遗传、免疫……这3个运动神经元病的主要原因,你要知道!

  萎缩侧索硬化疾病病因

  散发性ALS病因至今未明,家族性ALS多为常染色体显性遗传。

  确切的发病机制至今尚未清楚。近年的研究主要集中在铜锌超氧歧化酶基因突变学说、兴奋性氨基酸毒性学说、自身免疫学说和神经营养因子学说。

1.铜锌超氧歧化酶基因突变学说

研究表明,20%的家族性ALS有SODI(Cu/Zn过氧化物歧化酶)基因突变。该基因位于人类染色体21q22.1,其突变可致SODl活性丧失,使超氧化的解毒作用减弱,致自由基过量,细胞损伤。一些散发性的ALS可能也存在2lq22位点的突变。

  2.兴奋性氨基酸毒性学说

兴奋性氨基酸包括谷氨酸、天冬氨酸及其衍生物红藻氨酸(KA)、使君子氨酸(QA)、鹅膏氨酸(IA)和N-甲基d-天冬氨酸(NMDA)。兴奋性氨基酸的兴奋毒性可能参与LIS的发病。谷氨酸与NMDA受体结合可致钙内流,激活一系列蛋白酶和蛋白激酶,使蛋白质的分解和自由基的生成增加,脂质过氧化过程加强,神经元自行溶解。此外过量钙还可激活核内切酶,使DNA裂解及核崩解。ALS的病变主要局限在运动神经系统可能与谷氨酸的摄取系统有关。这个摄取系统位于神经胶质细胞及神经细胞的细胞膜,能迅速将突触间隙的谷氨酸转运到细胞内,终止其作用。研究发现ALS的皮质运动细胞、脊髓胶质细胞和脊髓灰质细胞的谷氨酸摄取系统减少。动物实验研究也显示小鼠鞘内注射KA及NMDA可致脊髓神经元。

ALS患者脑脊液和血清中抗神经元抗体的增加提示其发病可能与自身免疫有关。如存在于ALS患者血清中的L型电压依赖性钙通道抗体可与该通道蛋白结合,改变其电生理特性,造成神经元损伤。

显微镜下观察可见脊髓前角细胞减少,伴胶质细胞增生,残存的前角细胞萎缩。大脑皮质的分层结构完整,锥体细胞减少伴胶质细胞增生。脊髓锥体束有脱髓鞘现象,而运动皮质神经元细胞完好,表明最初的改变产生于神经轴突的远端,逐渐向上逆行累及大脑中央前回的锥体细胞,此种改变又称为逆行性死亡。一些生前仅有下运动神经元体征的ALS患者,死后尸检可见显著的皮质脊髓束脱髓鞘改变,表明前角细胞功能受累严重,掩盖了上运动神经元损害的体征。还有一些临床表现典型的ALS,其病理改变类似于多系统变性,即有广泛的脊髓结构损害,脊髓前角、锥体束、脊髓小脑后束、脊髓后索的神经根间区、Clarke核以及下丘脑、小脑齿状核和红核均有神经元细胞脱失和胶质细胞增生(Terao,1991)。

  采用免疫组织化学染色方法可以在中枢神经系统的不同部位的神经细胞发现异常的泛素阳性包涵体(Arima,1998,Kinoshita etal,1997,张巍,2001)。

  这些包涵体包括以下几种类型:

  (1)线团样包涵体,电镜下包涵体为条索或管状,通常带有中央亮区为嗜酸或两染性。被一淡染晕区包绕,在HE染色中不易见到。

  (2)透明包涵体,为一种颗粒细丝包涵体。细丝直径为15~20nm,颗粒物质混于细丝间形成小绒球样致密结构,外周常有溶酶体样小体及脂褐素等膜性结构包绕。

  (3)路易体样包涵体,为一圆形包涵体,由不规则线样结构与核糖体样颗粒组成,中心为无定形物质或颗粒样电子致密物,这些物质包埋于18nm细丝中,排列紧密或松散,外周有浓染的环,类似路易体。

  (4)Bunina小体,是ALS较具有特异性的病理改变。这些包涵体主要分布于脊髓的前角细胞和脑干运动核神经细胞,也可以出现在部分患者的海马颗粒细胞和锥体细胞、齿状回、嗅皮质、杏仁核、Onuf核、额颞叶表层小神经元和大锥体细胞胞质中(Arima,1998,Kinoshitaetal,1997)。

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运动神经元病确切的病因和发病机制迄今未明。可能为各种原因引起神经系统有毒物质堆积,特别是自由基和兴奋性氨基酸的增加,损伤神经细胞而致病。

