IgG寡克隆区带 :临床应用与解读要点!

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学术资讯2025/6/242 次浏览

IgG寡克隆区带 :临床应用与解读要点!

IgG寡克隆区带 :临床应用与解读要点!

摘要 IgG寡克隆 区 带( OCBs) 是检测中枢 神经系统 体液免疫反应的有用诊断工具。特别是脑脊液( CSF) 特异性 OCBs 是多发性硬化(MS)的标志,在超过90%的病例中可检测到,并支持其诊断,尽管尚未确定诱导B 细胞活化的 具体原因 。另一方面,鞘内 IgM的测定似乎具有预后相关性,并与更具侵袭性的疾病进程相关。OCBs 也可存在于其他中枢神经系统(CNS)疾病中,包括抗体介导、炎…





摘要

IgG寡克隆区带(OCBs)是检测中枢神经系统体液免疫反应的有用诊断工具。特别是脑脊液(CSF)特异性OCBs 是多发性硬化(MS)的标志,在超过90%的病例中可检测到,并支持其诊断,尽管尚未确定诱导B 细胞活化的具体原因。另一方面,鞘内IgM的测定似乎具有预后相关性,并与更具侵袭性的疾病进程相关。OCBs 也可存在于其他中枢神经系统(CNS)疾病中,包括抗体介导、炎症性、感染性和神经退行性疾病,以及慢性和早期疾病阶段,提示存在原发性或伴随的免疫介导过程。最后,鞘内体液免疫反应也可能发生(尽管罕见)于周围神经病患者,尤其是炎症性周围神经病,可能是血-脊神经根屏障(BSNRB)损伤的结果。推荐使用等电聚焦(IEF)结合免疫印迹技术检测OCBs,分析未稀释CSF和血清样本。然而,由于免疫印迹、染色及IEF的重复性问题,以及操作者对寡克隆区带模式解释的差异,导致结果的可重复性降低,进而引起误判,这对诊断有重要影响。这些技术问题可能导致难以区分阴性结果(Ⅰ型模式 = 血清和CSF中无OCBs,Ⅳ型模式 = 血清和脑脊液中存在相同的OCBs);提示鞘内IgG合成的结果(Ⅱ型模式 = 仅于CSF中可见OCBs,Ⅲ型模式 = 血清和CSF中均见OCBs,但CSF中存在血清中不存在的额外的OCBs)。纠正措施和确定该领域具有专业知识的实验室,对于在临床实践中应用这一有用技术至关重要。在这一背景下,最近的研究集中于自动化评估CSF-Kappa游离轻链,作为鞘内Ig合成的更敏感、非操作者依赖的标志物。本文综述了与 OCBs 相关的中枢和周围神经系统疾病,并讨论了它们与致病机制的关系。

IgG寡克隆区带(OCBs)由浆细胞产生的克隆性免疫球蛋白组成,反映免疫性抗原应答,通常与炎症性或感染性神经系统疾病相关。根据血清、脑脊液(CSF)中OCBs的存在/缺失情况,已描述了不同的模式,其中鞘内合成定义为至少两条仅在CSF中观察到的条带(模式Ⅱ、Ⅲ)。推荐使用等电聚焦(IEF)结合免疫印迹的电泳技术检测OCBs,该技术可识别中枢神经系统体液免疫反应。通过该技术,在超过90%的多发性硬化(MS)患者中观察到鞘内IgG合成,在其他炎症性或感染性神经系统疾病中也有不同比例的检出。无论是针对未知抗原(如MS)还是已知抗原(如感染性疾病),OCBs检测在阐明神经系统疾病的免疫应答机制和发病机制方面具有潜在作用。在本综述中,我们回顾了OCBs在不同中枢和周围神经系统疾病中的存在及意义,并讨论了与鞘内IgG合成相关的可能致病机制。神经系统疾病中OCBs和脑脊液细胞增多的发生概率见 表1。


寡克隆区带 解读要点

OCBs的发现可追溯到1959年,当时有报道称,在一名亚急性硬化性全脑炎(SSPE)患者中,脑脊液γ球蛋白经琼脂电泳可细分为几个组,并通过密度测定法进行了区分。20世纪70年代初,一种名为等电聚焦(IEF)的新技术问世,它能够根据蛋白质的等电点进行分离,从而提高了OCBs的检测灵敏度。随后,IEF与IgG特异性免疫印迹相结合,已成为检测OCBs的金标准方法。IEF是基于高灵敏度的琼脂糖IEF来分离未稀释的脑脊液蛋白,随后进行免疫印迹,以检测OCBs的IgG亚类。免疫印迹是将聚焦后的蛋白质被动转移到膜上,然后与抗人IgG作为一抗孵育,接着与生物素标记的抗IgG作为二抗孵育。最后,通过亲和素-生物素系统放大反应,并添加显色剂进行显色。

