神经相关疾病中的GAD抗体-前景和挑战

谷氨酸脱羧酶（GAD）是合成抑制性神经递质GABA的限速酶，其抗体存在于各种神经系统疾病和1型糖尿病（T1DM）中。

最早发现的GAD抗体是针对突触蛋白的自身抗体。随后，人们发现越来越多针对细胞内和细胞表面蛋白质以及兴奋性和抑制性突触受体的GAD抗体，被确定为不同神经综合征的生物标记物。

针对抑制性突触的另外三个靶点的抗体已经被确定。这些靶点包括amphiphysin（抗神经元突触囊泡抗体），一种参与神经递质再摄取的突触前蛋白，以及GABAA和甘氨酸受体的细胞外表位（图1）。

图1 |抑制性突触和相关神经系统疾病的自身免疫靶点。

主要的自身免疫靶点是谷氨酸脱羧酶（GAD）、amphiphysin、GABA受体和甘氨酸受体。

GAD抗体主要出现在僵硬人综合征、小脑共济失调和癫痫，有时也出现在脑炎中。

Amphiphysin抗体是副肿瘤性僵硬综合征和乳腺癌的标志物。

甘氨酸受体抗体通常与进行性脑脊髓炎伴强直和肌阵挛（PERM）有关。

GABAA受体抗体存在于一种自身免疫性脑炎中，通常与难治性癫痫发作和癫痫持续状态有关。VIAAT，小泡抑制性氨基酸转运体。

A 僵硬人综合征及其变异

1956年，Moersch和Woltman描述了一种以僵硬、痉挛和中枢性持续运动单位活动为特征的疾病，他们将其命名为僵硬人综合征。这一名称后来被SPS取代，并记录了一系列表型表现，从单腿有限受累（僵直腿综合征）到PERM，这是一种广泛的疾病，其中僵硬和痉挛与自发性和刺激敏感性肌阵挛、脑干症状有关，长束征和自主神经障碍。这些临床表型通常被定义为SPS变体，与经典SPS一起，它们被统称为僵硬型人谱系障碍。GAD抗体通常存在于SPS或僵直腿综合征患者中，但在PERM患者中很少发现，后者通常含有甘氨酸受体的α1亚单位抗体。

SPS的脑部和脊柱MRI表现正常，脑脊液检查未发现多细胞症；然而，约40%的患者的脑脊液中可检测到寡克隆免疫球蛋白G（IgG）带。肌电图（EMG）对于做出正确的诊断至关重要（框1）—诊断标准要求使用EMG来证明:

框1 |典型僵硬综合征的诊断标准

• 轴肌的刚度和刚度

• 僵硬进展缓慢，包括近端肢体肌肉

• 轴位异常（通常是正常腰椎前凸的放大）

• 由突然运动、情绪不安或意外的听觉和某些审美刺激引起的叠加性发作性痉挛

• 脑干、锥体、锥体外系和下运动神经元体征缺失、括约肌和感觉障碍以及认知受累

• 至少一条轴肌持续运动单位活动的肌电图结果；这种活动由形态正常的运动单位电位组成，没有失神经或异常节律或奇异的高频放电迹象

• 静脉注射地西泮或口服地西泮的阳性反应消除了额外的肌电活动，这对非典型病例可能有帮助

B 小脑共济失调

在1997年发表的一项研究中，在三名多内分泌自身免疫病患者中发现了与高水平GAD抗体相关的进行性小脑共济失调。随后的研究表明，这种实体是罕见的；例如，在一项对320例散发性小脑共济失调患者的前瞻性研究中，只有6例（2%）有GAD抗体。尽管如此，约80%的这种疾病患者是女性，症状通常出现在生命的第五个十年，尽管确定的范围是33-80岁。大约80%的患者伴有器官特异性自身免疫性疾病，如T1DM、甲状腺炎、恶性贫血或白癜风，通常先于共济失调发作数年。

