《Neurobiology of Disease》:Spinal cord reactive-antibodies identified by serological antigen selection show prognostic value in traumatic spinal cord injury patients
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本研究针对创伤性脊髓损伤(SCI)预后评估难题,通过血清抗原筛选技术(SAS)在大规模国际队列中鉴定出6种新型抗体靶点。研究发现,抗UH-SCI.104/109/110抗体组合可有效预测患者ASIA损伤分级(AIS)改善情况(阳性似然比6.56),且抗体反应性与损伤平面(T4水平)显著相关。该抗体面板为SCI精准预后提供了新工具,对临床分层治疗具有重要价值。
当脊髓遭遇严重创伤,患者不仅面临感觉功能丧失和不同程度的瘫痪,更困扰临床医生的是预后的不确定性。目前评估脊髓损伤严重程度的金标准——美国脊髓损伤协会(ASIA)损伤分级(AIS),虽将患者分为A至E五级,却在急性期因患者状态不稳定、镇静等因素难以实施,且无法捕捉同一分级内患者的异质性。更棘手的是,AIS分级无法准确预测个体患者的长期神经功能恢复情况,这为制定个性化治疗方案带来了巨大挑战。
在这一背景下,比利时哈瑟尔特大学领衔的国际研究团队将目光投向了免疫系统。创伤性脊髓损伤会触发一系列生理反应,包括血管破裂、神经元死亡、轴突损伤和神经炎症。其中,体液免疫反应产生的自身抗体可能在损伤后持续存在数年。理论上,受损的血脊髓屏障可能使脊髓抗原泄漏至血液,激活B细胞产生抗体。这些抗体究竟是神经修复的“帮手”还是“帮凶”,成为解开脊髓损伤预后的关键线索。
为破解这一难题,研究团队开展了一项大规模、无偏倚的抗体反应谱分析。他们利用健康人脊髓(hSC)和脊髓损伤患者病变组织(iSC)构建的cDNA噬菌体展示文库,对190例SCI患者和153例健康对照的血清样本进行筛查。通过血清抗原筛选(SAS)技术,最终从8800万个抗原中锁定6个具有SCI特异性的抗体靶点(UH-SCI.104-110)。令人惊喜的是,其中3个抗体(抗UH-SCI.104/109/110)组成的面板展现出卓越的预后价值:在AIS改善患者中,31.3%呈抗体阳性,而未改善者仅4.8%(阳性似然比6.56)。这意味着,伤后15-30天检测该抗体组合,可提前识别有恢复潜力的患者群体。
技术方法上,研究依托国际多中心队列(哈瑟尔特大学、澳大利亚、德国、西班牙),采用cDNA噬菌体展示文库构建、血清抗原筛选(SAS)、噬菌体ELISA和免疫荧光染色等技术。通过线性混合模型分析抗体反应与临床参数的相关性。
3.1 筛查发现6个新型SCI相关抗体靶点
利用健康与损伤脊髓cDNA噬菌体文库筛选出88个候选抗原,其中UH-SCI.104-110在SCI样本池中呈现特异性抗体反应(图1)。
3.2 抗原序列与中枢神经系统蛋白高度同源
生物信息学分析显示,6个抗原肽段与组蛋白甲基转移酶KMT5B、胶原蛋白等神经相关蛋白存在56%-100%的同源性(表2),提示其可能模拟脊髓损伤后暴露的真实抗原表位。
3.3 抗体反应性与神经功能改善及损伤平面相关
纵向研究表明抗体水平在伤后保持稳定。关键发现包括:抗UH-SCI.104阳性者AIS改善率显著更高(18.2% vs 0%);抗UH-SCI.105/110在T4平面以下损伤患者中反应性更强(图3),可能与脊髓损伤后免疫缺陷综合征相关。
3.4 抗体靶向星形胶质细胞证实病理相关性
免疫荧光验证显示,从患者血清纯化的抗UH-SCI.108/110抗体特异性结合小鼠SCI组织及原代星形胶质细胞的胶质纤维酸性蛋白(GFAP)阳性结构(图4),证实其与脊髓病变组织的直接相互作用。
研究结论指出,自然存在的自身抗体而非损伤后新产生的抗体,可能通过调控神经炎症反应影响修复进程。抗体反应与损伤平面的关联(T4以上损伤者抗体水平更低)揭示了交感神经-免疫轴在脊髓损伤后抗体应答中的调控作用。尽管研究存在单一样本构建损伤脊髓文库、AIS分级样本量不均等局限,但抗体面板与神经功能改善的强关联性,为临床预后评估提供了超越传统AIS分级的客观指标。未来可将该抗体面板与影像学、电生理等整合,构建多模态预后预测模型,加速脊髓损伤精准医疗时代的到来。
(论文发表于《Neurobiology of Disease》)