IEF需要同时检测配对的脑脊液和血清样本,并对结果进行主观的视觉判读。鞘内OCBs合成的定义为:1)仅于脑脊液中可见寡克隆区带;2)血清和脑脊液中均存在寡克隆区带,但脑脊液中存在额外的寡克隆区带。尽管该技术被视为检测鞘内IgG合成的金标准,但它基于主观判读,需要较高的技术水平。IEF的多步骤和复杂程序使得方法的标准化变得困难,有多个变量会影响最终结果。这些变量包括凝胶质量、免疫印迹中的非特异性条带以及评估偏差。此外,诸如凝胶导电性、电极浸泡情况、电内渗现象、两性电解质差异、凝胶大小、环境温度和湿度等变量,使得IEF的标准化更加困难。

值得注意的是,由于两性电解质不同导致的不稳定pH梯度会产生伪条带,这是潜在的假阳性来源。所有这些因素都会影响免疫球蛋白的分离,进而产生非特异性条带,显著影响OCBs的解读。免疫印迹和免疫染色的其他变量也导致了重复性差的问题,这可能会导致假阴性或假阳性结果,尤其是在关键的脑脊液样本(即条带少且弱的样本)中(表2)。


在这些情况下,对弱条带的正确解读、对非特异性条带的控制以及对OCBs的准确计数至关重要。为了克服这些问题,专家们制定了OCBs分析和解读的共识标准。基本要求包括:

1)使用IEF等电聚焦法结合IgG免疫印迹;

2)平行分析配对的未稀释的脑脊液和血清样本;

3)识别五种标准化模式(图1),尽管方法学变量可能会影响最终结果,但样本应送至参与质量控制计划的专业实验室,以提高分析的质量和可重复性。

Ⅰ型:血清和脑脊液中均无OCBs。

Ⅱ型:仅于脑脊液中可见OCBs,表明存在鞘内合成。

Ⅲ型:血清和CSF中均见OCBs,但CSF中存在血清中不存在的额外的OCBs,表明存在鞘内合成。

Ⅳ型:血清和脑脊液中存在相同的OCBs,即“镜像模式”。

Ⅴ型:血清和脑脊液中存在单克隆条带。

图1:IEF结合免疫印迹。此处提供了Ⅰ型(S1 - C1、S3 - C3、S5 - C5)、Ⅳ型(S2 - C2)和 Ⅱ型(S4 - C4)模式的示例。血清和脑脊液条带用箭头表示。S:血清;C:脑脊液


多发性硬化中的OCBs

在临床确诊的多发性硬化(MS)患者中,高达95%的病例可通过等电聚焦(IEF)检测到阳性寡克隆带(OCBs),从而证明存在鞘内IgG生成;而在临床孤立综合征(CIS)患者中,这一比例为68-83%。值得注意的是,OCBs的检出频率因疾病病程和地理位置而异。具体而言,OCB的出现概率随纬度升高而增加,且在进展型病程患者中更高:据报道,原发进展型多发性硬化(PPMS)和继发进展型多发性硬化患者的OCBs概率为83-85%,复发缓解型多发性硬化患者为82%。尽管OCBs对MS具有高敏感性,但其特异性因参考人群而异。如一项荟萃分析所示,相较于其他炎症性病因,OCBs对MS的特异性从94%大幅降至61%。除诊断作用外,OCBs 在CIS患者中具有预后价值。OCBs 通常在疾病过程中持续存在,即使在接受MS治疗(包括自体造血干细胞移植)后也是如此。值得注意的是,在接受那他珠单抗和皮下注射克拉屈滨治疗的患者中,分别有16-66%和55%的病例可观察到OCBs消失,这表明这些药物会干扰鞘内合成。有趣的是,在接受克拉屈滨治疗的患者中,OCBs消失与残疾程度降低相关。

在绝大多数多发性硬化(MS)患者中可发现高于正常水平的鞘内IgG生成,但也能观察到鞘内IgM合成增加,在较小程度上还有IgA合成增加,尽管这在患者中的比例较低。关于IgM-OCBs,它们在疾病发作时的存在与更侵袭性的疾病进程及更差的长期预后相关。然而,对其进行检测需要特定的专业知识,并且由于缺乏标准化,这一检测方法尚未得到广泛应用。

