【综述】抗谷氨酸脱羧酶抗体相关神经免疫病的临床表型与研究进展

文章来源：中华神经科杂志, 2021,54(9) : 963-967.

作者：柏琳 任海涛 关鸿志

摘要

抗谷氨酸脱羧酶（GAD）抗体与僵人综合征、小脑性共济失调、边缘性脑炎及颞叶癫痫等多种神经免疫综合征相关。文中阐述抗GAD抗体相关神经免疫病的临床表型及抗GAD抗体致病机制的研究进展，以期对该病诊治有所帮助。

抗谷氨酸脱羧酶（glutamic acid decarboxylase，GAD）抗体与多种神经免疫综合征相关，包括僵人综合征（stiff-person syndrome，SPS）、小脑性共济失调（cerebellar ataxia，CA）、边缘性脑炎（limbic encephalitis，LE）与癫痫。GAD属于胞质抗原，主要位于γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）能神经元和胰岛β细胞中，因此神经系统与胰岛是抗GAD抗体作用的主要靶点。1988年Solimena等^［1］报道了首例抗GAD抗体阳性僵人综合征合并癫痫与1型糖尿病的患者。人群中抗GAD抗体阳性率约为1.9/100 000，其中14.59%出现神经系统症状，女性占70%~80%。Kuo和Lin^［2］报道的抗GAD抗体阳性伴神经系统症状患者中，SPS占33.3%，CA占11.1%，LE占7.4%，癫痫占3.7%。根据北京协和医院的脑炎与副肿瘤登记项目的单中心数据（未发表），截至2020年12月31日共入组抗GAD抗体相关神经免疫病41例，其中SPS占29.3%，CA占14.6%，LE和（或）癫痫者61.0%。抗GAD抗体相关神经免疫病患者常合并其他自身免疫性疾病，比例达40%~70%，包括自身免疫性糖尿病、桥本甲状腺炎、白癜风等，其临床表型组合非常多样^［3］。

我们检索1988年至2021年5月1日在Medline、EMBASE、中国生物医学文献、中国知网等数据库中相关文献。检索主题为：“anti glutamic acid decarboxylase antibody”“glutamic acid decarboxylase”联合“autoimmune encephalitis”“stiff-person syndrome”“cerebellar ataxia”“limbic encephalitis”“epilepsy”“diabetes mellitus”和“pathogenesis”“抗谷氨酸脱羧酶抗体”联合“自身免疫性脑炎”“僵人综合征”“自身免疫性小脑性共济失调”等。对抗GAD抗体相关神经免疫综合征的临床表型及其致病机制研究进行总结、阐述。

一、临床表型

1.SPS：抗GAD抗体阳性患者多见于经典SPS，主要发病年龄为30~50岁。经典SPS表现为进行性肌强直伴发作性痛性痉挛，多由声音、光线、情绪等因素触发，主要累及躯干及四肢近端肌肉。由于主动肌与拮抗肌同步收缩，导致患者出现步态异常，吞咽或构音障碍，严重者可累及呼吸肌，导致呼吸困难^［4］，应用苯二氮类药物可缓解以上症状。肌电图检查发现安静状态下主动肌和拮抗肌同步的持续运动单位电位活动，具有重要诊断意义^［5］。患者血清和脑脊液抗GAD抗体滴度升高，约40%的患者脑脊液特异性寡克隆区带（specific oligoclonal bands，SOB）阳性，头颅和脊髓MRI通常无明显异常。一般认为，SPS的机制是由于皮质抑制性神经递质GABA释放减少，导致神经过度兴奋，引起主动肌与拮抗肌同步收缩。1998年Floeter等^［6］通过H反射检查推测SPS患者存在脊髓以上中枢调控异常，Koerner等^［7］、Levy等^［8］通过经颅磁刺激、磁共振波谱成像法证实SPS患者运动皮质中GABA水平下降，运动皮质兴奋性增强。

SPS的诊断主要根据患者临床表现与肌电图所见（表1）^［3］。因患者临床表现为中轴肌强直，需仔细询问外伤病史与破伤风鉴别，应完善脑电图排除癫痫强直-阵挛发作；此外，患者多伴有恐惧、焦虑表现，需要注意与精神疾病鉴别。

