NMO اولین بار در قرن 19 معرفی شده و برای دهه های متوالی به عنوان یکی از انواع بیماری Multiple sclerosis (MS)   شناخته می شد. در سال 2004، Lennon یک اتوآنتی بادی جدید سرمی از کلاس IgG را در گروهی از بیماران مبتلا به NMO معرفی کرد که به آستروسیتهای در مجاورت عروق، فضای Virchow Robin و نرم شامه متصل می شود. متعاقبا AQP4 که فراوان ترین کانال آبی در CNS است به عنوان آنتی ژن هدف شناخته شد. این آنتی بادی با نام NMO-IgG یا AQP4-Ab، در بیماران مبتلا به NMO یافت می شود در حالی که در بیماران مبتلا به MS کلاسیک وجود ندارد. این یافته همراه با شواهد هیستوپاتولوژیک و ایمونولوژیک (شامل انتقال غیرفعال آنتی بادی به مدل های حیوانی) مفهوم NMO به عنوان یک بیماری خود ایمن همورال را تایید می کند. در اینجا به بررسی تست های تشخیصی موجود برای ردیابی NMO-IgG/AQP4-Ab و محدودیت های هر روش می پردازیم.

 

بیماری های همراه با بیان NMO-IgG/AQP4-Ab 

جدای از فرم کلاسیک NMO، آنتی بادی NMO-IgG/AQP4-Ab در بیماران مبتلا به Asian opticospinal MS (OSMS)، Isolated longitudinally extensive transverse myelitis (LETM)، Isolated optic neuritis (ON)، و در موارد نادری در بیماران مبتلا به Isolated brainstem encephalitis، ِDiencephalitis و یا Posterior reversible encephalopathy یافت می شود.

با توجه به درصد بالای تغییر وضعیت بیماری های LETM، ON یا brainstem encephalitis به NMO کلاسیک در صورت حضور NMO-IgG/AQP4-Ab، به نظر می رسد پاتوژنز این بیماری ها محوریت یکسانی داشته و بهتر است تمامی بیماری های مذکور تحت نام کلی NMO spectrum disorders (NMOSD)خوانده شوند.

به علاوه  NMO-IgG/AQP4-Abدر بیماران NMOSD در همراهی با بیماری های بافت همبند Connective tissue disease (CTD) نیز دیده می شود. در برخی موارد NMO-IgG/AQP4-Ab در برخی بیماری های اتوایمیون دیگر همراه با NMOSD نظیر میاستنیا گراویس و سلیاک نیز دیده می شوند.

 

تست های تشخیصی NMO-IgG/AQP4-Ab 

تا کنون بیش از 60 مطالعه به ارزیابی بیش از 40 روش سنجش ایمونولوژیک در تشخیص  NMO-IgG/AQP4-Ab در بیماران مبتلا به NMO پرداخته اند.

حساسیت همگی این تست ها که هر یک تکنیک ایمونولوژیک متفاوتی را به کار گرفته اند، متفاوت است ولیکن همگی این موارد ویژگی NMO-IgG/AQP4-Ab  جهت تایید بیماری NMO را تایید می کنند.

نتایج به دست آمده از کلیه این تست هادر جداول 3-1 خلاصه شده اند. با توجه به سوبسترای اولیه، این تست ها به سه دسته کلی تقسیم می شوند.

1. Tissue-based assay (TBA)

2. Cell-based assay (CBA)

3. Protein-based assay (PBA)

 

 

Tissue-based assay

روش ایمونوهیستوشیمی (IHC) با استفاده از مقاطع بافتی با قطر میکرومتری به عنوان سوبسترا،آنتی ژن هدف را در ابعتد وسیع و به میزان زیاد بیان می کنند. در این روش مقاطع بافتی روی اسلاید قرار گرفته، برای جلوگیری از واکنش غیر اختصاصی بلوکه شده و سپس با رقت های مختلفی از سرم بیمار انکوبه می شوند. در نهایت آنتی بادی ثانویه علیه IgG انسانی که با رنگ فلورسنت (فلوروایمونوهیستوشیمی یا IHC-F) یا غیر فلورسنت (روش مرسوم IHC یا IHC-C) نشاندار شده جهت مرئی سازی آنتی بادی متصل شده بیمار استفاده می شود. در این مرحله تشخیص بر مبنای الگوی اختصاصی ایجاد شده انجام می گیرد.

