抗N-甲基-D-天冬氨酸受体脑炎患者的生物标志物及其相关机制的研究

发布时间：2020-04-09 11:51

【摘要】：研究背景:近年来,针对神经元细胞表面或突触蛋白的自身抗体的存在及其与自身免疫性脑炎的关系已得到证实。其中,抗N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor,NMDAR)脑炎是针对 NMDAR 的 GluN1(NR1)亚基细胞外结构域的与自身抗体存在相关的疾病。2007年该病首次在表现为弥漫性脑病、癫痫和精神症状的伴有卵巢畸胎瘤的年轻女性中发现。抗NMDAR脑炎的临床表现包括精神症状和记忆障碍,伴有不同程度的运动障碍、癫痫和自主神经功能障碍,这些症状有可能发展为昏迷,在极少数情况下会导致死亡。甲状腺激素对发育和生理过程有重要影响,对很多系统有影响,其中中枢神经系统是最重要的靶点。发育过程中人类甲状腺激素供应的改变可导致不可逆转的智力迟钝和神经功能缺陷。在成年人中,甲状腺激素影响情绪和行为,甲状腺疾病可导致精神症状。既往研究表明系统性免疫疾病如自身免疫性甲状腺疾病,与免疫介导的神经功能障碍性疾病如多发性硬化、视神经脊髓炎谱系疾病等常有交织或共病。抗NMDAR脑炎有时与血清学标记阳性、非器官特异性自身免疫性指标如抗核抗体共存。最近的研究发现,游离三碘甲腺原氨酸(free tri-iodothyronine,fT3)可以在一些危重疾病中,也可在一些自身免疫性疾病中如系统性红斑狼疮、视神经脊髓炎谱系疾病中作为一种预后不良的指标。甲状腺激素也密切参与在免疫系统中,如细胞免疫。但甲状腺功能与免疫相关指标仍未在抗NMDAR抗体脑炎中讨论。抗NMDAR脑炎是否有甲状腺功能的改变?这些改变与哪些临床特征有关?抗NMDAR脑炎的甲状腺功能的改变是否有表观遗传学如lncRNA及mRNA的变化?转录组水平中又主要影响哪些功能通路?炎症和免疫的表观遗传调控是一个新兴领域。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是长度超过200个核苷酸的非蛋白编码RNA,通过多种机制在许多生物学过程中发挥着重要的作用,其中包括调节先天和适应性免疫反应以及免疫细胞发育方面。免疫系统提供了一个高度有序的生物学环境,在这个环境中,细胞表型和功能被精细地描绘出来,细胞成分很容易获得和操纵,并且可以通过体外和体内模型在分子和细胞水平上实现干扰。lncRNA在免疫系统和自身免疫性疾病中的作用在知识和未来前景方面存在重大空白,有望作为一种潜在的生物标志物。抗NMDAR脑炎患者可出现一系列广泛的症状和体征,这些症状和体征可能千变百化,难以诊断。目前抗NMDAR脑炎的检测,包括颅脑磁共振成像(MRI)和脑脊液(CSF)研究,可以是非特异性的改变,也可以是正常的。血清和脑脊液中的抗体都是特异性的,脑脊液中往往更敏感,但结果往往延迟。考虑到早期诊断和治疗抗NMDAR脑炎与改善预后相关这一点至关重要。因此,有必要使用其他客观测试来快速诊断和确定以及潜在的监测治疗过程,并深入研究抗NMDAR脑炎的表观遗传学机制。因此,在第一部分我们研究了甲状腺功能与免疫相关指标在抗NMDAR抗体脑炎中与临床特点的关系,并从第二部分转录组水平探寻影响抗NMDAR脑炎的包括甲状腺功能在内的可能的功能通路。研究目的:首先,评估抗NMDAR脑炎患者甲状腺功能障碍和抗甲状腺抗体出现的频率,并研究甲状腺功能障碍/自身免疫与抗NMDAR脑炎临床特征之间的关系。然后,为了了解表观遗传机制在抗NMDAR脑炎包括出现低T3综合征的发病机制中的潜在作用,我们开展了抗NMDAR脑炎患者lncRNA和信使RNA(messenger RNA,mRNA)的差异表达研究。比较抗NMDAR脑炎患者和健康对照组中差异的lncRNA和mRNA的表达情况。研究方法:1.选取山东大学附属省立医院从2014年1月至2018年1月确诊为抗NMDAR抗体脑炎的患者43例,并随机筛选于我院健康查体中心检查甲状腺功能的225人作为健康对照组,测量并收集其甲状腺激素及甲状腺抗体水平。收集患者的临床特征及辅助检查结果,采用改良Rankin评分(modified Rankin scale,mRS)对神经功能进行评估,比较NMDAR脑炎中甲状腺功能及相关免疫指标与健康对照组的差异。其次,进一步将抗NMDAR抗体脑炎患者分为低T3综合征组与无低T3综合征组,比较其临床特征、指标,疾病严重程度与预后等。随后通过相关分析进一步分析抗NMDAR脑炎与低T3综合征相关的因素。最后,通过成对比较患者治疗前后的fT3等水平及疾病严重程度评分,研究疾病改善程度与fT3水平的关系。2.首先,将符合纳入标准的确诊为抗NMDAR脑炎的患者纳入我们的纯观察性研究,并收集年龄与性别相匹配的健康对照组,将患者与健康对照组的血浆标本收集到-80°冰箱中保存。从血浆中提取总RNA,通过对5例患者和5例健康对照组进行RNA测序研究,筛选出差异表达的lncRNA及mRNA,采用基因本体论(Gene Ontology,GO)功能注释分析法、京都基因与基因组百科(Kyoto Encyclopedia of Genes and genome,KEGG)通路分析法进行差异表达分析,并构建lncRNA-mRNA共表达网络,采用qRT-PCR进一步验证11例患者和11例健康对照组中某些lncRNA和mRNA的表达水平。研究结果:1.抗NMDAR脑炎患者与健康对照组比较,血清fT3和促甲状腺激素(thyroid-stimulating hormone,TSH)水平相对较低(p 均0.001)。在各种甲状腺功能障碍中,抗NMDAR脑炎的低T3综合征也更常发生(25.6 vs 0.4%,p0.001)。然而,就甲状腺抗体和其他类型的甲状腺功能障碍的阳性率而言,在患者和健康对照组之间未检测到统计学差异。进一步以fT3水平比较抗NMDAR脑炎患者亚组发现,伴随低T3综合征的患者往往住院时间较长(p=0.006),异常脑磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)发现率较高(p=0.033),意识下降频率较高(p=0.029),入院时和出院时mRS评分也更高(p =0.002,p = 0.022),但出院后3个月的mRS评分无明显差异。通过相关分析表明,低fT3水平与颅脑MRI异常、意识下降和入院时的mRS评分有关(p=0.002,p0.001,p0.001)。随着mRS评分的改善,fT3似乎逐渐恢复到正常水平(r=-0.649,p=0.002)。2.检测到抗NMDAR脑炎患者中共83个lncRNA与健康对照组相比存在显著差异表达,其中上调的lncRNA有63个,下调的lncRNA有20个;共有2345个mRNA显著差异表达,其中上调的mRNA有1509个,下调的mRNA有836个。GO分析和KEGG通路分析显示,抗NMDAR脑炎的急性病程中,多种生物功能受到影响并变化,大多数差异表达基因涉及病毒致癌、系统性红斑狼疮、吞噬体、趋化因子信号通路、阿尔茨海默病和B细胞受体信号通路。并有一部分涉及甲状腺激素生成、甲状腺癌、甲状腺激素信号通路、自身免疫性甲状腺疾病等。进一步通过对11例患者和11例健康对照进行qRT-PCR验证,确认6个lncRNA和4个mRNA的水平,其结果也与RNA测序结果一致。最后,在一些有意义的KEGG分析中,比如趋化因子信号通路、长时增强、B细胞受体信号通路和MAPK信号通路中构建lncRNA-mRNA的共表达网络。研究结论:1.抗NMDAR脑炎患者常伴有甲状腺功能异常,尤其是低T3综合征。出现低T3综合征时,患者往往临床严重程度较高,意识下降率较高,住院时间较长,MRI检查结果异常率较高。然而,fT3水平似乎不影响抗NMDAR脑炎的预后。2.进一步的转录组水平研究提示lncRNA参与抗NMDAR脑炎包括甲状腺激素生成、甲状腺抗体、甲状腺激素信号通路等致病过程,并涉及其他多个分子通路。具有可发现相关的疾病诊断、预后的潜在生物标志物及可能的治疗靶点,帮助诊断、治疗和预后的重要意义。
【图文】：

