Pathophysiologisch-serologische, bildgebende und klinische Charakteristika der Neuromyelitis Optica

Abstract

Hintergrund: Neuromyelitis optica-Spektrum-Erkrankungen (NMOSD) stellen eine Gruppe neuroinflammatorischer Erkrankungen dar, die mit dem klinischen Auftreten von Myelitiden und/oder Optikusneuritiden (ON) einhergeht. Aufgrund zahlreicher überlappender klinischer und paraklinischer Eigenschaften beim Nachweis verschiedener Antikörper, vor allem auch in Abgrenzung zur Multiplen Sklerose (MS), besteht weiterhin der Bedarf nach neuen Biomarkern. Methodik: In zwei Studien wurden NMOSD-Patienten mit positivem Nachweis für Aquaporin-4-Antikörper (AQP-4-Ak) mittels 7 Tesla (T) Magnetresonanztomografie (MRT) hinsichtlich der I) periventrikulären Venendichte (PVA) in T2*-gewichteten Aufnahmen und II) der Phasenverschiebung in suszeptibilitätsgewichteten Sequenzen untersucht. Als Vergleich dienten die Ergebnisse von Patienten mit MS und gesunden Kontrollen (HC). In einer dritten Arbeit (III) erfolgte eine retrospektive Auswertung visueller Parameter im Vergleich von AQP-4-Ak-positiven Patienten und Patienten mit Antikörpern gegen das Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein (MOG) mittels Optischer Kohärenztomografie (OCT), Visuell Evozierter Potenziale (VEP) und der Fernvisus-Messung. Ergebnisse: Bildmorphologisch zeigte sich in den 7T-T2* gewichteten Aufnahmen bei Patienten mit AQP-4-Ak-positiver NMOSD eine normal große PVA (AQP-4-Ak: PVA = 133 mm2; MS: PVA = 117 mm2; HC: PVA =144 mm2) und überwiegend fehlende paramagnetische Phasenverschiebungen (107 von 112 Läsionen, 96%) in den SWI-Sequenzen. Hinsichtlich des Vergleichs von MOG-Ak- gegenüber von AQP4-Ak-positiven Patienten fiel eine größere absolute Schubrate (Mittelwert, Spannweite, MOG-Ak: 4.5, 1 - 13; APQ4-Ak: 2, 1 -4; p = 0.012), bei insgesamt ähnlichem Verlust der im OCT gemessenen peripapillären retinalen Nervenfaserschicht (pRNFL) der AQP-4-Ak-positiven NMOSD im Vergleich zu den MOG-Ak-positiven Patienten auf (Mittelwert Standardabweichung, MOG-Ak: 59 ± 23 µm, AQP-4-Ak: 59 ± 21 µm). Jedoch waren die Werte der pRNFL nach dem Erstereignis einer ON bei den Patienten mit AQP-4-Ak deutlich stärker reduziert, als bei den MOG-Ak-positiven Patienten (AQP-4-Ak: pRNFL-Verlust = 32.8 μm (p<0.001); MOG-Ak: pRNFL-Verlust = 12.8 μm (p=0.001)). Schlussfolgerung: Mit Hilfe von modernen diagnostischen Verfahren, wie dem Ultrahochfeld-MRT und dem OCT wird die bessere Charakterisierung von phänotypisch ähnlichen neuroinflammatorischen Krankheitsentitäten ermöglicht. Die hierfür zugrundeliegenden unterschiedlichen Pathomechanismen sind bisher nicht vollständig verstanden und bedürfen weiterer Untersuchungen.

Introduction: Different neuroinflammatory entities define the group of Neuromyelitis optica spectrum disorders (NMOSD) and are usually associated with the presentation of myelitis and/or optic neuritis. Although various antibodies were verified, there is still the challenge of overlapping clinical and paraclinical phenotypes which ask for further new diagnostic parameters. Methods: By using 7 Tesla (T) magnetic resonance imaging (MRI) patients with aquaporin-4-antibodies (AQP-4-ab) were investigated concerning a) the periventricular venous area (PVA) at T2*-weighted images and b) the phase changes within brain lesions at susceptibility-weighted (SWI)-images. The findings were compared to patients with Multiple Sclerosis (MS) and healthy controls (HC). Further patients with AQP-4-ab and antibodies against myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG-ab) were faced by using retrospective data of retinal optical coherence tomography (OCT), visual acuity and visual evoked potentials (VEP). Results: Patients with AQP-4-ab presented equal results like HC concerning the PVA (AQP-4-ab: PVA = 133 mm2; MS: PVA = 117 mm2; HC: PVA =144 mm2) and predominantly missing phase changes in brain lesions at SWI-images (107 of 112 lesions, 96%). Both, AQP-4-ab- and MOGab-positive patients, presented a loss in peripapillary nerve fiber layer (pRNFL) thickness at the same extend (mean ± standard deviation, MOG-ab: 59 ± 23 ±m, AQP4-ab: 59 ± 21 ±m), while the number of episodes of optic neuritis (ON) was lower in AQP4-ab-positive patients (mean, range, MOG-ab: 4.5, 1 - 13; APQ4-ab: 2, 1 -4; p = 0.012). However, the loss of pRNFL thickness after the first episode of ON was greater in patients with AQP-4-ab (AQP-4-ab: pRNFL-loss = 32.8 µm (p<0.001); MOG-ab pRNFL-loss = 12.8 µm (p=0.001). Conclusion: With the help of novel diagnostic tools, like the ultrahighfield-MRI and OCT, it is possible to distinguish between neuroinflammatory entities with similar phenotypes. For a better understanding of the underlying pathomechanisms further investigations are still needed.