免疫球蛋白由两条重链和两条轻链(κ 或 λ 型)组成,重链决定其类别(IgG、IgM、IgE、IgD 和 IgA)。轻链的产生量超过免疫球蛋白本身。与OCBs检测相比,鞘内游离轻链(FLCs),尤其是鞘内κ 型游离轻链(KFLCs)的合成作为一种可能更敏感、成本更低、耗时更少、自动化、非操作者依赖的定量鞘内免疫球蛋白合成标志物,正受到越来越多的关注。多项关于Kappa游离轻链指数 [(CSF KFLC / 血清 KFLC)÷(CSF 白蛋白 / 血清 白蛋白)] 的大型研究表明,预测多发性硬化(MS)的最佳 κ 指数临界值在 5.9 至 6.6 之间。

寡克隆区带(OCBs)与Kappa游离轻链(KFLC):竞争还是互补生物标志物?


其他中枢神经免疫系统疾病的OCBs

视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)

NMOSD涵盖了一组炎症性中枢神经系统疾病,其临床特征为纵向延伸的横贯性脊髓炎、视神经炎、脑干和/或间脑综合征。尽管20%的患者血清抗体呈阴性,但NMOSD通常与血清AQP4抗体相关,这些抗体已被确定为该疾病的主要免疫学标志物。与MS相比,NMOSD患者较少出现脑脊液特异性OCBs(16.4%)。这可能反映了不同的发病机制:NMOSD的特征是外周抗体产生,而中枢神经系统浆细胞的鞘内AQP4抗体合成作用较小。此外,当NMOSD患者出现可检测的OCBs时,这些OCBs仅为暂时性,与MS患者中常见的持续性鞘内合成不同。因此,在炎症性中枢神经系统疾病的诊断流程中,OCBs的存在被视为NMOSD诊断的警示信号。

髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病(MOGAD)

MOGAD是一类近期发现的炎症性中枢神经系统(CNS)疾病。成人发病通常以视神经炎、脊髓炎、脑干症状、脑炎或上述综合征的组合为特征,而儿童最常见的表现为急性播散性脑脊髓炎(ADEM)。MOG抗体通常在血清中检测到,但CSF配对阳性率相当高(41%)。此外,近期有研究报道,在表型符合的患者中存在CSF-MOG抗体,提示在某些情况下,疾病可能由鞘内抗体产生细胞驱动。

在此类疾病中,CSF-OCBs的出现频率似乎比AQP4抗体阳性的NMOSD更低(5-12.3%)。此外,近期研究显示,脑脊液细胞增多和OCBs的频率因临床表型而异:与视神经受累相比,脑、脑干和脊髓损伤患者的OCBs出现频率更高。根据现有数据,血清和/或CSF中MOG抗体的存在与CSF-OCBs无相关性,但未来需要针对该主题开展进一步研究。

自身免疫性脑炎(AE)

AE涵盖了一组与针对表面、突触或细胞内抗原抗体相关的中枢神经系统疾病。其特征为显著的神经精神症状(如情绪改变、精神症状和记忆障碍)、癫痫发作、运动障碍和睡眠障碍,脑干脑炎、小脑变性和周围神经受累在副肿瘤性病例中更为常见。既往研究表明,AE患者可出现CSF-OCBs,其患病率因特定抗体关联而异。

在与表面抗原抗体相关的AE中,OCBs通常伴随脑脊液细胞增多,在抗NMDAR抗体患者中更为常见(50-70%),GABABR抗体(>50%)和AMPAR抗体(37%)患者中也较常见。这些综合征均以IgG1诱导的免疫反应为主,伴有脑脊液炎症。抗GlyR、GABAAR、CASPR2和DPPX抗体患者中,23-32%的病例出现特异性OCBs,而抗LGI1或IgLON5抗体患者中极少见脑脊液特异性OCBs,因其发病机制主要与IgG4类抗体相关,且脑脊液炎症表现罕见。值得注意的是,OCBs 是抗NMDAR脑炎诊断标准的一部分。具体而言,OCBs 与符合临床表型的关联满足“实验室标准”,可诊断为可能的抗NMDAR抗体脑炎。此外,OCBs也被纳入“自身抗体阴性但可能的自身免疫性脑炎”标准,可替代脑脊液细胞增多或脑脊液IgG指数升高,并与提示性MRI异常或兼容的脑活检结果并行。因此,在表型高度提示但抗体阴性的病例中,OCBs检测对正确诊断和指导适当治疗选择至关重要。

