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MBP、IL-16在多發性硬化及Guillain-Barré綜合征患者腦脊液及血清中的研究

來源:中華醫學研究雜志 作者:田作軍趙薛旭,李作漢,張 帆,曹福田,董亞賢 2010-1-13

摘要: 【摘要】 目的 探討髓鞘堿性蛋白(MBP)和白細胞介素16(IL-16)在多發性硬化(MS)及Guillain-Barré綜合征(GBS)發病過程中的水平變化。方法 用ELISA法檢測MS組(45例)、GBS組(36例)中MBP和IL-16的水平并和對照(Control)組(33例)相比較。結果 MS、GBS和Control組三組中腦脊液(CSF)MBP的水平均明顯高于血清(Serum)MBP的水平......


【摘要】  目的 探討髓鞘堿性蛋白(MBP)和白細胞介素16(IL-16)在多發性硬化(MS)及Guillain-Barré綜合征(GBS)發病過程中的水平變化。方法 用ELISA法檢測MS組(45例)、GBS組(36例)中MBP和IL-16的水平并和對照(Control)組(33例)相比較。結果 MS、GBS和Control組三組中腦脊液(CSF)MBP的水平均明顯高于血清(Serum)MBP的水平(P<0.01),而CSF IL-16的水平均明顯低于Serum IL-16的水平(P<0.01)。MS組、GBS組CSF中MBP的水平高于Control組(P<001),且MS組高于GBS組(P<0.01);MS組Serum 中MBP水平高于GBS組及Control組(P<0.01),GBS組與Control組相比差異無顯著性。MS組、GBS組CSF中的IL-16水平均高于Control組(P<0.05),Serum 中IL-16的水平均低于對照組(P<0.05),但MS組與GBS組間均無統計學意義。結論 CSF 中MBP對MS及GBS的發病均有很高的敏感性;Serum 中MBP僅對MS發病有一定敏感性;GBS發病早期神經根髓鞘的脫失可能更嚴重;中樞神經系統局部產生的IL-16參與了MS及GBS發病的炎癥過程。

【關鍵詞】  多發性硬化;Guillain-Barré綜合征;髓鞘堿性蛋白;白細胞介素16

Myelin basic protein and IL-16 in the cerebrospinal fluid and serum of patient with multiple sclerosis or guillain-barre syndrome

  TIAN Zuo-jun, ZHAO Xue-xu, LI Zuo-han, et al.Department of Neurology, First Affiliated Hospital to Guangzhou Medical College, Guangzhou 510120,China

  【Abstract】 Objective To determine the levels of myelin basic protein (MBP) and interleukin 16 (IL-16) in patients with multiple sclerosis (MS) or guillain-barre syndrome (GBS). Methods The levels of MBP and IL-16 were measured in patients with MS (45 cases) or GBS (36 cases) by ELISA method and compared with those in subjects of controls (33 cases). Results Levels of MBP in CSF from the control, GBS and MS patients were significantly higher than those in serum samples from these patients (P<0.01), but levels of IL-16 in CSF were significantly lower than the serum IL-16. Levels of MBP in CSF were significantly higher in MS and GBS patients than those in control subjects, and level of CSF, MBP in MS patients was also higher than that in GBS patients. Level of MBP in serum was significantly higher in MS patients than that in control and GBS subjects (P<0.01), but no difference was found between GBS and control subjects. Levels of IL-16 in CSF were significantly higher in MS and GBS patients than those in control subjects (P<0.05), but levels of serum IL-16 were significantly lower in MS and GBS patients than those in control subjects (P<0.01). No differences were found in the levels of IL-16 in CSF and serum between MS and GBS patients. Conclusion MBP in CSF was quite sensitive during the onset of both MS and GBS, but serum MBP was only sensitive to MS. Demyelination on the nerve root may be apparent during the onset of GBS. IL-16 originated from CNS participates in the myelinolysis inflammation of MS and GBS.