2. CA：抗GAD抗体相关CA主要表现为中、重度步态共济失调。60%~70%的患者出现不对称肢体共济失调、辨距不良、小脑构音障碍、视物模糊或重影。26%的患者在CA发作前几个月即可出现脑干、小脑功能障碍，如眩晕等。1/3的患者呈亚急性发作，2/3的患者为慢性发作，在数月或数年中隐匿进展^［9, 10］。患者的脑脊液细胞数、蛋白均可正常，而血清和脑脊液抗GAD抗体滴度升高，70%的患者SOB阳性^［11］。随疾病进展，患者头颅MRI可逐渐出现小脑萎缩表现。

3.LE与颞叶癫痫：抗GAD抗体相关LE主要表现为癫痫发作、近事记忆障碍和精神行为异常，部分患者出现自主神经功能异常、意识障碍、低钠血症。头颅MRI提示双颞叶内侧及岛叶T₂、FLAIR序列高信号，PET-CT提示早期炎症高代谢。2/3的患者脑电图显示颞区局灶性痫样放电。患者血清和脑脊液抗GAD抗体滴度升高，脑脊液检查可出现细胞增多、蛋白水平轻度升高、SOB阳性^{［12, 13］}。抗GAD抗体相关癫痫是以颞叶为主的急性或慢性癫痫发作，抗癫痫药物治疗效果不佳。血清和脑脊液中检测出高滴度抗GAD抗体则提示此病。根据《中国自身免疫性脑炎诊治专家共识》推荐的诊断标准，抗GAD抗体阳性的LE患者以及某些颞叶癫痫患者可以到达“确诊的自身免疫性脑炎诊断标准”^{［14, 15］}。尽管如此，关于 LE与颞叶癫痫是否归属于抗GAD抗体相关神经免疫病的同一表型，仍存在很大争议。

4.抗GAD抗体相关神经免疫重叠综合征：抗GAD抗体阳性患者可能出现2种及以上临床表型的叠加——神经免疫重叠综合征^［3］。例如10%~15%的SPS患者合并癫痫，25%的CA患者合并SPS。部分患者同时合并其他自身抗体，有病例报道抗GAD抗体合并抗GABA受体抗体，导致临床症状叠加，表现为难治性癫痫，或合并小脑性共济失调^{［16, 17］}。若某一合并的抗体滴度较低，则可能无相应的临床表现，诊断意义不明确，称之为“旁观性抗体”^{［18, 19］}。但当合并副肿瘤神经综合征相关抗体时，需警惕潜在的恶性肿瘤。

5.抗GAD抗体与自身免疫性糖尿病：抗GAD抗体可导致神经系统相关症状和自身免疫性糖尿病。二者主要区别为：（1）抗体滴度不同，抗GAD抗体相关神经系统受累的患者抗体滴度较1型糖尿病患者高100倍以上，既往研究报道在198例胰岛素依赖糖尿病患者中，37例抗GAD抗体阳性，其中3例抗体滴度高，随访过程中出现神经系统症状^［20］。（2）抗体识别靶位不同，通常1型糖尿病患者的抗GAD抗体识别构象靶位，而SPS的抗体识别线性靶位，但两者识别靶点存在交叉，5%的1型糖尿病患者抗GAD抗体可识别线性靶位^［21］。（3）抗体针对的亚基不同，抗GAD抗体相关神经免疫病对应的亚基包括GAD65与GAD67两种，而1型糖尿病通常与抗GAD65抗体相关^［22］。

6.肿瘤学特点：约25%的抗GAD抗体阳性患者合并肿瘤，以胸腺瘤、小细胞肺癌居多。Iwata等^［23］报道1例抗GAD抗体阳性合并侵袭性胸腺瘤的SPS患者，胸腺瘤切除术后临床症状短暂缓解，但抗体滴度未下降，提示胸腺瘤并非持续诱导体内产生致病抗体的主要因素。Ariño等^［24］回顾性研究了15例抗GAD抗体阳性的副肿瘤神经综合征的患者，提出对于老年男性患者、临床表现不典型者以及合并其他抗细胞表面蛋白抗体的患者需警惕肿瘤发生。

二、治疗与预后

根据《中国自身免疫性脑炎诊治专家共识》^［15］，抗GAD抗体相关神经免疫病治疗主要包括免疫治疗、对症治疗、康复治疗以及合并肿瘤患者进行抗肿瘤治疗。一线免疫治疗包括糖皮质激素、静脉滴注免疫球蛋白与血浆交换，二线免疫治疗采用利妥昔单抗或者环磷酰胺，长程免疫治疗采用吗替麦考酚酯或者硫唑嘌呤。对症治疗方面，SPS患者应用苯二氮类药物和巴氯芬减轻肌肉僵直症状，抗GAD抗体相关癫痫患者对癫痫药物反应不佳，联合抗癫痫药物种类不宜过多，以减少多种药物联合使用的不良反应，同时对于相对安全的药物，如氯硝西泮等，可足量使用^［25］。

