Význam vyšetření mozkomíšního moku u neuropsychiatrického systémového lupus erythematodes

Overview

Neuropsychiatrické postižení u systémového lupus erythematodes (NPSLE) představuje závažnou komplikaci této choroby, která významně zhoršuje kvalitu života nemocného. Jde o jeden z nejkomplexnějších projevů systémového lupusu, který může postihnout centrální, periferní i autonomní nervový systém. Přesná patofyziologie tohoto onemocnění není dosud známa a specifický biomarker sloužící k jejímu odhalení také ne. Vyšetření mozkomíšního moku je v posledních letech věnována větší pozornost, zejména při diagnostickém algoritmu NPSLE. Mimo standardní cytologické, biochemické a imunologické vyšetření nabízí též možnost detekce autoprotilátek, zánětlivých mediátorů a poruchy hematoencefalické bariéry.

Cílem této práce je shrnout nejčastější likvorové nálezy u pacientů s neuropsychiatrickým postižením u systémového lupus erythematodes. Nejčastějším typem celulární odpovědi v likvoru NPSLE je mírná pleocytóza s převahou lymfocytů, u transverzální myelitidy pak neutrofilní granulocytóza. V biochemickém vyšetření bývá v likvoru až v polovině případů zvýšena celková bílkovina, stejně tak jako elevace Q albuminového kvocientu, který ukazuje na poškození hematoencefalické bariéry. Častým nálezem také bývá zvýšení IgG indexu a detekce intratékální oligoklonální syntézy IgG. Z prozánětlivých cytosinů jsou v likvoru ve většině případů NPSLE přítomny IL-6 a IL-8. Z autoprotilátek vykazují asociaci s NPSLE anti-RP, anti-N, anti-U1RNP a anti-Sm protilátky.

Klíčová slova:
neuropsychiatrický systémový lupus erythematodes, mozkomíšní mok

Úvod

Systémový lupus erythematodes (SLE) je chronické autoimunitní onemocnění, charakterizované širokou škálou manifestací s multiorgánovým postižením (1). Mezi nejčastější manifestace patří neuropsychiatrický lupus (NPSLE), představující souhrnné označení pro afekci jak centrálního a periferního nervového systému, tak i psychiatrických abnormalit. NPSLE výrazně zhoršuje kvalitu života i prognózu nemocného (2) a vyskytuje se u 12 až 95 % pacientů se SLE (3–6).

Až do roku 1999 nebyla nomenklatura hodnocení neuropsychiatrického postižení jednotná. Tehdy Americká revmatologická společnost (ACR) ve spolupráci s neurology stanovila set devatenácti syndromů postihujících centrální či periferní nervový systém (tabulka 1) (7).

Problémem ale zůstává relativně nízká specificita této klasifikace. Protože však dosud nebyl objeven jednoznačný biomarker neuropsychiatrického postižení, představuje diagnóza NPSLE v klinické praxi stále jistou výzvu. Kromě nomenklatury doporučila ACR také diagnostické nástroje pro každý z 19 syndromů NPSLE k odhalení jednotlivých typů postižení, mezi které patří vyšetření krevních vzorků (základní biochemické vyšetření, krevní obraz, komplement, autoprotilátky, C-reaktivní protein a sedimentace erytrocytů), zobrazovací metody (MR mozku, CT, tomografická scintigrafie – SPECT a další) a v neposlední řadě také analýza mozkomíšního moku. Vyšetření likvoru se u NPSLE dříve využívalo zejména k vyloučení jiných příčin neuropsychiatrické symptomatologie, jako jsou např. neuroinfekce, tumory aj., v posledních letech se však toto vyšetření stává nedílnou součástí vlastního diagnostického algoritmu.

Vyšetření mozkomíšního moku

Analýza mozkomíšního moku se v posledních letech jeví jako cenné vyšetření pro stanovení diagnózy NPSLE. Italská pracovní skupina (Mosca et al.) udává, že abnormality v likvoru lze detekovat až u 30–40 % pacientů s aktivním NPSLE (8). Již vzhled (barva a zákal) cerebrospinálního moku, odebraného lumbální či ve výjimečných případech subokcipitální punkcí, poskytuje prvotní informaci v diferenciální diagnóze. Například u purulentních meningitid či encefalitid (hnisavých zánětů CNS) bývá likvor zkalený a nažloutlý až zelený (9). K odlišení infekcí CNS se krom jiného využívá mikrobiologického vyšetření mozkomíšního moku. Vyšetření specifických protilátek proti patogenním agens, kultivační vyšetření či PCR detekce nám mohou na pomoci vyloučit infekční zánět CNS.