  【Key words】 multiple sclerosis; guillain-barre syndrome; myelin basic protein; interleukin-16

  多發性硬化(multiple sclerosis, MS)和 Guillain-Barré綜合征(GBS)都是以脫髓鞘為特征疾病,且均與自身免疫應答密切相關。發病機制中都有炎性細胞因子參與其炎癥過程。用髓鞘堿性蛋白(MBP)來免疫動物可同時誘發實驗性自身免疫性神經炎(EAN)和實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)[1],將MS及GBS聯系在一起,提示在兩者的發病中存在共同的機制。但兩者差別很大,MS以中樞神經系統脫髓鞘為主要特征,且多為緩解-復發病程;但GBS是周圍神經系統脫髓鞘,絕大多數是單項病程,罕見有復發的病例報道。本研究檢測MS及GBS發病時腦脊液(cerebrospinal fluid, CSF)及血清(Serum)中MBP及白細胞介素16(interleukin-16, IL-16)的水平,具體探討兩者在發病機制中的差別。

  1 資料與方法

  1.1 研究對象 MS組,按McDonald標準[2]確診為MS的共45例,男20例,女25例;年齡10~68歲,平均(43.3±14.2)歲;發病時間14~26天,中位時間19天;總病程14天~20年,平均23.1個月。GBS組,收集2000年9月—2006年3月按Asbury標準[3]診斷為GBS的標本共36例,男19例,女17例;年齡13~69歲,平均(44.2±14.5)歲;發病時間3~17天,中位時間8天。MS組和GBS組入組前均使用過小量激素治療。Control組,33例,男15例,女18例;年齡18~71歲,平均(41.3±143)歲;其中CSF18例來自腰麻的痔瘡或肛瘺的擇期手術病人,9例血管性頭痛和6例低鉀麻痹;Serum 33例,男17例,女16例;年齡17~59歲,平均(420±14.3)歲;均為血站健康獻血者。

  1.2 研究方法

  1.2.1 樣本的采集 MS組和GBS組,于入院次日早餐前抽靜脈血3ml,以3000r/min離心15min得Serum 1ml。腰穿得CSF 1ml,均于采集標本后30 min內放入-70℃的冰箱中保存備用。對照組樣本也同樣的方法收集。

  1.2.2 樣本的測定 用ELISA 檢測MBP和IL-16。MBP試劑盒從美國Diagnostic System Laboratories Inc 訂購。hIL-16試劑盒,經晶美公司從美國R&D公司訂購。嚴格按說明書操作。

  1.2.3 GBS組肌電圖檢查 對36例患者均采用美國產Nicolet Biomedical肌電誘發電位儀進行運動、感覺神經傳導速度、F波及H反射的檢測。運動神經共300條,感覺神經共200條,F波共150條,H反射60條。按肌電圖操作規范操作。室溫保持在21℃~29℃。

  1.3 統計學分析 數據正態的以均數±標準差(x±s)表示,非正態的以中位素(四分位間距)M(Qn)表示。三組間均數比較,數據呈正態的用方差分析,非正態的取秩次后再采用方差分析。兩組間均數比較用t檢驗。兩變量間的關系用Spearman相關分析。經SPSS 10.0軟件處理,定P<0.05為差異有顯著性。

  2 結果

  2.1 MS、GBS和對照三組間CSF和Serum中MBP和IL-16的水平比較 MS、GBS和對照組三組中CSF MBP的水平均明顯高于Serum MBP的水平(P<0.01),而CSF IL-16的水平均明顯低于Serum IL-16的水平(P<0.01)。MS組、GBS組CSF中MBP的水平高于Control組(P<0.01),且MS組高于GBS組(P<0.01);MS組Serum 中MBP水平高于GBS組及Control組(P<0.01),GBS組與Control組相比差異無顯著性。MS組、GBS組CSF中的IL-16水平均高于Control組(P<0.05),Serum 中IL-16的水平均低于對照組(P<0.05),但MS組與GBS組間差異無顯著性,見表1。

  2.2 相關性分析 對共同檢測CSF和Serum樣本(MS組38例,GBS組29例)的數據進行相關性分析發現,MS組CSF中 MBP水平和IL-16水平顯著相關(r = 0.490,P<0.01),CSF MBP和Serum MBP水平亦呈顯著的正相關(r=0.402,P<0.05),余變量間無相關性;GBS組CSF和Serum中MBP和IL-16水平均無相關性。

