Różnice patogenetyczne między NMOSD, MOGAD i typowym zapaleniem nerwu wzrokowego

Współczesne zrozumienie patogenezy zapalenia nerwu wzrokowego wymaga rozróżnienia specyficznych mechanizmów charakterystycznych dla poszczególnych podtypów tego schorzenia1. Zapalenie nerwu wzrokowego jest typowo podzielone na „typowe” i „atypowe”, przy czym najczęściej rozważanymi etiologiami są stwardnienie rozsiane (SM), neuromyelitis optica (NMO)/spektrum zaburzeń neuromyelitis optica (NMOSD) oraz choroba związana z przeciwciałami przeciwko glikoproteinie oligodendrocytów mieliny (MOGAD). Każdy z tych podtypów charakteryzuje się odmiennymi mechanizmami molekularnymi i komórkowymi.

Atypowe zapalenie nerwu wzrokowego jest najczęściej obserwowane jako wczesna manifestacja spektrum zaburzeń neuromyelitis optica (NMOSD), dawniej znanego jako neuromyelitis optica (NMO)1. Charakterystyczną cechą diagnostyczną NMOSD jest obecność przeciwciał immunoglobulinowych G przeciwko akwaporynie-4 (AQP4-IgG) wykrywanych w serologii, co stanowi podstawową nieprawidłowość tego stanu autoimmunologicznego, która odróżnia go od stwardnienia rozsianego.

Mechanizmy patogenetyczne w NMOSD

Spektrum zaburzeń neuromyelitis optica charakteryzuje się unikalnym mechanizmem patogenetycznym opartym na przeciwciałach AQP4-IgG2. Neuromyelitis optica została rozpoznana jako odrębna choroba zapalno-demielinizacyjna składająca się z zapalenia nerwu wzrokowego w połączeniu z rozległym poprzecznym zapaleniem rdzenia kręgowego. Neuromyelitis optica jest związana z obecnością specyficznych przeciwciał w surowicy – NMO IgG, które są skierowane przeciwko kanałowi wodnemu akwaporynie-4.

Około dwie trzecie lub więcej pacjentów ze spektrum zaburzeń neuromyelitis optica ma przeciwciała IgG przeciwko akwaporynie-4 (AQP4-IgG)3. Jest to białko kanału wodnego, które jest obfite na błonach astrocytowych i w pobliżu bariery krew-mózg. Pacjenci seronegatywni nie mogą być odróżnieni klinicznie od seropozytywnych. W chorobie seropozytywnej pod względem AQP4-IgG, wiązanie AQP4-IgG z AQP4 na stopkach astrocytowych inicjuje aktywację kaskady dopełniacza, infiltrację granulocytów do ośrodkowego układu nerwowego oraz cytotoxyczność zależną od przeciwciał.

Mechanizm NMOSD: Przeciwciała AQP4-IgG aktywują kaskadę dopełniacza, prowadząc do uszkodzenia astrocytów jako pierwotnego mechanizmu patogenetycznego. Demielinizacja występuje wtórnie do uszkodzenia astrocytów, co odróżnia NMOSD od pierwotnej demielinizacji obserwowanej w stwardnieniu rozsianym.

Poziomy interleukiny-6 (IL-6) są podwyższone w płynie mózgowo-rdzeniowym pacjentów z NMOSD w porównaniu z pacjentami ze stwardnieniem rozsianym lub niezapalnymi zaburzeniami neurologicznymi3. Poziomy IL-6 w surowicy i płynie mózgowo-rdzeniowym są podwyższone podczas nawrotów NMOSD. Interleukina-6 promuje różnicowanie naiwnych limfocytów T w prozapalne pomocnicze limfocyty T typu 17, które wraz z IL-6 promują różnicowanie komórek B w plazmablasty produkujące AQP4-IgG.

W NMOSD zapalenie nerwu wzrokowego charakteryzuje się cięższą utratą wzroku na początku, zajęciem obustronnym nerwu wzrokowego lub skrzyżowania wzrokowego, nawrotami, słabą odpowiedzią na dożylne pulsy kortykosteroidów, słabym powrotem do zdrowia z trwałymi deficytami wzrokowymi oraz związkiem z prawidłowym rezonansem magnetycznym mózgu lub niespecyficznymi zmianami w rezonansie magnetycznym mózgu4.

Patogeneza MOGAD

Choroba związana z przeciwciałami przeciwko glikoproteinie oligodendrocytów mieliny (MOGAD) stanowi stosunkowo nowo zidentyfikowaną jednostkę chorobową z charakterystycznymi mechanizmami patogenetycznymi5. MOGAD to stan autoimmunologiczny przeciwko glikoproteinie oligodendrocytów mieliny (MOG) zlokalizowanej zarówno na osłonce mielinowej, jak i na powierzchniach komórek oligodendrocytów ośrodkowego układu nerwowego.

