神经免疫疾病表型的初步探讨

转载自《神经病学与神经康复学杂志》前言：英文单词“phenotype（中文意为表型）”源自希腊语，由“phainein（中文意为显示）和“typos（中文意为类型）”组成，年由丹麦遗传学家JOHANNSEN[1]提出。生物的表型是指生物体可观察到的特征或特征的组合，包括生物体的形态或物理形式和结构、发展过程、生物化学和生理特性以及行为和行为的结果（如鸟巢）。

生物的表型由2个基本因素决定，一个是遗传密码的表达（即基因型），另一个是环境因素的影响，两者的相互作用决定了生物的表型。

当前对于表型的认识是“表型是具有特定基因型的个体在一定的环境条件下表现出来的性状和特征的总和”。表型的概念连接起生物学中的3个重要因素，即内在决定因素、环境影响因素和外在表现因素。复杂疾病的外在表现取决于多个基因和环境因素的共同影响。

外在表型是可以直接查知的，但在大多数情况下，无法很好地对其与遗传因素之间直接的因果关系作出判断。

年，JOHN和LEWIS[2]提出内表型（endophenotype）的概念。内表型是指无法直接查知但可测量的特征，用于解释生物行为学；此后，内表型的概念被引入精神病遗传学，将高级功能的临床表现（如双相情感障碍和精神分裂症）与遗传变异之间建立起联系。内表型不是疾病的危险因素，而是疾病状态的表现，可以是神经生理、神经生化、神经解剖或神经心理学表现，也可以是患者自报的状态表现（如生活质量）。如果缺乏适当且敏感的检测技术（如理化检测技术）或测评方法（如行为学测评量表），就不易识别内表型。由于内表型体现了疾病的特征且可以对其进行测量，因此在揭示疾病与遗传之间的关系时，采用内表型较采用疾病综合征（外在表型）更加简单且直接。目前，内表型的概念已逐渐扩展至其他疾病，包括阿尔茨海默病、肥胖症和囊性纤维化[3]。部分内表型属于分子标志物，是能够客观反映疾病特征（生物学特征、病理学特征和治疗反应等）的可测量标志，可与遗传相关，亦可与遗传无关。

年，MEYER-LINDENBERG和WEINBERGER[4]提出中间表型的概念，用于定量分析遗传因素对神经系统的影响，从而阐明精神疾病的机制，是因果关系分析链中重要的逻辑基础，实际上就是要找到重要的标志物。此后，中间表型的概念逐渐扩展至脱离遗传因素而仅考虑疾病的生物标志物[5]。中间表型和内表型的共同特征是需要通过测量才能确定表型数据，因此也常被放在一起予以描述。

对于自身免疫疾病而言，抗原分子的基因、免疫调节分子的基因、潜在致病原（感染、损伤或肿瘤等）、环境或饮食因素以及这些因素的时序关系，是其易感性和严重度的基础。免疫系统具有快速反应性和高度变化性特征，因此自身免疫疾病的发病远较单基因遗传病迅疾而多变。当前，在尚未明确复杂疾病一一对应的基因型与表型关系的情况下，表型的概念也不再局限于遗传机制。在探求表型与内在决定因素和环境因素之间关系的同时，加深对表型的认识有助于总结临床表现的特定组合，从而理解疾病的分类，进而进行干预和评估预后。

在自身免疫疾病中，表型概念的应用已成为模式化识别和逻辑推断的一种思维方法。

本文旨在初步探讨神经免疫疾病的表型。

临床核心表型与疾病异质性的关系

临床表现是疾病的外在表型。

任何一种疾病最初作为一种疾病实体被确认之前，均有其典型的临床特征组合，可与其他疾病进行鉴别，并且可以基于相应的发病机制和病理生理机制假说对其作出解释，神经免疫疾病也不例外。目前认为，疾病的核心特征构成了疾病的原型，而各种不完全等同于核心特征的临床表现形成了疾病的“外延”。ASBURY提出：“问题不在于认识到一个典型的病例，而在于知道核心表现的界限（Theproblemisnotwithrecognitionofatypicalcase,butwithknowingtheboundariesbywhichthecoredisorderisdelimited[6]）”。疾病外延的扩大促进了对疾病异质性的认识。在同一疾病中，不同的空间、时间、形态、生物学和病理学特征构成了异质性的基础。

