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一图读懂 代谢在NMOSD中的作用

 最后一个知道的 2022-08-30 发布于河南

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神经脊髓炎谱系病(NMOSD)是一种中枢神经系统的致残性自身免疫性疾病,长期以来,临床医生一直没有得到一种完美的诊断NMOSD的特异性试验,相反,该病的诊断依赖于排除具有重叠临床症状的其他相关疾病。误诊后的治疗反应不佳和诊断延迟治疗后的预后不良突出地反映了针对NMOSD生物标志物发现的紧迫性。目前公认的针对水通道水通道蛋白-4(AQP4)和髓鞘少突胶质细胞糖蛋白(MOG)的致病性自身抗体研究有助于NMOSD病理学研究。但是有没有其他的生物标志物一直是大家感兴趣的研究热点,Maxton E. Thoman在Metabolites发表的这篇文章(题目见上图),对目前NMOSD已知的代谢组学和相关的蛋白质组学的结果进行了全面的数据收集和分析。作者强调短链脂肪酸、脂蛋白、氨基酸和乳酸都是候选的诊断生物标志物。虽然代谢组学分析在个体NMOSD患者护理中的应用显示出了前景,但还需要更多更深入地研究。

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 上图显示了代谢在NMOSD中的作用。图中分别用三种颜色表示了葡萄糖-丙酮酸-乳酸的在神经细胞中的代谢作用:星形胶质细胞在神经元-胶质细胞能量代谢中的作用(红色)、星形胶质细胞神经元乳酸穿梭(ANLS)(蓝色)和谷氨酸/谷氨酰胺穿梭系统(绿色) 。氨基酸是公认的关键能源和蛋白质合成底物, 是先天性和适应性免疫细胞对局部环境反应的中央调节器。谷氨酸是中枢神经系统中最丰富的氨基酸,也是中枢神经系统的主要兴奋性神经递质。目前的NMOSD的病理学研究中,在大多数患者中都可以被追踪到AQP4抗体,后者导致补体和抗体介导的星形胶质细胞和神经元损伤和死亡。这种抗原特异性体液反应对星形胶质细胞调节的神经元-胶质细胞的能量代谢和神经递质的产生有直接的影响,因为谷氨酸/谷氨酰胺穿梭依赖于星形胶质细胞特异性谷氨酰胺合成酶。过量的中枢神经系统谷氨酸盐与星形胶质细胞和神经元(表达高亲和力谷氨酸摄取转运体的两种主要细胞类型)的丢失一致。神经元线粒体合成NAA(N-乙酰天冬氨酸),而NAA失调则提示线粒体功能障碍,常导致细胞死亡。这些代谢变化进一步影响星形胶质细胞产生乳酸。

在血清中,至少有28项基于血清分析的独立靶向免疫分析来自NMOSD患者。这些研究的结果总结在文章的补充表S3中。总体而言,这些结果表明,与RRMS(缓解邢多发性硬化)相比,NMOSD中的IL-17A和IL-17F水平升高,但是NMOSD患者的IL-6水平具有一定争议。

 在血浆中,与RRMS患者和健康对照组相比,至少有六项独立研究使用了靶向免疫测定来评估NMOSD患者中24种蛋白质的组合水平。文章的补充表S4总结了细胞因子,如IL-1β、IL-6、IL-17和TNF-α,以及补体成分,如C1s、C3a、C4a、C4d和C5,与RRMS和健康对照组相比,NMOSD中这些成分持续升高。

在全血样本中:与其他重叠相关疾病和健康对照组相比,全血样本研究已确定NMOSD患者之间至少有12种蛋白质存在差异(补充表S5)。总的来说,这些研究发现,与RRMS、SPMS、其他炎性神经疾病(OIND)和健康对照组相比,NMOSD中的BAFF受体、C-X-C基序趋化因子受体5(CXCR5)、IFN-γ、IL-6和IL-12水平升高,但IL-10水平降低。

综上所述,金标准靶向免疫分析支持以下观察:NMOSD与其他相关的重叠炎症性疾病在中枢神经系统限制性和循环水平的细胞因子、趋化因子和其他可溶性介质方面存在差异,这些介质与先天性和适应性免疫反应、脱髓鞘、星形胶质细胞破坏、神经元功能障碍、髓鞘和质膜修复有关。下图显示了不同循环代谢产物在不同疾病中的区分,将NMOSD与RRMS区分开来的推定候选诊断标志物包括乳酸、丙氨酸、不饱和脂质、NAA、乙酸盐和赖氨酸水平升高,组氨酸和谷氨酰胺水平降低。

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最后作者还给出了结论与展望:建立NMOSD鉴别生物标志物的代谢组学研究已经开始,初步研究显示了巨大的前景,因为它们将连接细胞、蛋白质、代谢途径和可溶性介质的一系列代谢物联系起来,可能促进NMOSD的病理生理学研究。与能量代谢和糖酵解相关的一组特定SCFA、脂质、脂蛋白和氨基酸似乎特别有希望成为疾病诊断、进展和治疗反应的候选生物标志物。然而,有几个局限性是显而易见的,它们确定了进一步研究以推进NMOSD生物标志物发现的必要性。

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