Rasmussen脑炎发病机制的研究现状

The Pathogenesis and Research Status of Rasmussen Encephalitis

摘要: Rasmussen脑炎(Rasmussen encephalitis, RE)是一种罕见，儿童时期起病，常累及一侧大脑半球的慢性炎症性疾病，表现为难治性局灶性癫痫、部分性癫痫持续状态(epilepsia partialis continua, EPC)和进行性加重的神经功能缺损症状如偏瘫、偏盲和智力减退等。近半个世纪以来，尽管对于这种严重致残性疾病的研究不断取得重大进展，但该病的病因至今尚不明确，大脑半球离断术仍是临床治疗最重要的方法。本文就RE发病机制的研究现状做一综述，供同行参考。

Abstract: Rasmussen encephalitis (RE) is a rare, childhood onset, and chronic encephalitis involving one side of the hemisphere. This disease manifested as refractory focal epilepsy, epilepsia partialis continua (EPC) and progressive neurological deficits such as hemiplegia, hemianopia and mental retardation. For nearly half a century, the significant progress of the disease has been made significant progress, but the pathogenesis of the disease is not clear, the hemispherotomy is still the most effective clinical treatment. This paper will review the pathogenesis of RE for colleague’s reference.

1. 前言

1958年，加拿大蒙特利尔神经病学研究所Theodore Rasmussen及其同事报道3例由于大脑慢性局灶性炎症所致的局灶性癫痫病例，命名为Rasmussen encephalitis (RE) [1] 。根据Rasmussen的描述，RE患儿童脑组织的病理学特点主要是神经元丢失、淋巴细胞浸润和小胶质细胞结节，和其他病毒性脑炎相似。因而Rasmussen提出本病的病因可能为病毒感染所致 [2] ，但之后相关研究一直未发现病毒感染的直接证据 [3] [4] ，多数人认为是一种自身免疫介导的炎症性疾病。目前关于RE的发病机制主要集中在两方面：其一为病毒感染学说；其二为自身免疫炎症反应学说。本综述分述如下。

2. RE的病毒感染学说

病毒感染与RE的发生一直是神经病学家关注的热点。由于RE患者的临床表现和脑组织病理学特点极具类似于病毒性脑炎，因此许多研究人员认为是病毒感染诱发了RE患者脑组织的炎症反应导致上述病理变化 [2] 。近几十年来，国内外许多研究陆续发现病毒感染与RE发生的相关证据。Walter等人的研究中利用聚合酶链反应方法，对2例RE患者脑组织中的疱疹病毒家族成员的脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)进行了特异性扩增，检测到Epstein-Barr (EB)病毒的扩增片段，据此提出RE的发生可能与EB病毒感染有关 [5] ；Power等人的研究检测到RE患者脑组织人巨细胞病毒(human cytomegalovirus, HCMV)抗原多存在于神经元、星形细胞、胶质细胞和内皮细胞中，从而推断RE的发生可能与HCMV感染有关 [6] ；Jay等人从10例RE患者脑组织分别提取的DNA进行聚合式酶链反应，其中6例患者出现HCMV特异性扩增片段，另外2例则出现单纯疱疹病毒1型(herpes simplex virus 1, HSV-1)的特异性扩增片段 [7] 。McLachlan等利用更昔洛韦抗病毒治疗4例早期RE患者，3例患者症状有不同程度的缓解 [8] ；Merkler等利用淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒(lymphocytic choriomeningitis virus, LCMV)感染幼鼠，免疫系统中病毒特异性细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)可消除除神经元之外的大多数组织中LCMV，但病毒可在幼鼠神经元中持续存在，它既不能被CTL清除，也不引起免疫损伤，却能诱发成年鼠LCMV的再感染，其脑组织炎性改变与RE病理表现相似 [9] ，据此Merkler提出病毒“似曾相识学说(déjà vu假说)”，认为这种感染–再激活模式可能与RE的发生有关。Takahashi等研究发现，近一半的RE患者癫痫发作前有病毒感染史和(或)疫苗接种史 [10] 。栾国明等对4例RE患者脑组织人乳头瘤病毒(human papilloma virus, HPV)抗原检测发现，有3例患者脑组织HPV抗原阳性，从而推测早期HPV感染可能导致RE的发生 [11] 。总之，虽然上述研究均从RE患者的脑组织中检测出病毒的组分，但没有任何研究小组从脑组织中分离检测出感染性病毒颗粒；此外还有少数病毒核酸检测阴性的报道。故RE发病与病毒感染的关系，尚需大量收集RE患者脑组织样本进行深入的研究予以阐明。

