水通道蛋白４抗体阳性的视神经脊髓炎谱系疾病的防复发治疗

Treatment for preventing the recurrence of neuromyelitis optica spectrum disorders with positive aquaporin-4 immunoglobulin G antibody

摘要

视神经脊髓炎谱系疾病（neuromyelitis optica spectrum disorders，NMOSD）是一种自身免疫介导的主要以视神经炎和横贯性脊髓炎为特征的中枢神经系统疾病。NMOSD的发病主要由水通道蛋白４（aquaporin-4，AQP4）抗体引起，具有高复发、高致残的特点，每次复发都可能导致神经损伤和残疾逐步累积，因此应尽早使用有效的预防复发的药物，从而减少复发率、改善患者的长期预后。目前，随着对NMOSD致病机制的研究不断深入，新兴治疗靶点单克隆抗体药物不断涌现。本文主要就AQP4抗体阳性的NMOSD的慢性期防复发治疗展开综述。

Abstract

Neuromyelitis optica spectrum disorders（NMOSD） is an autoimmune-mediated central nervous system disorder characterized by optic neuritis and transverse myelitis. NMOSD is mainly caused by aquaporin-4（AQP4） immunoglobulin G（IgG） antibody and has the characteristics of high recurrence and disability rates. Each time of recurrence may lead to gradual accumulation of nerve damage and disability，and therefore，drugs for effective prevention of recurrence should be used as early as possible to reduce recurrence rate and improve the long-term prognosis of patients. At present，with the in-depth studies on the pathogenesis of NMOSD， new monoclonal antibody drugs for corresponding targets continue to emerge. This article reviews the treatment methods for preventing the recurrence of NMOSD with positive AQP4-IgG antibody in the chronic stage.

关键词

视神经脊髓炎谱系疾病 / 水通道蛋白４ / 靶向药物

Key words

neuromyelitis optica spectrum disorders / aquaporin-4 / targeted drugs

视神经脊髓炎谱系疾病（neuromyelitis optica spectrum disorders，NMOSD）是一种自身免疫介导的主要以视神经炎和横贯性脊髓炎为特征的中枢神经系统疾病，主要有６组核心临床症候：视神经炎、急性脊髓炎、极后区综合征、急性脑干综合征、急性间脑综合征和大脑综合征。NMOSD的发病主要由水通道蛋白４（aquaporin-4，AQP4）抗体引起。AQP4-IgG主要聚集于脊髓灰质、中脑导水管脑室周围的星形胶质细胞足突中，与星形胶质细胞上的AQP4通道结合后，可首先导致星形胶质细胞损伤，随后引起少突胶质细胞损伤，然后引起脱髓鞘和神经元的丢失^[1]。NMOSD具有高复发、高致残的特点，常遗留严重甚至永久性的神经功能障碍，因此，NMOSD疾病管理的主要目标是减少复发率从而改善患者的长期预后。随着对NMOSD发病机制的深入研究，新兴治疗靶点单克隆抗体药物不断涌现，NMOSD患者的用药范围逐渐扩大。使用抗CD20⁺B细胞抗体如利妥昔单抗（rituximab，RTX）及奥法木单抗（ofatumumab，OFA）、白细胞介素6受体（interleukin-6 receptor，IL-6R）抑制剂萨特利珠单抗（satralizumab）、抗CD19⁺B细胞抗体依奈利珠单抗（inebilizumab，MEDI-551）和终端补体蛋白C5抑制剂依库珠单抗（eculizumab）等靶向药物治疗的AQP4-IgG阳性NMOSD患者的复发率明显降低。现就AQP4-IgG阳性NMOSD患者的靶向治疗药物的作用机制、临床疗效及安全性等进行综述。

