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AQP4-IgG陽性視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病的腦脊液細(xì)胞學(xué)特點(diǎn)

2018-01-27 01:51劉慧勤任海濤徐雁高鑫雅李瑋張杰文關(guān)鴻志
關(guān)鍵詞:細(xì)胞學(xué)性反應(yīng)中性

劉慧勤 任海濤 徐雁 高鑫雅 李瑋 張杰文 關(guān)鴻志

視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病(neuromyelitis optica spectrum disorders,NMOSD)是一類中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性脫髓鞘疾病,以視神經(jīng)炎和急性橫貫性脊髓炎為主要臨床表現(xiàn),其致殘率高。致病性抗體即抗水通道蛋白4抗體(AQP4-IgG)是其最特異性的血清學(xué)標(biāo)志,在NMOSD的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。其特異性高達(dá)85%~99%,在68%~91%的NMOSD患者血清中可檢測到該抗體[1-3]。目前已知多種類型的免疫細(xì)胞參與NMOSD的免疫過程,包括自然殺傷細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、B細(xì)胞亞群、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[2-7]。腦脊液細(xì)胞學(xué)從形態(tài)上可一定程度反映疾病的炎性反應(yīng)狀態(tài)和免疫機(jī)制,但目前有關(guān)NMOSD腦脊液細(xì)胞學(xué)及其他腦脊液指標(biāo)特點(diǎn)的研究較少被關(guān)注[8]。本研究通過回顧分析AQP4-IgG陽性NMOSD患者的腦脊液檢查結(jié)果,旨在探討其腦脊液細(xì)胞學(xué)的特點(diǎn)及診斷意義。

1 對象和方法

1.1觀察對象回顧性收集2016-01-01—2016-12-31在北京協(xié)和醫(yī)院及河南省人民醫(yī)院神經(jīng)病理實(shí)驗(yàn)室檢測證實(shí)的AQP4-IgG陽性NMOSD患者237例,其中來自北京協(xié)和醫(yī)院209例,河南省人民醫(yī)院28例。237例中,女210例,男27例,女∶男=7.8∶1,年齡3~81歲,平均(40.9±16.6)歲。入組標(biāo)準(zhǔn):(1)患者均符合2016年《中國視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病診斷與治療指南》AQP4-IgG陽性NMOSD的診斷標(biāo)準(zhǔn)[9];(2)均接受間接免疫熒光血AQP4-IgG檢測并呈陽性;(3)均行腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查,且腦脊液來源于急性發(fā)作期或復(fù)發(fā)期。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病,如細(xì)菌、病毒、分枝桿菌、真菌引起的腦炎、腦膜炎或腦膿腫;(2)自身免疫性腦炎;(3)神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)腫瘤或轉(zhuǎn)移瘤。

1.2方法

1.2.1臨床資料收集:收集患者的一般資料,腦脊液細(xì)胞學(xué)、常規(guī)、生化及寡克隆區(qū)帶(OB)檢測結(jié)果。

1.2.2血AQP4-IgG檢測:所有患者行血液AQP4-IgG檢測,采用間接免疫熒光法,通過轉(zhuǎn)染重組的AQP4的人胚腎293(HEK293)細(xì)胞系表達(dá)AQP4肽段全長進(jìn)行檢測。試劑盒由德國歐蒙醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)診斷股份公司提供,批號:FA112c-1005-1。按試劑盒推薦的檢測步驟進(jìn)行:滴加待檢血清或血漿〔經(jīng)磷酸鹽緩沖液(PBS)按1∶10稀釋〕30 μL至加樣板的反應(yīng)區(qū),然后將載片貼有生物薄片的一面朝下,與加樣板相對應(yīng)的凹槽緊密結(jié)合,反應(yīng)即刻開始,室溫下溫育30 min,PBS沖洗,滴加25 μL異硫氰酸熒光素(FTTC)標(biāo)記的羊抗IgG在室溫下溫育30 min,PBS沖洗,置于熒光顯微鏡下觀察。