  2.3 肌電圖結果 300條運動神經異常率達77%,感覺神經共200條異常率達66%,150條F波異常率80%,60條H反射異常率57%。

  2.4 對照組中冬季Serum 標本和夏季標本的比較 冬季Serum標本(14例)IL-16的水平顯著高于夏季標本(14例)的水平(P<0.01),但冬季標本MBP的水平和夏季標本相比差異無顯著性(見表2)。表1 MS、GBS Control 三組間MBP和IL-16水平的比較注:與Control組相比,●P<0.01;與GBS組相比,#P<0.01;與Control組及GBS組相比, ★P<0.01;與Control組相比,◆P<0.05;與Control組相比, ▓P<0.05;與Serum相比,▲P<0.01;與Serum相比,▼P<0.01表2 對照組中冬、夏兩季Serum標本注:與夏季標本水平相比,*P<0.01

  3 討論

  多發性硬化(MS)和 Guillain-Barré綜合征(GBS)分別是分布在中樞神經系統和周圍神經系統的以脫髓鞘為特征疾病,均與自身免疫應答密切相關。具體病因尚不清楚,迄今的研究支持“分子模擬”學說[1]:遺傳易患個體暴露于某種環境因素(如感染、寒冷等)以后使體內與免疫系統相隔離的自身抗原MBP和蛋白脂蛋白(PLP)等暴露,通過激活免疫活性細胞分泌致炎性細胞因子誘發對髓鞘成分的異常自身免疫應答而發病。如果是分布在中樞的自身抗原暴露主要則引起MS,若是分布在周圍神經系統的自身抗原暴露為主則引起GBS。MBP在中樞及周圍神經系統的髓鞘中均有分布,將兩者聯系在一起。但兩者在臨床特征及對于激素治療的敏感性等方面均有很大差異,故引發國內外學者對兩者發病機制中差異的深入思考,成了國內外學者關注的研究熱點之一。本實驗用ELISA方法測定MS組、GBS組和Contrl組CSF及Serum中的MBP的水平,結果發現MS組CSF及Serum 中MBP水平均高于GBS組及Control組,且MS患者CSF MBP和Serum MBP水平顯著相關,提示作為主要自身抗原之一的MBP對MS的發病有很高的敏感性。在GBS組,CSF中MBP的水平高于Control組,Serum 中MBP與Control組相比無統計學意義,提示GBS患者雖然是周圍神經可以廣泛受累脫髓鞘,但在發病的早期,可能以包裹在軟脊膜以內的前根、后根等部位的髓鞘脫失更加嚴重。臨床上GBS組患者F波及H反射異常率較高(分別為80%和57%),也證實近端神經根的脫髓鞘更為顯著。MS組CSF及Serum 中MBP水平均高于GBS組證實了中樞神經系統和周圍神經系統的髓鞘有著不同的生化特性。MBP中樞和周圍神經系統均有分布,在中樞神經系統的髓鞘中是主要成分,但在周圍神經系統的髓鞘蛋白中只占較少部分,與國內魏崗之等觀點相一致[4]。MBP在周圍神經系統的髓鞘蛋白中雖然只占較少部分,但對GBS發病仍有較高的敏感性,且發病時CSF中的水平升高,Serum中水平無明顯變化可作為GBS與MS相區別的特征之一。

  髓鞘的成分可刺激致炎性CK的分泌。國外有研究發現不管是中樞還是周圍神經系統的髓鞘,純化的MBP及P2蛋白都可誘導鼠巨噬細胞產生TNF及IL-12[5]。在MS的研究中,用Ag刺激PLP多肽專一性CD8+CTL培養板,可誘導IL-16的產生[6]。本研究中MS組CSF中MBP的水平和IL-16的水平顯著相關,血清中MBP的水平和IL-16的水平無相關性,提示MBP可能在中樞神經系統誘導IL-16的產生。MS組CSF中MBP的水平和IL-16的水平有相關性,GBS組中兩者無相關性,可能與GBS的病因更加復雜及MBP在周圍神經系統髓鞘蛋白的成分中所占的比例較少有關。

