多发性硬化症中视交叉的铁边缘病变：一项神经病理学病例系列研究

《Neurology》：Iron-Rim Lesions in the Optic Chiasm in Multiple Sclerosis: A Neuropathologic Case Series

本研究通过Turnbull蓝染色分析3例MS捐献者视交叉组织，发现9例混合活动/非活动性病变，其炎症边缘富含铁正微胶质/巨噬细胞，与MRI中PRLs特征一致，提示前视觉通路存在铁环病变，需进一步技术优化以检测此类病变。

　　

摘要

目的

本研究的目的是证明多发性硬化症（MS）患者的前视觉通路中存在铁边缘病变（IRLs）。

方法

使用Turnbull Blue组织化学方法，检测了3名MS患者的死后经福尔马林固定、石蜡包埋的前视觉通路组织（视交叉）中的铁含量。通过免疫组化技术识别并分期脱髓鞘病变，并检测髓鞘蛋白脂质和CD68。

结果

共识别出9个病变，均为活动性/非活动性混合病变。在所有3个病例中，炎症边缘均观察到铁阳性的小胶质细胞和巨噬细胞，出现在9个病变中的8个中。在非活动性病变核心区域，还观察到铁阳性的星形胶质细胞，偶尔也有轴突。在非病变的白质中也能看到铁阳性的巨噬细胞。

讨论

铁边缘病变（IRLs）在前视觉通路中的活动性/非活动性混合病变中较为常见。IRLs是磁共振成像（MRI）上顺磁边缘病变（PRLs）的病理对应物，其数量与残疾程度相关。此前尚未在前视觉通路中描述过PRLs。未来的研究需要克服在前视觉通路中检测这些病变的挑战，以确保不会低估慢性炎症的程度。

引言

多发性硬化症（MS）是一种慢性炎症性脱髓鞘和神经退行性疾病，主要影响中枢神经系统（CNS）。在疾病发作初期及整个病程中，前视觉通路常受到影响。¹病理学研究表明，在进行性MS中，前视觉通路中脱髓鞘病变（包括活动性/非活动性混合病变）很常见，²并且视神经病变与进行性视神经萎缩相关。¹

一些MS患者的混合性活动性/非活动性病变在其边缘显示铁沉积的小胶质细胞/巨噬细胞，这些病变构成了体内基于磁化率成像可见的顺磁边缘病变（PRLs）的基底。³PRLs作为诊断和预后生物标志物具有实用性。最近修订的诊断标准将PRLs的存在作为疾病特异性的指标。⁴PRLs的数量与残疾程度相关，并能独立于复发活动（PIRA）预测疾病进展。⁵然而，目前尚未在MS的前视觉通路中报道过铁边缘病变（IRLs）或PRLs，这凸显了进一步病理学研究的必要性，以便准确评估慢性炎症的程度。

在本病例系列中，我们报告了在前视觉通路中存在具有铁边缘的混合性活动性/非活动性病变。

方法

从牛津脑库中选择了10例经病理学确认的MS病例，这些病例具有前视觉通路组织（视交叉）。这些病例来自之前发表的队列^{2（捐赠时间可追溯至20世纪70年代，临床信息有限）。使用福尔马林固定、石蜡包埋的组织，通过免疫标记方法检测髓鞘蛋白脂质（PLP）和小胶质细胞/巨噬细胞（CD68），以评估病变的存在和阶段。6两名观察者（A.L.和M.P.）评估了IRLs的存在。根据已建立的PRLs指南，IRLs被定义为在CD68+巨噬细胞丰富的病变边缘存在铁阳性的小胶质细胞/巨噬细胞。3}

总非血红素铁通过二氨基联苯胺（DAB）增强的Turnbull Blue（Tiermann-Schmertzer方法）染色进行可视化。⁷脱蜡和复水后，将切片浸泡在2%硫化铵中，然后加入10%铁氰化钾和2%盐酸处理30分钟。用0.3%过氧化氢在甲醇中淬灭内源性过氧化物酶活性。切片用磷酸盐缓冲液（pH 7.4）冲洗后，在DAB中显色。使用苏木精作为复染剂。