1.2.3腦脊液檢查:腦脊液檢查包括腦脊液細(xì)胞學(xué)、腦脊液常規(guī)細(xì)胞計(jì)數(shù)、腦脊液生化及OB。腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查采用腦脊液細(xì)胞學(xué)沉淀室(自然沉淀法)制片:取0.5 mL的腦脊液加入腦脊液沉淀室,置于4℃冰箱中過夜,待細(xì)胞自然沉淀并干燥后,采用邁-格-姬(May-Grun-wald-Giemsa,MGG)染色法,光鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)、分類及數(shù)量[10]。依據(jù)鏡下細(xì)胞計(jì)數(shù)及形態(tài),將炎性反應(yīng)程度分為4級:(1)正常:細(xì)胞數(shù)≤200個(gè)/0.5 mL且未見炎性反應(yīng)細(xì)胞(中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、激活淋巴細(xì)胞、激活單核細(xì)胞、漿細(xì)胞);(2)輕度:細(xì)胞數(shù)≤200個(gè)/0.5 mL但可見炎性反應(yīng)細(xì)胞,或細(xì)胞數(shù)201~500個(gè)/0.5 mL;(3)中度:細(xì)胞數(shù)501~2000個(gè)/0.5 mL;(4)重度:細(xì)胞數(shù)>2000個(gè)/mL(自然沉淀法的細(xì)胞收集率為15%左右)。依據(jù)鏡下細(xì)胞形態(tài)及分類將炎性反應(yīng)類型分為:(1)淋巴細(xì)胞性炎性反應(yīng);(2)淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng);(3)淋巴細(xì)胞與嗜酸性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng);(4)淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞與嗜酸性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng)。并觀察有無激活淋巴細(xì)胞、激活單核細(xì)胞及漿細(xì)胞。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,非正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)(四分位數(shù)間距)表示。計(jì)數(shù)資料以率(%)表示。腦脊液常規(guī)和細(xì)胞學(xué)兩種方法判斷患者炎性反應(yīng)的差異性分析采用配對χ2檢驗(yàn),一致性分析用Kappa一致性檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1腦脊液細(xì)胞學(xué)

2.1.1炎性反應(yīng)程度:237例AQP4-IgG陽性的NMOSD患者均完成腦脊液細(xì)胞學(xué)檢測。細(xì)胞學(xué)檢查結(jié)果顯示正常117例(49.4%),120例(50.6%)可見炎性反應(yīng),其中輕度炎性反應(yīng)63例(26.6%),中度炎性反應(yīng)43例(18.1%),重度炎性反應(yīng)14例(5.9%)。

2.1.2炎性反應(yīng)分類:120例腦脊液細(xì)胞學(xué)異常的NMOSD患者中,95例(79.2%)為淋巴細(xì)胞性炎性反應(yīng)(圖1A),其炎性反應(yīng)程度為輕、中、重的患者分別為54、35、6例;20例(16.7%)為淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng)(圖1B),其炎性反應(yīng)程度為輕、中、重的患者分別為8、7、5例,中性粒細(xì)胞占白細(xì)胞總數(shù)的百分比范圍為1%~85%;4例(3.3%)患者為淋巴細(xì)胞與嗜酸性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng)(圖1C),其炎性反應(yīng)程度為輕、中、重的患者分別為1、1、2例,嗜酸性粒細(xì)胞占白細(xì)胞總數(shù)的百分比為5%~20%;1例(0.8%)患者為淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞為主的炎性反應(yīng),并可見嗜酸性粒細(xì)胞,其細(xì)胞總數(shù)為5000/0.5 mL,淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞比值為分別為68%、8%、20%、4%。

2.1.3激活淋巴細(xì)胞、激活單核細(xì)胞、漿細(xì)胞:120例腦脊液細(xì)胞學(xué)異常的NMOSD患者中,71例(30.0%)可見激活淋巴細(xì)胞(圖1A),11例(4.6%)可見激活單核細(xì)胞,15例(6.3%)可見漿細(xì)胞(圖1D)。

