程蕓,李映霞,李海霞,周喆,谷有全
多發(fā)性硬化(multiple sclerosis,MS)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)自身免疫性疾病,病灶的空間多發(fā)性和時間的多發(fā)性是本病的顯著特點(diǎn)。研究表明,MS的發(fā)病機(jī)制可能涉及多種因素[2]。本文對有關(guān)MS發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)行綜述。
MS患者存在遺傳易感性。單卵雙胎的患病率高于異卵雙胎,約15%的MS患者有1個患病親屬,一級親屬罹患MS的危險性較正常人群高12~15倍[3]。以下2種基因與MS發(fā)病可能有關(guān)聯(lián).
HLA是位于人類6號染色體短臂上的基因所編碼的產(chǎn)物[4],參與移植排斥反應(yīng)重要抗原物質(zhì)的組成,與抗原肽結(jié)合后呈遞給T細(xì)胞,進(jìn)而參與機(jī)體免疫反應(yīng)[5]。全基因組關(guān)聯(lián)研究及Meta分析顯示HLA-DR的多態(tài)性與高風(fēng)險區(qū)MS的易感性顯著關(guān)聯(lián),與包括中國人群在內(nèi)的低風(fēng)險區(qū)人群MS的發(fā)生卻無顯著關(guān)聯(lián)[6]。
炎性小體是多蛋白復(fù)合物,參與機(jī)體固有免疫的組成,活化的炎性小體能夠誘導(dǎo)細(xì)胞在炎性刺激下發(fā)生死亡[7]。研究發(fā)現(xiàn)NLRP3在多種免疫細(xì)胞中均有表達(dá),參與機(jī)體多種免疫性疾病的進(jìn)展[8]。有學(xué)者[9]對1例與MS存在類似頭顱MRI影像學(xué)表現(xiàn)的Muckle-Wells綜合征(蕁麻疹-耳聾-淀粉樣變綜合征)患者進(jìn)行基因分析,發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)NLRP3的NACHT結(jié)構(gòu)域發(fā)生CIAS1基因突變。在此之前,Lequerré等[10]亦發(fā)現(xiàn)類似病例。以上研究提示MS的發(fā)病可能與NLRP3炎性小體基因突變有關(guān)。Vidmar等[11]采用二代測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)MS患者的炎性小體相關(guān)基因位點(diǎn)(NLRP3、NLRP1和caspase-1)罕見突變率增加。這也進(jìn)一步提示了NLRP3炎性小體基因突變在MS發(fā)病中有一定作用。
MS呈世界性分布,其發(fā)病率有明顯的“緯度效應(yīng)”,即緯度增高,發(fā)病率增加[12]。美國、加拿大、英格蘭、北歐和新西蘭南部為MS的高風(fēng)險區(qū),患病率為40/10萬。亞洲和非洲的國家罹患率低,約為5/10萬。我國及日本為低風(fēng)險區(qū)[13,14]。
有研究表明,遷移可能影響MS的發(fā)病率。青春期前從高危地區(qū)遷移到低危地區(qū)的人,其發(fā)病率顯著降低。相反,青春期前遷移至高風(fēng)險區(qū),其發(fā)病率升高[15]。研究表明維生素D的生物活性形式對免疫系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用,能夠抑制炎性因子釋放,促進(jìn)抑炎因子分泌,降低實驗性自身免疫性腦脊髓炎的發(fā)病率和嚴(yán)重程度[16]。高緯度地區(qū)日照減少,維生素D缺乏,可能與MS的“緯度效應(yīng)”有關(guān)。臨床上對MS患者常規(guī)給予維生素D補(bǔ)充治療。
空氣污染也會影響MS的疾病進(jìn)展。Esmaeil等[17]研究發(fā)現(xiàn)長期生活于空氣污染的環(huán)境中會導(dǎo)致細(xì)胞促炎因子增多和氧化應(yīng)激反應(yīng),構(gòu)成血腦屏障的血管內(nèi)皮細(xì)胞功能改變,影響緊密連接蛋白的正常表達(dá),血腦屏障內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭受破壞,通透性增強(qiáng),發(fā)生一系列炎癥反應(yīng),導(dǎo)致髓鞘脫失,神經(jīng)變性。
