多发性硬化症患者亚群的病变发生：先天免疫的作用？

摘要

介绍

炎症性脱髓鞘斑块伴部分轴突保存和反应性胶质增生是多发性硬化（MS）病理学的特征，尤其是在疾病的早期（复发）阶段(普里尼亚斯，1985年;库泽尔尼格等., 2005). 大多数研究都认为，活跃的脱髓鞘发生在炎症反应的背景下，包括静脉周围积聚的T和B淋巴细胞，这些淋巴细胞也会扩散到中枢神经系统的实质中(特拉戈特等., 1983;博斯等., 1983). 巨噬细胞和活化的小胶质细胞粘附在部分受损的髓鞘和轴突上，表明这些细胞在破坏过程中起着重要作用(巴宾斯基，1885年;普利尼亚斯，1985年;埃西里和雷丁，1987年;弗格森等., 1997;陷阱等., 1998). 然而，这种炎症损伤是否是组织损伤的初始事件目前尚不确定。

最近使用磁共振成像（MRI）对MS早期（复发）患者进行连续检查的研究表明，磁化转移率（MTR）扫描可以显示正常白质（NAWM）在几天到几周后发展为新T2病变的部位的细微局灶性变化(菲利比等., 1998). 此外，使用磁共振波谱（MRS）的平行研究表明，轴突的细微变化可能先于经典MS斑块的形成(纳拉亚南等., 1998). 由于这些变化发生在血脑屏障明显受损之前（通过钆-DTPA的渗漏进行评估），这些组织变化似乎先于炎症。此外，对脑血流的研究也揭示了在血脑屏障破坏和表观扩散系数变化之前的变化(维费尔等., 2004).

关于早期MS病变的神经病理学性质的报告数据相互矛盾。人们一致认为，许多MS斑块可以由小的静脉周围炎性脱髓鞘病变汇合而形成(Rindfleisch，1863年;道森，1916年)在一个例外的病例中，首次脑活检显示静脉周围炎性脱髓鞘病变，但在第一次活检后76天对同一患者进行第二次活检，发现同一部位有融合的脱髓鞘斑块(比奇等., 1999). 在一项对大量在疾病早期死亡的患者的研究中，也描述了类似的静脉周围融合病变模式(同性恋等., 1997). 然而，另一个发病机制是巴内特和普林内斯（2004）他描述了斑块内小胶质细胞活化与少突胶质细胞凋亡的早期变化。事实上，即使在Barnett和Prineas的研究中，在这些病变附近也发现了一些静脉周围炎症，包括T细胞，但炎症浸润与组织损伤部位在地形上无关。类似地，进行性MS患者的“（p）再激活”病变也被描述为小胶质细胞激活、淋巴细胞血管周堆积和组织水肿的区域，而无活跃脱髓鞘(德格罗特等., 2001). 这些观察结果表明，T细胞可能不一定负责触发一些MS病变中的髓鞘破坏。

我们最近描述了MS患者脱髓鞘的不同模式，这至少可以部分解释上述不同的解释(卢奇内蒂等., 2000). I型和II型病变类似于经典的合并型MS病变(卢奇内蒂等., 2000)它们也类似于实验性自身免疫性脑脊髓炎的病变(鹳鸟等1998年). 在实验模型中，这种病变确实是由静脉周围脱髓鞘融合而形成的。另一方面，III型病变与巴内特和普林内斯（2004）这种损伤缺乏一个实验模型，直到有人提出细菌脂多糖（LPS）局部注射到脊髓白质引起的炎性脱髓鞘损伤导致类似于III型损伤的脱髓鞘(毛毡等., 2005). 对于III型MS早期病变或LPS诱导脱髓鞘的新实验模型中涉及的机制知之甚少。

在这项研究中，我们发现患有III型脱髓鞘的MS患者和患有LPS诱导的脱髓鞘的大鼠在NAWM中都表现出相似的组织变化，并且这些变化先于脱髓鞘。本研究的主题是对这些预先髓鞘化组织改变的详细描述。