1 NMOSD的发病机制

1.1 固有免疫

补体系统在固有免疫中发挥着至关重要的作用。AQP4抗体与AQP4结合后可通过补体依赖细胞毒作用（complement-dependent cytotoxicity，CDC）和抗体依赖细胞毒作用（antibody-dependent cellular cytotoxicity，ADCC）引起星形胶质细胞损伤。在CDC中，除了可以通过形成膜攻击复合物（membrane attack complex，MAC）而产生细胞损伤，补体的激活还产生C3a和C5a因子，这些因子可以增加血管通透性，导致免疫效应细胞如中性粒细胞、肥大细胞、巨噬细胞等通过血脑屏障^[1]。补体成分C5a既有促炎作用，还可以促进中性粒细胞、嗜酸性粒细胞的趋化作用，破坏血脑屏障，刺激补体激活^[2]。补体成分C5b可促进膜攻击复合物形成从而产生细胞毒性。在ADCC中，中性粒细胞、巨噬细胞和NK细胞通过Fcγ受体与AQP4抗体的Fc区结合，导致相应的病理损害。NMOSD患者血清及脑脊液中的IL-6水平升高，急性期尤其明显^[3]。IL-6可与IL-6受体结合，通过与B细胞相互作用促进炎症进展，诱导B细胞分化成浆细胞，维持外周浆细胞存活及浆母细胞分泌AQP4抗体^[4]，还能够促进Th17细胞分化。托珠单抗是一种重组的人源化抗IL-6R单克隆抗体，可通过特异性结合IL-6R，阻断IL-6信号传导发挥治疗作用。

1.2 B细胞和T细胞

B细胞在NMOSD的发病中主要发挥产生抗体、抗原提呈以及分泌促炎因子等多种作用。B细胞被抗原激活后可分化为浆母细胞及浆细胞，从而产生AQP4抗体，AQP4抗体作为NMOSD的特异性标志物，可诱导NMOSD产生特征性病理性改变。AQP4-Ab可与AQP4通道结合从而触发补体级联激活反应，引起星形胶质细胞病变、补体依赖性细胞毒性、血脑屏障（blood brain barrier，BBB）破坏、脱髓鞘、神经元丢失和神经变性。有研究表明，血清AQP4-IgG滴度与NMOSD的疾病活动性无关，但血清抗体滴度可反映NMOSD患者发作期的神经功能损害程度或病情严重程度^[5]，这体现了B细胞和浆细胞在NMOSD发病中的重要性。B细胞的作用不仅局限于产生致病抗体，还可以作为抗原提呈细胞在效应T细胞的发育中发挥关键作用。此外，促炎性记忆B细胞可分泌IL-6，从而通过促进浆细胞存活、刺激AQP4抗体的产生、破坏BBB的完整性以及促进Th17细胞的分化增加NMOSD的疾病活动性。而IL-6以及Th17细胞产生的B细胞活化因子和增殖诱导配体又能促进B细胞的激活和分化^[6]。因此，通过使用靶向药物耗竭B细胞可有效抑制神经免疫炎性反应，从而降低NMOSD的疾病活动性。

2 NMOSD的治疗进展

2.1 B细胞耗竭剂

RTX是一种抗CD20⁺的单克隆嵌合抗体，与CD20有高度亲和力，与CD20结合后可以通过ADCC、CDC及诱导B细胞凋亡等方式清除B细胞。CD20在初始B细胞、成熟B细胞和记忆B细胞上表达，RTX可选择性清除这些细胞从而降低复发率^[7]。目前RTX治疗NMOSD有多种用药方案。国内多项研究采用小剂量RTX治疗NMOSD。其中减量RTX治疗方案为静脉滴注100 mg（第1天）+500 mg（第２天），简称“１+５”方案，定期随访患者外周血CD19⁺B细胞占比，比值>1%时给予追加500 mg RTX治疗^[8]。1项大型观察性单中心队列纳入了111例AQP4-IgG阳性的接受RTX治疗的NMOSD患者，结果显示在接受中位疗程为3.7年的治疗后，患者中位数年化复发率由1.1降低为0（P<0.001）。这提示RTX治疗可明显降低患者的复发率^[9]。2018年开展的1项荟萃分析中，共研究了577例NMOSD患者，其中包括AQP4抗体阳性患者435例，结果发现RTX治疗使平均年化复发率降低了1.56%，平均扩展残疾状况（expanded disability status scale，EDSS）评分降低了1.16分^[10]，这提示RTX能够明显降低患者的复发率并改善残疾状况。有研究中观察到部分患者对RTX治疗反应不佳，一些患者需要增加补充RTX输注的频率来将CD19⁺B细胞水平维持在1%以下。这可能与抗RTX抗体的生成有关。增加RTX的回输频率是维持抗RTX抗体阳性患者的治疗反应的必要手段^[11]。