Mezi základní vyšetření likvoru u NPSLE pacientů poté patří: cytologické vyšetření, biochemické vyšetření a detekce autoprotilátek.

Cytologické vyšetření

Cytologické vyšetření zahrnuje kvalitativní i kvantitativní zhodnocení mozkomíšního moku. Celkový počet elementů má pouze nízkou výpovědní hodnotu. Význam má v tomto případě pouze pleocytóza, která je obecně považována za patologický jev. Avšak ani normální počet elementů nemusí znamenat normální nález. Z tohoto důvodu se zhotovují trvalé cytologické preparáty v základním barvení May-Grünwald a Giemsa-Romanowski (MGG), které umožňují při zánětlivých procesech identifikovat jak jednotlivé leukocytární řady, tak i stupeň aktivace lymfocytární populace včetně plazmocytárních forem (10). U případů NPSLE s transverzální myelitidou byla např. popsána granulocytární pleocytóza, kde byl výrazně zvýšen počet leukocytů s 99 %neutrofilních granulocytů (11, 12). Pleocytóza s převahou leukocytů a 85 % neutrofilních granulocytů byla taktéž popsána u ischemického cerebrovaskulárního postižení asociovaného se systémovým lupus erythematodes (13). Ve většině případů neuropsychiatrického lupusu však počet leukocytů nepřesahuje 50/mm³ (14–17). To potvrzují i dva případy lupusové cerebritidy, zde byla však při kvalitativním hodnocení popsána pleocytóza lymfocytární (lymfocyty až ve 100 %) (17). Čínská studie zabývající se cytologickým obrazem likvoru NPSLE pacientů prokázala u 25 z 75 (33 %) z nich zánětlivou reakci (zvýšený počet neutrofilních granulocytů a lymfocytů) s prezentací abnormálních fagocytů (18). Vyšetření likvoru u NPSLE pacientů provedla i pracovní skupina neurologů a revmatologů z Prahy, kdy jako obvyklý typ celulární odpovědi byla popsána monocytární oligocytóza doprovázená aktivací monocyto-makrofágové buněčné řady (19).

Biochemické vyšetření

K základním parametrům biochemického vyšetření u NPSLE patří zejména bílkoviny, imunoglobuliny a cytokiny. Mezi další patří glukóza, jejíž hladina bývá u NPSLE pacientů v normě či snížená, laktát či proteiny akutní fáze a zánětlivé markery (CRP, transferin – Trf, prealbumin – PAB či komplement).

Především bílkoviny se používají k posouzení integrity hematoencefalické bariéry (HEB).

U pacientů s NPSLE bývá celková bílkovina v likvoru zvýšena zhruba v polovině případů (8, 13, 17, 20). Koncentrace celkové bílkoviny v likvoru však umožňuje pouze orientační zhodnocení stavu HEB. Pro přesnější posouzení permeability se užívá výpočet albuminového kvocientu (Q Alb = 1 000x albumin likvor/albumin krev), jehož normální hodnota se pohybuje pod 0,0076 (21). Při interpretaci albuminového kvocientu je však nutné pamatovat na jeho měnící s hodnoty v závislosti na věku (tabulka 2). Elevace likvorového Q Alb jakožto důkaz porušení HEB je popisována u více než 50 % pacientů s difuzní či centrální formou neurolupusu (akutní stavy zmatenosti, kognitivní poruchy, psychózy…) (8, 21–24).