Przeciwciała przeciwko glikoproteinie oligodendrocytów mieliny (MOG-IgG) zostały odkryte jako najnowszy biomarker dla podgrupy pacjentów z zapaleniem nerwu wzrokowego i kilkoma innymi fenotypami demielinizacyjnymi6. Najczęstszym objawem zaburzenia związanego z MOG-IgG jest zapalenie nerwu wzrokowego. Chociaż rola AQP4-IgG w patofizjologii NMOSD została zidentyfikowana przez dużą liczbę danych klinicznych i eksperymentalnych, wewnętrzne mechanizmy leżące u podstawy różnorodności ludzkich fenotypów demielinizacyjnych w połączeniu z przeciwciałami anty-MOG pozostają do lepszego wyjaśnienia.

Przeciwciała te są rozwijane obwodowo i zazwyczaj docierają do ośrodkowego układu nerwowego po załamaniu bariery krew-mózg wtórnym do infekcji7. Prawie 50 procent pacjentów zgłasza historię wcześniejszych prodrómów infekcyjnych. Brak ograniczonych pasm oligoklonalnych u pacjentów z zespołami anty-MOG w płynie mózgowo-rdzeniowym potwierdza koncepcję pochodzenia obwodowego.

Charakterystyczną cechą MOGAD jest obwodowe wzmocnienie na rezonansie magnetycznym oczodołów, z lub bez rozwarstwiania tłuszczu, które może być widoczne w 50% przypadków8. Cyrkulacja limfocytów może również przemieszczać się do ośrodkowego układu nerwowego z późniejszą ekspansją klonalną. Obserwacja cytotoksyczności mediowanej przez dopełniacz z badań in vitro oraz rozwój zaburzeń podobnych do NMOSD w modelach zwierzęcych stanowią silny dowód patogenności MOG-IgG.

Mechanizmy w typowym zapaleniu nerwu wzrokowego związanym ze stwardnieniem rozsianym

Typowe zapalenie nerwu wzrokowego związane ze stwardnieniem rozsianym charakteryzuje się odmiennymi mechanizmami patogenetycznymi w porównaniu z podtypami atypowymi2. Większość przypadków zapalenia nerwu wzrokowego jest związana ze stwardnieniem rozsianym, mimo że zapalenie nerwu wzrokowego może występować w izolacji. W zapaleniu nerwu wzrokowym związanym z SM oraz izolowanym monosymptomatycznym zapaleniu nerwu wzrokowego, przyczyna jest przypuszczalnie reakcją autoimmunologiczną, która skutkuje demielinizacyjnym zapaleniem nerwu.

Badania patologiczne u pacjentów z zapaleniem nerwu wzrokowego związanym z SM wykazały, że zdemielinizowane zmiany w nerwie wzrokowym są podobne do blaszek SM obserwowanych w mózgu, z odpowiedzią zapalną charakteryzującą się okołonaczyniowymi mankietami, limfocytami T i komórkami plazmatycznymi2. Jednak niewiele wiadomo o patologii izolowanego zapalenia nerwu wzrokowego.

Centralną koncepcją leżącą u podstaw idei dotyczących patogenezy stwardnienia rozsianego jest to, że kaskada wydarzeń zapalnych, która kulminuje w demielinizacji aksonów, zależy od obwodowej aktywacji limfocytów T9. W rezultacie jednostka mielina-oligodendrocyt ulega uszkodzeniu, przewodzenie skokowe załamuje się, a następują objawy stwardnienia rozsianego. To ostre uszkodzenie aksonalne występuje głównie we wczesnym stwardnieniu rozsianym i jest skorelowane ze stopniem zapalenia.

Różnice mechanizmów: W stwardnieniu rozsianym pierwotny jest atak na mielinę przez limfocyty T, w NMOSD – atak przeciwciał na astrocyty z wtórną demielinizacją, a w MOGAD – obwodowo powstające przeciwciała atakujące MOG po przełamaniu bariery krew-mózg.

Mechanizmy infekcyjne i parainfekscyjne

Szeroki zakres możliwych etiologii infekcyjnych może powodować zapalenie nerwu wzrokowego i może powstać z różnych mechanizmów patofizjologicznych5. Patogeneza zapalenia nerwu wzrokowego wtórnego do HIV została zaproponowana jako powstająca z szlaków autoimmunologicznych, naczyniowych i degeneracyjnych niedokrwiennych.