材料和方法

结果

我们首先使用大半球或双半球切片（标记为CD68和HLA-D的免疫细胞化学），在对照组和MS患者的NAWM中寻找无脱髓鞘的小胶质细胞激活的局部区域。在对照组脑切片中，我们发现分散的CD68或HLA-D表达小胶质细胞，脑白质内弥散分布。未发现小胶质细胞活化的病灶或小胶质结节。多发性硬化症脑切片显示白质有多处炎性脱髓鞘病变。由于疾病的性质[急性多发性硬化或复发缓解型多发性痴呆（RRMS）伴暴发性加重]，大多数病变处于活动性脱髓鞘阶段。在III型脱髓鞘患者的脱髓鞘斑块外可见小胶质细胞活化的病灶区，但在II型脱髓磷脂患者中未见。

MS患者的II型斑块由静脉周围脱髓鞘病变汇合而成：

在表现出II型脱髓鞘病变的MS患者中，存在大量活跃的脱髓鞘病灶，其特征是淋巴细胞和强烈的巨噬细胞浸润(补充图1a–c). 巨噬细胞含有丰富的髓磷脂降解产物，对所有检测的髓磷脂抗原都具有反应性。在这些病灶的边缘有密集的巨噬细胞边缘(补充图1b)位于脱髓鞘轴突和髓鞘部分破坏的其他轴突之间。如前所述(卢奇内蒂等., 2000)在这些区域检测到活性补体（C9neo）沉淀。病变中发现大量轴突球体，表明急性轴突损伤和横断。病变边缘存在含有髓鞘降解产物的活化分支小胶质细胞，通常与部分受损的髓鞘有关。

在NAWM（即大体检查显示正常的白质）中，发现许多小静脉有血管周围炎性浸润，并扩散到邻近的白质实质(补充图1). 这种炎症浸润通常与活跃的髓鞘破坏和轴突损伤有关。在脱髓鞘斑块边缘，血管周围炎症和脱髓鞘的静脉密度高于远离病变的NAWM(补充图1a–k）。与活动斑块相关的静脉周围脱髓鞘病变在斑块边缘常见。血管周围病变中未发现MAG优先丢失(补充图1f和g). 血管周围浸润含有大量T细胞（主要是CD8⁺)散在邻近脱髓鞘血管周围区。脱髓鞘与巨噬细胞的深度激活（图1h）和C9neo抗原的血管周沉积有关(补充图1j). 在远离斑块的NAWM中未观察到小胶质细胞激活的灶区。

具有III型脱髓鞘的MS组织显示，在没有脱髓鞘的情况下，NAWM中小胶质细胞活化的局灶性斑块：

如前所述，活动性III型病变显示组织损伤的组织学特征，与缺氧样损伤非常相似。在这些病变中存在血管周围炎症，但这些血管周围炎症浸润经常被完整组织包围(Aboul Enein公司等., 2003). 因此，这些白质病变中的脱髓鞘发生在距离血管较近的地方，而不是像II型脱髓鞘那样紧邻血管。主动脱髓鞘III型病变显示原发性脱髓鞘(图1a-e)轴突损伤程度不同(图1f和g)，优先失去MAG(图1d和e)和CNPase，少突胶质细胞凋亡样细胞死亡，但无补体C9neo沉积(Aboul Enein公司等., 2003). 活动性脱髓鞘与T淋巴细胞对组织的弥漫浸润有关，其中CD8⁺T细胞数量大大超过CD4⁺单元格(表3). 与T细胞相比，B细胞对组织的渗透性较低，并且在不同的病变之间存在差异。巨噬细胞和活化的小胶质细胞强烈表达一系列活化标记物，包括MHCⅠ类和Ⅱ类抗原、CD68、CD163、同种异体炎症因子-1（AIF-1）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和髓过氧化物酶（MPO）；图2，表3).

