目前抗N- 甲基-D- 天门冬氨酸受体(NMDAR) 脑炎已经成为脑炎疾病当中最主要的类型,是发 病例数最多的种类[1],这和有关该疾病的研究不断 深入以及对本病的了解不断加深有着密切的关系。 该病的临床表现复杂,在发病后1 个月,绝大多 数患者都混合表现有各种症状[2]。
其中一些症状非常严重,甚至包括呼吸抑制需要 进行机械通气治疗。同时本病通过早期的免疫 抑制治疗可以有较好的预后,很多可以恢复至发 病前的功能状态[2]。从而本病的早期诊断、早期 治疗对于改善预后是非常重要的。因此,明确抗 NMDAR 脑炎的发病机制对加深该病的理解,进而 进行合理的治疗是非常必要的。目前认为该病的 发生和肿瘤有关,尤其是卵巢畸胎瘤,但是有很 大一部分病人当中不存在肿瘤,对于这部分病人 的发病机制有待于进一步研究。 1 抗NMDAR 脑炎发病与肿瘤关系的发现
2005 年Vitaliani [3] 等通过对137 名伴有睾丸 或者卵巢畸胎瘤等生殖细胞肿瘤的患者进行研究, 发现他们更容易患脑炎,并且这种脑炎的主要临 床表现(包括精神、记忆、意识障碍、癫癎发作等) 以及受累部位(边缘系、间脑、脑干上部)与一 般的自身免疫性脑炎不同,于是便怀疑这种脑炎 和患者的肿瘤有关。2007 年,Dalmau 等[4] 发现肿 瘤组织中有NMDAR 受体的表达,进一步证实了这 种相关性。但是随着之后研究的深入,Titulaer 等[2] 进行的大样本研究表明在抗NMDAR 脑炎患者中, 大概只有38% 的患者合并有肿瘤,在儿童以及男 性患者中经常不易发现肿瘤的存在。而且在存在 卵巢畸胎瘤的患者中,很多也不具有NMDAR 抗 体[5]。 2 抗NMDAR 脑炎与肿瘤关系的进一步研究
Dalmau 等[4] 于2007 年对5 名抗NMDAR 脑 炎患者的肿瘤组织进行分析,他们应用患者的自 身抗体以及抗NR2A、NR2B 抗体对患者的肿瘤组 织进行免疫组化染色,发现他们的染色部位是一 致的;之后Seki 等[6] 于2008 年应用相同的方法再 次证实了该结果。另外,他们还应用患者的自身 抗体以及抗NR2A、NR2B 抗体对鼠的脑组织神经 细胞进行染色,发现染色的部位仍然是一致的。 这些研究说明肿瘤组织(主要是卵巢畸胎瘤)在 抗NMDAR 脑炎的发生中起到了重要的作用,在肿 瘤组织中表达有NMDAR,进而产生针对NMDAR 的特异性抗体,在血脑屏障通透性增加的情况下, 抗体可以进入中枢神经系统并作用于神经元,从 而产生一系列症状。 3 抗NMDAR 抗体识别的抗原决定部位
Dalmau 等[4] 于2007 年的研究中还发现, NMDAR 是由两个NR1 和NR2 单位构成的,其中 NR2 又分为许多亚型,包括NR2A、B、C、D 4 种, 不同的亚型在脑内的分布区域不同,其中,NR2A 在全脑都有分布,而其他亚型则主要分布在某些 特定区域,而海马是抗NMDAR 抗体的主要作用部 位,分布在该区域的受体形式又主要是NR1/NR2B 和NR1/NR2A/NR2B,因此考虑NR2A、NR2B 是 抗原决定部位。由于该病的临床表现丰富并具有 阶段化的特点,分布局限的NR2B 并不能解释所 有的临床表现,因此便转而怀疑分布范围更广泛 的NR1 是抗原决定部位。2008 年,Dalmau 等[7] 通过利用导入了NR1d4 的HEK293 细胞(表达可 以和NR2B 组合成受体复合物但是缺少部分氨基 酸残基的NR1 亚单位)与特异性的抗NR2A 以及 NR2B 的抗体反应,发现该细胞不能和抗体起反应, 从而证明NR1 是NMDAR 的抗原决定部位。 4 患者的自身免疫反应
Tuzun 等[8] 于2009 年的研究中发现合并与不 合并畸胎瘤的抗NMDAR 脑炎患者的肿瘤组织中 都存在有炎症细胞的浸润,并且肿瘤组织中都表 达NMDAR。之后Dabner 等[9] 又于2012 年对患有 卵巢畸胎瘤的伴有以及不伴抗NMDAR 脑炎的患 者的肿瘤组织进行淋巴细胞浸润染色,发现在患 有抗NMDAR 脑炎的患者中淋巴细胞浸润的部位 主要存在于神经组织周围,而不伴有抗NMDAR 脑炎的患者的炎症反应则不具有位置的特异性。 这些研究说明肿瘤组织的存在以及NMDAR 的表 达并不一定会造成自身免疫性脑炎,还需要激活 针对神经组织的自身免疫反应才会出现神经系统 功能障碍。
Bien 等[10] 于2012 年的研究表明,抗NMDAR 脑炎患者的脑组织中没有或者只有轻微的炎症反 应,没有补体的参与也很少出现神经元的减少, 由于该研究采用的患者是经过免疫抑制治疗的, 因此猜测实验结果可能受到治疗以及病程已经进 入慢性期的影响,在疾病的早期、急性期可能存 在着严重的炎症反应。Irani 等[11] 在2010 年的研 究中发现补体只是在发病3~4 个月之后不能发 现,补体可能在疾病发生的早期产生重要的作用。 Camdessanche 等[12] 于2011 年的研究中,对未经 过治疗的患者脑组织进行染色,发现脑组织周围 有B 淋巴细胞的浸润。Martinez-Hernandez 等[13] 在 2011 年的研究中发现患者的肿瘤组织中存在明显 的补体反应,而脑组织中则未发现,但脑组织中 存在明显的浆细胞的浸润,它可以出现在血管旁、 间质以及血管周隙。综上所述,进入抗NMDAR 脑炎的慢性期,或者经过免疫抑制治疗后,炎症 反应就不再明显,但是在疾病的早期,可以在脑 组织中出现以浆细胞浸润为主的炎症细胞浸润, 这样恰好可以解释为何炎症反应蔓延至中枢神经 系统后一线治疗(主要是清除血浆中的抗体)效 果不理想,容易造成病程迁延(可能和与浆细胞 有关的鞘内抗体合成有关)。 5 抗体与受体的作用