1、遗传因素:运动神经元病大多为散发,少数有家族史,遗传方式主要为常染色体显性遗传。最常见的致病基因是21号染色体上的铜(锌)超氧化物歧化酶(SOD-1)基因。

2、感染和免疫:有研究人员认为该病的发病可能与脊髓灰质炎病毒、肠道病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)有关,当感染侵及神经元,患者会出现相应的临床表现。

3、金属元素:运动神经元病发病可能与某些金属,如铅、汞、铝等有关,环境中金属元素含量的差异也可能是某些地区地理性高发病率的原因。

4、营养障碍:有研究人员发现肌萎缩侧索硬化(ALS)的患者血浆中维生素B1及单磷酸维生素B1均有减少,这些因素可能会导致神经元的正常代谢障碍,进而导致肌萎缩侧索硬化。

5、神经递质:ALS患者的脑脊液中抑制性神经递质GABA水平明显降低,而去甲肾上腺素升高,病情越严重这种变化越明显,也有研究表明兴奋性氨基酸(主要是谷氨酸和天门冬氨酸)的神经细胞毒性作用在ALS发病中起着重要作用。

1、外伤:人体在外伤后可能会导致神经的损伤,进而出现相应的症状,且运动神经元病的患者多曾有过不同程度的外伤史。

2、过度体力劳动:有资料显示矿工、重体力劳动者等患运动神经元病的几率更大,因为通过过度的体力劳动,机体内的很多代谢产物不能及时排除体外,同时神经的功能代谢也会受到不同程度的损害。

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作者:福建医科大学附属协和医院神经内科 邹漳钰

周二下午的神经肌病门诊,进来了一位愁容满面的中年男性。患者40岁,自诉2年前开始出现双下肢无力,表现为行走较长时间时难以迈步,上4~5楼就觉得提腿困难,此后逐渐出现蹲下后站起费力,并出现身上“肉跳”,半年前开始出现言语含糊,讲话带鼻音,无吞咽困难、喝水呛咳,无肢体麻木、疼痛。

2个月前患者到当地医院就诊,查了血肌酸肌酶927 IU/L,肌电图报告“广泛神经源性损害”,医生拟诊“运动神经元病”。他自行到网上搜索,得知这是一种致死性的神经系统变性疾病,目前尚无治愈药物,平均生存期只有3~5年。因此整天茶饭不思,无心工作。他思前想后,仍心有不甘,于是转诊我院。

在仔细地问完病史后,我给患者做了详细的体格检查。患者语言含糊,但尚可听清,有鼻音,下颌的肌肉可以看到束颤,舌肌有萎缩、束颤,双侧咽反射稍迟钝,双上肢肌力5级,双下肢近端肌力4级,远端5级,腱反射对称+,双侧病理征阴性。双上肢平伸有震颤。双侧深浅感觉对称正常。否认有家族史,父母非近亲婚配,有一子。

作为神经科医生,接下来要做的事情就是根据患者的病史和体征对病变进行定位。

  • 该患者主要表现是双下肢无力、言语含糊,伴肉跳,查体下颌肌肉可见束颤,舌肌有萎缩、纤颤,双下肢肌力近端4级,远端5级,腱反射对称减低,双侧病理征阴性,无感觉障碍。因此病变主要累及运动系统。

  • 根据言语含糊,双下肢无力,近端重于远端,首先要考虑肌肉疾病,外院血肌酸肌酶927 IU/L也提示肌肉损害的可能,但该患者下颌肌肉和舌肌均可见束颤,外院肌电图神经源性损害都不支持肌肉疾病,因此考虑肌肉疾病可能性小。

  • 根据肌肉萎缩、症状无明显波动性, 血肌酸肌酶明显升高可排除神经肌肉接头疾病。

  • 根据感觉系统正常,双下肢无力近端明显,考虑周围神经损害可能性较小,但尚不能完全排除单纯的运动神经纤维受累。

  • 患者下颌肌肉束颤,舌肌萎缩、束颤,腱反射减低,外院肌电图广泛神经源性损害均支持脊髓前角/前根损害。

因此,定位诊断和当地医院是一致的,考虑运动神经元。

难道真的是运动神经元病?

累及运动神经元的疾病有很多种,包括感染、副肿瘤、变性病、遗传病等。根据患者慢性进展性病程,考虑变性病和遗传病两类疾病可能性大。

变性病主要是运动神经元病,这是一种上下运动神经元进行性受累的疾病,根据病变累及的范围不同,临床上可以分为肌萎缩侧索硬化(ALS)、进行性肌萎缩症、进行性延髓麻痹、连枷臂/连枷腿综合征和原发性侧索硬化等几种亚型。