与GAD抗体相关的小脑共济失调的临床病程通常在数月或数年内进行，但在高达40%的患者中，这种先兆是亚急性的，并在数周到6个月内发生。主要临床特征为步态共济失调，其次为肢体共济失调、构音障碍和眼球震颤。

C 癫痫与边缘脑炎

1998年，GAD抗体首次与药物难治性颞叶癫痫相关。自那时以来，报告的病例不到200例，最常见的是慢性药物耐受性癫痫患者，其涉及颞叶，在CSF或MRI研究中没有炎症证据。大约70-80%的这种疾病患者是女性，比SPS或小脑共济失调患者年轻（发作时的平均年龄为26岁），自身免疫性共病较少（约40%的患者)。

一部分是颞叶癫痫伴杏仁核自身免疫源性增大; 一小部分GAD抗体患者符合边缘脑炎的标准，但这一观察结果可能表明存在其他更具致病性的抗体，如GABAB受体抗体，这些抗体与边缘脑炎的所有标准相关。

D. 副肿瘤神经综合征

潜在癌症与GAD抗体相关的神经综合征之间的关联是不寻常的，在某些情况下，可能是巧合。然而，对于患有高度流行的肿瘤（例如乳腺癌）以及T1DM或其他自身免疫共病的SPS或小脑共济失调患者，必须考虑这种可能性。在这种情况下，必须证明癌细胞表达GAD，才能在肿瘤和GAD自身免疫性之间建立致病联系。一些SPS患者有潜在的胸腺瘤，这种关联可能是胸腺瘤易诱发自身免疫性疾病的结果，通常伴有多个并发的自身抗体。

SPS患者的血清GAD65抗体水平比T1DM患者高100倍以上，低水平的GAD65可以出现在8%的健康人和各种神经系统疾病患者中。因此，需要定义高水平抗体的阈值，以便在神经系统疾病和GAD自身免疫之间建立致病性关联。

图2 |使用不同技术评估gAD65抗体水平。

a |检测到的GAD65抗体水平

对1型糖尿病（T1DM）、小脑共济失调或僵硬人综合征（SPS）患者和健康对照组进行放射免疫分析。商用定量应提供与自身免疫性神经疾病相关的抗体水平的最佳阈值。如果该信息不可用，任何阳性样本也应使用b-d部分中至少一种定性技术进行检测，该技术仅检测高水平的谷氨酸脱羧酶（GAD）抗体。

b |大鼠小脑的免疫组织化学，显示典型的GAD免疫反应性（棕色染色），其特征是分子层（M）中的点状突触反应性，以及与浦肯野细胞轴突小丘的强烈反应性。放大400倍。G、 颗粒层；P、 浦肯野细胞层。

c |用表达GAD65的HEK细胞进行基于细胞的检测。SPS患者血清的反应性（绿色，左）与正常人相似一种商用GAD抗体（红色，中间）。合并后的图像表示重叠（黄色，右侧）。细胞核用DAPI（蓝色）染色。比例尺10μm.

d |一种商业化的线印迹法（Euroimun，Lübeck，德国），用于检测各种抗体。顶部的试纸已经用不含自身抗体的血清处理过。底部的板条已经用SPS处理过，并显示出抗体的反应性（如箭头所示）。

1. 检测方法

定量检测GAD65抗体的放射免疫分析和酶联免疫吸附试验（ELISA），可用于检测T1DM患者血清中GAD65抗体的低水平，并足以检测这些患者和健康人血清中出现的水平范围内的抗体。但没有有用的临界值来定义在SPS患者中观察到的高抗体水平。另外，商业分析中的值通常以类似单位表示（例如，单位/毫升），但它们之间的结果可能会有很大差异。

定性分析GAD65抗体，如组织免疫组织化学、基于细胞的分析或线杂交，尽管这些方法灵敏度较低，只能检测相对较高水平的GAD65抗体。然而，在331份样本中，有4份出现假阳性结果（线杂交呈阳性，放射免疫分析呈阴性）（Saiz，未发表的研究结果）。根据我们的经验，这些定性分析可以检测SPS中出现的高范围内的GAD65抗体水平，但很少检测T1DM中观察到的低范围内的水平（图3）。在此基础上，定性分析在诊断GAD抗体相关CNS综合征方面具有优势，其中抗体水平几乎总是很高。