感染性疾病

OCBs 可在中枢神经系统感染患者中检测到,其被认为与针对病毒抗原或组织损伤后暴露的CNS抗原的抗体反应相关。因此,在病毒性CNS疾病中,CSF-OCBs似乎针对病原体产生。

在60%的明确病毒或细菌相关CNS疾病中可检测到OCBs,而在感染后并发症中,50%的病例存在鞘内合成。具体而言,OCBs可出现在莱姆病(42%)、人类免疫缺陷病毒(HIV)脑病(60%)、亚急性硬化性全脑炎(SSPE,90%)、热带痉挛性截瘫、进行性多灶性白质脑病、单纯疱疹病毒(HSV)脑炎(80%)、神经结核和神经梅毒(70%)患者中。在某些情况下,OCBs 的检测结果可能随疾病进程由阴性转为阳性,提示可能存在感染后免疫反应。在此背景下,急性播散性脑脊髓炎(ADEM)患者中OCBs的检出率在儿童中为12.5%,在成人中为37.5-65%,且OCBs可能仅短暂存在。总之,这些数据表明,OCBs常在CNS感染患者的慢性期和早期,以及系统性免疫缺陷过程中被检测到,这可能反映了病毒诱导的免疫反应。

神经退行性疾病

很少有研究分析神经退行性疾病患者中OCBs的存在情况,这类疾病的可能相关特征中包含中枢神经系统(CNS)炎症。此外,根据指南,仅建议对非典型表现的患者进行脑脊液(CSF)分析,作为排除其他诊断的辅助手段。然而,体内和体外研究表明,神经退行性疾病中可能发生血脑屏障(BBB)功能紊乱,这支持存在额外的免疫和炎症过程。在神经退行性痴呆患者中,有一部分(7%)可检测到OCBs,尤其是额颞叶变性(FTLD,9%)或阿尔茨海默病(AD,6%)患者,提示这是一种罕见但可能的特征。这一发现的解释尚不明确,但在这些情况下,OCBs 的存在可能揭示潜在的炎症,或与组织损伤的非特异性反应相关。

周围神经病变

CSF-OCBs也可能在免疫介导的周围神经病变患者中被检测到,这类OCBs通常被认为是机体对持续存在但未知的抗原刺激产生鞘内免疫反应的表现。文献中,仅有少数研究聚焦于周围神经病变中CSF-OCBs的存在及意义,且这些研究大多在急性或慢性炎症性多发性神经根神经病患者中开展。然而,OCBs可能意外出现在遗传性神经病变中,这往往会造成误导性的诊断偏差。部分研究还分析了CSF中的单一 IgG条带,这类条带在周围神经系统疾病中偶有报道。在炎症性神经病变患者中也观察到“镜像模式”(即血清与脑脊液条带一致),这被认为是全身免疫激活的可能表现。除了周围神经病变中OCBs的研究数量有限外,主要不足还包括所采用的技术不够优化且异质性强。由于缺乏敏感且标准化的实验室程序来识别OCBs,相关研究结果存在差异且不具同质性。


结论

脑脊液特异性寡克隆区带(OCBs)的存在表明中枢神经系统(CNS)内体液免疫反应被激活。多发性硬化(MS)和自身免疫性脑炎(AE)是将OCBs 纳入诊断标准的主要疾病。然而,OCBs 也可在其他炎症性和神经感染性疾病中出现(尽管频率较低,且在某些情况下仅为暂时性),这反映了潜在的免疫系统激活。相比之下,OCBs在神经退行性疾病中属于罕见发现,其存在的意义仍存在争议。同样,周围神经病变患者中OCBs的检测仍存在争议,需要进一步研究以更好地理解其作用。

检测OCBs 推荐的诊断技术 —— 等电聚焦(IEF)需要高水平的技术专业知识,且容易受到多种方法学问题的影响。因此,必须将样本送往具有高度专业能力的中心,以正确解读结果并指导临床医生进行诊断工作。


参考文献

Carta S, Ferraro D, Ferrari S, et al. Oligoclonal bands: clinical utility and interpretation cues. Crit Rev Clin Lab Sci. 2022 Sep;59(6):391-404. doi: 10.1080/10408363.2022.2039591.







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