一、CSF检查和研究的价值
CSF细胞计数和多种形式的免疫球蛋白测定等常规诊断学检查,对MS与其他疾病的鉴别诊断具有重要的参考价值[1~5]。MS很可能是一种器官特异性炎症性疾病,小静脉周围的的炎性细胞浸润是MS的CNS病变的金指标。多数小病灶的融合在侧脑室旁的白质、视神经和脊髓等部位形成了界限清晰的脱髓鞘斑。CSF最接近炎症攻击的靶器官,且便于获得,因此,检测CSF的免疫细胞和免疫分子可能是研究MS免疫发病机制的最佳进路。在评价药物反应和疗效方面,CSF单核细胞(MNC)数,CSF-Ig和细胞因子(cytokines,CK)的变化,及髓鞘素抗原自身应答性B细胞和T细胞水平都是重要的参照指标。
MS的病变主要侵犯髓鞘,迄今的大量研究证明,发生在MS及其动物模型实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的异常免疫应答主要是针对推测为自身抗原的髓鞘素特异蛋白。髓鞘素蛋白包括髓鞘素碱性蛋白(myelin basic protein, MBP)、含脂质蛋白(proteolipid protein, PLP)、髓鞘素结合糖蛋白(myelin associated glycoprotein, MAG)和寡树突胶质细胞糖蛋白(myelin oligodendrocyte glycoprotein, MOG)等。MBP和PLP是髓鞘蛋白主要成分,是诱发EAE的主要抗原。MAG占CNS髓鞘蛋白总量不足1%,MS脱髓鞘病灶中MAG和MBP的含量均减少,提示MAG也是自身免疫反应攻击的靶抗原。MOG含量更微,存在于髓鞘膜和寡树突胶质细胞表面。参与MS的可能候选抗原还有星形细胞抗原,如钙结合蛋白S-100、热休克蛋白和内皮细胞抗原等。星形细胞在硬化斑形成的极早期的作用如何,是否是局部血脑屏障(BBB)受损的主要效应细胞,是近年来人们研究的热点之一[6]。S-100蛋白于临床恶化后的第一周即出现于CSF中,其后2周继续增加,经类固醇治疗后下降并恢复正常。因此,它可作为研究星形细胞病理行为的最佳标识物。与如此多的抗原及其肽段的免疫应答,可引起分子内和分子间决定簇扩散(determinant spreading),例如用MBP多肽片段免疫Lewis大鼠诱发EAE,在大鼠不仅可测到抗多肽链的抗体,而且可测到抗MBP抗体。
二、CSF的常规检查
CSF-MNC计数在MS的诊断中有重要意义。MS患者CSF-MNC数正常或轻度增高,一般在15×106/L以内,即MS的CSF-MNC增高(pleocytosis)通常是在较小的范围内,如MNC超过50×106/L,则应首先考虑为其他疾病而不是MS[7]。
测定IgG鞘内合成也是MS临床诊断的一项重要辅助指标。可测定和计算IgG指数,即[CSF-IgG/serum(血清)-IgG]/[CSF-Alb(白蛋白)/serum-Alb],约70%以上MS患者的这一指数增高[2,8]。测定这组指标也可计算CNS 24小时IgG合成率,其意义与IgG指数类似。判定IgG鞘内合成的前提是CSF-Alb/serum-Alb比值正常,该比值是评价BBB功能的最佳指标。大多数MS患者BBB功能是正常的,病程中连续检测2份以上的血液和CSF标本显示CSF-Alb/serum-Alb比值正常,而CSF-IgG/serum-IgG比值增高4倍或更高,方可确认为鞘内合成。
CSF中寡克隆IgG区带(oligoclonal bands, OB)是诊断MS的一项非常重要的CSF常规检查。采用琼脂糖等电聚焦和免疫印迹(immunoblot)技术,并用双抗体过氧化物酶标记及亲合素-生物素(avidin-biotin)放大系统,可使阳性检出率达到95%左右[3]。但也有许多报道检出率达不到如此高水平,可能因使用的方法不够灵敏。检测OB必须将待检CSF与血清一并进行,因为有时CSF和血清可同时出现类似区带,但这并不指示鞘内IgG合成。只有CSF中存在寡克隆IgG区带而血清中缺如,才支持MS的诊断。需要强调的是,CSF寡克隆IgG区带并非MS的特异性改变,Lyme病、神经梅毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)感染和各种结缔组织病的CSF中也可检出OB。因此,诊断必须密切结合临床,对CSF辅助检查结果的解释必须持慎重态度。
三、髓鞘素抗原自身应答性B细胞和T细胞反应
多年来人们一直在检测髓鞘素的自身抗体,但均未得到一致的结果。可能这类循环抗体已与自身靶抗原结合,使体内游离抗体水平很低。采用酶联免疫斑点(Elispot)实验,从细胞水平检查MS患者外周血和CSF的特异性抗体分泌细胞,发现完整髓鞘素(whole myelin)及其各类组分,如MBP、PLP、MAG和MOG的抗体生成细胞数均较对照组显著增加[9~12]。这种抗体生成细胞在MS患者CNS炎性病变攻击的靶器官紧邻的CSF中更为丰富。但它并非为MS患者所特有,神经损伤包括神经组织活检都可使髓鞘抗原反应性抗体生成细胞增加[13]。推测MS的这种高水平髓鞘素自身应答性B细胞可通过分泌自身抗体调理巨噬细胞的攻击反应,并参与补体介导的髓鞘溶解(myelinolysis)。由于B细胞有抗原表面受体,因此,可以将低浓度抗原加以浓缩,这些抗原被处理之后又被提呈给自身应答性T细胞。