图3 |与GAD65抗体高水平和低水平相关的疾病。

僵硬人综合征（SPS）患者和小脑共济失调或癫痫患者亚组中存在高水平的谷氨酸脱羧酶（GAD）抗体。

有些患者有并发疾病；百分比表示出现重叠神经综合征和伴发1型糖尿病（T1DM）或其他器官特异性自身免疫性疾病的患者比例。

2. 分析建议

血清中仅存在GAD65抗体不能被视为相关CNS疾病具有自身免疫发病机制或应接受免疫治疗的迹象。

为了防止GAD抗体相关综合征的误诊和免疫治疗的不必要使用，我们提出了一种用于临床实践的诊断算法，可以将神经系统疾病分类为可能或肯定与GAD自身免疫相关。该算法排除了同时存在多个自身抗体（例如GAD和GABAA受体抗体）的患者。该算法基于三个特征：血清抗体水平、神经综合征类型和鞘内抗体合成（图4）。

图4 |确定血清中伴随GAD抗体的神经系统疾病, 自身免疫原因的可能性。

这是帮助临床应用中是否存在神经系统疾病的建议。在患有谷氨酸脱羧酶（GAD）的患者中，其血清中的抗体没有自身免疫原因、可能的自身免疫原因或明确的自身免疫原因。对于一小部分患有真正自身免疫性疾病的患者，该算法可以排除自身免疫原因，但对大多数患者可能是准确的。

与神经系统综合征相关的高血清GAD65抗体水平是该综合征免疫介导病因的重要指标。然而，大多数数据表明，血清GAD65抗体水平较低的神经系统疾病的发病机制可能不是自身免疫性的。当GAD抗体水平较低时，必须探索其他可能的病因。在一些患者中，GAD65抗体水平较低可能是由其他自身免疫机制引起的自身免疫性中枢神经系统疾病的免疫伴随，如带有GABAB受体抗体的脑炎。

高血清GAD65抗体水平的临床相关性得到了SPS患者中GAD65抗体水平的持续存在和非自身免疫性CNS疾病患者中GAD65抗体水平的缺失的支持。然而，同样少数T1DM患者血清中确实存在高水平的GAD65抗体，尤其是那些自身免疫多内分泌综合征患者，这是SPS患者和其他与GAD65抗体相关的中枢神经系统疾病患者的常见共病。因此，即使血清GAD65抗体水平较高，也不应忽视临床背景（图3）。

在过去15年中，因为发现了多种神经元或神经胶质细胞表面蛋白的潜在致病性自身抗体，人们对阐明各种神经系统疾病的自身免疫起源的兴趣呈指数级增长，但缺点是可能不加选择地使用自身抗体作为自身免疫的生物标志物，从而导致患者过度治疗。

为了防止GAD抗体患者出现这种问题，正确解释血清GAD65抗体检测结果至关重要。我们的方法是倾向于特异性而非敏感性，未来的研究需要澄清血清GAD65抗体水平低（以及几种神经细胞表面抗体）是否与不同的临床综合征相关。在这个问题得到解决之前，低水平的GAD65抗体应被视为其他与GAD无关的疾病的免疫伴随物，应全面评估患者的替代诊断。

考虑到GAD抗体血清水平高与低的重要临床意义，所有GAD抗体分析均应指出区分这些抗体水平的临界值，并明确声明，几乎没有证据表明低抗体水平与中枢神经系统疾病相关。

如果特定检测的抗体阈值未知或未提供，另一种方法是使用仅检测高水平的方法（组织免疫组织化学和基于细胞的检测）检测抗体。

此外，脑脊液中的GAD抗体水平，也需要提供指南和技术信息并且达成国际共识。

翻译自文献：

1. Graus F, Saiz A, Dalmau J. GAD antibodies in neurological disorders - insights and challenges. Nat Rev Neurol. 2020 Jul;16(7):353-365.