生活習(xí)慣及飲食不均衡引起的各種疾病,如血脂升高、高同型半胱氨酸血癥、吸煙等同樣會影響免疫性疾病的發(fā)展。
有研究發(fā)現(xiàn)血脂水平異常與MS的病程進(jìn)展及嚴(yán)重程度密切相關(guān)[18]。正常情況下,血腦屏障可以抑制有害物質(zhì)進(jìn)入腦組織,維持CNS正常穩(wěn)態(tài)。在MS急性期,血腦屏障通透性增加,外周膽堿經(jīng)載脂蛋白攜帶進(jìn)入CNS,經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化為某些羥基膽固醇,參與CNS自身炎癥反應(yīng),進(jìn)而影響MS的疾病進(jìn)展及嚴(yán)重程度[19]。Mandoj等[20]進(jìn)行的多個臨床試驗均表明在MS患者血清低密度脂蛋白和膽堿水平與患者的擴(kuò)展殘疾狀態(tài)量表評分呈正相關(guān)。高密度脂蛋白可降低血清中總膽固醇濃度,還可通過抑制低密度脂蛋白的氧化反應(yīng),減少外周免疫細(xì)胞的中樞浸潤,保護(hù)血腦屏障的完整性,對MS有一定的保護(hù)作用[21]。
研究發(fā)現(xiàn)在MS患者中,HHcy可單獨(dú)存在,且不伴免疫機(jī)制的激活。這提示HHcy可能參與了MS的發(fā)病機(jī)制[22]。多項臨床研究都證明了在排除葉酸或維生素B12缺乏癥的情況下,MS患者血清中Hcy水平較健康人群顯著增高[23]。Sahin等[24]亦發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象,但Kararizou等[25]則報道HHcy與MS并無顯著相關(guān),對此尚無權(quán)威解釋。MS的發(fā)生與HHcy血癥有聯(lián)系,但具體的病理過程及發(fā)病機(jī)制尚需進(jìn)一步的臨床及基礎(chǔ)研究。
吸煙是MS的易感因素,長期暴露于煙草環(huán)境會加速M(fèi)S病程進(jìn)展[26]。有研究證實香煙的某些成分有神經(jīng)毒性或免疫調(diào)節(jié)作用,如煙霧成分尼古丁可破壞血腦屏障,此外還可誘導(dǎo)CNS釋放一氧化氮,一氧化氮在腦脊液中代謝促使軸突變性;香煙煙霧中的某些成分如氰化物可能具有神經(jīng)毒性,能引起動物CNS的脫髓鞘病變[27],以上均會使MS發(fā)病率增加或加速其進(jìn)展。
病毒感染可能是易感人群發(fā)生MS的誘因,EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)、人類皰疹病毒6型(human herpes virus-6,HHV-6)是目前研究的熱點(diǎn)
HHV-6是一種具有親神經(jīng)性的包膜病毒,主要感染人類CD4+T細(xì)胞。感染HHV-6的人群MS發(fā)病率明顯增加[28]。Voumvourakis等[29]比較了MS患者和正常人群CNS外單核細(xì)胞HHV-6 DNA的陽性率,發(fā)現(xiàn)MS患者陽性率升高?;罨腍HV-6能致敏T細(xì)胞,進(jìn)而激活細(xì)胞免疫,引起自身免疫炎癥反應(yīng)[30]。
EBV是一種DNA病毒,人群普遍易感。Haahr[31]、DeLorenze[32]等發(fā)現(xiàn)在EBV感染患者體內(nèi),抗體水平與MS發(fā)病率存在一定的相關(guān)性。研究表明,多數(shù)MS患者EB病毒血清學(xué)檢查呈陽性,提示EB病毒感染可能是產(chǎn)生MS的前驅(qū)條件[33]。
研究發(fā)現(xiàn)分子模擬及旁路激活可能是病毒感染后發(fā)生MS的主要機(jī)制[28]。分子模擬[33]是指MS患者感染的病毒與CNS某些成分(如髓鞘蛋白、少突膠質(zhì)細(xì)胞)有共同抗原,機(jī)體發(fā)生感染后,由病毒抗原刺激產(chǎn)生的特異性免疫應(yīng)答產(chǎn)物在清除病毒的同時,亦通過交叉免疫激活T細(xì)胞,與存在交叉抗原的CNS成分發(fā)生反應(yīng),引起CNS脫髓鞘病變,導(dǎo)致MS的發(fā)生。旁路激活:是自身免疫性T細(xì)胞的非特異性激活導(dǎo)致的直接炎癥反應(yīng)和(或)是病毒感染導(dǎo)致靶器官組織的壞死性作用。這一機(jī)制使CNS受損,真實抗原(如髓鞘抗原等)被隱蔽進(jìn)行釋放并增強(qiáng)局部的免疫反應(yīng),引起炎癥級聯(lián)反應(yīng)[34]。病毒感染與MS的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),具體的機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。