长期以来由于方法学的原因,人们难于检测CNS髓鞘素应答性T细胞水平。经典的方法是采用3H标记的T细胞增殖试验(proliferative test)。但这一方法只能检测外周血中的T细胞水平,无法检查CSF中T细胞功能。因增殖试验需要数以百万计的细胞,而通常从MS患者CSF中只能获得5 000个左右MNC。然而,5 000个MNC即可满足Elispot检测的需要,使检测分泌各种CK的T细胞成为可能。在MS髓鞘素抗原应答性T细胞研究中,对分泌某种CK的特异性T细胞进行体外计数,可更确切地反映T细胞水平。最初用此方法检测MS患者MBP、PLP、和MBP多肽片段反应性γ干扰素(IFN-γ)分泌性T细胞,发现外周血中这类T细胞水平显著高于对照组,且CSF中MBP反应性IFN-γ分泌性T细胞竟是外周血中的70倍[14]。
MBP是否有任何特殊的多肽片段可优先地被这类自身应答性T细胞所识别?在一组70例MS患者的研究中,发现识别MBP多肽的反应广泛而无特异性,但是MBP多肽特异性反应的强度与3个不同的对照组相比均显著增高[15]。后来证明其他髓鞘素抗原,如PLP、MOG和MAG也被数目增多的T细胞所识别[10~12]。
四、辅助T细胞和细胞因子风暴
辅助T细胞(Th)被同源的配体激活而分化为功能截然不同的亚群,即辅助T细胞1型(Th1)和2型(Th2),Th通过分泌各种效应分子而起作用。近年来CK、粘附分子、趋化因子(chemokines)和参与细胞内信号传递的分子的研究表明,免疫机制在启动和维持MS病变进展上很可能起关键性作用。Th1产生IFN-γ、TNF-β和白细胞介素-2(IL-2)等促炎症性细胞因子(proinflammatory cytokines),并调节细胞免疫。Th2产生IL-4、IL-5、IL-6和IL-10,调控体液免疫,并抑制Th1及细胞免疫。因此,处于向Th1和Th2转化阶段的Th对其后免疫反应的走向将发生重要影响。分泌转化生长因子-β(TGF-β)的T细胞有时也称为Th3细胞,与Th2类CK协同抑制Th1细胞。
CK是一种低分子量可溶性蛋白质,也可由小胶质细胞和星形细胞分泌,形成CNS的CK网络。该网络与免疫系统的CK网络相互作用,构成MS病理过程的细胞因子风暴(cytokin storm),其特点是Th1/Th2+Th3类CK同时上调[16]。CNS产生的IFN-γ与EAE的神经病损有关[17,18]。传递EAE的是Th1表型,而非Th2[19]。IFN-γ是Th1分泌的主要的促炎症性CK之一。全身应用IFN-γ可使MS病程恶化[20]。IFN-γ可激活巨噬细胞,诱导主要组织相容性复合物(MHC)抗原,诱导IL-1和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)产生,并促进T细胞定居,在MS发病中起重要作用[21]。
CK常以自体分泌或旁路分泌而起作用,很少是内分泌性的,体液中CK水平不能反映它们在活体中的生成和效应。因此,最好是测定生成CK的T细胞。除可采用Elispot方法外,还可应用原位杂交(ISH)方法检测各种CK的mRNA表达,将合成的放射性标记的寡核苷酸探针加至CSF细胞和血细胞中,经放射自显影后,CK表达细胞可以很容易地在暗视野显微镜下计数[22]。MS患者外周血中表达IFN-γ、IL-4和TGF-β细胞数与对照组比较呈增加态势,CSF中的这类CK表达细胞约为血中同类细胞的10倍之多[23]。目前还未对MS的临床做广泛的比较,但已发现伴有轻度残疾的MS患者与严重残疾患者相比,其血中TGF-β表达细胞数较多。与之相反,IFN-γ表达细胞在严重致残的患者中较多。用ISH检测与髓鞘素抗原产生特异性CK的记忆性T细胞,发现MS患者显示应答PLP和MBP的IFN-γ、IL-4和TGF-β生成细胞数增加,CSF中尤为明显;但在个体病例中,特异性CK表达也可以是分离的[24,25]。
应当注意切勿单纯用免疫细胞或免疫分子的改变来描述对MS的病理作用。如用MS不同治疗尝试的定量评价来加以阐述可能更好,如IFN-β治疗确实可影响MS病程,MS抑制性调节CK如TGF-β全身用药可使EAE情况改善[26],而且抑制EAE效应细胞的细胞已被证明可产生TGF-β[27]。TGF-β的破坏可导致一种多灶性炎症性疾病,指示这种CK确实是一种内源性的免疫抑制分子[28]。
总之,CK具有很强的生物学效应和免疫调节作用,参与MS病理机制的CK及其表达水平对MS炎性病变的发展和预后具有决定性意义。检测髓鞘素抗原诱导体外培养的T细胞分泌CK的变化,或观察MS患者体内各种CK