本患者主要表现为言语含糊和对称性肢体近端无力,无上运动神经元损害表现,符合进行性肌萎缩症的临床表现。但该患者存在几点不典型的表现,如上肢姿势性震颤、束颤主要位于下颌肌而非肢体近端肌肉、血肌酸肌酶明显升高、发病年龄较小、病情进展较缓慢。此外,虽然患者针极肌电图显示广泛神经源性损害,但以慢性神经源性损害为主,自发电位相对较少;患者查体感觉正常,但神经传导测定却提示下肢周围神经感觉神经动作电位波幅降低,提示亚临床感觉损害,神经电生理这两个特点也不支持运动神经元病的诊断。

2. 遗传性运动神经元疾病 

遗传性运动神经元疾病主要考虑两种,脊髓性肌萎缩症Ⅳ型和脊髓延髓肌萎缩症(SBMA)。

脊髓性肌萎缩症IV型是一种晚发的常染色体隐性遗传性神经系统变性病,主要累及下运动神经元,表现为缓慢的进行性四肢近端无力及萎缩,晚期出现延髓麻痹。该患者的临床表现、病情进行较缓慢、针极肌电图以慢性神经源性损害为主均支持该诊断,但上肢姿势性震颤、血肌酸肌酶明显升高,以及神经传导测定感觉传导异常不支持。

脊髓延髓肌萎缩症(SBMA)又称肯尼迪病,是一种晚发的X-连锁隐性遗传性神经系统变性病,主要累及下运动神经元、感觉神经和内分泌系统,主要临床表现为肢体近端进行性肌无力、肌萎缩和真性球麻痹,可伴感觉异常,姿位性震颤,口周明显的肌束颤动,内分泌系统异常可表现为雄激素抵抗所致的乳房发育和生殖能力下降。多数患者神经传导可见感觉受累表现,主要表现为周围神经感觉动作电位波幅降低;由于病情进展缓慢,针极肌电图主要表现为慢性神经源性损害,自发电位较少。此外,SBMA患者的血肌酸肌酶常明显升高。

该患者的临床表现、血肌酸肌酶水平、肌电图结果均符合SBMA的表现。

为了证实自己的判断,我让患者把衣服掀起来,果然存在乳房发育的表现。

为了进一步确诊,我让患者进行了雄激素受体基因的检测,2周后结果回报雄激素受体基因CAG重复序列46个,证实了SBMA的诊断。

尽管SBMA也是一种累及运动神经元的疾病,但其病程完全不同于运动神经元病。SBMA病情进展缓慢,患者生存期仅比正常人稍短,一般死亡时的平均年龄比正常人低10~15岁。近年来的研究发现,使用亮丙瑞林对SBMA患者行药物去势治疗可以改善患者的神经功能评分。由于患者还有打算继续生育,因此没有给予亮丙瑞林治疗。

SBMA的发病率约为1~2/10万,属于罕见病。由于对该病认识不足,临床上经常会出现误诊,其中最容易被误诊为运动神经元病,如肌萎缩侧索硬化或进行性肌萎缩症。这几个疾病都可以表现为肢体近端为主的肌无力和萎缩,球麻痹,针极肌电图均可表现为广泛神经源性损害,因此当SBMA的内分泌改变不明显时临床上极易混淆。

实际上,误诊最重要的原因还是由于许多临床医生对肌电图缺乏深入的了解,把“肌电图广泛神经源性损害”和“运动神经元病”划等号。其实,肌电图广泛神经源性损害临床上还可以见于多种周围神经或下运动神经元疾病。北京协和医院刘明生教授对首次就诊298例肌电图表现为广泛神经源性损害的患者进行随诊,发现最后诊断为肌萎缩侧索硬化或进行性肌萎缩症 228例,还有60例最终诊断为其他疾病,包括肯尼迪病、平山病、颈椎病或腰椎病、脊髓性肌萎缩、多灶性运动神经病、肌病、遗传性运动神经病、运动轴索性周围神经病以及脊髓灰质炎后综合征。

由此可见肌电图表现为广泛神经源性损害的疾病谱很广,广泛神经源性损害并非就一定是肌萎缩侧索硬化。在诊断过程中,应该始终将肌电图与临床相结合进行综合分析以避免误诊。对于临床表现脊髓延髓肌肉萎缩无力的中青年男性,特别是肌电图表现以慢性神经源性损害为主,伴感觉传导异常,伴有乳房女性化发育者,要考虑到SMBA的可能,进而进行基因检测确诊。

“选我所爱,爱我所选,去治疗,去帮助,去安慰。”

邹漳钰,福建医科大学附属协和医院神经内科副主任医师。毕业于北京协和医学院,现任中国研究型医院学会神经科学专业委员会青委会副主任委员,中华医学会神经病学分会肌萎缩侧索硬化协作组秘书等。曾获美国神经肌肉&电生理诊断医学协会(AANEM)第59届年会“主席研究奖”、美国神经病学会(AAN)第65届年会“国际学者奖学金”等多项国际国内奖项。

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