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图1

III型病变。(一)大脑半球切片，CD68免疫细胞化学标记（病例类型III C）。有多个活跃的脱髓鞘病变，显示CD68的高度免疫反应。此外，斑块周围有广阔的区域，以及独立于斑块的区域，这些区域对CD68（小胶质细胞激活区域）的反应较弱。矩形表示大脑的区域，如图b和图c所示(b条和c（c）)放大矩形中显示的区域(一). 对连续切片进行CD68（b）免疫细胞化学标记，并用卢克索固蓝（c）染色。CD68反应性强的区域表示脱髓鞘活跃的区域（图1c中用A标记）。CD68中度表达的区域在无活跃脱髓鞘的LFB染色切片中显示水肿（图1c中的E）。此外，活动斑块之间有一大片弥漫性小胶质细胞活化区域（图1b），显示髓鞘密度有不同程度的降低（图下部）；该区域在图1c中以虚线表示。(d–g)髓磷脂抗原免疫细胞化学（如图所示）、正常白质中APP和神经丝（NF）（NAWM；d，e，f，g）。显示了弥漫性小胶质细胞激活区域（“脱髓鞘前”：PREDM；dd，ee，ff，gg）和活跃脱髓鞘损伤区域（ddd，eee，fff，ggg）。与NAWM相比，“髓鞘形成前”病变表现出类似的MOG免疫反应性，没有脱髓鞘，也没有具有髓鞘降解产物的巨噬细胞，但有一些液泡，提示水肿。与NAWM相比，MAG在“预先髓鞘化区域”的免疫反应性显著降低，标记部分碎片化为小颗粒结构。在“预先髓鞘化”区域可见一些对淀粉样前体蛋白具有免疫反应的轴突，提示急性轴突损伤，但在神经丝染色的部分没有可见的轴突丢失。在典型的活动性病变中，MOG的免疫反应性显著降低，但仍存在MOG反应纤维。还有许多巨噬细胞具有MOG反应性降解产物。相反，MAG反应性完全丧失；许多轴突含有APP的免疫反应性，并且在神经丝染色的切片中轴突密度明显降低。

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图2

与NAWM患者相比，III型病变不同阶段的炎症和小胶质细胞激活。该图分为三列，分别显示了表现为III型脱髓鞘的MS患者的NAWM组织、“脱髓鞘前病变”和主动脱髓鞘病变。行显示CD8的表达式⁺（MHC I限制性T细胞(一)不同的巨噬细胞和小胶质细胞活化标记物(b–g)，HIF-1α(小时)和纤维蛋白(i–米). “髓鞘前”病变中的T细胞局限于血管周围间隙（aa），而在活动斑块（aaa）中扩散到病变中脱髓鞘前病变在CD68、HLA-D、iNOS和MPO的小胶质细胞中显示出深刻的上调，而在活动性病变中，CD68和MHCⅠ类（β2M）的表达最为广泛。HIF-1α主要表达于“髓鞘前病变”。纤维蛋白的免疫细胞化学显示，纤维蛋白在“预先髓鞘化”病变中沉淀，而在活动性病变中，免疫反应是弥散的，部分也存在于活化的星形胶质细胞的细胞质中。（j–m）纤维蛋白和其他细胞标记物的共焦双标记（j中的神经丝和PLP；k中的GFAP；l中的AIF-1/Iba-1和m中的CD68）。由于没有联合标记，我们得出结论，纤维蛋白沉淀物存在于细胞外空间，尽管它们与轴突球体紧密相连(j个)激活的小胶质细胞（l和m）。

在III型患者的NAWM中，我们没有发现与II型患者相似的静脉周围脱髓鞘病变。然而，我们确实发现在巨噬细胞或小胶质细胞内没有髓鞘降解产物的区域，在没有可检测到的脱髓鞘的情况下，存在大量的小胶质细胞活化区域。这种小胶质细胞激活区域位于活动性脱髓鞘病变边界周围的广阔区域，但作为独立于活动性脱髓鞘斑块发生的单独病变出现的频率较低(图1a-c). 为了证实这些病变与脱髓鞘斑块的独立性，我们还对整个病变进行了连续切片。这些发现表明，在表现出低氧样III型脱髓鞘的MS患者中，小胶质细胞活化的局部区域可能先于脱髓鞘斑块的形成。这些变化在所有III型患者中都存在，但在IIIA和IIIC患者中最为明显。