2.2腦脊液OB檢查176例患者行OB檢查,其中腦脊液特異性O(shè)B陽性47例(26.7%)。

2.3腦脊液常規(guī)、生化檢查81例患者行腦脊液常規(guī)、生化檢查,腦脊液常規(guī)白細(xì)胞計(jì)數(shù)為(0~138)×106/L,中位數(shù)6×106/L,四分位數(shù)間距為14×106/L,其中白細(xì)胞計(jì)數(shù)≤5×106/L者35例,(5~10)×106/L者20例(24.7%),(10~50)×106/L者19例(23.5%),>50×106/L者7例(8.6%)。腦脊液蛋白為0.20~1.67 g/L,平均(0.514±0.26)g/L,<0.45 g/L者41例(50.6%),(0.45~1.00)g/L者37例(45.7%),(1.00~1.50)g/L者1例(1.2%),>1.5 g/L者2例(2.5%)。

2.4一致性檢驗(yàn)對81例行腦脊液細(xì)胞學(xué)與腦脊液常規(guī)計(jì)數(shù)檢查的患者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,腦脊液常規(guī)細(xì)胞數(shù)>5×106/L者46例(56.8%),腦脊液細(xì)胞學(xué)提示炎性改變亦為46例(56.8%),兩種方法判斷患者炎性反應(yīng)的陽性率比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=1.0)。對兩種檢測方法行Kappa一致性檢驗(yàn),結(jié)果示兩種檢驗(yàn)方法的一致性一般(表1)。

注:AQP4-IgG:水通道蛋白4抗體;NMOSD:視神經(jīng)脊髓炎譜系疾?。籄:淋巴細(xì)胞性炎性反應(yīng)(箭頭所示為激活淋巴細(xì)胞);B:淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng)(箭頭所示為中性粒細(xì)胞);C:淋巴細(xì)胞與嗜酸性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng)(箭頭所示為嗜酸性粒細(xì)胞);D:淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞(黑色箭頭所示)為主炎性反應(yīng),偶見嗜酸性粒細(xì)胞(藍(lán)色箭頭所示),并可見漿細(xì)胞(紅色箭頭所示) 圖 1 AQP4-IgG陽性的NMOSD患者腦脊液細(xì)胞學(xué)典型表現(xiàn)(邁-格-姬染色,×300)

腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查正常異常合計(jì)腦脊液常規(guī)白細(xì)胞計(jì)數(shù)≤5×106/L241135>5×106/L113546合計(jì)354681

注:Kappa=0.447,P<0.01

3 討論

本研究結(jié)果顯示,約半數(shù)AQP4-IgG陽性的NMOSD患者腦脊液細(xì)胞學(xué)呈炎性反應(yīng),炎性反應(yīng)程度以輕中度為主,少數(shù)患者可呈重度炎性反應(yīng);炎性反應(yīng)類型以淋巴細(xì)胞性炎性反應(yīng)為主,也可見中性粒細(xì)胞與嗜酸性粒細(xì)胞;腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查還可見激活淋巴細(xì)胞、激活單核細(xì)胞和漿細(xì)胞;該病例組患者腦脊液OB陽性率明顯低于多發(fā)性硬化患者。

AQP4-IgG是NMOSD明確的致病性抗體,約68%~91%的患者血清中可檢測到該抗體[1-2]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的AQP4高表達(dá)于脊髓、視神經(jīng)、腦干、下丘腦、腦室周圍區(qū),也表達(dá)于血管周圍、室管膜周、極后區(qū)及視上核等[1]。在細(xì)胞水平,AQP4主要表達(dá)在星形膠質(zhì)細(xì)胞的足突[2]。AQP4-IgG在外周產(chǎn)生后,通過通透性增加或細(xì)胞外途徑進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)與AQP4結(jié)合,從而引起一系列免疫反應(yīng)。與多發(fā)性硬化相比,NMOSD腦脊液細(xì)胞數(shù)增多更常見,腦脊液常規(guī)白細(xì)胞數(shù)>50×106/L可作為NMOSD診斷的支持標(biāo)準(zhǔn)[11]。本研究結(jié)果顯示,237例AQP4-IgG陽性的NMOSD患者中120例腦脊液細(xì)胞學(xué)顯示細(xì)胞數(shù)增高,占50.6%,這與Jarius等[8]報(bào)道的50.5%接近。本組患者炎性反應(yīng)程度輕、中、重的比例為26.6%(63例)、18.1%(43例)、5.9%(14例),與腦脊液常規(guī)細(xì)胞數(shù)增多的趨勢基本一致。對81例腦脊液常規(guī)、生化、細(xì)胞學(xué)數(shù)據(jù)均完整的AQP4-IgG陽性的NMOSD患者進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),腦脊液常規(guī)細(xì)胞數(shù)增高(>5×106/L)與細(xì)胞學(xué)異常患者的陽性率相等,但兩種檢測方法的一致性一般(Kappa值=0.447,P<0.01),表明腦脊液細(xì)胞學(xué)異常與腦脊液常規(guī)的細(xì)胞數(shù)增多不完全平行。因細(xì)胞學(xué)腦脊液的檢測量為0.5 mL,遠(yuǎn)大于腦脊液常規(guī)的檢測量,并可從細(xì)胞類型、比例上進(jìn)行更深入的細(xì)胞形態(tài)學(xué)評價(jià),因此它較腦脊液常規(guī)檢查能提供更多信息,更能反映腦脊液的炎性狀態(tài)[12-13],這似乎解釋了兩種檢測方法一致性一般的原因。