标准协议批准、注册和患者同意

组织样本获得获得了牛津脑库的批准（REC 15/SC/0639）。

结果

在10例具有视交叉的病例中，只有3例适合进行研究。6例的福尔马林固定时间过长（其中4例超过20年），导致无法进行Turnbull组织化学染色。1例完全没有病变。下表列出了研究队列的患者特征。

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表格 患者的人口统计特征

病例	疾病持续时间（年）	死亡时的临床表现	记录的视神经炎	死后间隔（小时）
MS1	30	继发性进展型多发性硬化症（SPMS），有鞘内巴氯芬泵	未知	39
MS2	20	SPMS，有明显残疾，伴有截瘫和严重共济失调	是，疾病数年后出现严重的双侧视神经炎，有所恢复	33
MS3	20	未知	未知	26

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缩写：SPMS=继发性进展型多发性硬化症；ON=视神经炎。

两名捐赠者为女性，1名为男性（为保护隐私未包含在表格中）。年龄范围：45–74岁（具体年龄未包含以保护隐私）。

在3例病例中共识别出9个病变，均为活动性/非活动性混合病变。在9个病变中的8个中，炎症边缘观察到铁阳性的小胶质细胞/巨噬细胞（见图1）。与CD68⁺细胞浸润的范围相比，IRLs内的铁阳性小胶质细胞/巨噬细胞数量较少，除了1例（MS1，图1），其中边缘的铁标记巨噬细胞较多。在非活动性病变核心区域，可以看到铁阳性的星形胶质细胞，偶尔也有轴突（图2A）。如先前所述^3,7，8个IRLs的病变核心区域铁反应性降低^3,7（图2C, C.a, C.b, C.c）。

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图1 MS患者前视觉通路中的铁边缘病变

展示了3例MS患者的前视觉通路切片（MS1、2和3）。（A, E, I）使用髓鞘蛋白脂质（PLP）免疫组化显示的脱髓鞘病变；髓鞘区域呈棕色。（B, F, J）使用CD68免疫组化显示的炎症性小胶质细胞/巨噬细胞，证实这些病变为活动性/非活动性混合病变。注意每个插图中边缘处明显的小胶质细胞/巨噬细胞，而病变核心处的小胶质细胞/巨噬细胞较少（用*标记）。注意MS3中的炎症边缘不明显。（C, D, E, H, K, L）使用改良的Turnbull Blue组织化学方法显示的含铁小胶质细胞/巨噬细胞（黑色箭头标出了铁阳性的小胶质细胞/巨噬细胞），证实这些病变为IRLs。注意MS1中非病变组织中的弥漫性DAB阳性（用*标记），可能代表完整髓鞘内的铁储存。A–C、E–G和I–K的放大倍数为×40，D、H和L的放大倍数为×400。

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图2 MS患者前视觉通路中总非血红素铁组织化学的额外特征

（A）在一些非活动性病变核心区域内，可以看到铁阳性的星形胶质细胞（插图中突出显示）和铁阳性的轴突（黑色箭头）。（B）在非病变白质中，可以看到铁阳性的小胶质细胞/巨噬细胞（黑色箭头），尤其是在血管周围（用*标记）。（C和C.a, C.b, C.c）IRLs中的铁反应性。图1展示了一个IRL的例子（C），突出了病变核心（a）、边缘（b）和相邻的非病变白质（c）。在病变核心（C.a）中，铁反应性降低。在边缘（C.b）处，可以看到铁阳性的小胶质细胞/巨噬细胞（黑色箭头）。在相邻的非病变白质（C.c）中，可以看到具有少突胶质细胞形态的铁反应性胶质细胞（黑色箭头），并且有弥漫性的铁反应性，呈现出“绒毛状”外观，这与髓鞘一致（白色箭头）。所有这些特征都在大脑的IRLs中报道过（参考文献8）。放大倍数为×400，C为×100。