在神经免疫疾病表型的认识过程中，自身抗体对标识其外延具有核心价值。

吉兰-巴雷综合征（Guillain-Barrésyndrome，GBS）是最早被认识的神经免疫疾病之一，对称性肢体无力、腱反射丧失和蛋白-细胞分离是最常见也是最早被注意到的GBS核心临床表型，是GBS的原型。对GBS异质性的认识是从汇集不同部位受累的各种不典型表现（变异型）开始的[7]。在发现抗神经节苷脂GM1抗体与GBS的临床受累表现存在关联[8]后，通过对GBS患者进行系统筛查，继而发现了多种抗神经节苷脂抗体，其中部分抗体与临床受累部位及髓鞘或轴索损害相关。最终将临床受累部位、病理特征、电生理特征和抗体构成一个完整的体系，并以临床受累部位及髓鞘或轴索损害作为GBS亚型分类的主线，形成了GBS的几个主要亚型[9]。

重症肌无力（myastheniagravis，MG）和视神经脊髓炎谱系疾病（neuromyelitisopticaspectrumdisorder，NMOSD）也是较早被认识的神经免疫疾病，而对其异质性的进一步认识则是从发现肌肉特异性激酶（muscle-specifickinase，MuSK）抗体[10]和水通道蛋白4（aquaporin-4，AQP4）抗体[11]开始的。针对神经免疫疾病靶组织的潜在抗原，通过系统筛查发现了有价值的致病性抗体。至此，对神经免疫疾病表型的认识已不再局限于汇集和比较临床特征，而是通过结合抗体检测，发现了临床核心表型以外的变异型。通过对抗体结合靶位与临床受累表现之间关联的分析，进一步确认了这些变异型与原型同属于一种疾病实体，如神经节苷脂分布与GBS临床受累部位和病理之间的关系[12]以及AQP4分布与NMOSD受累部位和磁共振成像病灶形态之间的关系[13]。最终，基于这类“新”表型的大宗病例报告，验证了抗体与表型之间的关系。虽然对自身免疫性脑炎的认识时间不长，但也是基于这一思路。

对于每一种自身抗体而言，均有由相应的空间、时间、形态、生物学特征和病理学特征构成的相对独特的表型与之相对应。通过将抗体与临床受累部位、影像学、电生理和病理学等临床特征相结合，可以将疾病表型再细分为多个相对独特的子表型。疾病的子表型具有其核心临床特征的组合，形成各自的临床核心表型。基于纯临床认识的临床核心表型较为单一；而通过结合各种生物标志物，尤其是基于自身抗体检测结果且经临床随访确认的病例，极大地丰富了临床核心表型。例如，髓鞘少突胶质细胞糖蛋白（myelinoligodendrocyteglycoprotein，MOG）抗体[14]和胶质纤维酸性蛋白（glialfibrillaryacidicprotein，GFAP）抗体[15-16]相关的NMOSD最初均归类于特发性脱髓鞘疾病，随着抗体检测的进展，以及对其受累部位、影像学特征、疗效和预后等特征的精细报告，目前已形成了核心子表型。在具有异质性的同一疾病实体中明确独特子表型的存在，将有助于进一步的疾病分类和更精细的临床诊治，如从特发性脱髓鞘疾病中确立MOG抗体相关脑脊髓炎[17]。

然而，目前在一些疾病中，对于存在不同抗体的患者，单纯从临床上还难以很好地区分其表型。例如，MuSK抗体阳性MG患者的咽喉受累比例较高且发病时间较早，但此现象亦可见于伴胸腺瘤的乙酰胆碱受体（acetylcholinereceptor，AChR）抗体阳性的MG患者；此外，也有MuSK抗体阳性患者仅表现为眼外肌受累[18]。

一些疾病存在临床核心子表型的重叠型，这一现象在GBS中尤为突出，如GM1抗体与GQ1b抗体共存，临床上也相应地表现为四肢瘫痪与眼外肌麻痹和共济失调共存[9]。感染后发生自身免疫性脑炎的患者在病程早期也存在多种临床综合征重叠及抗体重叠的现象[19]，而这些综合征能否形成核心子表型还需进一步探究。表型重叠和抗体重叠可能是感染后发生的神经免疫疾病的共性现象。在副肿瘤综合征患者中，由于肿瘤进展，导致致病性表位不断扩展而相继出现多种综合征，从而导致多种综合征重叠存在[20-21]。然而，非感染性、非肿瘤性的自身免疫反应往往局限于特定的抗原表位，从而决定了最终的受累表现、临床核心表型以及相应的核心抗体[22]。