Hughes 等[14] 于2010 年的研究中发现,当使 用去除了Fc 片段的抗体处理神经细胞时,处理组 和非处理组的细胞表面受体数量没有显著差异; 但是当使用具有完整功能的抗体的时候,处理组 的受体数量明显减少。这说明抗体是通过与受体 结合并使其内化到细胞内部来实现可逆性的受体 数量的减少以及NMDAR 功能的减低的。Mikasova 等[15] 在2012 年的研究中发现抗NMDAR 抗体可以 破坏突触部位的NR2A 和Eph-B2Rs 之间的联系, 并将受体转移至神经元的突触外部位,之后通过 将NMDAR 之间进行偶联,在增强的细胞内吞作 用下将NMDAR 内化至细胞内部,这些研究结果 和之前的研究相一致。另外这个研究还与“NR1 是抗NMDAR 抗体的抗原识别部位”的研究[7] 结 果相一致,因为EPHB2R 和NMDAR 之间的联系 是由NR1 进行调控的。
之后有人利用NMDAR 拮抗剂在人以及动物 模型中进行试验,可以模拟出现精神行为异常、 自主神经功能失调以及癫癎等症状,这在一定程 度上与抗NMDAR 脑炎的症状相类似。一方面说 明了抗NMDAR 脑炎的发生是由NMDAR 功能减低 造成的;另一方面说明单纯的对NMDAR 通路的 抑制并不能像特异性抑制NMDAR 的某个亚型那 样模仿抗NMDAR 脑炎。 6 不伴有肿瘤的抗NMDAR 脑炎的发病机制
Dulcey 等[16] 曾报道1 例患有伴有坏死的成熟 型卵巢畸胎瘤的抗NMDAR 脑炎的病例,由于不 存在卵巢扭转、炎性细胞浸润、化疗等造成卵巢 坏死的因素,便猜想该患者中卵巢畸胎瘤的坏死 可能是由自身免疫反应造成。免疫反应造成的坏 死物质的释放可以进一步激活免疫反应,直至肿 瘤被吸收,这或许可以解释在许多患者中不能发 现肿瘤的现象。Irani 等[11] 也认为不能发现肿瘤可 能与免疫清除有关。另外儿童患者中不能发现肿 瘤可能是由于肿瘤过小不易被影像学检测发现。 目前为止的研究中,还有人认为疾病的发生 和病毒感染有关[17],在患病人群中,很多同时伴 有病毒感染,并且畸胎瘤中的逆转录病毒在自身 免疫反应中可能被激活。这可能和病毒感染之后 造成抗原的暴露以及免疫耐受的破坏有关。 7 总结
总而言之,抗NMDAR 脑炎的发生和肿瘤尤 其是卵巢畸胎瘤中NMDAR 的表达有密切关联, 还可能与病毒感染等因素有关,在这些因素的作 用下产生自身免疫反应并生成抗NMDAR 抗体, 作用于中枢神经系统造成NMDAR 可逆性的功能 减低,从而出现精神行为异常、自主神经功能紊 乱等症状。而不伴有肿瘤情况下的发病可能是未 检测到或者被免疫清除造成的。有关抗NMDAR 脑炎的发病机制还需要更进一步的研究。
[1] | Gable MS, Sheriff H, Dalmau J, et al. The frequency of autoimmune N-methyl-D-aspartate receptor encephalitis surpasses that of individual viral etiologies in young individuals enrolled in the California Encephalitis Project [J].Clin Infect Diseases, 2012, 54(7): 899-904. |
[2] | Titulaer MJ, Mccracken L, Gabilondo I, et al. Treatment and prognostic factors for long-term outcome in patients with anti- NMDA receptor encephalitis: an observational cohort study [J].Chin J Contemp Pediatr Lancet Neurol, 2013, 12(2): 157-165. |
[3] | Vitaliani R, Mason W, Ances B, et al. Paraneoplastic encephalitis, psychiatric symptoms, and hypoventilation in ovarian teratoma[J].Ann Neurol, 2005, 58(4): 594-604. |
[4] | Dalmau J, Tüzün E, Wu HY, et al. Paraneoplastic anti-Nmethyl- D-aspartate receptor encephalitis associated with ovarian teratoma[J].Ann Neurol, 2007, 61(1): 25-36. |
[5] | Mangler M, Trebesch de Perez I, Teegen B, et al. Seroprevalence of anti-N-methyl-D-aspartate receptor antibodies in women with ovarian teratoma[J].J Neurol, 2013, 260(11): 2831-2835. |
