眼外肌NMJ更易受到抗體介導(dǎo)攻擊所造成的傷害。

眼外肌具有不同于骨骼肌的肌纖維類型、特異性的MyHC表達(dá)模式，以及高代謝、耐疲勞和獨特的免疫環(huán)境等，這些特點部分解釋了眼外肌易受累于MG的原因。同時，這些對眼外肌病理生理特性的深入研究也為相應(yīng)疾病的探索和治療提供了新的思路。然而基于現(xiàn)有技術(shù)條件和研究進(jìn)展，我們?nèi)圆荒芡耆U明眼外肌的獨特性與其易遭受免疫攻擊機制的關(guān)聯(lián)，而且是否有更關(guān)鍵的因素決定眼外肌的易受累性也有待研究發(fā)現(xiàn)。近年來，基因組分析技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，可對眼外肌做出進(jìn)一步深入的研究，以期在分子水平上發(fā)現(xiàn)和闡明眼外肌在MG中選擇性易受累的真正原因。

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吳曉蓉(E-mail: wxr98021@126.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.42.039

R746.1

A

1002-266X(2016)42-0109-04

2016-05-11)