“预先髓鞘化”III型病变的免疫病理学

在卢克索快速蓝染色的髓鞘切片中，小胶质细胞激活区域出现为具有一些空泡化组织结构和髓鞘密度降低的区域，显然反映了水肿导致的细胞外空间加宽。对不同髓磷脂抗原[MAG、髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白（MOG）、PLP和CNPase]的免疫细胞化学证实有髓纤维密度降低，并显示与邻近正常白质相比，MAG和CNPase的染色进一步减少(图1d至eee). 然而，巨噬细胞或小胶质细胞中存在髓磷脂降解产物，表明少突胶质细胞凋亡或活跃脱髓鞘，但未出现。此外，髓鞘异常薄，提示这些区域没有再髓鞘。尽管被完整的髓鞘包围，但这些病变中的一些轴突仍积聚淀粉样前体蛋白（APP），表明轴突损伤程度较低(图1f至fff)但在神经丝染色的切片中没有检测到轴突丢失(图1g至ggg). 根据这些数据，我们得出结论，在其形成的初始阶段，III型病变包括轻度水肿、小胶质细胞活化和远端少突胶质细胞过程（即髓鞘内层）的变化，而没有明显的髓鞘破坏。

炎症浸润，主要由CD8组成⁺T淋巴细胞始终存在于小胶质细胞活化的区域内。然而，与活跃的脱髓鞘病变相比，这种淋巴细胞浸润是稀疏的，并且局限于血管周围间隙(图2a). 此外，小胶质细胞的激活模式与活跃脱髓鞘病变不同(图2). 我们发现i-NOS、MPO和HLA-D显著表达，而MHC-Ⅰ类抗原（α链和ß2微球蛋白）、CD163、AIF-1和CD14的上调为中度或低水平(图2，表3). 此外，当合并活动性病变和“髓鞘前”病变时，我们发现T细胞浸润和MHC-Ⅰ类表达之间存在显著的正相关，但T细胞浸润与iNOS或MPO表达之间没有相关性(图3). 这些病变中没有多形核白细胞。

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图3

病变区T细胞浸润与小胶质细胞活化抗原表达的相关性。CD3的数量之间存在显著相关性⁺T细胞和病灶内小胶质细胞MHC-I类的表达。iNOS表达并非如此。

另一个特征是，在小胶质细胞活化的“预先髓鞘化”区域，病灶细胞外间隙中存在纤维蛋白沉淀物(图2i–m). 利用双标记技术进行的共焦显微镜检查显示，这种纤维蛋白沉积主要附着在激活的小胶质细胞和Ranvier淋巴结的轴突上。相反，在活跃的脱髓鞘III型病变中，这种纤维蛋白沉积不再存在，而是纤维蛋白免疫反应在整个组织中弥散分布，部分也位于星形胶质细胞和轴突的细胞质内。

参与组织预处理的蛋白质在“预先髓鞘化”中上调，但在主动脱髓鞘损伤区域中不上调：

我们最近发现，参与组织预处理的蛋白质，如缺氧诱导因子1α（HIF-1α）和热休克蛋白70（Hsp70(Aboul Enein公司等., 2003;施塔德尔曼等., 2005). 从这些结果中，我们认为组织预处理可以保护白质组织免受活动III型病变的扩大。因此，我们分析了在表现出III型脱髓鞘的患者的NAWM中，HIF-1α和Hsp70在小胶质细胞激活的局灶区域中的表达。我们发现这两种蛋白在这种“预先髓鞘化”的病变中都有免疫反应(图2h;表3). HIF-1α免疫反应存在于细胞核中，形态类似少突胶质细胞和星形胶质细胞，而Hsp70在所有不同类型胶质细胞的细胞质中表达(施塔德尔曼等., 2005). 相反，在脱髓鞘活跃的病变中，这些分子的表达较低或缺失。