靶向B细胞清除治疗的药物还有OFA。OFA是一种完全人源化的针对CD20的单抗。与RTX相比，OFA完全人性化的设计可以降低产生抗药抗体的风险。此外，由于OFA的给药方式主要为皮下注射，因此，OFA输液相关的全身反应的发生率更低。对于对RTX不耐受或产生抗RTX抗体的患者，应用OFA可能是一种耐受性良好的有效替代方案。在1例病例报道中，1例难治性的NMOSD患者，在应用静脉注射糖皮质激素、静脉注射免疫球蛋白、硫唑嘌呤、吗替麦考酚酯及RTX后仍不能有效控制复发，在应用OFA后，患者的症状得到有效控制，CD19⁺B细胞也被控制在较低水平^[12]。这个病例表明对于对其他现有免疫疗法有抵抗力的NMOSD患者，OFA可能是一种有效且安全的替代疗法，OFA在治疗NMOSD方面有很大的潜力，未来需要大规模的研究来进一步评估OFA的安全性和有效性。

伊奈利珠单抗是糖基化修饰的人源化抗CD19单克隆抗体。CD20主要存在于前B细胞、幼稚B细胞、成熟B细胞或记忆性B细胞以及部分T细胞上，而CD19还存在于浆母细胞和浆细胞表面。与CD20相比，CD19在B细胞中的表达更广泛，因此相对于RTX及OFA，伊奈利珠单抗能够更广泛地耗竭B细胞。在1项多中心的双盲随机安慰剂对照2/3期研究中，纳入了230例EDSS≤8分的成年NMOSD患者，这些患者在１年内有过至少１次复发或2年内有过至少2次复发。230例患者按照3∶1随机分为伊奈利珠单抗治疗组和对照组，最终结果提示在接受伊奈利珠单抗的患者中有12%患者复发，接受安慰剂的患者中有39%的患者复发。因此，与安慰剂相比，伊奈利珠单抗能有效降低NMOSD患者复发率^[13]。依奈利珠单抗最常见的不良反应主要有尿路感染、鼻咽炎、输液反应、关节痛等^[14]。

2.2 IL-6R抑制剂

托珠单抗（tocilizumab）是一种人源化的抗IL-6R单抗。IL-6信号的阻断可通过减少AQP-4抗体的产生、抑制促炎T细胞的分化、降低血脑屏障的通透性影响NMOSD的活动。国内开展的1项多中心研究共纳入118例临床高度复发的确诊为NMOSD的患者，纳入标准为随机前1年至少有2次复发，或者随机前2年至少有3次复发。所有患者按照1∶1的比例随机分为托珠单抗组和硫唑嘌呤组。研究结果提示与硫唑嘌呤相比，托珠单抗明显延长了疾病复发的时间并降低了复发风险^[15]。研究结果提示对于高度复发或难治性NMOSD患者，尤其是合并自身免疫性疾病的患者，托珠单抗可作为NMOSD的首选。托珠单抗引起的不良反应大多为轻至中度，如上呼吸道感染、鼻咽炎、头痛、高血压和肝功能异常等^[14]。