Kromě elevace bílkovin ukazuje analýza mozkomíšního moku na poruchu HEB také zvýšenými hodnotami imunoglobulinů (Ig). U zánětlivých a demyelinizačních procesů jsou zdrojem imunoglobulinů v likvoru plazmocyty vyzrávající z lymfocytů tvořících perivaskulární infiltráty. Absolutní koncentrace imunoglobulinů nemá větší výpovědní hodnotu, důležitým se stává až průkaz jejich intratékální produkce. Její stanovení se provádí na základě poměru IgG indexu (likvor IgG: sérum IgG ratio) (8). Bylo provedeno několik studií na zvířecích modelech, které u BXSB a MrLlpr/lpr myší (modelové inbrední kmeny spontánně vyvíjející symptomy podobné lidskému průběhu nemoci SLE) ukazují korelaci zvýšeného IgG indexu s aktivitou choroby a neurodegenerativními změnami v periventrikulárních oblastech mozku (25–27). Výpočet IgG indexu je však validní až při výraznějších kvantitativních rozdílech IgG v likvoru. Při mírných koncentračních změnách Ig (např. při výrazně porušené HEB s vysokým Q Alb) tak nemusí být intratékální syntéza odhalena. Proto se za spolehlivý průkaz při posuzování kvalitativní intratékální syntézy imunoglobulinů považuje vyšetření izoelektrickou fokusací, kterou lze stanovit oligoklonální produkci nejen ve třídě IgG, ale i IgM, IgA a volných řetězců (28). Při vyšetřování se používá izoelektrická fokusace na agarovém gelu s následným stříbřením, imunofixací či blottingem (28–30). Intratékalní syntézou imunoglobulinů u pacientů s NPSLE se zabývají již první studie z 80. let (31–33). Podobné výsledky referují i v novějších studiích Mc Lean et al., popisují u NPSLE pacientů zvýšený IgG index a oligoklonální pásy v likvoru (34). Stejně tak u pacientů s NPSLE West et al. uvádí abnormální CSF IgG index a oligoklonální pásy, které jsou asociovány s deficitem komplexní paměti, verbálními funkcemi, vážnější neurologickou symptomatologií a agresivnější kortikosteroidní terapií v důsledku závažnosti onemocnění (35). Korelaci aktivity nemoci NPSLE a vysokých dávek kortikoidů s IgG v likvoru popisuje i srbská pracovní skupina (24).

Jako biomarker pro akutní poškození HEB byl navržen S100B protein, který byl studován i u mnoha chronických neurologických onemocnění. Jde o gliální specifický protein exprimovaný na zralých astrocytech, který pomáhá formovat hematoencefalickou bariéru (36). Asociace NPSLE a S100B proteinu je však stále kontroverzní, některé studie popisují jeho zvýšené hodnoty v likvoru u centrálního neurolupusu, jiné je zase popírají (37–39).

Dalším možným markerem neurolupusu v mozkomíšním moku jsou prozánětlivé cytokiny a chemokiny, které působící jako aktivátory či inhibitory zánětlivé reakce. Změny jejich koncentrací lze v likvoru pozorovat u řady patologických stavů zejména u zánětlivých onemocnění CNS, degenerativních a demyelinizačních chorob, traumat či ischemií (28, 40, 41). Výhodou stanovení cytokinů jsou jejich srovnatelné koncentrace v likvoru i séru (tabulka 3) a jejich časná syntéza, která může předcházet patologickému cytologickému nálezu (40).

U NPSLE figuruje řada prozánětlivých cytokinů, jejichž hladiny jsou v mozkomíšním moku zvýšeny a podporují produkci intratékálních protilátek, B a T buněčnou aktivaci a maturaci, a modulují uvolňování neurotransmiterů (8,43,44). Mnoho studií prokázalo, že interleukiny IL-12, IL-2, IL-4 a INFγ jsou u NPSLE přítomny v normálních koncentracích (45–49). Avšak hladiny IL-6, IL-8 a někdy i IL-17 v likvoru jsou zvýšeny u fokálního, ale i difuzního NPSLE. IL-6 a IL-8 jsou považovány za slibné diagnostické markery neuropsychiatrického postižení u systémového lupusu a současně za pomocníky při monitoraci aktivity onemocnění a odpovědi na léčbu (45, 49–54). Kromě těchto cytokinů popisuje Fragoso-Loyo a Yoshio ve svých studiích i elevaci IP-10 (interferon gama-indukovaný protein 10), MCP-1 (monocytární chemotaktický faktor 1) a G-CSF (růstový faktor granulopoezy) (55, 56). Autoři dospěli k velmi zajímavému zjištění, že intratékální koncentrace zejména IL6 i dalších cytokinů nejsou nezávislé na koncentracích v séru. Jejich hladiny v likvoru jsou dokonce několikanásobně signifikantně vyšší než sérové hladiny, což naznačuje, že produkce probíhá in situ a že vznik neuropsychiatrického postižení nevyžaduje nutně přítomnost faktorů, které by prošly HEB z krve (56–58). Kromě toho již Okamoto popsal zvýšené hladiny IL-6 v likvoru u NPSLE pacientů bez prokazatelného poškození hematoencefalické bariéry (59). Některé práce také ukázaly, že intratékální přítomnost IL-6 a IL-8 vede k syntéze matrixových metaloproteináz 9 (MMP-9), což má za následek poškození mozkového parenchymu s uvolňováním produktů při následné astrocytární a neuronální degeneraci (60, 61). Dalším problémem je, že zvýšené hodnoty MMP-9 zvyšují permeabilitu HEB a tím umožňují cirkulujícím protilátkám vstup do intratékálního prostoru (62, 63).