在LPS诱导的脱髓鞘的实验模型中再现了III型MS病变的发展：

我们最近描述了通过将LPS局部注射到大鼠脊髓白质中，可以实验性地诱导MS患者中与III型病变相似的脱髓鞘病变(毛毡等., 2005). 该模型的一个有趣的特点是，只有在注射LPS后5-8天的时滞后才会发生脱髓鞘(图4a). 脱髓鞘始于轴突周围少突胶质细胞环的深刻改变，这与MAG的选择性丢失有关，而PLP仍然保留(毛毡等., 2005). 与III型病变类似，脱髓鞘与巨噬细胞和小胶质细胞的激活以及iNOS的显著表达有关。因此，我们使用该模型详细研究脱髓鞘之前的初始组织变化，并将其与之前描述的III型MS病变的变化进行比较。

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图4

LPS诱导脱髓鞘损伤中预先脱髓鞘期和主动脱髓鞘阶段的炎症和小胶质细胞激活。该图分为三列，分别显示预先髓鞘化期（注射LPS后1至5天）和主动脱髓鞘期（注射脂多糖后12天）的正常对照组织和受损组织。与正常脊髓相比，脱髓鞘前阶段的髓鞘密度（LFB染色）有所降低，主要是由于水肿和活动性病变中髓鞘染色的严重丧失（a行）。W3/13是粒细胞和T细胞的标记物，显示早期髓鞘前阶段（注射LPS后8小时和1天）组织中有深度的粒细胞和T-细胞浸润，活动性病变中有中度的E-细胞浸润（另见插入物）。APP染色显示在“预先髓鞘化”阶段有一些轴突损伤，在病变活跃脱髓鞘时有大量轴突损伤。小胶质细胞/巨噬细胞活化抗原的表达模式与III型MS病变中的表达模式基本相似(图3)尽管这些分子的表达主要存在于巨噬细胞表型的细胞（圆形细胞）中，而不是小胶质细胞。Hsp70（红色显示）作为组织预适应的标志物，主要在髓鞘形成前期表达。纤维蛋白的免疫细胞化学显示，在预先髓鞘形成阶段，纤维蛋白沉淀（深棕色结构），但在活动性病变中呈弥漫性反应。(k–m（千米）)用小胶质细胞/巨噬细胞标记物AIF-1/iba-1对预先髓鞘形成阶段的纤维蛋白沉淀物进行共焦双重标记，显示纤维蛋白在小胶质细胞和巨噬细胞表面沉淀。

如前所述(毛毡等., 2005)在早期（注射LPS后8小时至1天），我们发现多形核粒细胞浸润组织，随后出现轻度T细胞浸润(图4b，表4)伴随着一些巨噬细胞浸润和小胶质细胞的深度激活(图4c，表4). iNOS表达呈双峰模式，单个小胶质细胞强表达于第1天达到峰值，弱表达于第12天达到峰值。巨噬细胞和小胶质细胞中MPO的表达在第3天达到峰值，随后下降(图4g和h，表4). 在注射LPS后的第一天内，粒细胞中也可见MPO。此外，我们发现在该模型的早期阶段（第1-8天；图4j–m). 纤维蛋白和其他细胞标记物的双重标记显示，纤维蛋白沉积主要修饰活化的小胶质细胞和巨噬细胞的表面。在损伤发展的这个阶段，几乎没有明显的脱髓鞘，尽管一些巨噬细胞含有髓鞘反应性降解产物。尽管如此，与对照组相比，显示APP免疫反应的轴突数量显著增加(图4d，表4). 与“髓鞘前”MS病变一样，我们发现在LPS注射后的前3天，注射部位Hsp70有深度的局部表达(图4i;表4).

