梅尼埃病(MD)是一种综合征,其特征是反复发作眩晕并伴有同侧耳蜗症状,例如波动的感音神经性听力损失,耳鸣或耳闷。前庭偏头痛(VM)是发作性前庭症状和偏头痛史,至少50%的发作在颞周。VM的人群患病率估计约为1%,但是仅根据病史和症状,有时与MD并无区别。
据描述,在眩晕发作期间,有8.4%的MD患者头痛症状与偏头痛类似。这些疾病的诊断标准的主要区别是听觉症状,这是确诊MD所必需的,但是,据报道,VM患者在眩晕发作期间可能出现耳鸣,而且25%的偏头痛患者患有听力损失。VM患者对抗偏头痛药物有良好的反应,这支持潜在的偏头痛机制。但是,该证据不足,因为相关的研究质量不高,很可能由于混杂因素所致,例如安慰剂反应,自愈和多种药物作用。此外,先前已经描述了患有MD的患者偏头痛的高患病率,表明这些疾病之间存在病理生理联系。
最近,Barany协会在单侧和双侧MD患者中确定了五个临床亚组:第一组由突聋定义,从第一只耳朵开始,然后在接下来的几个月或几年内累及第二只耳朵。第2组的特征是自疾病发作以来双耳同时听力下降;第3组为家族性MD;第4组与偏头痛相关,第5组为自身免疫性疾病相关MD。此外,Frejo等人还根据其IL-1β谱型观察了两个MD患者亚组:IL-1β(MDH)高水平的患者或IL-1β(MDL)低水平的患者,它们可能具有不同的免疫免疫系统的反应或功能状态。
考虑到细胞因子谱可能产生不同的MD亚组以及MD和VM的临床相似性,我们建议研究这些疾病的促炎信号是否可以区分这些患者。
材料和方法
一项研究共包括名确诊的MD患者,82名VM患者和66名健康对照者。根据Barany协会的MD和VM诊断标准对患者进行诊断。分离受试者的外周血白细胞并培养,测量14种细胞因子(IFNα-2,IFN-γ,IL-10,IL-1α,IL-1β,IL-1rα,IL-4,IL-6,IL-12p40,IL-12p70,IL-13,IL-17,IL-28A和TNFα)和11种趋化因子(IL-8,CXCL10,CCL2,CCL3,CCL4,CCL5,CD40LG,CXCL1,CCL22,CXCL5和CCL8)。由于在所有组中IL-12p40,IL-12p70,IL-13,IL-17和IL-28A的水平较低或无法检测到,因此将它们从统计分析中排除。
结果
1.VM发病早于MD
表2比较了名MD患者(26名MDH和MDL)和82名VM患者的临床特征。VM患者比MD患者年轻(p=1.20×10?5),且发作年龄较早(p=4.41×10?4)。正如预料的,MD患者的听力较差(p=5.32×10?22),眩晕发作次数较多(p=2.87×10?3),并且该疾病对患者影响较大(p=1.44×10?11)。VM和MD之间自身免疫病发病率之间存在显着差异,即MDL的自身免疫病发病率最高(p=9.77×10-3)。另一方面,VM病人比MD病人头痛的几率大(p=4.43×10-16),更具体地说是偏头痛发作(p=1.89×10?26)。MDH患者的跌倒次数更高(p=2.24×10-14)。
2.PBMC上的基因表达谱可以区分MD,VM和健康对照者
我们比较了6例VM患者,7例MD患者(4例MDL、3例MDH)和5例健康对照者的PBMC的基因表达谱,发现与MDH相比,MDL与健康对照组更相似。
由于个体间的差异性,进行了两组之间的成对比较。我们首先比较了VM和健康对照患者PBMC中的基因表达谱,发现个DEG(差异基因表达)(p值0.02和FC2),编码最重要的基因CACNA2D2(-5.3FC,p=5.89×10-6)。
此外,我们分别比较了VM患者与MDH和MDL患者在PBMC中的基因表达谱。我们观察到22个差异表达基因,在两两个对比中,我们检索到具有10个焦点分子的网络。值得注意的是,VM患者较MDH患者的PBMC,会独特地表达个基因,从而形成具有22个聚焦分子的顶层网络。此外,VM患者较MDL患者的PBMC时,独特地表达了个基因,从而形成了具有22个聚焦分子的顶层网络。
3.VM与MDL患者表达水平相似的细胞因子白介素1β
表达阵列显示出各种细胞因子和趋化因子之间存在显着差异,因此我们决定测量IFNα-2,IFN-γ,IL-10,IL-1α,IL-4,IL-8,CXCL10,CCL2,CCL3,CCL4,CCL5,CD40LG,CXCL1,CCL22,CXCL5和CCL8,在24名MDH患者,24名MDL患者,20名VM患者和10名健康对照中。在所有病例和对照组中均测量了IL-1β,IL-1RA,IL-6和TNFα的水平,与我们小组先前所做的工作一致。根据细胞因子的水平,可以将其分为三类:(a)所有组中细胞因子均较高;(b)MDH组中的细胞因子高于其他组;(c)患者的细胞因子高于对照组。此外,我们可以观察到VM患者的细胞因子水平与MDL患者非常相似,并且对照组的细胞因子水平始终低于患者。