本組120例腦脊液細(xì)胞學(xué)呈炎性反應(yīng)的AQP4-IgG陽性的NMOSD患者中,以淋巴細(xì)胞性炎性反應(yīng)者為主,達(dá)95例,占總炎性反應(yīng)患者的79.2%,這與既往研究結(jié)果一致[8]。其原因可能與淋巴細(xì)胞在NMOSD免疫機(jī)制中的重要作用有關(guān)。AQP4-IgG所屬IgG1亞型的活動(dòng)有賴于T淋巴細(xì)胞的存在,T淋巴細(xì)胞還參與免疫耐受的打破、粒細(xì)胞至中樞神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)員、炎性反應(yīng)的介導(dǎo)等過程[5]。B淋巴細(xì)胞則可演變?yōu)闈{細(xì)胞,參與抗體合成[7]。但腦脊液細(xì)胞學(xué)尚不能分辨T、B淋巴細(xì)胞,需要借助流式細(xì)胞儀或免疫組化進(jìn)行細(xì)胞因子的檢測。

本組21例NMOSD患者的腦脊液細(xì)胞學(xué)可見明確的中性粒細(xì)胞,其中20例呈淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng),1例呈淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞與嗜酸性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng)。中性粒細(xì)胞來源于外周血細(xì)胞,一般不出現(xiàn)于正常的腦脊液細(xì)胞學(xué)中。既往多個(gè)研究結(jié)果顯示,視神經(jīng)脊髓炎(neuromyelitis optica,NMO)病灶區(qū)域可見中性粒細(xì)胞是NMO有別于多發(fā)性硬化的特點(diǎn)[2-3],NMO患者腦脊液中的中性粒細(xì)胞及粒細(xì)胞集落刺激因子水平也明顯升高[3]。AQP4-IgG所介導(dǎo)的補(bǔ)體激活導(dǎo)致外周中性粒細(xì)胞進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng),并通過中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶依賴機(jī)制參與早期NMO病灶的進(jìn)展[14]。此外,中性粒細(xì)胞還可加劇NMO的炎性反應(yīng)水平[14]。部分NMOSD患者腦脊液中性粒細(xì)胞顯著升高并可在細(xì)胞學(xué)分類中占優(yōu)勢[8]。如本組患者中性粒細(xì)胞比值最高可達(dá)85%,高度類似細(xì)菌引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染。但NMOSD患者腦脊液常規(guī)的白細(xì)胞計(jì)數(shù)明顯低于大部分細(xì)菌性腦膜炎的白細(xì)胞計(jì)數(shù),如本組患者腦脊液常規(guī)白細(xì)胞計(jì)數(shù)最高為138×106/L,此特點(diǎn)有助于鑒別中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)菌性感染。