Jedním z dalších zánětlivých mediátorů v likvoru u NPSLE je také INFα (44, 56, 64). Přestože Fragoso-Loyo rovněž pozoroval zvýšené koncentrace INFα, kvůli nezměněným hodnotám po klinickém zlepšení pacientů a poklesu aktivity onemocnění se nepředpokládá, že by INFα byl užitečným biomarkerem NPSLE (65). U pacientů s NPSLE byly oproti SLE pacientům v likvoru prokázány také zvýšené hodnoty BAFF (B-cell activating factor) a APRIL (A proliferation inducing ligand), zhodnocení jejich potenciálu jakožto terapeutického cíle však vyžaduje provedení dalších studií (8, 66).

Důležitým aspektem diferenciální diagnostiky NSPLE je zejména vyloučení jiných autoimunitních onemocnění postihujících CNS, které by mohly mít podobné projevy. Právě na cytokinový profil u neurolupusu, roztroušené sklerózy (RS) a neuromyelitis optica (NMO) se zaměřila japonská pracovní skupina. Hladiny IL-6 a IL-8 byly však u všech skupin pacientů srovnatelné. Ukázalo se, že oproti RS a NMO skupinám bylo u NPSLE pacientů 14 ze 27 testovaných cytokinů zvýšeno, avšak pouze šest z nich (IL-17, IL-2, INFγ, IL-5, FGF a IL-15) ukázalo minimální prediktivní hodnotu při odlišení NPSLE od roztroušené sklerózy a Devicovy nemoci (neuromyelitis optica) (67).

Autoprotilátky

Samostatnou kapitolou ve vyšetřování mozkomíšního moku u pacientů s NPSLE je detekce autoprotilátek. V souvislosti se SLE bylo vyšetřováno více než 116 autoprotilátek, asociaci s neuropsychiatrickým postižením jich vykazuje kolem 20, ať už specifických pro CNS či systémových asociovaných s NPSLE (68, 69). Některé se vyšetřují rutinně, jiné pouze experimentálně. Přestože přesná etiopatogeneze NPSLE není dosud zcela jasná, zřejmé je, že u některých forem jistě hrají autoprotilátky významnou roli. Tudíž by identifikace specifických protilátek jako biomarkeru NPSLE mohla být významným přínosem v diagnostice i léčbě tohoto onemocnění.

Až do dnešních dní byly provedeny pouze dvě větší metaanalýzy, které se zabývají autoprotilátkami souvisejícími s NPSLE. Obě tyto studie však operují spíše s autoprotilátkami přítomnými v séru. Starší z nich (Sciascia et. al) porovnávající 42 studií podává důkaz o asociaci protilátek proti ribozomálnímu P proteinu (anti-RP) s NPSLE psychózou a asociaci cerebrovaskulárních chorob zejména s lupusovým antikoagulans (LA) (70). Druhá metaanalýza zahrnuje 41 studií a také popisuje asociaci antiribozomálních P protilátek (anti-RP) s psychózou, i zde se však jedná rovněž o protilátky sérové (71).