神经系统疾病最突出的特征是部位特征和时序特征，神经免疫疾病也不例外。对抗原分布的认识是理解这一问题的基础[12-13]，而抗体产生、免疫球蛋白亚类转换和持续存在的机制等免疫学特征以及局部微环境对抗体与靶组织的结合及损伤的影响能力是最终决定其部位和时序特征的主要因素。例如，电压门控钙离子通道（voltage-gatedcalciumchannel，VGCC）抗体结合部位不仅存在于神经肌肉接头，也存在于小脑，但伴有副肿瘤性小脑变性的兰伯特-伊顿综合征（Lambert-Eatonsyndrome）的患者与不伴小脑变性的兰伯特-伊顿综合征患者存在不同的结合部位[23]。在临床核心表型的确认过程中，需要考虑与同一抗体相关的多部位受累，而不应轻易地判定为重叠型。

内表型与中间表型

内表型与中间表型在分析表型与神经免疫疾病的严重程度、疾病活动性和预后的关系中发挥着重要作用。对于内表型，可选择采用医患互动测量指标；对于中间表型，可选择采用生物标志物，2者之间存在潜在的相关性，也有互补性，可作为临床研究的替代（surrogate）终点和预后评估指标。

在确定内表型时，需要患者与富有经验的专病医师合作。由医师完成的他评结果与患者自我报告的结局之间存在相关性，并互补构成完整的评价结果。例如，MG定量评分（quantitativeMGscore，QMGS）与MG日常生活活动能力（MG-activitiesofdailyliving，MG-ADL）评分结合，成为随机对照试验的预后终点[24]。值得注意的是，在具体应用时，需要根据文化背景对这些量表进行修订[25]，并在人群中进行验证和优化。本课题组在国内外常用的4种MG量表基础上，采用Delphi法并结合前期评价形成条目池，优化构建了完整的新量表和简化量表，在保证信度和效度的基础上提高了临床可操作性，缩短了检查时间，并且能够应用于全身型患者的自评[26-28]。MG的干预后状况[29]和疗效[30]以及多发性硬化（multiplesclerosis，MS）活动性分类[31]、无疾病活动性证据（noevidenceofdiseaseactivity，NEDA）状态[32]和疾病进展速度[33]均是有价值的内表型，可以反映疾病状况，有助于发现这些重要临床特征的影响因素。

临床上可以采用单一生物标志物作为中间表型，如补体浓度与MG严重度和系统性红斑狼疮活动性相关[34-35]、强化病灶数目与MS活动性相关[36-37]以及AChR抗体浓度或单纤维肌电图jitter值的改变与MG严重度改变相关[38-41]，这些表型均有望成为临床研究的替代终点。复杂的中间表型包括组学或免疫分子的改变模式，探索其与疾病状态和疗效之间的关系有助于为疾病状态和疗效评估以及预后预测提供客观证据[42-43]。这些标志物随着疾病严重度和疾病状态的改变而较快发生改变，因此中间表型不用于诊断分类。在神经免疫疾病中，致病性抗体浓度与严重度的相关性使抗体成为重要的中间表型，如血清AChR抗体之于MG[44]、血清MOG抗体之于MOG抗体阳性的脑脊髓炎[45]以及脑脊液N-甲基-D-天冬氨酸受体（N-methyl-D-aspartatereceptor，NMDAR）抗体之于NMDAR脑炎[46]。抗体浓度较高或持续存在对疾病复发和慢性病程也具有预测价值[46-47]。然而，对于有诊断价值但却是致病性的生物标志物（可能是伴随现象或损害后的继发表现）如寡克隆区带和副肿瘤抗体谱能否作为中间表型，尚待商榷。

