חלבון בסיסי של מיאלין - Myelin basic protein

כינויים נוספים: MBP. מעבדה: כימיה, אימונולוגיה בנוזל שדרה-CSF. תחום: הערכת נזק למיאלין, טרשת נפוצה. טווח ערכים נורמאלי: 0.1-2.5 ננוגרם/מ"ל כאשר המדידה נעשית בשיטת RIA, אך לפי גרסאות אחרות ובעיקר כאשר המדידה נעשית בשיטת chemiluminescent immunoassay, הסף העליון של רמת MBP בבריאות מלאה הוא 2.5-4.0 ננוגרם /מ"ל. יוצר הערך: פרופ' בן-עמי סלע.

מטרת הבדיקה

לבחון אפשרות של נזק לרקמה עצבית, שבא לביטוי בנזק לחלבון הבסיסי של מיאלין (MBP). בתרחיש כזה תהיה הפרשה מוגברת של MBP לתוך נוזל השדרה. טרשת נפוצה ותהליך הדה-מיאלינציה הם דוגמה אופיינית להגברת רמת MBP ב-CSF. תרחישים אחרים בהם רלוונטי למדוד רמת MBP בנוזל השדרה הם דימום במערכת העצבים המרכזית, בטראומה ל-CNS, במצבי זיהום של ה-CNS, במצבי שבץ מוחי ואנצפלופתיות.

בסיס פיזיולוגי

החלבון הבסיסי של מיאלין (להלן MBP), משחק תפקיד בתהליך המיאלינציה של האקסונים של תאי עצב. שכבת המיאלין מכילה מספר שכבות קונצנטריות של ממברנות, והיא אופיינית למערכת העצבים, בהיותה פועלת כמבודד (insulator) מה שמאפשר מהירות גבוהה למעבר האימפולס החשמלי באקסון (Sakamoto וחב' ב-J Biol Chem משנת 1987). החלבון MBP מסייע בשמירה על המבנה הנכון של מיאלין, תוך שהוא מגיב עם ליפידים בממברנת המיאלין (על פי Deber ו-Reynolds ב-Clin Biochemistry משנת 1991, ו-Inouye ו-Kirschner ב-J Neurosci Res מ-1991).

החלבון MBP רוצף לראשונה בשנת 1971 עלידי Eylar וחב' ומאמרם הופיע ב- J Biol Chem. בשנת 1985 Saxe וחב' מיקמו את הגן המקודד ל-MBP על כרומוזום 18 בעמדה 18q22. במאמרם ב-Cytogenet Cell Genet, אם כי כיום מקובל מיקום גן זה בעמדה 18q23. החלבון MBP מאדם מכיל בצורתו העיקרית 172 חומצות אמיניות ומשקלו המולקולארי 18,570 דלטון. מתוך סך 172 חומצות האמינו, ישנם 18 שיירים של ארגינין, ו-12 שיירים של ליזין, ובסך הכל 30 חומצות אמינו בסיסיות, המהוות כ-17% מכלל חומצות האמינו, מה שמקנה לחלבון את אופיו הבסיסי.

נמצא שחלבון זה אמנם אופייני ל-CNS, אך הוא מופיע גם במספר תאים במערכת ההמאטו-פויאטית ואף במיאלוציטים. בשלושת העשורים האחרונים יוצרו עכברי knockout טרנסגניים, עם חסר שלם או חלקי ב-MBP, ואכן עכברים אלה מתאפיינים על ידי מיאלינציה פגומה, עם תסמיני רעד (tremor) או פרכוסים (seizures), עם תמותה מוקדמת.

המאגר של MBP במערכת העצבים המרכזית, מאוד מגוון, עם מספר ואריאנטים הבאים שם לידי ביטוי, ומספר גדול של מודיפיקציות post translational, המתבצעות על חלבון זה, הכוללות זרחון, מתילציה, דה-אמידציה וציטרולינציה. וריאנטים אלה שונים ביניהם על ידי נוכחות או העדר של פפטידים קצרים (10 עד 20 חומצות אמינו), באזורים שונים של רצף MBP. הקבוצה הקלאסית של האיזופורמים של החלבון (isoform4-isoform14) מהווים יחד עם PLP או proteolipid protein את 2 המרכיבים השכיחים ביותר של ממברנת המיאלין במערכת העצבים המרכזית. ל-2 מרכיבים אלה תפקיד ביצירה ובייצוב של מבנה המיאלין. לאיזופורמים הקטנים יותר, יש כנראה תפקיד חשוב בתהליכי הרה-מיאלינציה של אקסונים חשופים (denuded) בטרשת נפוצה.

