曹亞琨 李輝華 審 校
南昌大學第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,江西 南昌 330006
球細胞腦白質(zhì)營養(yǎng)不良(globoid cell leukodystrophy,GLD)首先由丹麥兒科醫(yī)師Krabbe于1916年正式提出,又稱克拉伯病或半乳糖?;拾贝贾练e癥。本病因溶酶體中半乳糖腦苷脂酶(galactocerebrosidase,GALC)的不足或活性降低造成腦苷脂類代謝障礙,導致神經(jīng)鞘氨醇半乳糖苷蓄積,從而引起髓鞘形成不良,屬于十分罕見的常染色體隱性遺傳疾病,發(fā)病率僅為1/100000~200000[1]。然而一旦有人罹患此病,可迅速致殘及死亡,給患者及家屬帶來巨大痛苦。
“拿到”致病基因是認識疾病的第一步。1993年,GALC基因首次被克隆出來。同年,Oehlmann等將突變基因定位于14q24.3-32.1。Wing等[2]研究發(fā)現(xiàn)突變型GALC活性極低,僅為正常的1.6%。GALC絕對或相對缺乏導致神經(jīng)鞘氨醇半乳糖苷在腦組織蓄積而致病。神經(jīng)鞘氨醇半乳糖苷是一種毒性很強的化合物,其作用機制至今尚未完全清楚,可能與多種因素有關(guān)。相關(guān)研究已證明它能夠促進磷脂酶A2激活(激活的磷脂酶A2參與了腦缺血后神經(jīng)細胞內(nèi)鈣超載及腦損傷的整個病理過程),并下調(diào)AMPK活性(AMPK活性下降可能是引起GLD炎癥反應及星形膠質(zhì)細胞增生的一項重要原因)。另外,2009年,Adam等[3-5]發(fā)表不同觀點,認為神經(jīng)鞘氨醇半乳糖苷可能是通過在膜微區(qū)聚集并破壞脂筏結(jié)構(gòu)損傷腦細胞。近期,White等[6]進一步證實細胞脂筏結(jié)構(gòu)介導的內(nèi)吞作用障礙參與了疾病的發(fā)生。逐漸地,人們又發(fā)現(xiàn)GLD并非一個單獨的疾病,而是一組有著多種臨床表現(xiàn)并具有不同病理生理過程的疾病群。那么如何運用相關(guān)理論去解釋它呢?隨著研究深入,學者們提出如下觀點,他們認為GALC其實為雜合子基因,它本身存在著多種形式的變異。至今,已有大約70%的突變基因被確定,其中大多數(shù)位于酶的催化結(jié)構(gòu)域之外[2]。2010年,Wing等[2]對3種GALC突變基因(D528N,I234T,L629R)進行檢測之后發(fā)現(xiàn),D528N型的GALC前體蛋白(80 KDa)分子量最大且酶的活性高于另2種突變,而L629R型分泌GALC的能力又顯著低于D528N、I234。上述研究提示不同等位基因的變異結(jié)果存在著差異,證實了人們對GLD遺傳異質(zhì)性的猜測[6]。但是也發(fā)現(xiàn)基因型相同的患者卻有不全相同的臨床表現(xiàn)和病程,具體原因則有待于進一步探討[7]。
電鏡下可見球形細胞廣泛分布于腦白質(zhì)的深部(球形細胞由巨嗜細胞吞噬神經(jīng)鞘氨醇半乳糖苷形成,包括球形小體和上皮樣細胞),胞漿內(nèi)可見PAS染色(+)的異常胞漿內(nèi)含物。胞漿內(nèi)含物按大體形態(tài)分為2種:一種存在于球形小體中,縱切面為直或彎的中空管狀結(jié)構(gòu),橫切面呈晶體樣;另一種在上皮樣細胞中可見,縱切面類似螺旋管,橫切面則近似圓形[8]。最近,國外學者發(fā)現(xiàn)巨嗜細胞可明顯阻止中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘,并能促進軸突的再生[9]。
根據(jù)起病時間分為:①早發(fā)型:最主要的亞型,常見于出生6個月左右的嬰兒,按臨床表現(xiàn)大致可分為下述3個階段。第1階段,多為輕微發(fā)育延遲,感覺過敏、易怒、不明原因的哭泣、非感染性發(fā)熱(可能與下丘腦受累及有關(guān)),吞咽困難、營養(yǎng)不良,周圍神經(jīng)病變(此時肌張力減低),少數(shù)可伴有癲癇。第2階段,出現(xiàn)四肢肌張力增高伴足下垂、劃圈步態(tài),角弓反張,牽張反射亢進,足趾反射陽性,癲癇,瞳孔反射遲鈍、漸進性視神經(jīng)萎縮。第3階段為消耗期,表現(xiàn)為耳聾、失明,最后因去大腦強直、延髓麻痹致呼吸衰竭或其他并發(fā)癥死亡。預后極差,患兒生存年限一般不超過2年[7,10]。②遲發(fā)型:包括嬰幼兒組(6個月~3歲),早期發(fā)育可正常,之后逐漸出現(xiàn)皮質(zhì)盲,易怒,精神運動發(fā)育停止、倒退,共濟失調(diào);少年組(3~8歲),表現(xiàn)為步態(tài)異常,輕度偏癱,視力喪失,認知障礙,本組的病情初期進展很快,之后則顯示慢性遷徙的病程特點;青年及成人組(8歲~),臨床特點與少年組基本類似,2000年宣武醫(yī)院趙筱玲首次報道了一位經(jīng)功能神經(jīng)外科立體定向腦組織活檢證實的11歲男性患者,開始引起了國內(nèi)學者對此病的關(guān)注。此型預后不佳,多在確診后2~7年間發(fā)展為嚴重殘疾,甚至死亡[11]。