3. 自身免疫炎症反应学说

RE发病的自身免疫炎症反应学说主要包括谷氨酸受体抗体介导的体液免疫、神经胶质细胞和T淋巴细胞介导的细胞免疫。

3.1. 谷氨酸受体抗体介导的体液免疫

近些年来，谷氨酸受体学说在RE发病机制的研究进展中尤为突出。谷氨酸受体分为促离子型谷氨酸受体(ionotropicGluRs, iGluRs)和促代谢型谷氨酸受体(metabotropic GluRs, mGluRs)，它们在中枢神经系统具有重要功能。促离子型谷氨酸受体主要分为三种类型：N-甲基-D-天冬氨酸(N-Methyl-D-aspartic acid, NMDA)型，α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸酯(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isox-azolepropionic acid receptor, AMPA)型和红藻氨酸型。NMDA类型GluR形式为异四聚体，通常由两个GluN1亚基和两个GluN2(A-D)或GluN3(A-B)亚基组成，因NMDA型GluR亚基具有分子多样性，它在神经系统发育、突触可塑性、学习和记忆等方面均有重要生理作用，同时NMDA类型GluR也参与了缺血性脑血管病、神经变性疾病和癫痫等疾病的病理过程 [12] [13] 。1993年，Rogers率先在RE患者体内发现谷氨酸受体-3(GluR3)的抗体，后续实验中，利用GluR3融合蛋白免疫家兔，其中有50%产生抗体的家兔出现癫痫症状，其双侧大脑半球病理学特征与RE相似，应用反复血浆置换降低家兔血清中的GluR3抗体滴度后，癫痫发作频率明显减少；进一步将上述血浆反复置换的方法应用于治疗患儿，临床效果与动物实验一致，因此考虑RE可能是一种通过GluR3抗体介导的自身免疫性疾病 [14] [15] 。后来的研究提出GluR3参与神经元兴奋毒性损伤和补体介导的细胞损伤，通过直接过度刺激受体离子通道或间接通过复合物介导细胞死亡的方式来损害神经元及星型胶质细胞 [15] 。Takahashi等人研究中，在RE患者的血清和脑脊液中检测到具有诱导突触可塑性和发育的抗GluN2B的自身抗体 [13] 。随着谷氨酸受体抗体学说研究的不断深入，许多可以激活谷氨酸受体使神经元及胶质细胞兴奋的抗体陆续在RE患儿体内发现，如细胞质突触前蛋白Munc18的抗体、抗谷氨酸受体ε2自身抗体和烟碱型乙酰胆碱受体α7抗体 [12] [16] [17] 。但也有不同的研究结果，例如Levite等在1999年就发现GluR3B肽免疫BALB/c，C3H/HeJ，SJL/J品系小鼠与RE患者脑组织的病理变化极具相似，但不能复制癫痫，即使诱导进入脑内进而破坏血脑屏障也不能产生癫痫的病理。有作者发现谷氨酸受体抗体对RE并不是特异的，也可见于其他类型癫痫中，尤其是顽固性“灾难性癫痫”。同时也存在RE患儿抗谷氨酸受体抗体为阴性的情况 [18] 。因此，谷氨酸受体抗体介导的体液免疫学说也存在一定局限性，尚不能够完全揭示RE的发病机制。