Protilátky proti ribozomálnímu P proteinu jsou obecně považovány za vysoce specifické pro SLE a byla popsána jejich korelace s aktivitou choroby a postižením ledvin, jater či CNS (72). Několik prací prokázalo schopnost anti-RP protilátek vázat neuronální antigeny, penetrovat neuronální buňky a inhibovat v nich syntézu proteinů (73, 74). Jak bylo ukázáno na zvířecím modelu, při poruše HEB jsou anti-RP protilátky schopné interakce s antigenem na hippokampálních neuronech, indukují tak jejich apoptózu a s tím také spojené poruchy paměti (75, 76). V retrospektivní průřezové studii (Govoni et al.) se ukázala být asociace anti-RP autoprotilátek v séru a likvoru značně kontroverzní, kdy v polovině studií byla asociace anti-RP autoprotilátek s NPSLE prokázána a v druhé polovině však nikoli (8). V prospektivní studii pak byla prokázána významná asociace psychózy s NPSLE, stejně jako ve studiích Briani a Hirohaty (tabulka 4) (8, 77, 78).

Z druhé uvedené metaanalýzy dále vyplývá signifikantně zvýšená prevalence anti-neuronálních protilátek (anti-N) v likvoru a asociace kombinovaných CSF protilátek s křečemi u pacientů s NPSLE (71). Bluestein et al. také popsali vysokou koncentraci anti-N IgG protilátek v CSF, avšak pouze u pacientů s aktivním NPSLE (79), stejně tak jako ve starší studii Isshi a Hirohata (80).

Velký význam jak v patogenezi, tak i diagnostice NPSLE mají protilátky proti glutamátovému receptoru (anti-NMDA či anti-NR2). Jde o podskupinu anti-dsDNA protilátek, které zkříženě reagují s receptorem pro N-methyl D-aspartát (NMDA) receptory, konkrétně s NMDA podjednotkou 2 (NR2) (18, 36). NMDA receptory jsou glutamátové receptory, které jsou v mozku zodpovědné za synaptickou plasticitu, paměť a schopnost učení a jsou ve vysoké hustotě pozorovány v amygdale a hippokampu (81–84). Vazba anti-NR2 protilátek na aktivované NR2 receptory je následována excitotoxickou neuronální smrtí, doprovázenou kognitivní a emocionální poruchou a hippokampální atrofií (detekovatelnou na magnetické rezonanci) s následnou poruchou paměti (84–87). Anti-NR2 protilátky byly popsány v likvoru u difuzních forem NPSLE, ve většině případů však jejich hladiny v séru nebyly signifikantně zvýšené (36, 87–92). Pacienti se závažnou formou difuzního NPSLE (např. akutní stavy zmatenosti) mají vysoké hodnoty anti-NR2 protilátek v mozkomíšním moku, které jsou doprovázeny poškozením HEB. Na zvířecích modelech bylo prokázáno, že nízké koncentrace NMDA protilátek alterují synaptickou transmisi, zatímco vysoké koncentrace indukují neuronální smrt. Tím by se dalo vysvětlit, proč je u některých jedinců kognitivní dysfunkce transientní a u někoho permanentní (93).

Dalšími autoprotilátkami specifickými pro SLE, jsou anti-Sm (anti-Smith) protilátky. Přítomnost anti-Sm protilátek jak v séru, tak i v mozkomíšním moku byla (spíše ve starších studiích) asocio-vána s postižením CNS, konkrétně s akutními stavy zmatenosti. Přesná úloha anti-Sm při rozvoji NPSLE však zůstává nejasná (94–96).

Jako možný biomarker pro aseptické meningitidy se zdají být přínosné anti-U1 RNP protilátky. Poprvé je v séru u NPSLE pacientů popsali Okada et al. (97). Dalšími autory byly anti-U1-RNP autoprotilátky detekovány v mozkomíšním moku, a to nejen u pacientů s aseptickou meningitidou, ale i u dalších forem NPSLE. Jejich nálezy vysoké specificity (92,2 %), ale i dobré senzitivity (64,3 %) naznačují, že by anti-U1-RNP mohly být užitečným indikátorem centrálního neurolupusu, svědčícím spíše pro intratékální produkci (98–100).

Hematoencefalická bariéra a autoprotilátky v mozkomíšním moku

Hematoencefalická bariéra (HEB) představuje účinnou mechanickou překážku mezi krví a mozkomíšním mokem a účinně brání průniku velkých molekul. Aby byly autoprotilátky schopny difundovat z krve přes HEB do CNS, musí nezbytně dojít k jejímu poškození.