 

Cell-based assay (CBA)

در این روش از رده سلولی Human Embryonic Kidney (HEK) و یا Chinese Hamster Ovary (CHO) ترانسفکت شده با آنتی ژن هدف استفاده می شود. سلول های ترانسفکت شده Mock (ترانسفکت شده با وکتور تنها) و یا سلول های ترانسفکت نشده به عنوان کنترل مورد استفاده قرار می گیرند. از آنجا که سلول های کنترل فاقد بیان آنتی ژن هدف هستند، لذا اتصال آنتی بادی موجود در سرم به سلول های ترانسفکت شده گویای حضور آنتی بادی ضد پروتئین هدف است.

 

Protein-based assay

پروتئین نوترکیب AQP4 می تواند برای روش های Radioactive-based immunoprecipitation (RIPA) و یا Fluorescence-based immunoprecipitation (FIPA)، وسترن و الایزا مورد استفاده قرار گیرد. اگرچه روش های بر مبنای پروتئین در مطالعات متعدد، حساسیت بالاتری نسبت به IHC-F نشان می دهند ولیکن، نسبت به روش های CBA حساسیت کمتری دارند.

جدول 1. روش های Tissue-based (TBA). حساسیت (Sensitivity)، ویژگی (Specificity)، نسبت شباهت مثبت ، نسبت شباهت منفی حاصل از نتایج مربوط به 34 مطالعه مختلف در ین جدول گردآوری شده است. NMO: Neuromyelitis Optica، MS:  Multiple Sclerosis، OD: کنترل های مبتلا به بیماری های نورولوژیک و غیر نورولوژیک به جز MS، HC: healthy control، pLR: positive likelihood ratio، nLR:  Negative likelihood ratio، CI: Confidence interval (ضریب اطمینان 95%(

 

 

 

جدول 2. روشهای Cell-based (CBA). حساسیت (Sensitivity)، ویژگی (Specificity)، نسبت شباهت مثبت ، نسبت شباهت منفی حاصل از نتایج مربوط به 33 مطالعه مختلف و 39 سری تست در این جدول گردآوری شده است. NMO: Neuromyelitis Optica، MS:  Multiple Sclerosis، OD: کنترل های مبتلا به بیماری های نورولوژیک و غیر نورولوژیک به جز MS، HC: healthy control، pLR: positive likelihood ratio، nLR:  Negative likelihood ratio، CI: Confidence interval (ضریب اطمینان 95%(

 

جدول 3. روشهای protein-based (PBA). حساسیت (Sensitivity)، ویژگی (Specificity)، نسبت شباهت مثبت ، نسبت شباهت منفی حاصل از نتایج مربوط به 14 مطالعه مختلف و 18 سری تست در این جدول گردآوری شده است. NMO: Neuromyelitis Optica، MS:  Multiple Sclerosis، OD: کنترل های مبتلا به بیماری های نورولوژیک و غیر نورولوژیک به جز MS، HC: healthy control، pLR: positive likelihood ratio، nLR:  Negative likelihood ratio، CI: Confidence interval (ضریب اطمینان 95%(

ارزیابی آنتی بادی NMO-IgG/AQP4 در CSF

ازیابی آنتی بادی های CSF از نظر اثر ماتریکس (نظیر غلظت بالاتر یونها و مقادیر پایین تر پروتئین نسبت به سرم) که میتواند برهم کنش آنتی ژن/آنتی بادی را تحت تاثیر قرار داده و منجر به نتایج کاذب گردد، باید مورد توجه قرار گیرند. تا به امروز هیچ مطاله ای مبنی بر بهینه سازی تشخیص  آنتی بادی NMO-IgG/AQP4 در CSF انجام نگرفته است. هرچند ارزیابی کیفی نظیر روش IHC تا حدود زیادی این مشکل را مرتفع می سازند.