החלבון MBP הוא מרכיב עיקרי של שכבת המיאלין של אוליגודנדוציטים ושל תאי Schwann במערכת העצבים. אך מסתבר שעותקי RNA הקשורים ל-MBP נמצאים גם בתאי מח עצם ובתאי מערכת החיסון. עותקי mRNA אלה מקורם בגן MBP "ארוך", הידוע כ-"Golli MBP", שמכיל 3 exons נוספים ל-13 ה-exons הרגילים בגן זה.

משמעות MBP בפתולוגיה של ה-CNS:

העניין ב-MBP מתרכז בתפקידו במחלות עם דה-מיאלינציה, בעיקר בטרשת נפוצה (MS).מספר מחקרים הראו אופי אוטו-אימוני של מחלה זו, בהימצאות של נוגדנים כנגד MBP בטיטר גבוה יחסית בדמם של חולים ב-MS, על פי Berger וחב' ב-N Eng J Med משנת 2003. יש הסכמה, אם כי לא גורפת, שנוגדנים כנגד MBP יכולים לשמש סמן לדלקת במפגעים נוירו-אימוניים שונים. ב-MS ייתכן שמדידת רמת נוגדנים כנגד MBP, עשויה לנבא שלבים מוקדמים של המחלה, ואכן במחקרם האמור של Berger וחב', נמצא שנבדקים שבדמם נמצאו נוגדנים ל-MBP ול-MOG (או myelin oligodendrocyte glycoprotein), אובחנו תוך פרק זמן ממוצע של 7.5 חודשים כחולים ב-MS.

קבוצתו של Thomas Berger באינסברוק, בצעה מדידות MRI, במקביל לאנליזה של פסים אוליגוקלונאליים ב-CSF, כמו גם אנליזת Western blot של דגימות נסיוב לנוגדנים כנגד MOG וכנגד MBP ב-103 מטופלים עם אירוע קליני ראשון הרמז ל-MS. נוכחות נוגדנים כנגד MOG וכנגד MBP, ניבאה הופעה של relapses מוקדמים יותר ובתדירות גבוהה יותר. בין 39 נבדקים ללא נוכחות נוגדנים אלה בנסיוב, בתשעה מהם (23%) הופיע relapse, כאשר פרק הזמן בין relapse אחד למשנהו היה 4.5 ± 13.7 חודשים. לעומתם, ב-22 נבדקים בהם הודגמה בנסיוב נוכחות של נוגדנים כנגד MOG ו-MBP, ב-21 מתוכם (95%) הופיע relapse עם פרק זמן של 7.5±4.4 חודשים בין relapse אחד למשנהו.

ב-42 נבדקים בניסוי זה, בהם נמצאו בנסיוב רק נוגדנים כנגד MOG, ב-35 מתוכם (83%) הופיע relapse תוך פרק זמן של 14.6±9.6 חודשים, כאשר בהשוואה לנבדקים ללא נוגדנים, הסיכון המתואם לפתח טרשת נפוצה היה גדול פי 76.5 בנבדקים בהם נמצאו נוגדנים כנגד MOG ו-MBP, וסיכון זה היה גדול פי-31.6 באלה מהנבדקים עם נוגדנים כנגד MOG בלבד. בעלי המחקר ציינו שאין אפשרות בשלב זה להוכיח שהנוגדנים כנגד MOG או MBP הם בעלי פעילות ישירה של גרימת דה-מיאלינציה, או שמא הם רק מייצגים epiphenomenon להרס מיאלין.

בסקירה נרחבת של Greene וחב' משנת 2012 ב-Am J Clin Pathol, נבחנה סוגיית הרמה המוגברת של MBP בנוזל השדרה והאבחון של טרשת נפוצה. החוקרים בחנו 16,118 דגימות CSF של פרטים בלתי ידועים, ועוד 71 דגימות של מאובחנים עם MS, לשלושה סמנים/מדדים מקובלים: פסים אוליגוקלונאליים, IgG index ורמת MBP. מסקנת החוקרים היא שפסים אוליגו-קלונאליים ו-IgG index מהווים מדדים אמינים יותר מאשר MBP, כאשר המדד האחרון אינו מוסיף לרגישות ולספציפיות של 2 המדדים האחרים באבחון של טרשת נפוצה.