3.2. 神经胶质细胞和T淋巴细胞介导的细胞免疫损伤

有研究认为除了谷氨酸受体抗体介导的体液免疫学说外，T淋巴细胞介导的免疫应答也是导致RE患者脑组织发生炎症反应的重要机制。在RE患者脑组织中，T淋巴细胞介导的免疫应答机制被激活可能是患者体内特异性抗原所致。1999年，Levite M等在RE动物模型中发现了抗GluR3B的T细胞，并认为CTL介导的自身免疫反应在RE的发病中起主要作用 [19] 。Tilman等人对RE患者脑组织病理研究显示，星形胶质细胞的凋亡及随后的神经元丢失是RE特征性表现，而其他疾病患者、健康对照组则无此病理改变。这些组织中的星形胶质细胞显示了I型组织相容性复合物(major histocompatibility complex, MHC)-I的上调表达。由此认为，CTL的特异性攻击可能导致RE患者神经元的丢失，而星形胶质细胞的丢失在神经元功能丧失、诱导癫痫以及加速神经元细胞死亡中可能起一定的作用 [20] 。Gahring等进一步发现CTL攻击神经元后，释放颗粒酶B (Granzyme B, GB)促进神经元的凋亡 [21] 。2002年，Bien CG等发现富含GB的CD8⁺ T淋巴细胞直接附着于MHC-I类分子阳性的神经元，提出RE的发病机制可能是CTL介导的神经元损伤 [22] [23] 。2005年，Tekgul H等支持RE的发病机制为CD8⁺ T淋巴细胞介导的免疫反应，而白介素-6 (interleukin 6, IL-6)的增加显示了炎症的严重性 [24] 。2007年Bauer J等进一步印证了星形细胞凋亡和随后的神经元缺失是RE的特征性表现，且在皮层和白质均可出现 [25] 。2009年，Takahashi对RE患者的脑脊液进行分析，CD34、CD44和CD84 T淋巴细胞比例在整个病程中均增高，其中CD4⁺ T细胞逐渐增加而CD84-T细胞逐渐减少，CD3⁺ T细胞水平为波浪形，早期增加，中期降低，后期再次升高 [10] ，提示T细胞参与神经元的损伤。Takahashi等又检测了20例RE患者的血清及脑脊液的抗NMDA-GluR-ε 2亚单位抗体(GluR的一种亚型)及其抗原决定簇，认为抗GluRε 2抗体可能是伴有/不伴有EPC的RE的一种诊断性标志，周围血循环中的GluRε 2刺激并激活T细胞，由此推测是细胞免疫及随后发生的抗GluRε 2的体液免疫促成了RE的病理生理学过程 [10] [26] 。随即对18例患者脑脊液中N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)型谷氨酸受体抗体进行了检测，发现GluN2B和GluN1受体抗体水平明显高于对照组患者且癫痫发作频率越高其抗体滴度越高 [27] 。Mirones等人的研究发现细胞毒性T淋巴细胞在RE患者脑组织内浸润损伤区域表达趋化因子受体3 (chemokine receptor 3, CXCR3)，而神经元和星形胶质细胞在相同区域表达CXCL10，通过CXCR3-CXCL10轴参与激活刺激细胞毒性T的淋巴细胞导致患者脑组织发生病理变化而这种趋化现象可能被用来作为药物治疗的潜在靶点 [28] 。Khojah等人通过对7例患者脑组织进行免疫组织化学染色发现大部分是表达CD103和CD69的CD8阳性永久型T淋巴细胞并贯穿于炎症反应的整个过程，临床上早期利用那他珠单抗等单克隆抗体可有效阻止T淋巴细胞通过血脑屏障从而达到抑制免疫炎症反应延缓病情的进展 [29] 。

综上，关于RE的病因目前存在病毒感染、谷氨酸受体抗体介导的体液免疫和神经胶质细胞和T细胞介导的免疫损伤等自身免疫炎症反应学说，虽然上述学说可在RE患者脑组织病理学研究中或多或少得到一些证据支持，单一学说均不能完全解释RE的发病机制。而临床上根据上述发病学说给予患者抗病毒、血浆置换和免疫抑制剂等治疗，可在一定程度上改善RE患者的临床症状，说明病毒感染、自身免疫和T细胞免疫均参与了RE的发生发展，三者之间可能存在一定关联，促进疾病的进一步发展 [30] [31] [32] [33] 。此外，由于RE为一种罕见病，发病率低，致使癫痫临床诊治中心能够获得的临床样本量偏小，成为制约研究RE相关发病机制的关键因素。为此，国际上于2011年由约翰霍普金斯医学院和加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院共同发起RE国际组织转移计划，目前已得到许多国家大型癫痫临床诊治中心的支持，旨在实现脑组织标本共享和研究合作，以加快RE发病机制的研究步伐 [34] 。国内由首都医科大学三博脑科医院栾国明教授率先倡导建设RE研究联盟，目前已得到多家医院响应。相信通过国内外的交流与合作，RE发病机制的谜底终将被解开。

总之，近几十年来，国内外对RE的发病机制已进行大量研究，在发病机制方面取得了一系列研究成果，但其确切的发病机制仍未明确，有待今后继续研究和探讨。

基金项目

北京市博士后工作经费资助项目(2020-ZZ-006)；中国博士后科学基金面上资助(2020M680608)；国家自然科学基金(81790654, 81790650)。

NOTES

^*通讯作者。