該研究結(jié)果顯示,120例腦脊液呈炎性反應(yīng)的NMOSD患者中,5例腦脊液細(xì)胞學(xué)可見嗜酸性粒細(xì)胞,其中1例與中性粒細(xì)胞同時(shí)出現(xiàn)。嗜酸性粒細(xì)胞在NMO中的作用尚不完全清楚,但它的出現(xiàn)也是NMO病灶區(qū)域或腦脊液比較特征性的表現(xiàn)[11,15-16]。有研究發(fā)現(xiàn),NMO脊髓病變中的嗜酸性粒細(xì)胞明顯增加,并證實(shí)CC趨化因子受體3(嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子的主要受體)在NMO病灶區(qū)可強(qiáng)力趨化嗜酸性粒細(xì)胞[16]?;罨氖人嵝粤<?xì)胞從顆粒中釋放多種細(xì)胞毒性因子參與炎性反應(yīng)[15]。嗜酸性粒細(xì)胞的激活在NMO的病變過程中是原發(fā)事件還是繼發(fā)事件尚未明確[14]。因AQP4-IgG介導(dǎo)的補(bǔ)體激活可導(dǎo)致多種趨化因子如補(bǔ)體C5a的產(chǎn)生,所以嗜酸性粒細(xì)胞的活化可能是補(bǔ)體激活的結(jié)果[15]。

本研究顯示,在120例腦脊液細(xì)胞學(xué)異常的患者中,71例可見激活淋巴細(xì)胞,11例可見激活單核細(xì)胞。淋巴細(xì)胞是NMO免疫反應(yīng)中重要的免疫細(xì)胞,被激活后可能參與抗原呈遞、免疫調(diào)節(jié)等過程。激活的單核細(xì)胞與巨噬細(xì)胞屬于同一系統(tǒng),在NMO中可能參與清理由星形膠質(zhì)細(xì)胞和粒細(xì)胞滲透產(chǎn)生的細(xì)胞殘余物[4]。

該組176例行腦脊液OB檢查的患者中47例腦脊液特異性O(shè)B陽性,陽性率為26.7%。這與國外報(bào)道的OB陽性率10%~30%基本一致,但低于多發(fā)性硬化的80%~90%[17],提示NMOSD患者腦脊液OB陽性率低是其區(qū)別于多發(fā)性硬化的一項(xiàng)重要實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)。漿細(xì)胞作為抗體合成細(xì)胞[7],其出現(xiàn)提示可能存在鞘內(nèi)合成。目前認(rèn)為AQP4-IgG是外周合成的抗體,合成之后進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)[3]。本組患者AQP4-IgG的檢測均來源于血清,反映AQP4-IgG多為外周合成。但有少部分研究證實(shí)在NMO的起病階段可能存在鞘內(nèi)合成的AQP4-IgG,并直接參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)NMO病灶的形成[18]。本組患者腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)15例可見漿細(xì)胞,提示部分AQP4-IgG可能為鞘內(nèi)合成,但其在NMO發(fā)病機(jī)制中的意義還需要進(jìn)一步的研究。

從性別構(gòu)成上講,本研究的患者女性與男性之比為7.8∶1,女性患者比例高于男性,提示女性較男性更易患病。這與國外報(bào)道結(jié)果一致[2]。從年齡構(gòu)成上講,最小患者僅3歲,最大者達(dá)81歲,年齡跨度大,各年齡段均可受累,但以40歲左右的青中年女性為好發(fā)人群。這些人口學(xué)特征表明本研究所收集的病例具有一定代表性。

綜上所述,本研究通過對AQP4-IgG陽性的NMOSD患者腦脊液細(xì)胞學(xué)的分析發(fā)現(xiàn),50.6%的患者腦脊液細(xì)胞學(xué)呈炎性反應(yīng),其炎性反應(yīng)類型可見淋巴細(xì)胞性炎性反應(yīng)、淋巴細(xì)胞與中性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng)、淋巴細(xì)胞與嗜酸性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng)及淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞與嗜酸性粒細(xì)胞性炎性反應(yīng);腦脊液細(xì)胞學(xué)可見中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞是NMOSD相對特異的表現(xiàn);此外,AQP4-IgG陽性的NMOSD患者腦脊液細(xì)胞學(xué)還可見激活淋巴細(xì)胞、激活單核細(xì)胞和漿細(xì)胞。以上腦脊液細(xì)胞學(xué)特征有助于為AQP4-IgG陽性的NMOSD提供診斷依據(jù),并為揭示AQP4-IgG獨(dú)特的致病機(jī)制提供思路。

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