抗GAD抗体相关神经免疫病总体对免疫治疗效果好，70%的患者免疫治疗后出现不同程度好转，69%的患者治疗前后出现抗体滴度改变^［20］。McKeon等^［26］对SPS患者长期随访，41%的患者免疫治疗后好转，65%的患者保留独自行走能力。亚急性和慢性CA患者分别有67%、42%对免疫治疗有效，但慢性CA复发率较高^［9］。18%的边缘性脑炎患者在免疫治疗后症状缓解，大部分患者治疗后仍遗留癫痫发作和认知障碍^［27］。

三、抗GAD抗体的致病机制

1.抗GAD抗体分布及作用：GAD主要位于GABA能神经元、胰岛β细胞、输卵管上皮细胞、精母细胞及精细胞中，由GAD65、GAD67 2个亚型构成，对应的基因分别位于10号、2号染色体^［28］。GAD65通过氨基末端棕榈酰化铆钉于囊泡表面，其作用在一定条件下可逆，用于快速合成所需GABA。GAD67则具有可溶性，位于抑制性神经元胞质中，维持GABA基础量^［29］。免疫组织化学法定位提示GAD65、GAD67主要存在于新皮质、海马、基底节和小脑中^［30］。

GAD是大脑重要抑制性神经递质GABA合成的关键酶。GABA在GABA能神经元中合成，包装在囊泡中，通过胞吐过程释放至突触间隙，与突触后膜GABA受体结合，使突触后膜形成超极化电位，同时减少兴奋性神经递质释放，从而抑制兴奋传递。抗GAD抗体与GAD结合后会减少GABA合成，阻碍GABA释放，使GABA水平下降，造成神经过度兴奋^［31］，引起SPS、LE及其他相应临床症状。

2.抗体致病机制研究：关于抗GAD抗体的致病性，目前存在主要争论点是：（1）GAD为细胞内部抗原，血清及脑脊液中抗GAD抗体如何与GAD直接作用。（2）抗GAD抗体阳性患者为何存在临床表型的多样性。抗GAD抗体与胞内抗原结合存在两种主要假说：抗原暴露假说和抗体内化学说。在突触前膜通过胞吐释放GABA过程中，镶嵌在突触小泡膜表面的GAD抗原短暂暴露于突触间隙，此时抗原与抗体识别并结合，产生致病效应。其中部分抗GAD抗体经胞吞作用内化进入胞质内，与胞内抗原结合。实验动物的在体研究表明，向鼠的小脑间位核、斜角带等部位注射抗GAD65抗体后，可在神经元中检测到抗体内化，支持这一猜想^{［32, 33, 34］}（图1）。

图1 抗谷氨酸脱羧酶（GAD）抗体与胞内抗原GAD结合的机制假说（图片为本文作者原创）：谷氨酸经GAD形成γ-氨基丁酸（GABA），GABA经囊泡转运至突触间隙，与突触后膜结合，抑制信息传递；在胞吐过程中，GAD抗原暴露于突触间隙，与抗体识别并结合，部分抗体内化进入胞质内

Figure 1 How glutamic acid decarboxylase-antibody access the antigen (the picture is original by the authors)

关于抗GAD抗体相关疾病临床表型多样性问题，曾有研究者推测与抗体滴度相关^{［35, 36］}，但随后研究表明，SPS、CA、LE之间抗体滴度并无显著区别^［20］。Manto等^［37］发现，CA患者抗GAD抗体可结合特异性靶位，干扰GABA释放，而自身免疫性糖尿病患者中则无相应改变，因此推测临床表型差异与抗GAD抗体识别特异性靶位相关。对患者血清和脑脊液重组抗体的分析、对比可以进一步识别与疾病相关的特异表位。抗GAD抗体特异性靶位需更多实验证实。

综上所述，抗GAD抗体相关神经免疫疾病的临床表型多样，部分患者合并自身免疫性糖尿病等其他器官特异性自身免疫病。关于抗GAD抗体致病机制存在抗原暴露假说、抗体内化学说与特异性靶位学说等。抗GAD抗体的致病性及临床表型多样性的机制有待进一步研究。

参考文献略