表4

LPS病变和正常白质中不同抗原的表达（细胞/mm²)

标记	NWM公司	0.3天	1天	三维	5天	8天	12天	15天
2013年3月	0.5±0.2	190±36	170±17	32±9	14±2	14±4	41±9	23±1
第1版	4±3	38±6	171±39	165±18	117±67	133±7	379±49	453±43
电子地图	28±6	18±4	176±17	250±18	207±83	388±7	478±48	530±56
MHC II（Ox6）	5±2	13±3	42±2	72±14	47±14	101±7	80±19	72±7
MHC Iß2百万	2±2	24±6	67±18	122±25	77±7	359±63	407±34	479±33
iNOS系统	0	13±2	13±6	0	0	14±1	41±9	23±2
多功能操作	0	16±4	45±8	85±38	43±6	34±9	11±2	4±0.3
热休克蛋白70	22±2	129±19	174±17	126±44	33±14	36±4	22±2	24±1
纤维蛋白	0	P（P）+	P（P）++	P（P）++	对++	P（P）+++	D类++	D类+
应用程序	1±1	3±1	8±5	24±6	13±5	316±38	265±53	131±20
DEMY公司	0	0	0	+/−	+	+	++	++

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P=纤维蛋白沉淀物；D=扩散纤维蛋白反应性。

该模型的脱髓鞘始于LPS注射后第5天至第8天(图4a)与大量急性轴突损伤相关，后者由轴突内APP积聚证明(图4d，表4). 这些事件与巨噬细胞大量浸润病灶有关。巨噬细胞中早期髓磷脂降解产物（通过其对MOG或PLP的免疫反应检测到）在第12天达到峰值，后期被空泡取代，反映髓磷脂降解的中性脂质后期。在损伤发展的这个阶段，巨噬细胞和小胶质细胞中MPO的表达较低，胶质细胞中Hsp70的表达也较低。纤维蛋白沉积在第8天之前仍然存在，但在第13天和第15天，已确定的脱髓鞘病变中没有纤维蛋白沉积。在这些病变中只发现弥漫性纤维蛋白反应(图4j，表4).

讨论

本研究主要关注MS经典炎性脱髓鞘斑块形成之前的早期（初始）病变发展阶段。本研究选择了暴发性疾病的仔细检查病例，显示中枢神经系统中大量活跃的脱髓鞘病变，以及可获得大半球切片的患者，这些切片可对周围和远处的NAWM进行详细分析。NAWM的变化，暗示预先髓鞘化病变，仅在表现为III型的患者中发现，因此在II型脱髓鞘患者中没有发现(表5). 我们将多发性硬化症的研究结果与大鼠脊髓后柱注射LPS引起的炎症性脱髓鞘病变模型的研究结果进行了比较(毛毡等., 2005). 研究发现，人类和大鼠皮损中组织损伤的发展过程非常相似，表明其形成机制可能具有可比性。结合病变的形态学特征，这一事实表明，与先天免疫相关的机制可能在这两种类型病变的形成中发挥作用。

本研究的临床部分基于一个高度精选的MS病例样本。患者表现为快速进展的炎症性疾病，整个中枢神经系统均有播散性病变。他们的病理学与精液研究中描述的完全一致马尔堡（1906）对于急性多发性硬化症。我们根据其病变的暴发活动来选择这些病例，因为在这些病例中，很早发现甚至“预先髓鞘化”病变的机会很高。我们的研究并没有回答这样的问题，即类似的“预先髓鞘化”病变是否也发生在病情较轻的更经典的病例中，尤其是在活动性病变的患者中，根据卢奇内蒂等. (2000)。