Víme, že anti-RP protilátky a anti-NR2 protilátky mohou indukovat syntézu prozánětlivých cytokinů jako IL-6 a IL-8 monocyty a endoteliálními buňkami. Tyto cytokiny pak mohou poškodit HEB a umožnit tak autoprotilátkám průnik do likvoru (72, 90). Kromě toho se recentní studie zabývají poruchou HEB u zvířecích modelů při aktivaci osy molekuly TWEAK (Tumor necrosis factor-like WEAK inducer of apoptosis) a jejího receptoru Fn14 (101). Existuje také studie, která napovídá, že by významnou roli v poruše HEB u NPSLE mohl hrát také komplementový systém (zejména C5a a C5aR) přes zánětlivou reakci a zvýšenou produkci indukované NO-syntetázy, která pak ovlivňuje nervovou tkáň a různými mechanismy (např. přímou nitrosylací NMDA receptoru) způsobuje neuronální smrt (8, 102).

Na druhou stranu existují i studie podporující teorii, že produkce autoprotilátek, cytokinů a chemokinů se může dít pouze intratékálně (nasvědčují tomu výrazně zvýšené intratékální koncentraceo oproti sérovým) a porucha HEB tak nastává až jejich působením (56, 100).

Přítomnost protilátek v mozkomíšním moku se dá vysvětlit několika mechanismy: 1. může se jednat o jejich intratékální produkci; 2. porucha HEB jim dovolí průchod do mozkomíšního moku; 3. může jít o kombinaci obojího a 4. díky snížení rychlosti toku mozkomíšního moku dochází k jejich zvýšené koncentraci.

Vyšetření likvoru v doporučení pro NPSLE

V roce 1999 ustanovila Americká revmatologická společnost set 19 syndromů postihujících centrální či periferní nervový systém, sdružených se SLE. Navíc pro každý z nich vydala také diagnostická doporučení. Vyšetření likvoru podle ACR slouží zejména k vyloučení jiných onemocnění způsobujících neurologickou symptomatologii a je vhodné u následujících syndromů:

Guillain-Barré syndromu, aseptické meningitidy, cerebrovaskulárních postižení, demyelinizačního syndromu, bolestí hlavy a myelopatie (7).

Doporučení pro terapii neuropsychiatrického lupusu vydala i Evropská liga proti revmatismu (EULAR), která analýzu likvoru specificky doporučuje v případech akutních stavů zmatenosti, aseptické meningitidy, myelopatie a polyradikulopatie (103).

Závěr

Přestože je neuropsychiatrický lupus v posledních dekádách rozsáhle studován, byla stanovena klasifikace, publikováno mnoho studií a došlo k rozvoji laboratorních a zobrazovacích metod, zůstává diagnóza NPSLE pro lékaře v praxi stále velkou výzvou, stejně tak jako terapeutický postup. Přisouzení neuropsychiatrické symptomatologie k lupusu je velmi obtížné. Je proto stále nutné při vyšetřování vyloučit i jiné příčiny onemocnění.

Právě vyšetření mozkomíšního moku se v posledních letech stalo nezastupitelnou součástí vyšetřovacího algoritmu. Kromě vyloučení např. infekční etiologie, v likvoru hledáme zejména specifické protilátky pro jednotlivé syndromy. Spolehlivý biomarker pro neuropsychiatrické postižení však stále chybí. Jak se ukazuje, důležitou roli v celém problému NPSLE hrají zánětlivé cytokiny, autoprotilátky a hematoencefalická bariéra. Ta může být alterována jak látkami kolujícími v krevním oběhu, tak i látkami produkovanými intratékálně. Recentní studie se soustředí právě na výzkum intratékální produkce autoprotilátek a cytokinů, u kterých je potřeba zkoumat párové vzorky (sérum, likvor), avšak takových studií je stále velmi málo.

adresa pro korespondenci:

MUDr. Veronika Balajková

Revmatologický ústav Praha

Revmatologická klinika 1. LF UK Praha

Na Slupi 4

128 50 Praha 2

e-mail: balajkova@revma.cz