差异表达,概况,截止点,对照组

图１．抗ＮＭＤＡＲ脑炎患者与对照组ｍＲＮＡ和ＩｎｃＲＮＡ差异表达概况。火山图逡逑ａ、ｂ分别显示为ｍＲＮＡ邋（ａ）和ＩｎｃＲＮＡ邋（ｂ）。竖线表示ＦＤＲ，以土２．０为逡逑截止点，水平线表示ｑ值，以０．０５为截止点。红点表示上调的ｍＲＮＡ或ＩｎｃＲＮＡ，逡逑蓝点表示下调的ｍＲＮＡ或ＩｎｃＲＮＡ。逡逑ｉ邋逦邋ｌｌ逡逑

分级聚类,截止点,硕士学位论文,山东大学

逦山东大学硕士学位论文逦逡逑２０逦２０逡逑１５逦１５逡逑１逦Ｓ逡逑（Ｄ逦ＴＯ逡逑■逦？邋Ｄｏｗｎ邋ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ邋＞逦■邋Ｄｏｗｎ邋ｒｅ＾ｕｂｒｔｉｏｎ逡逑■Ｓ邋１０逦Ｎｏｔ邋Ｓｔｇｎｉｔｉｃａｎｔ邋２邋ｌ0逦Ｎｏｔ邋Ｓｉｇｎｄｔｃａｎｔ逡逑0逦？邋Ｕｐ邋ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ邋0逦－邋Ｕｐ邋ｒｅｇＵａｔｔｏｎ逡逑５逦￡：＇．逦？逡逑§；逡逑ｉ逦柳！逦■＊．邋？＝－邋？＇？逦ｉ逡逑－１０逦＞５逦－２逦２邋Ｓ逦１０逦－１０逦－５逦－２邋Ｓ邋５逦１０逡逑Ｌｏｇ２邋（Ｆｏｌｄ－ｃｈａｎｇｅ）逦ａ逦Ｌｏｇ２邋（Ｆｏｌｄ－ｃｈａｎｇｅ）逦ｂ逡逑图１．抗ＮＭＤＡＲ脑炎患者与对照组ｍＲＮＡ和ＩｎｃＲＮＡ差异表达概况。火山图逡逑ａ、ｂ分别显示为ｍＲＮＡ邋（ａ）和ＩｎｃＲＮＡ邋（ｂ）。竖线表示ＦＤＲ，以土２．０为逡逑截止点，水平线表示ｑ值，，以０．０５为截止点。红点表示上调的ｍＲＮＡ或ＩｎｃＲＮＡ，逡逑蓝点表示下调的ｍＲＮＡ或ＩｎｃＲＮＡ。逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R742

【相似文献】