然而，先前的MRI研究表明，在典型多发性硬化症中，NAWM的局灶性改变可以在随后发展为T2局灶性病变的部位发现，这些病变随着钆的增强而增强。这些变化包括MTR信号的细微差异和使用MRS时N-乙酰天冬氨酸信号的一些减少(菲利比等., 1998;纳拉亚南等., 1998). 这些变化先于活动性病变的Gd增强，这意味着血脑屏障在病变发展的早期阶段是完整的。相反，我们观察到“预先髓鞘化”病变中有一些水肿和纤维蛋白外渗。这可能是因为Gd增强是检测血脑屏障功能障碍的一个非常不敏感的标记，它的缺失并不排除血脑屏障通透性的细微变化(银色等., 2001)比如我们在组织学上观察到的。因此，总的来说，病变形成之前的MRI改变与此处描述的“预先髓鞘化”III型病变的病理改变一致。然而，考虑到经典多发性硬化症患者中此类MRI定义的髓鞘前病变数量较少，如果不知道其在尸检MRI研究中的确切位置，则很难在病理学研究中对其进行识别。因此，这类病变与暴发性III型病例中描述的病变是否相似，仍有待解决。

“预髓鞘化”III型MS病变和LPS诱导病变的预髓鞘期的小胶质细胞激活模式与活跃脱髓鞘病变不同。在髓鞘形成前期，小胶质细胞对iNOS和MPO表现出较高的免疫反应性，而MHCⅠ类抗原CD163（清道夫受体；织布工等., 2007)和AIF-1（巨噬细胞/小胶质细胞活化的标志物；戴宁格尔等., 2002)仅在低水平表达。相反，在活跃的脱髓鞘病变中，后一种分子显著表达，但iNOS和MPO的表达要么保持稳定，要么下降。这些观察表明，处于髓鞘形成前阶段的小胶质细胞主要被激活以产生氧和氮自由基：当脱髓鞘开始时，巨噬细胞和小胶质细胞的激活程序不同。这些数据与我们之前的假设一致，即线粒体损伤，由氧和氮自由基诱导，在III型病变低氧样组织损伤的启动中起作用。此处描述的“髓鞘前病变”是否与进展性MS中描述的（p）反应性病变相似(德格罗特等., 2001)目前尚不清楚。然而，在研究德格罗特等. (2001)占各自患者所有病变的27%。这似乎是进展性多发性硬化症患者脑内“预先髓鞘化”病变的很高百分比德格罗特等. (2001)将其与进展性MS患者常见的髓鞘阴影斑块区分开来(帕特里基奥斯等., 2006).

目前尚不清楚是什么驱动了“预先髓鞘化”III型病变中的小胶质细胞激活。T淋巴细胞产生的细胞因子是一种可能性。虽然不同的病理学研究一致认为，在局灶性白质病变的早期阶段，T细胞浸润只是轻微的（当活动性脱髓鞘开始时，它会大量增加；同性恋等., 1997;巴内特和普林内斯，2004年)，这一观察结果并不排除T细胞可能发挥的作用。因此，尽管如前所述巴内特和普林内斯（2004）在病变形成的早期，病变实质中大部分没有T细胞，这些细胞出现在病变内部或附近的小静脉周围炎性浸润中。因此，T细胞介导的血脑屏障紊乱或促炎细胞因子释放可能有助于小胶质细胞的激活。然而，反对T细胞发挥重要作用的一个论点是，我们的发现是，在缺乏T细胞或B细胞介导的适应性免疫反应的情况下，脊髓内注射LPS可以诱导实质上类似于III型病变的病变(毛毡等., 2005). 似乎有理由认为，仅通过先天免疫机制激活小胶质细胞就足以诱导III型样病变。

如果涉及先天性免疫反应，问题就来了，这可能是如何在MS组织中的小胶质细胞中触发的。在LPS模型中，通过Toll样受体2和4（TLR-2和−4）直接刺激小胶质细胞是一种机制(荣格（Jung）等., 2005). 然而，尽管在实验性病变中使用了脂多糖，但不一定能得出细菌参与了Ⅲ型病变的发生。事实上，我们的研究已经确定了另一种可能的因子，即纤维蛋白，它可以通过TLR-4激活小胶质细胞(微笑等., 2001)和CD11b整合素受体信号(阿尔蒂埃里等., 1988;轻弹等., 2004). 此外，神经系统内的纤维蛋白沉淀具有神经毒性，可能是由于小胶质细胞的激活(阿卡索格鲁等., 2004;亚当斯等., 2007). 此外，MS病变中纤溶受损可能有助于纤维蛋白沉淀(Gveric公司等., 2003). 因此，本研究中观察到的小胶质细胞表面纤维蛋白的深度沉淀可能是“髓鞘形成前”III型病变中驱动小胶质细胞激活的主要力量，也可能放大LPS模型中的小胶质激活。