[6] | Seki M, Suzuki S, Iizuka T, et al. Neurological response to early removal of ovarian teratoma in anti-NMDAR encephalitis[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry, 2008, 79(3): 324-326. |
[7] | Dalmau J, Gleichman AJ, Hughes EG, et al. Anti-NMDA-receptor encephalitis: case series and analysis of the effects of antibodies [J].Lancet Neurol, 2008, 7(12): 1091-1098. |
[8] | Tuzun E, Zhou L, Baehring JM, et al. Evidence for antibodymediated pathogenesis in anti-NMDAR encephalitis associated with ovarian teratoma [J].Acta Neuropathol, 2009, 118(6): 737- 743. |
[9] | Dabner M, Mccluggage WG, Bundell C, et al. Ovarian teratoma associated with anti-N-methyl D-aspartate receptor encephalitis: a report of 5 cases documenting prominent intratumoral lymphoid infiltrates [J].Int J Gynecol Pathol, 2012, 31(5): 429-437. |
[10] | Bien CG, Vincent A, Barnett MH, et al. Immunopathology of autoantibody-associated encephalitides: clues for pathogenesis [J].Brain, 2012, 135(Pt 5): 1622-1638. |
[11] | Irani SR, Bera K, Waters P, et al. N-methyl-D-aspartate antibody encephalitis: temporal progression of clinical and paraclinical observations in a predominantly non-paraneoplastic disorder of both sexes [J].Brain, 2010, 133(Pt 6): 1655-1667. |
[12] | Camdessanche JP, Streichenberger N, Cavillon G, et al. Brain immunohistopathological study in a patient with anti-NMDAR encephalitis [J].Europ J Neurol, 2011, 18(6): 929-931. |
[13] | Martinez-Hernandez E, Horvath J, Shiloh-Malawsky Y, et al. Analysis of complement and plasma cells in the brain of patients with anti-NMDAR encephalitis [J].Neurology, 2011, 77(6): 589- 593. |
[14] | Hughes EG, Peng X, Gleichman AJ, et al. Cellular and synaptic mechanisms of anti-NMDA receptor encephalitis [J].J Neurosci, 2010, 30(17): 5866-5875. |
[15] | Mikasova L, De R0ssi P, Bouchet D, et al. Disrupted surface cross-talk between NMDA and Ephrin-B2 receptors in anti- NMDA encephalitis [J].Brain, 2012, 135(Pt 5): 1606-1621. |
[16] | Dulcey I, Cespedes MU, Ballesteros JL, et al. Necrotic mature ovarian teratoma associated with anti-N-methyl-D-aspartate receptor encephalitis [J].Pathol Res Pract, 2012, 208(8): 497-500. |
[17] | Peery HE, Day GS, Dunn S, et al. Anti-NMDA receptor encephalitis. The disorder, the diagnosis and the immunobiology[J].Autoimm Rev, 2012, 11(12): 863-872. |