  IL-16來源比較廣泛,激活的CD8+T細胞、嗜酸性細胞等均可產生。它是一個非特異性的多功能調節介質。有化學趨化作用,能夠刺激CD14+、CD4+單核細胞和分化中的巨噬細胞分泌TNFα、IL-1、IL-6等致炎因子參與免疫性疾病的炎癥過程[7]。本研究用ELISA方法測定MS組、GBS組和Control組CSF及Serum中的IL-16的水平,結果發現三組中CSF IL-16的水平均低于Serum中IL-16的水平,說明由于血腦屏障的存在,主要是CNS局部產生的IL-16在起作用。有報道表明,在CNS中小腦和海馬等處的神經元胞體內含IL-16前體,經caspase-3作用后即釋放出活性IL-16[8];Skundric等對39例MS患者的尸體解剖發現和對照組相比MS的病灶中IL-16前體及活性IL-16的水平明顯升高,且IL-16 的水平和活性caspase-3 的水平相關[9],從而提示IL-16在CNS具有自分泌功能,在受自身抗原刺激后在CNS局部產生的IL-16參與了MS的炎癥過程。本實驗中MS組及GBS組CSF IL-16的水平顯著高于對照組,MS組和GBS組之間無統計學意義,而血清IL-16水平還低于對照組,從臨床上直接證實中樞局部產生的IL-16參與介導了MS及GBS的發病。在Skundric等對MS的研究中還發現:IL-16在MS的急性病灶中水平最高,亞急性病灶中開始下降,在慢性發作性病灶中又上升[9],從而提示IL-16和MS的發病關系更密切相關。IL-16在GBS中的研究,國內外報道均很少。

  本研究還發現對照組血清標本中冬季IL-16的水平顯著高于夏季的水平,但冬季MBP的水平和夏季相比差異無顯著性。提示冬季氣候寒冷正常人群外周血中IL-16水平即會上調。有報道在rhIL-16的刺激下CD14+、CD4+單核細胞和分化中的巨噬細胞都能分泌TNFα、IL-1β和IL-6[7]。它們是介導MS及GBS發病的主要炎性介質[5,10]。TNFα可以直接破壞髓鞘,IL-1β起協同作用,而IL-6在MS及GBS的體液免疫機制中發揮重要作用。可見冬季正常人群血清中IL-16水平的上調為其他炎性因子的分泌提供了前提,這可能是MS、GBS等有遺傳易患素質的個體容易在冬季發病的可能機制之一。

  受臨床條件限制,本研究中,MS和GBS兩組Serum標本IL-16的水平均低于對照組,可能與本研究樣本量較小且MS組、GBS組入組前使用過小量激素治療有關。激素治療可能對Serum中IL-16的影響比CSF中IL-16的影響更顯著。但是否與此有關具體尚不清楚,需要做更大規模的臨床研究或多研究的薈萃分析來進一步證實。

【參考文獻】
    1 王維治,羅祖明. 神經病學,第5版. 北京: 人民衛生出版社,2005, 102.

  2 Polman CH, Reingold SC, Edan G, et al. Diagnostic criteria for multiple sclerosis: 2005 revisions to the "McDonald Criteria". Ann Neurol, 2005, 58(6): 840-846.

  3 Asbury AK, Cornblath DR. Assessment of current diagnostic criteria for Guillain-Barré syndrome. Ann Neurol, 1990, 27 Suppl: S21-24.

  4 魏崗之,袁錦楣,張津. 神經系統脫髓鞘性疾病. 北京: 人民衛生出版社,2003, 2.

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  10 Zhu J, Bai XF, Mix E, et al. Cytokine dichotomy in peripheral nervous system influences the outcome of experimental allergic neuritis: dynamics of mRNA expression for IL-1 beta, IL-6, IL-10, IL-12, TNF-alpha, TNF-beta, and cytolysin. Clin Immunol Immunopathol, 1997, 84(1): 85-94.


作者單位:廣東醫學科研基金項目(編號:A2007250) 1 510080 廣東廣州,廣州醫學院第一附屬醫院神經內科(Δ通訊作者)  2 210029 江蘇南京,南京腦科醫院神經內科(ΔΔ檢驗科)  3 210029 江蘇南京,南京市中醫院麻醉科


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