MRI研究表明，多发性硬化症的病变可以在典型的炎性脱髓鞘斑块出现前几天或几周开始发生(菲利比等., 1998;纳拉亚南等., 1998;维费尔等., 2004). 我们的研究结果表明，这种损伤进展相对缓慢，部分原因可能是由于保护机制的出现，在这种机制中，组织成为预先适应的，以承受未来的损伤，例如低氧状态的损伤。亚致死性组织损伤，尤其是亚致死性缺氧，会导致HIF-1α及其下游调控基因产物的上调，以及应激蛋白的诱导(贝杰隆等., 2000;贝尔诺丹等., 2002;基督教徒等., 2002). 当这些蛋白质被表达时，细胞受到部分保护，免受进一步损伤(夏普等., 2001;Sharp和Bernaudin，2004年). 有趣的是，我们发现HIF-1α和Hsp70在“预髓鞘化”III型MS病变中表达，也在LPS模型的预髓鞘期表达，但在主动脱髓鞘开始时，这种表达较低或缺失。因此，组织预处理可能不仅参与Balo型多发性硬化症髓鞘同心保留边缘的形成(施塔德尔曼等., 2005)但更一般地说，可能会抵消“预先髓鞘化”III型病变向脱髓鞘斑块的进展。然而，从死亡细胞中释放热休克蛋白可以通过TLR发出信号，进一步激活小胶质细胞或巨噬细胞，并可能在这种情况下加剧组织损伤(El Mezayen公司等., 2007).

总之，目前的研究结果表明，在某些患者中，NAWM的早期变化可能先于炎性脱髓鞘斑块的形成，即那些表现出III型脱髓鞘低氧样改变的患者。这些变化可能是MRI经典病变出现之前检测到的信号细微变化的组织相关性。LPS诱导脱髓鞘模型中出现的组织变化序列非常相似，这一发现表明该模型可能提供了一个机会，可以详细研究参与III型MS病变发生的组织变化顺序。了解这一序列可能为治疗干预提供机会。根据我们的数据，我们推测以下一系列事件可能与局灶性脱髓鞘III型病变的形成有关(图5). 首先，小胶质细胞局部活化（见下文），产生大量因子（尤其是活性氧和氮物种，包括一氧化氮），导致线粒体损伤和局部轴突和支持细胞的缺氧样损伤。这种局部组织损伤的生长可能受到参与组织预处理的分子表达的限制。当破坏机制和保护机制之间的平衡转向进一步的组织损伤时，少突胶质细胞凋亡和脱髓鞘可能随之发生。这些变化可能与炎症反应的大量增强以及T细胞、B细胞和巨噬细胞对组织的深度浸润有关，最终导致典型的炎性脱髓鞘斑块的形成。最初小胶质细胞激活的驱动因素尚不清楚，但目前的研究结果集中于纤维蛋白沉淀在小胶质细胞表面可能是一个重要因素。纤维蛋白可以通过血脑屏障进入中枢神经系统，血脑屏障受到血管周围T细胞浸润的中度损害。MS病变中是否存在额外的内源性或外源性TLR配体尚不清楚，尽管在一些病变中已观察到细菌肽聚糖(施里杰弗等., 2001;维瑟牌汽车等., 2005).

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图5

III型MS患者病变形成的潜在途径。TLR=类收费受体；ROS=活性氧物种；RNI=活性氮中间体；HIF=低氧诱导因子；hsp=热休克蛋白。

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致谢

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脚注

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