①影像學檢查:MRI是目前最常用的影像學方法,國外學者通過比較嬰兒神經(jīng)發(fā)育(智力、軀體運動、精細運動)和MR評分(全腦、錐體束、內(nèi)囊),證實兩者有密切的相關(guān)性[12]。2010年,Antonio等[1]在對2例早發(fā)型患者進行MRI檢查中還發(fā)現(xiàn)了粗大的視神經(jīng),提示周圍神經(jīng)受累及。另外,彌散張量成像(DTI)對腦白質(zhì)病變亦十分敏感,能夠發(fā)現(xiàn)MRI不能觀察到的超微改變,其中部分各向異性值(FA值)測定可以定量反映出白質(zhì)病變的嚴重程度。2009年,F(xiàn)scolar等[13]對6例早發(fā)型患者皮質(zhì)脊髓束進行DTI檢查,發(fā)現(xiàn)FA值(左:0.89,右:0.87)均小于正常,說明運動功能已受損。磁共振波譜分析(MRS)是目前唯一的一種測定活體組織內(nèi)特定區(qū)域化學成分的無損傷技術(shù),可以在腦組織結(jié)構(gòu)改變之前發(fā)現(xiàn)生化代謝的異常。2006年,Veena等[14]通過該波譜分析觀察到GLD患者腦組織中NAA/CHO顯示異常高的比值,提示可能存在軸索變性和星形膠質(zhì)細胞增殖。②實驗室檢查:確診本病的重要檢查是測定周圍血白細胞或皮膚纖維原細胞內(nèi)的GALC活性是否減低。另外,2000年,趙筱玲運用腦組織立體定向穿刺活檢術(shù)確診1例遲發(fā)型男性患者,并認為這是一種微創(chuàng)傷、值得全力推廣的檢查方法[10-11]。③篩查:由于近年來分子生物學的快速發(fā)展,很多以前較少被了解的GLD致病基因已經(jīng)成功地定位克隆,使該病的產(chǎn)前診斷、基因檢測及遺傳咨詢成為現(xiàn)實。目前,早孕期的絨毛染色體檢查已被應用于臨床并取得了良好的效果[15]。
以往本病無特異療法,只能對癥治療。但據(jù)國外學者稱,給GLD患者實施造血干細胞移植(HSCT)后明顯減慢了病情的進展。2006年,Siddiqi等[16]運用連續(xù)的神經(jīng)傳導研究(NCS)對12位實施HSCT術(shù)的患者進行長達18個月的隨訪,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)患者的周圍神經(jīng)傳導得到明顯改善,而且實施移植越早,得到的療效越顯著。不過,令人有些遺憾的是,HSCT療效似乎不太持久,因為后續(xù)跟蹤顯示運動神經(jīng)潛伏期(2例)、運動神經(jīng)CV(2例)、FWL(3例)、SSR(1例)在最初的改善后又繼續(xù)惡化。近期,Ripoll等[17]在給GLD動物模型的側(cè)腦室注射來源于脂肪組織及骨髓的間充質(zhì)干細胞后,發(fā)現(xiàn)炎癥相關(guān)因子顯著減少,為GLD治療開拓了新的視野。另外,基因治療的潛力也不容小覷。2006年,日本的Yamanaka研究小組[18]將4種基因(Oct-4、Sox2、c-myc和klf4)導入小鼠的皮膚成纖維細胞,獲得誘導產(chǎn)生的多能干細胞(iPSC)。iPSc不但可以避免HSCT等異體移植過程中的免疫排斥反應,同時解決了一直困擾人們的胚胎干細胞倫理問題,為包括GLD在內(nèi)的多種疾病帶來了廣闊的治療前景,引起國內(nèi)外研究者的極大興趣和關(guān)注。2010年,Xing等[19]用攜帶Oct3/4、Sox2、Klf4基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒感染小鼠成纖維細胞,并進行體外誘導分化,最終獲得GLD疾病特異的多能性干細胞。最新研究發(fā)現(xiàn),腺相關(guān)病毒2/5(AAV2/5)介導的基因療法可以有針對性地作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),保護少突膠質(zhì)細胞,顯著改善機體運動功能,并能延長預期壽命。Reddy等[20]指出,上述基因療法與骨髓移植在GLD治療上具有明顯的協(xié)同效應,可以顯著減輕GLD大鼠模型的炎癥反應,但相互作用機制目前仍不十分清楚。此外,2007年,Lee等[21]發(fā)現(xiàn)給動物模型單劑量注射重組GALC后,神經(jīng)鞘氨醇半乳糖苷含量顯著降低16.5%,動物的存活時間較對照組提高大約10 d,提示酶替代療法可以改善GLD病情,但酶如何更高效地通過血腦屏障仍是一個很大的難題。2008年,又有學者發(fā)現(xiàn)AMPK活性下降可能是引起GLD炎癥反應及星形膠質(zhì)細胞增生的一項重要原因,因此提出可以嘗試利用5-氨基-4-甲酰胺咪唑核糖核苷酸(AICAR)上調(diào)AMPK活性來治療本病[4]。
迄今,本病仍無非常滿意的治療方法,多數(shù)研究成果還僅停留在實驗室階段。又因發(fā)病機制未完全闡明,具體的作用靶標及途徑尚不十分清楚,從而限制了進一步的研究和治療方法的創(chuàng)新。因此,繼續(xù)深入地探討其發(fā)病機制、將研究成果安全有效地應用于臨床實踐,為患者和家屬減少痛苦,給社會減輕負擔,具有十分迫切的意義。
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