免疫機(jī)制是MS發(fā)病的最終環(huán)節(jié),也是導(dǎo)致神經(jīng)元變性、軸索損傷的最重要環(huán)節(jié)。多種病因作用于遺傳易感者,引起外周免疫系統(tǒng)激活,在抗原提呈應(yīng)答的作用下效應(yīng)T細(xì)胞大量增殖[35],活化的CD4+T細(xì)胞通過產(chǎn)生各種促炎因子介導(dǎo)和放大炎癥反應(yīng),在各種免疫細(xì)胞分泌的黏附分子、整合素、細(xì)胞因子和趨化因子等的影響下,血腦屏障上緊密連接蛋白產(chǎn)生間隙,內(nèi)皮細(xì)胞功能發(fā)生改變,導(dǎo)致血腦屏障通透性增加,進(jìn)而進(jìn)入到中樞[21,36,37]。其介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致腦內(nèi)主要神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生各種改變,在MS病程進(jìn)展中發(fā)揮不同作用。
少突膠質(zhì)細(xì)胞在CNS中扮演維持和保護(hù)神經(jīng)元的重要角色,參與髓鞘的形成。免疫細(xì)胞及各種炎性介質(zhì)進(jìn)入到CNS后亦可分泌促炎因子,募集更多的炎癥細(xì)胞,增強(qiáng)MS炎癥反應(yīng),強(qiáng)烈的炎性刺激引起少突膠質(zhì)細(xì)胞功能障礙,甚至死亡,隨后髓鞘脫失,神經(jīng)變性[38]。研究發(fā)現(xiàn)少突膠質(zhì)前體細(xì)胞在髓鞘脫失后可以通過增殖、分化轉(zhuǎn)化為成熟的少突膠質(zhì)細(xì)胞,合成新的髓鞘。但由于新合成髓鞘長度過短且厚薄不一,功能較前降低[39]。
小膠質(zhì)細(xì)胞是CNS內(nèi)的駐留細(xì)胞,即巨噬細(xì)胞。承擔(dān)CNS內(nèi)的天然免疫,是導(dǎo)致MS病理表現(xiàn)的主要細(xì)胞。在MS發(fā)病早期,被各種炎性介質(zhì)激活的小膠質(zhì)細(xì)胞分泌細(xì)胞因子和趨化因子,并誘發(fā)炎癥細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞)浸潤至CNS,并促進(jìn)T細(xì)胞(如Th17)進(jìn)一步活化及分化。浸潤的炎癥細(xì)胞及進(jìn)一步活化的T細(xì)胞釋放各種促炎物質(zhì)及趨化因子,導(dǎo)致少突膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量減少、神經(jīng)元變性,最后導(dǎo)脫髓鞘脫失、軸突損傷[40]。
星形膠質(zhì)細(xì)胞是CNS中維持神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和發(fā)育的主要支持細(xì)胞,并參與血腦屏障的形成[41]。在MS發(fā)病中,各種炎癥介質(zhì)激活星形膠質(zhì)細(xì)胞,血腦屏障進(jìn)一步被破壞,有害物質(zhì)進(jìn)入CNS,造成炎癥損害,髓鞘脫失。星形膠質(zhì)細(xì)胞在損傷區(qū)域通過增生形成膠質(zhì)瘢痕,阻止軸突損傷進(jìn)一步發(fā)展,但同時也抑制了髓鞘再生和軸突生長[42]。
MS是CNS炎性脫髓鞘疾病。在MS發(fā)病中,免疫細(xì)胞占主導(dǎo)地位,但是免疫機(jī)制在MS中的具體機(jī)制目前尚未明確,還有待研究。
MS是CNS慢性炎癥及脫髓鞘疾病,可能由遺傳易感性、環(huán)境、生活方式、病毒感染及免疫機(jī)制導(dǎo)致,以上病因亟需更深入的研究及大樣本隨機(jī)對照臨床試驗以驗證,明確其病因及發(fā)病機(jī)制將是未來的研究重點(diǎn)。