4.CCL4水平可能区别MD、VM和健康对照者
与健康对照相比,MDL的CCL4水平低,然而,IL-10,IL-1β,IL-6,CCL5,CXCL1,IFNA2和CXCL5的未发现差异(所有p0.1)。另一方面,与健康对照组相比,MDH的所有细胞因子水平都较高,除了CCL22(p=[2.12×10?4?3.01×10-2])和CXCL10(p=[2.18×10?4-2.10×10-2]),其中VM患者的水平最高。
我们观察到CCL4可以区分所有类型的患者以及患者和对照组(p=[6.30×10?5-1.04×10-2])。此外,CXCL10可以区分大多数组(p=[2.18×10-4-3.84×10-2]),但是它不能将MDH与MDL区分(p=0.)。
尽管VM患者和MDL患者的细胞因子水平具有高度相似性,但IL-10(p=9.84×10-3),CXCL1(p=1.42×10-3)和IL-8(p=9.79×10-3),在VM患者明显高于MDL患者。
5.IL-1β,CCL3,CCL22和CXCL1水平可能共同区分MD和VM患者
为了区分VM患者和MD患者,我们进行了Logistic回归分析MD和VM之间的细胞因子,其中包括IL-1β,CCL3,CCL22和CXCL1水平。通过使用logistic回归变量绘制ROC曲线来评估模型预测VM患者的能力,该变量具有93.8%的敏感性,95.8%的特异性,97.8%的阳性预测值和11.8%的阴性预测值。还评估了使用三种,两种或一种细胞因子的其他回归模型,但均显示出较低的诊断准确性(表4)。
讨论
我们的研究表明,细胞因子和趋化因子可用于VM和MD的鉴别诊断。鉴于两种情况有不同的治疗方法,我们的发现可能有助于VM和MD的临床治疗。
我们观察到,VM患者罹患偏头痛的风险更大(p=1.87×10?26),发病时间比MD患者(p=1.20×10?5)早十年左右,MD患者的听力损失更为严重(p=5.32)×10-22)。尽管如此,仍有症状重叠,在疾病的早期阶段可能尤其难以区分。有趣的是,已经描述了患有偏头痛的散发性MD患者的MD4型患者的发病明显早于其他类型的MD患者。这些并发偏头痛的MD患者表现出偏头痛发作,大多数情况下与发作性眩晕无关,但是需要在前瞻性纵向研究中研究MD眩晕与偏头痛之间的时间关系。具体而言,双侧MD4型与本研究中的VM患者具有相同的平均发病年龄(37岁),这进一步支持了不完全依赖临床信息区分VM和MD患者的方法的必要性。
基因表达和细胞因子结果表明,与VM相比,MDH和MDL更相似。这些结果进一步支持了以下假设,即MD不是单一疾病或具有多种内表型。根据临床表现和表型和内淋巴囊成像,已经确定了不同的MD亚组。
尽管VM和MDL分子相似,但由于有个差异表达的基因,这些疾病似乎具有独特的疾病机制。当我们比较VM和MDL之间唯一表达的基因时,我们观察到检索到的网络中涉及的基因与免疫应答有关,后者似乎在VM中上调。
先前已经在动物模型和人类中描述了内耳存在免疫活性。内耳的免疫反应性首先发现与内淋巴囊相关,此后又确定了耳蜗中存在免疫能力,这是由于最近在人内淋巴囊和耳蜗中发现了IBA1细胞表达II型主要组织相容性复合体(MHCII)。Nordstr?m等发现血管纹层、螺旋韧带和螺旋神经节的巨噬细胞群表达了MHCII,这对于启动抗原特异性免疫反应是必不可少的。此外,他们提出,由于IBA1和MHCII在上皮细胞中的共表达以及跨上皮的迁移,可能会从内淋巴囊管腔吸收和加工抗原。
在这里,我们发现IL-1β,CCL3,CCL22和CXCL1的定量可以对VM和MD进行鉴别诊断。