 

ارزیابی آنتی بادی AQP4-IgA و AQP4-IgM

ارزیابی اثر آنتی بادی IgM ضد AQP4 بسیار چالش برانگیز است. آنتی بادی می تواند منجر به مهار تشخیص IgM شده و یا در صورت حضور IgG در مقادیر بالا، اتصال IgM به آنتی ژن را مهار کند که در این صورت می تواند نتایج منفی کاذب ایجاد کند. به علاوه فاکتور روماتوئید، می تواند با IgG متصل به آنتی ژن واکنش داده و نتایج مثبت کذب ایجاد کند.  به همین دلیل توصیه می شود پیش از سنجش IgM آنتی بادی های کلاس IgG با روش های مختلف نظیر کروماتوگرافی، جذب ایمنی به پروتئین A یا G و یا رسوب دهی ایمنی از محیط حذف شوند.

تنها مطاله ای که پس از جداسازی IgG در بیماران مبتلا به NMOSD، حضور  AQP4-IgM به روش CBA را تایید کرده است، در 10% از بیماران این آنتی بادی دیده شده است در حالی که در هیچ یک از 66 کنترل وجود نداشته است. در سه بیمار تیتر IgM پس از حذف IgG افزایش داشته است و در یک بیمار پس از حذف IgG، حضور IgM قاببل تایید بوده است. تمامی بیماران مثبت برای IgM برای IgG نیز مثبت بوده و هیچ یک از بیماران منفی برای IgG، آنتی بادی IgM مثبت نداشته اند. به این ترتیب شواهد کافی برای لزوم تایید حضور AQP4-IgM در بیماران مبتلا به NMO وجود ندارد.

 

ارزیابی زیر کلاس های AQP4-IgG

آنتی بادی AQP4-IgG عمدتا به کلاس IgG1 فعال کننده کمپلمان تعلق داشته، گرچه آنتی بادی از کلاس های IgG2، IgG3 و IgG4 نیز به ندرت و با تیتر پایین گزارش شده اند. هیچ گونه مطالعه ای مبنی بر انطباق نتایج NMO-IgG و زیر کلاس های IgG با فعالیت بیماری، پاسخ به درمان یا پروگنوز بیماری انجام نگرفته است.

 

تیتر آنتی بادی AQP4 و فعالیت بیماری

شواهد متعددی دال بر ارتباط تیتر AQP4 و فعالیت بیماری وجود دارد. ارزیابی گذشته نگر آنتی بادی AQP4 در 96 نمونه طی 5 سال از 8 بیمار مبتلا به NMOSD مقادیر بالاتر آنتی بادی سرمی در دوران عود بیماری نسبت به دوران بهبود را نشان داده است. سه مطالعه دیگر نیز به افزایش معنی دار سطح AQP4  سرمی با استفاده از CBA، ELISA و FIPA اشاره کرده اند.  به علاوه حضور AQP4-Ab در CSF و در زمان عود بیماری گزارش شده است.  همچنین در چندین مطالعه سطح سرمی کاهش یافته AQP4-Ab در پاسخ به درمان های سرکوبگر ایمنی مشاهده شده است.

به این ترتیب، اندازه گیری سریالی AQP4-Ab در بیماران مبلا به NMO، کنترل دوره های عود بیماری را با توجه به افزایش این آنتی بادی در دوره های عود، تسهیل می سازد. البته هیچ مقدار آستانه ای برای سطح AQP4-Ab در زمان عود وجود ندارد.

حملات بیماری با افزایش AQP4-Ab  همراه است، هرچند مقادیر تام AQP4-Ab در دوران عود بیماری در یک بیمار و یا بین بیماران مختلف متفاوت است. به این ترتیب میتوان مشاهده کرد اندازه گیری سریالی NMO-IgG/AQP4-Ab می تواند منجر به تسهیل ارزیابی بیماران مبتلا به NMOSD شده و در اکثر بیماران مقادیر این آنتی بادی در زمان عود افزایش یافته هر چند مقادیر آستانه برای این آنتی بادی در زمان عود بالینی بیماری وجود ندارد.

 

روش ایمونوفلورسانس غیرمستقیم (IIFT)برای تشخیص Anti-AQP4

حساسیت این روش بسیار بالا بوده و قابلیت تشخیص مقادیر آنتی بادی کمتر از µg/ml 0.1 را دارا می باشد. از این تکنیک می توان برای شناسایی انواع اتو آنتی بادیها در بدن مانند Anti-AQP4 استفاده نمود.

این تست اختصا صی که یکی از انواع Cell-based assay  (CBA) نیز شناخته می شود، با استفاده از سلول های ترانسفکت شده HEK-293 با AQP4 انجام پذیر است.