משמעות ההומולוגיה בין האזור האנצפאליטוגני ב-MBP ונגיפים למנגנון אוטואימוניות:

בשנת 1985 פרסמו Fujinami ו-Oldstone ב-Science סקירה בדבר ההומולוגיה ברצף חומצות האמינו שנמצאה בין חלבוני נגיפים לזה של החלבון האנצפאליטוגני. ניתן היה למצוא תגובה חיסונית שנוצרה בארנבות על ידי שימוש בפפטיד נגיפי שגילה דמיון אימונולוגי (cross reactivity) עם חלק מחלבון ה-MBP של הארנבות הללו. כאשר חיסנו חיות שונות עם הפפטיד הנגיפי ההומולוגי לאזור האנצפאליטוגני של MBP, נמצאה הסננה מרובה של תאי חיסון מונו-נוקלארים במערכת העצבים המרכזית. כאמור, האזור האנצפאליטוגני של MBP המכיל 10 חומצות אמינו יכול להשרות EAE או experimental allergic encephalomyelitis בחיות מעבדה.

אנליזה ממוחשבת העלתה שהייתה הומולוגיה בין רצף של 6 חומצות אמינו של האנזים polymerase של הנגיף hepatitis B (להלן HPVP), לבין רצף זהה של 6 חומצות אמינו באזור האנצפאליטוגני של MBP בארנבת. ארנבות שהוזרקו עם פפטיד בן 8 או 10 חומצות אמינו של HPVP, ייצרו נוגדנים כנגד פפטיד זה שהגיבו עם MVP "טבעי" של ארנבת. באותו הקשר, תאים מונונוקלארים מדם היקפי של ארנבות מחוסנות אלו, עברו שגשוג והתרבות כאשר הם הודגרו עם MVP או עם HBVP. כאשר נבחנה באופן היסטולוגי רקמה של מערכת העצבים המרכזית שנלקחה מארנבות אלו, התקבלה תמונה אופיינית ל-EAE. נובע מכך, שהדבקה נגיפית עלולה לגרות יצירת נוגדנים ותגובה של תאים מונו-נוקלארים שיכולים להגיב עם חלבונים עצמיים כגון MBP במנגנון של molecular mimicry. הנזק הרקמתי כתוצאה מתרחיש אוטו-אלרגי כזה, יכול לבוא לביטוי גם בהיעדר הנגיף האינפקטיבי שאִתחֵל את התגובה החיסונית.

ההיפותזה של "molecular mimicry" הועלתה בטרשת נפוצה, ולפיה תאי T בעיקרון מוטעים על ידי הדמיון בין MBP לבין herpesvirus-6 אנושי. במחקר של Tajeda-Simon שהתפרסם ב-2003 ב-Ann Neurol, סונתז פפטיד עם רצף זהה לזה המופיע ב-HHV-6, וניתן היה להראות שתאי T שופעלו על ידי פפטיד סינטתי זה. תאי T משופעלים אלה זיהו ואִתחלו תגובה חיסונית כנגד אותו רצף של חומצות אמינו הזהה לזה המופיע ב-MBP. מחקר זה הראה גם שרמתם של אותם תאי T המגיבים כנגד הרצף המסוים האמור של חומצות האמינו, הייתה מוגברת משמעותית במאובחנים עם טרשת נפוצה. יצוין שכבר בשנת 1978 הדגימו Robert Lisak וחב' במאמר שהופיע ב-Neurology את הקשר האפשרי בין הדבקה סמויה מוקדמת עם ואריאנט של נגיף החצבת לבין הופעה מאוחרת יותר של טרשת נפוצה. גם במחקר זה הועלתה אפשרות של "דמיון חיסוני" בין מקטע של חלבון מעטפת של measles virus לבין רצף דומה על פני MBP, שגורם לתגובה אוטואימונית של מערכת החיסון כנגד הרצף הנגיפי, ומגיבה בדיעבד עפ MBP תוך שהיא פוגעת בממברנת המיאלין. אכן, המאמר של Gorgan וחב' משנת 1999 ב-J Immunol, מציע שכדי להגביר את הרגישות והספציפיות של אבחון של טרשת נפוצה, רצוי לשלב הערכה כמותית של יצירת נוגדנים כנגד "הרצף האנצפאליטוגני" ב-MBP, כמו גם הערכת השפעול של תאי T או של יצירת ציטוקינים, זאת במקביל לבדיקת MRI של המוח.

משמעות קלינית של בדיקת רמת MBP בנוזל השדרה

כאמור הרמות התקינות של MBP בנוזל השדרה הן בעלות רמות סף עליון של 1.1-2.5 ננוגרם /מ"ל, במצב תקין. כאשר רמות אלה נקבעות בטווח הריכוזים של 4.0-8.0 ננוגרם/מ"ל, הממצא עלול להעיד על נזק ושבירה של ה-MBP, בה במידה שהוא יכול גם להצביע על אפשרות של התאוששות מאירוע חריף של שבירת מייאלין. רמות MBP בנוזל שדרה מעל 9.0 ננוגרם/מ"ל, מעידות על פגיעה חמורה במייאלין שעלולה להופיע בטראומה ל-CNS, בגידול מוחי, באנצפליטיס נגיפית, ב-subacute sclerosing panencephalitis וכן בשלבי relapse ב-MS.

