НЕЙРОХИМИЯ, 2014, том 31, № 3, с. 246-253
КЛИНИЧЕСКАЯ НЕЙРОХИМИЯ
УДК 616.832.002.07
ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ АНТИТЕЛ К АКВАПОРИНУ-4 ПРИ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
© 2014 г. Т. О. Симанив1, *, Н. В. Второва1, А. А. Воробьёва1, Н. А. Зигангирова2, М. Н. Захарова1
1ФГБУ "Научный центр неврологии"РАМН, Москва 2НИИэпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи МЗ РФ, Москва
Определение антител к аквапорину-4 при оптикомиелите имеет большое значение для своевременной постановки диагноза с целью начала патогенетической терапии, а также для дифференциальной диагностики при оптикомиелит-ассоциированных расстройствах. В статье рассмотрены основные методы определения антител к аквапорину-4. Приведены собственные данные по выявлению антител к аквапорину-4 при заболеваниях центральной нервной системы с помощью иммунофер-ментного анализа с клеточной презентацией антигена и по оценке данного метода. Данные антитела обнаружены у 83.33% пациентов с оптикомиелитом, у 6.67% пациентов с изолированными синдромами и у 100% пациентов с СКВ с синдромом продольного распространенного миелита. Чувствительность метода при оптикомиелите составила 83%, а при оптикомиелит-ассоциированных расстройствах — 24% (при специфичности 100%).
Ключевые слова: оптикомиелит, болезнь Девика, аквапорин-4, антитела к аквапорину-4, биомаркеры, диагностика, дифференциальная диагностика, оптикомиелит-ассоциированные расстройства, системная красная волчанка, продольный распространенный миелит.
Б01: 10.7868/81027813314030121
ВВЕДЕНИЕ
Актуальной современной задачей в различных областях медицины является поиск биомаркеров — измеряемых качественных и количественных показателей, с помощью которых можно оценить, как протекает тот или иной физиологический или патологический процесс с целью диагностики, оценки активности, стадии и контроля терапии. В неврологии ведется поиск биомаркеров при всех основных группах заболеваний: при нарушениях мозгового кровообращения, нейродегенератив-ных заболеваниях: болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, при эпилепсии. В ФГБУ "НЦН" РАМН проводились исследования биомаркеров при атеротромботическом инсульте [1], при синдроме Гийена-Барре [2].
При демиелинизирующих заболеваниях одним из диагностически значимых биомаркеров являются интратекальные олигоклональные антитела 1§0, выявляемые при рассеянном склерозе в 95% случаев [3]. Однако данный показатель является неспецифичным и может быть выявлен при инфекционных заболеваниях ЦНС, а также
*Адресат для корреспонденции: 125367, Москва, Волоколамское ш., д. 80; тел. 8 (495) 490-24-10; e-mail: tarassimaniv@gmail.com.
при системных заболеваниях соединительной ткани. Оптикомиелит (ОМ) — единственное де-миелинизирующее заболевание, при котором идентифицированы специфические маркеры. В 2004 г. в крови пациентов с оптикомиелитом (болезнью Девика) были обнаружены сывороточные аутоантитела, NMO-IgG (neuromyelitisoptica — Immunoglobulin G), которые в совокупности с наличием признаков острого миелита и оптического неврита отличали ОМ от рассеянного склероза и других демиелинизирующих заболеваний [4]. Годом позже было показано, что NMO-IgG селективно связывается с аквапорином-4, одним из основных белков водных каналов ЦНС, локализованным преимущественно в ножках астроцитов, образующих гематоэнцефалический барьер [5]. Обнаружение антител к аквапорину-4 в сыворотке стало рассматриваться как малый диагностический критерий ОМ [6].
Аквапорин-4
Аквапорин-4 (АрР4) — селективный водный транспортер, локализующийся в различных отделах ЦНС, наиболее широко представленный в мембране астроцитарных ножек, в местах их контакта с эндотелием кровеносных сосудов. АрР4
сконцентрирован на поверхностях, контактирующих с цереброспинальной жидкостью (ЦСЖ) субарахноидального пространства и желудочков мозга [7]. ЛрР4 был выделен в 1994 г. из легкого крысы. ЛдР4 чаще всего встречается в ЦНС, но находится также в собирательных канальцах почек, париетальных клетках желудка, скелетных мышцах, эпителии дыхательных путей и эпителии различных желез.
Существуют две основные изоформы ЛрР4, образующиеся в результате альтернативного сплайсинга: относительно длинные М1 изоформы с началом трансляции с Мй-1 и короткие М23 изоформы с началом трансляции с Мй-23 [8]. М1 и М23 изоформы ЛрР4 собираются в мембранах в гетеротетрамеры, которые функционируют как селективный водный канал, проницаемость которого сравнительно высока по сравнению с другими аквапоринами. Селективность для воды обусловлена стерическими и электростатическими свойствами молекулы ЛрР4.
Как и другие аквапорины, ЛрР4 состоит из мономеров, каждый из которых имеет размер около 30 кДа и содержит 6 внутримембранных доменов и два коротких спиральных сегмента, один из которых окружает цитоплазматические ворота водной поры, а другой — внеклеточные [9].
Методом замораживания-скалывания и имму-нозолотого маркирования было установлено, что молекулы ЛрР4 формируют в мембранах клеток ортогональные массивы частиц [10], причем М23 изоформы образуют большие массивы, тогда как М1 рассеяны по мембране в виде тетрамеров [11].