萨特利珠单抗是一种新型重组人源化IgG2单克隆抗体。在外周血中，萨特利珠单抗可抑制T/B淋巴细胞异常活化，减少CD4⁺ T细胞向Th17细胞转化，并降低浆母细胞的数量及存活率，从而减少AQP4-IgG的产生。在中枢神经系统内，萨特利珠单抗可通过减轻IL-6介导的血脑屏障破坏，阻止炎性介质及AQP4-IgG进入中枢神经系统内，从而减少神经系统的脱髓鞘损伤^[16]，适用于12岁及以上的AQP4抗体阳性的NMOSD患者。两项多中心随机双盲安慰剂对照Ⅲ期临床试验（SAkuraSky、SAkuraStar）探讨了萨特利珠单抗单药治疗NMOSD患者的有效性，结果显示，萨特利珠单抗单药治疗或基线联合免疫抑制剂可明显降低NMOSD的复发风险^[17]。此外，由于萨特利珠单抗为皮下注射给药，有利于提高患者用药依从性，利于NMOSD的慢病长程管理。

2.3 终端补体蛋白C5抑制剂

AQP4-IgG与中枢神经系统星形胶质细胞膜上的AQP4结合后可激活补体，补体级联反应可造成星形胶质细胞膜溶解而使细胞死亡。补体级联反应是NMOSD患者病变的明显病理特征。伊库珠单抗的主要机制为抑制补体C5裂解为活性形式^[18]。PREVENT试验纳入了143例成年患者，以2∶1随机分组，分别接受依库珠单抗静脉注射或安慰剂治疗，结果证实，与安慰剂组比较，接受依库珠单抗治疗的患者生活质量改善更高，证明了依库珠单抗长期治疗NMOSD的安全性和有效性^[19]。在依库珠单抗治疗中，上呼吸道感染和头痛为较常见的不良反应^[14]。

2.4 嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor，CAR）T细胞疗法

CAR-T细胞疗法作为一种新型靶向疗法，在多种血液肿瘤的治疗中取得了明显疗效，由于其具有精准、高效的特点，目前也被应用于许多自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）、寻常性天疱疮、重症肌无力等。CAR-T细胞疗法的主要过程为从患者身上分离特定的T细胞亚群后，将其进行基因修饰，从而得到可表达CAR基因的CAR-T细胞，然后在体外大量扩增CAR-T细胞，最后将扩增的CAR-T细胞输回患者体内，从而实现对疾病的精准靶向治疗。华中科技大学同济医学院附属同济医院王伟教授团队开展的1项开放标签的Ⅰ期临床试验中共纳入12例接受CAR-T细胞疗法的AQP4-IgG阳性的NMOSD患者，随访时间中位数为5.5个月，最终结果显示11例（92%）患者没有复发，且所有患者均观察到残疾和生活质量的改善^[20]。CAR-T细胞疗法有望成为治疗复发或难治性AQP4-IgG阳性的NMOSD新方法。

2.5 造血干细胞移植

骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）移植对NMOSD的神经保护作用是通过对滤泡辅助性T细胞和IL-6、IL-21等细胞因子的免疫调节来实现的^[21]。自体骨髓间充质干细胞移植的效果已经在多发性硬化患者中进行了研究并证明可明显改善一些继发进展型多发性硬化患者的视觉损害。1项在天津医科大学总医院开展的研究评估了自体骨髓间充质干细胞作为NMOSD的潜在治疗方法的安全性和有效性，研究共纳入15例NMOSD患者。研究观察到，患者在接受骨髓间充质干细胞移植12个月后，复发率及残疾程度均降低，且没有发现任何与MSC相关的严重不良事件^[21]。因此，在NMOSD患者中，MSC输注是安全的，并且可有效减少复发频率、减轻神经功能障碍。未来仍需要开展更多研究为造血干细胞移植治疗视神经脊髓炎谱系疾病的有效性及安全性提供更多有力证据。

3 结语

NMOSD是一组以自身免疫异常引起的以髓鞘损伤为特征的疾病，随着对NMOSD发病机制的深入研究以及对该疾病的更加深入的了解，新兴治疗靶点单克隆抗体药物不断涌现，NMOSD患者的用药范围逐渐扩大，不同靶点的靶向药物也逐步进入临床实践当中。目前，需要进一步开展更多针对NMOSD的靶向治疗的临床研究，为NMOSD的治疗提供更多的指导及建议。此外，其他新的靶点及靶向药物仍需进一步地研究与验证。

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基金资助

国家自然科学基金面上资助项目(82072079)