在非病变白质中，铁主要存在于类似少突胶质细胞的胶质细胞中，尤其是在髓鞘内，较少存在于小胶质细胞/巨噬细胞中，特别是在血管周围（图2B）。

讨论

病理学研究表明，在疾病晚期，前视觉通路中活动性/非活动性混合病变很常见，这在其他神经系统区域也是如此。^{2通过光学相干断层扫描（OCT）测量的视网膜萎缩与残疾程度和PIRA相关。9我们通过进一步研究表明，前视觉通路中的大部分活动性/非活动性病变具有铁边缘，这与IRLs一致。此外，我们在非病变组织中也观察到一些铁阳性的小胶质细胞/巨噬细胞，这在大脑中也有报道。7这一现象的意义尚不清楚，但可能表明MS中存在更广泛的铁代谢异常。}

IRLs是PRLs的病理对应物，可以通过基于磁化率的MRI在体内检测到。由于视神经成像的挑战（包括视神经体积小以及脑脊液和运动伪影），目前尚未在MS的前视觉通路中报道过PRLs。^{1我们的病理学发现预测前视觉通路中存在PRLs，这强调了需要克服这些技术挑战并检测PRLs的重要性，因为它们具有诊断和预后价值。5实时运动校正、图像重建和基于磁化率的成像技术的进步可能有助于更好地表征视通路病变。}

PRLs是预测MS残疾程度的有希望的生物标志物。大脑中PRLs的数量越多，残疾评分越严重，脑和脊髓萎缩越明显，神经丝轻链水平越高，OCT显示的视网膜变薄程度也越明显10，并且最近的研究表明PRLs可以预测PIRA事件⁵

通过OCT追踪视通路中的神经退行性变化已被证明是MS病理的敏感生物标志物^{11，这支持了开发其他视神经病理生物标志物（如PRLs）的重要性。此外，视神经病变与进行性视神经萎缩相关9，而PRLs与更具破坏性的病变病理相关3目前尚不清楚前视觉通路中的PRLs是否能预测视网膜的进行性变薄。尽管本研究无法探讨这一点，但鉴于这些病变在大脑中的破坏性更强，这样的关联值得研究。}

MS病变通常倾向于影响中枢神经系统的某些区域，包括视神经、室周白质和颈胸段脊髓。尽管如此，PRLs的地理分布尚未得到充分描述，许多文章仅报告了PRLs的数量和体积，但没有报告其位置。一些文章报告了室周、皮质旁和皮质病变之间的地理差异（例如，8，详见参考文献3），以及它们与血管的关系^{12。只有1项中国研究系统地报告了PRLs的地理差异，其中室周和皮质旁区域的PRLs最为常见，而皮质和下脑干区域的PRLs较少见13}

在疾病晚期，前视觉通路等中枢神经系统区域中活动性/非活动性混合病变较为普遍。^{2相反，PRLs仅占MS病变的约10%，这表明一些活动性/非活动性病变的病变边缘可能没有可检测到的铁。6在整个中枢神经系统中PRLs检测的差异可能由多种因素引起，包括区域髓鞘中铁含量的差异14,15和成像技术的限制1。将PRLs的数量作为预后标志物时需要考虑这些地理差异。PRLs的形成可能取决于给定中枢神经系统区域髓鞘中的铁含量以及病变边缘的炎症巨噬细胞数量。如果要根据PRLs的数量对MS患者进行分层，那么必须考虑所有中枢神经系统区域的PRLs，以避免某些区域的病理学特征被低估。}

总之，我们在一个进行性MS患者的病理学队列中报告了前视觉通路中IRLs的存在。该病理学病例系列的主要局限性在于仅限于对少量病例的死后分析，这些病例的临床细节有限。所有3名患者的病程较长，因此我们无法讨论早期MS中IRLs的存在。未来通过在更大的死后队列中评估IRLs的病理范围、分布和临床相关性，以及其在体内的检测方法，将有助于在临床实践中适当考虑PRLs。

致谢

作者感谢牛津脑库、捐赠者及其家属。