CXCL1,也称为GRO-α(与生长相关的癌基因-α),在嗜中性粒细胞的募集和激活中起着至关重要的作用,它通过中性粒细胞上的CXCR2信号传导以及与内皮细胞、上皮细胞和细胞外基质上的糖胺聚糖(GAG)结合来介导其功能。与VM相比,MD患者的CXCL1通常较低。CCL3或MIP1-α(巨噬细胞炎性蛋白1-α),与CCR1,CCR4和CCR5结合后,是一种具有促炎效应的巨噬细胞分泌趋化因子。最近,Yamada等已经建立了来自MD患者的内淋巴囊成纤维细胞系。他们观察到这些细胞产生CCL3,并且在Toll样受体(TLR)3和TLR4刺激后其产量可以增加。此外,他们观察到有其他细胞因子的产生,例如IL-1β,CXCL10,胸腺基质淋巴细胞生成素(TSLP),B淋巴细胞刺激物(BLyS),IL-6和IL-8。与MD相比,VM患者的CCL3水平较低,但高于健康对照者。据报道偏头痛患者CCL3水平升高,这可能支持VM具有偏头痛机制的假设。
CCL22或MDC(巨噬细胞来源的趋化因子)是单核细胞、树突状细胞和自然杀伤细胞的化学引诱剂,它与CCR4结合。IL-1β是一种有效的炎症介质,并与多种细胞机制相关,例如细胞活化,增殖和凋亡。Yoshida等人培养了鼠螺旋韧带纤维细胞,并证实IL-1β和TNFα刺激导致产生各种细胞因子和趋化因子,即IL-6和CCL2。
研究发现,在小鼠耳蜗组织中观察到了CXCL1,CCL3,CCL22和IL-1β的表达,在内淋巴囊细胞中也发现了CXCL1,CCL3和IL-1β。有趣的是,CXCL1是唯一发现的,在小鼠前庭细胞中表达的趋化因子,是4种细胞因子中,在所有组织中表达最高的。考虑到我们观察到从外周血中提取的PBMC细胞因子增加,这可能表明MD和VM患者具有全身性炎症反应,这可以解释某些患者对消炎药的反应。另一方面,这种细胞因子产生的增加也可能影响或代表内耳中发生的活性,因此观察到的细胞因子/趋化因子的分泌可能会延缓炎症反应的时间,从而通过上皮破坏导致内耳损伤。
一些研究量化了发作和非发作期间偏头痛患者血清中的细胞因子水平。Fidan等观察到,与健康对照组相比,发作和非发作期的IL-6都较高。CCL5,IL-10和NO仅在发作期间升高,而TNFα,IL-1,IL-2,IFNγ,CCL2,CCL3和CCL4没有差异。另一方面,Yucel等发现在发作期间CNDN5,ESM-1,IL-6,IL-1β和TNFα升高。此外,Munno等描述了偏头痛患者的TNFα,IL-4和IL-5升高,但IL-10和IFNγ无差异。在我们的研究中,我们观察到,与健康对照相比,VM患者的CCL5,IL-10,IL-1β,IFNγ,CCL2,CCL3,CCL4和IL-4水平升高,IL-6和TNFα水平没有统计学差异。因此,比较VM患者和偏头痛患者之间IL-1β,CCL3,CCL22和CXCL1水平,可能有助于了解偏头痛和VM之间是否存在共同的细胞因子谱,或者该细胞因子信号是否对VM特异。
自身炎症性疾病是由过度活跃的炎症反应引起的,由IL-1,I型干扰素和NFκB驱动导致免疫失调。这些疾病通常在出生后表现出来,但是在成年期被诊断为轻度和迟发性疾病。这些疾病中有一些具有类似过敏性和免疫缺陷性疾病的表现。此外,这些疾病中有许多表现为感音神经性听力损失。自身免疫性内耳疾病(AIED)的特征是双侧感音神经性听力损失反复发作数周或数月。AIED具有与MD相似的前庭症状。AIED患者的促炎细胞因子水平升高,例如IL-1β和TNFα。最近科学家们致力于研究扩大自身免疫疾病的范围,使其涵盖表现出自身炎症或自身免疫疾病的单基因和复杂免疫疾病,诸如AIED之类的疾病。因此,考虑到MDH患者总体促炎细胞因子水平升高以及与AIED的相似性,我们建议应将MDH视为自身炎性疾病,但仍需进行纵向研究以确定这些患者是否具有持续升高或波动性的促炎细胞因子水平。
在这项研究中,我们找到一种准确诊断VM和MD的方法。由于我们能够入组患者有限(VM=16和MD=48),因此我们需要大规模的研究来区分VM、MD和偏头痛的内在表型。
参考文献
1.FlookM,FrejoL,Gallego-MartinezA,Martin-SanzE,Rossi-IzquierdoM,Amor-DoradoJ,Soto-VarelaA,Santos-PerezS,Batuecas-CaletrioA,Espinosa-SanchezJ,Pérez-CarpenaP,Martinez-MartinezM,AranI,Lopez-EscamezJ()DifferentialProinflammatorySignatureinVestibularMigraineandMeniereDisease.Frontiersinimmunology10:.
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