在选择中间表型时需注意如下问题：

?致病性抗体检测方法的不同可导致抗体水平与疾病严重度相关性研究的结果不同，而针对主要免疫源区的抗体与MG严重度的相关性最强[44]。

?疾病初期生物标志物水平的改变与临床改变不平行，如重复神经刺激（repetitivenervestimulation，RNS）的递减程度在急性发病的MG患者中低于其严重度[48]，又如一些GBS患者的抗神经节苷脂抗体在发病后40～90d才达到高峰[49-50]。

?疾病的严重度与生物标志物的相关性取决于靶组织的损伤程度和代偿能力，因此应结合病程并采用能够反映病理生理机制的方法进行分析，如MS晚期活动性病灶与严重度的相关性较早期下降，这一现象与轴索变性及代偿能力下降有关[51]。而米-费综合征（MillerFishersyndrome）患者神经肌肉接头的电生理改变与GQ1b抗体水平有关，由于病程的一过性以及抗体仅表现为阻滞作用，因此在抗体水平下降后，临床上表现为明确的改善[52]。

?不同患者的抗体水平受遗传因素的影响而存在差异性[53-54]，但同一患者抗体水平的改变与疾病严重度的改变之间存在一定的平行性[38,44]。

?会受到检验或检查前因素的影响，如B细胞活化因子水平在激素治疗后迅速下降[55]，而抗体水平在短期激素治疗后的变化并不明显，冻融和保存条件对抗体或急性期反应蛋白的影响需要有预实验明确[56]，以及短期大剂量激素治疗对MS强化病灶有明确的影响[57]。

认识神经免疫疾病表型的意义

本文述及的表型已不再局限于遗传学范畴，而是以模式识别的思路[58]思考如何让表型更好地反映神经免疫疾病的各种特征。探讨神经免疫疾病的表型具有如下意义。

诊断分类

诊断分类包括新疾病实体的确认和亚组分类。如前所述，临床核心表型体现疾病的异质性，但对于存在不同抗体的患者，有时难以区分其临床表型，因此常结合抗体构成复合表型以作为疾病的亚类[59-60]。通过前瞻性队列研究，目前已初步确立了一些疾病亚类[61-62]，但这些疾病亚类能否作为独立的疾病实体，尚待结合病理生理学及病程演进过程进行分析。需要注意的是，定量检测的截断值会影响生物标志物阳性结果的判断[63-64]，而定性检测的阳性结果需要采用双人盲法予以判断[64]。对于采用一种方法检测不肯定的样本，采用另一种方法确认以及间隔6～12个月再次检测进行确认，才能最终判断为阳性[65]。

发病机制（尤指遗传学因素）

本课题组发现，AChRα亚单位的基因多态性与AChR抗体阳性非胸腺瘤MG患者的易感性及AChR抗体水平相关，但与AChR抗体阴性MG患者和伴胸腺瘤MG患者的易感性无关[53]。

作为前瞻性队列研究、随机对照试验、真实世界研究和诊断研究的基线资料

纳入适合研究的异质性人群或目标人群（如难治性MG[66]或急进性病程的MS[67]），将表型作为基线资料（如严重度和疾病亚类）进行比较。不同研究选择的表型与研究目标有关，如抗体研究选择临床核心表型（临床表现、电生理、影像学或病理学特征），而不是选择临床表型联合抗体构成的复合表型。

作为随机对照试验和真实世界研究的替代终点或治疗目标

定量指标包括中间表型和内表型，可作为一级和二级预后终点[68-69]。特定表型亦可作为治疗目标，如最轻微表现状态（minimalmanifestationstatus，MMS）[70-71]和NEDA[32]。

指导干预

例如，对表型为急进性[67]和有治疗突破[72]的MS患者采用降级或升级疗法[73]，又如以MOG抗体为中间表型指导治疗的持续时间[65]。

预测病程和转归

例如，NMDAR抗体或MOG抗体持续阳性或初始抗体水平较高的相应疾病患者的复发率显著升高[46,65]，又如MOG抗体可预测复发时的受累部位[65]。

深入认识神经免疫疾病表型的途径

神经免疫疾病表型的认识通常从临床现象（原型临床表型）开始，随后逐渐发现特征性标志物及各种内表型和中间表型，进而深入理解疾病的内在特征，同时结合对病理生理机制的认识，不断深入对表型的认识。

采用标准化数据集分析

共同数据元（

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