С самого открытия ЛрР4 в 1994 г. известна его роль в регуляции водного баланса ЦНС, в том числе при отеках головного мозга различного ге-неза. ЛрР4 способствует устранению избытка воды в мозге при вазогенном и интерстициальном отеке [12].
При оптикомиелите ЛрР4 становится мишенью иммунной реакции. Очаги поражения возникают преимущественно в тех участках головного мозга, которые демонстрируют высокую иммуно-реактивность к ЛрР4 (гипоталамус, перивентри-кулярные зоны), в них выявляется селективная утрата данного белка. На периферии образуются специфические антитела — ММО-1§О, которые затем проникают через ГЭБ и в ЦНС связываются с ЛрР4. Связывание происходит не с отдельными тетрамерами ЛрР4, а с ортогональными массивами частиц [13]. В результате происходит интернализация рецептора внутрь клетки и активация системы комплемента, повышается продукция воспалительных цитокинов (интерлей-кин-17, интерлейкин-8, гранулоцит-колониести-мулирующий фактор). Под действием цитокинов в очаг поражения инфильтрируются нейтрофилы и эозинофилы. В результате нарушения клеточ-
ных механизмов транспорта воды, повреждения ГЭБ и активной инфильтрации клеточными элементами крови происходят процессы демиелини-зации, сосудистой гиперплазии и гиалинизации стенок капилляров, некроз олигодендроцитов и, в конечном счете, гибель нейронов.
Другими патогенетическими механизмами при оптикомиелите являются активация клеточного иммунитета, что приводит к инфильтрации гранулоцитов и гибели астроцитов с потерей ЛрР4, олигодендроцитов и демиелинизации, гибели нейрональных клеток, и нарушение транспорта и утилизации глутамата, при действии ММО-1§О происходит уменьшение связанного с ЛрР4 транспортера возбуждающих аминокислот ЕЛЛТ2, что нарушает выведение глутамата. Кроме того, в пораженных астроцитах снижается синтез глутаминсинтетазы, превращающей глу-тамат в глутамин, и нарушается утилизация последнего. Таким образом, происходит высвобождение глутамата из астроцитов, его внеклеточное накопление с последующей гибелью олигоденд-роцитов по типу эксайтотоксичности [14].
Выявление антител к аквапорину-4 при оптикомиелите
Антитела к ЛрР4 представляют собой иммуноглобулины класса О. В плазме крови больных оп-тикомиелитом концентрация этих антител в 500 раз выше, чем в ЦСЖ. Это позволяет предположить, что образование ММО-1§О происходит на периферии, а в ЦНС они попадают вторично [15]. Циркулирующих в крови антител недостаточно для формирования повреждений, характерных для ОМ. Это подтверждается тем, что антитела к ЛрР4 обнаруживаются в сыворотке крови пациентов не только во время обострений заболевания, но и в период ремиссии.
ММО-1§О могут выявляться у пациентов задолго до появления симптомов оптикомиелита. Во Франции не выявили связи между количеством обострений, длительностью заболевания, наличием патологических очагов в головном мозге и изменениями в ЦСЖ с выявлением антител в крови [16]. В исследовании, проводившемся на Кубе, установили, что у пациентов, имеющих положительный ММО-1§О статус, обострения более частые и сильнее выражен неврологический дефицит. В европейских исследованиях выявлено, что уровень антител к ЛрР4 коррелирует с активностью заболевания и снижается при лечении ри-туксимабом, азатиоприном, циклофосфамидом [17]. Наиболее высокие титры антител определялись у пациентов с полной потерей зрения и выраженными поражениями головного мозга. Также было выявлено, что титры ММО-1§О коррелировали с длиной очага в спинном мозге в период
ремиссии при минимуме неврологической симптоматики.
В 2006 г. были сформулированы диагностические критерии для оптикомиелита, которые включали в себя абсолютные критерии, такие как оптический неврит и миелит, которые обязательно должны присутствовать у пациента с ОМ, и подтверждающие критерии (минимум два), к которым относились наличие продольных очагов в спинном мозге длиной 3 и более сегмента по данным МРТ спинного мозга, данные МРТ, не удовлетворяющие диагностическим критериям МсDonald для рассеянного склероза, наличие антител к аквапорину-4 в сыворотке крови [18].
Антитела к аквапорину-4 при демиелинизирующих заболеваниях ЦНС
Антитела к AQP4 выявляются не только при классическом оптикомиелите, но и при других расстройствах ЦНС, имеющих картину, не типичную для ОМ: наличие очагов поражения головного мозга, наличие сопутствующих заболеваний нервной системы или системных заболеваний. Было показано, что если у пациентов в крови обнаруживали антитела к AQP4, то у них с высокой вероятностью впоследствии развивался оптико-миелит. Это послужило причиной объединения вышеперечисленных состояний под термином "спектр оптикомиелит-ассоциированных расстройств" [19]. В настоящее время к ним относят:
• Ограниченные формы оптикомиелита: "идиопатический" продольно-распространенный миелит (ПРМ) (очаг в спинном мозге >3 позвоночных сегментов) и билатеральный единичный или повторный оптический неврит (ОН).
• Оптикоспинальный рассеянный склероз.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.