Infekcje są często wydarzeniem wyzwalającym, które powoduje pediatryczne zapalenie nerwu wzrokowego10. Nerwy są podatne na uszkodzenie (neuropatia) z powodu infekcji, a nerw wzrokowy nie jest wyjątkiem. Kilka innych stanów może również powodować lub przyczyniać się do neuropatii nerwu wzrokowego, w tym niedobór przepływu krwi (niedokrwienie). Jeśli nerw wzrokowy nie otrzymuje wystarczającego przepływu krwi, jego komórki mogą przestać działać prawidłowo, prowadząc do uszkodzenia nerwu wzrokowego.

Mechanizmy parainfekscyjne/postinfekcyjne demielinizacji związane z prodromalną chorobą wirusową są dobrze ustalone11. Możliwa patogeneza obejmuje molekularną mimikrę mediowaną przez odpowiedź immunologiczną przeciwko mielinie wyzwalaną przez antygeny wirusowe. Potencjał SARS-CoV-2 do produkcji autoprzeciwciał został zilustrowany w manifestacji choroby przeciwciał przeciwko glikoproteinie oligodendrocytów mieliny (MOGAD) po infekcji COVID-19.

Mechanizmy toksyczne i polekowe

Mechanizmy toksyczne stanowią odrębną kategorię patogenetyczną w zapaleniu nerwu wzrokowego12. Substancje takie jak metanol i etambutol, antybiotyk używany do leczenia gruźlicy, zostały powiązane z neuropatią nerwu wzrokowego i zapaleniem nerwu wzrokowego. Mechanizm uważany jest za związany z bezpośrednią toksycznością na nerw wzrokowy i resztę szlaków wzrokowych.

Inhibitory TNF-alfa oraz inhibitory punktów kontrolnych immunologicznych mogą powodować zapalenie nerwu wzrokowego13. Chemikalia, leki i substancje, takie jak ołów, metanol, chinina, arsen, etambutol oraz antybiotyki, powodują neuropatie nerwu wzrokowego raczej niż prawdziwe zapalenie nerwu wzrokowego. Te mechanizmy toksyczne wymagają odmiennego podejścia terapeutycznego w porównaniu z mechanizmami autoimmunologicznymi.

Zrozumienie specyficznych mechanizmów patogenetycznych poszczególnych podtypów zapalenia nerwu wzrokowego ma kluczowe znaczenie dla wyboru odpowiedniej strategii terapeutycznej i prognozowania przebiegu choroby. Różnice w mechanizmach molekularnych tłumaczą obserwowane różnice w odpowiedzi na leczenie oraz rokowaniu między poszczególnymi podtypami tego schorzenia.

Pytania i odpowiedzi

Czym różni się mechanizm NMOSD od stwardnienia rozsianego?

W NMOSD przeciwciała AQP4-IgG atakują bezpośrednio astrocyty, aktywując kaskadę dopełniacza i powodując ich śmierć, a demielinizacja następuje wtórnie. W stwardnieniu rozsianym limfocyty T atakują pierwotnie mielinę, a uszkodzenie astrocytów jest wtórne.

Jak powstają przeciwciała MOG-IgG w MOGAD?

Przeciwciała MOG-IgG powstają obwodowo, często po infekcjach (50% pacjentów ma wywiad infekcyjny), i docierają do ośrodkowego układu nerwowego po przełamaniu bariery krew-mózg. Brak pasm oligoklonalnych w płynie mózgowo-rdzeniowym potwierdza ich obwodowe pochodzenie.

Dlaczego NMOSD charakteryzuje się cięższym przebiegiem niż typowe zapalenie nerwu wzrokowego?

NMOSD charakteryzuje się cięższym przebiegiem z powodu bezpośredniego uszkodzenia astrocytów przez przeciwciała AQP4-IgG i aktywację dopełniacza, co prowadzi do rozległej śmierci komórkowej, podczas gdy w typowym zapaleniu główny jest proces demielinizacji z możliwością regeneracji.

Jakie są mechanizmy parainfekscyjnego zapalenia nerwu wzrokowego?

Mechanizmy parainfekscyjne obejmują molekularną mimikrę, gdzie antygeny wirusowe indukują odpowiedź immunologiczną przeciwko własnym białkom mielinowym. Może to prowadzić do rozwoju MOGAD, szczególnie po infekcjach wirusowych, w tym COVID-19.

Które cytokiny są najważniejsze w poszczególnych podtypach zapalenia nerwu wzrokowego?

W NMOSD kluczowa jest IL-6, która promuje różnicowanie limfocytów Th17 i produkcję przeciwciał AQP4-IgG. W stwardnieniu rozsianym dominują TNF-α, interferon gamma i IL-17, podczas gdy w MOGAD mechanizmy cytokinowe są mniej poznane.

Reklama
Reklama