יחד עם זאת, כיוון שרמות מוגברות של MBP בנוזל שדרה, יכולות רק להוות אינדיקציה לתהליך של דה-מיאלינציה, שעלול להתרחש בהקשרים קליניים שאינם קשורים לטרשת נפוצה. לכן אין לראות ברמה מוגברת של MBP ב-CSF סמן או מדד אמין ובלעדי ל-MS. בדיקות בנוזל שדרה הרלוונטיות יותר לאבחון MS, כוללות מציאות של פסי IgG אוליגוקלונאליים, וכן עליה ב-IgG index המוגדר כ- IgG CSF / IgG serum ) / (albumin CSF / albumin serum.

ממצאים קליניים נוספים עם מעורבות של MBP

מספר ניסויים עדכניים הצביעו על כך שהזרקה של MBP לחיות שהביאה ליצירת נוגדנים כנגד החלבון, גרמה להגברה בחדירות של מחסום דם-מוח (BBB), באופן שאפשר לתאים של מערכת החיסון לחדור למוח, ולהגיב עם נגיף הכלבת (rabies) שהמוח כידוע הוא מקום התרבותו של הנגיף. במחקר של Roy וחב' ב-J Virol משנת 2007, נבחנו עכברים שהודבקו עם הנגיף Silver-haired bat rabies virus או SHBRV. התמותה שגרם נגיף זה בעכברים להם הוזרק MBP פחתה ב-20-30% בהשוואה לעכברים להם לא הוזרק החלבון.

היבט נוסף של מעורבות MBP בפתולוגיה של ה-CNS הועלה במספר מחקרים, ולפיו נוגדנים עצמיים ל-MBP עלולים להיות מעורבים במפגע של הספקטרום האוטיסטי (ASD).בין יתר הועלתה אפשרות זו על ידי Ashwood ו- Van de Water ב-Autoimmunity Rev משנת 2004, זאת על בסיס העובדה שבמאובחנים עם ASD, ניתן למצוא רמות גבוהות יותר של נוגדנים כנגד אנטיגנים מוחיים, כגון MBP והקולטן לסרוטונין.

במאמר משנת 1993 של Singh וחב' ב- Brain Behav Immun על נוגדנים ל-MBP בילדים עם התנהגות אוטיסטית, חוקרים אלה השתמשו במיהול של 1:400 של נסיובי ילדים מאובחנים עם autism ובחנו בשיטת immunoblotting נוכחות נוגדנים ל-MBP. נמצא שבערך 58% ( 19 מתוך 33 דגימות נסיוב של ילדים אוטיסטים בגיל עד 10 שנים, נמצאו חיוביים לנוגדנים ל-MBP. לעומת זאת, בקבוצת ביקורת של ילדים בריאים תואמי-גיל, או ילדים עם פיגור שכלי אידיופתי או ילדים עם תסמונת Down, וכן בוגרים בריאים בגיל 20-40 שנה, רק ב-9% מדגימות הנסיוב האחרונות (8 מתוך 88 דגימות) נמצאו נוגדנים אלה. מובהקות ההבדל בין שתי הקבוצות (p) הייתה קטנה מ-0.0001.

הוראות לביצוע הבדיקה

לצורך הבדיקה יש להוציא על ידי lumbar puncture כ-0.5 מ"ל של נוזל שדרה, תוך הקפדה שהנוזל לא יהיה דמי. במקרה של הופעת כדוריות דם אדומות בנוזל המופק, יש לסרכז מייד על מנת להפריד את הכדוריות מנוזל השדרה המיועד לבדיקה. זיהום דמי ניכר של ה-CSF, עלול לתת תוצאה מוגברת כזובה של MBP. לאחר הסרכוז, יש להעביר את נוזל השדרה הצלול למבחנת פלסטיק. יש לבצע את המבדק של רמת MBP מייד, ואם הדבר אינו מסתייע, יש לשמור את נוזל השדרה בטמפרטורה של 4 מעלות עד 72 שעות. אם אין כוונה לבצע את הבדיקה יש להקפיא את הדגימה מייד לאחר הסרכוז. הדגימה יציבה בהקפאה בטמפ. של מינוס 20 מעלות למשך 6 חודשים, ויציבה בהקפאה בטמפ. של מינוס 70 מעלות לזמן בלתי מוגבל. יש להימנע מהקפאות והפשרות של נוזל השדרה.

במקרים של חולים מאובחנים עם MS רצוי לבצע את הבדיקה כאשר החולה תסמיני בעת relapse, ולא בתקופות הפוגה של המחלה.