Leber遺傳性視神經(jīng)病變的臨床和基礎(chǔ)研究現(xiàn)狀

韋企平 孫艷紅

Leber遺傳性視神經(jīng)病變（Leber hereditary optic neuropathy，LHON）是一種無(wú)痛性雙眼中心視力急性或亞急性下降的視神經(jīng)病變，是因線粒體突變引起的母系遺傳性疾病。該病雖然比視神經(jīng)炎、缺血性視神經(jīng)病變少見(jiàn)，但據(jù)報(bào)告〔1〕，國(guó)內(nèi)雙眼發(fā)病的病因不清的視神經(jīng)疾病中20%～40%最終確診是LHON。因本病多見(jiàn)于青少年，多數(shù)病例一眼先罹患，且視力損害嚴(yán)重，臨床上誤診誤治者仍屢見(jiàn)不鮮，因困惑于病因而濫用多種昂貴的影像學(xué)檢查者也較普遍。為使眼科醫(yī)師進(jìn)一步提高對(duì)本病的認(rèn)識(shí)，在此對(duì)LHON的臨床表現(xiàn)和相關(guān)研究作一介紹。

1 臨床表現(xiàn)

1.1 癥狀和體征

本病常在10～20歲開(kāi)始視力下降，平均27歲，據(jù)報(bào)告〔2〕1～70歲均有發(fā)病者。典型發(fā)病者多單眼無(wú)痛性視力下降，并伴隨色覺(jué)障礙，可在數(shù)周內(nèi)視力降至小于0.1，甚至僅存眼前指數(shù)，但無(wú)光感者罕見(jiàn)。雙眼可同時(shí)或先后受累，但最終必然雙眼受累，據(jù)報(bào)告〔3〕雙眼先后受累者占78%，同時(shí)患病的僅22%，先后發(fā)病可自6周至22周不等，平均間隔2個(gè)月，筆者統(tǒng)計(jì)215例mtDNA檢查證實(shí)為L(zhǎng)HON的患者，均為雙眼罹患。有報(bào)告〔4〕，本病最終視力依據(jù)不同突變類(lèi)型可從0.4至無(wú)光感。以原發(fā)性基因位點(diǎn)突變?yōu)槔?1778位點(diǎn)突變者可無(wú)光感，3460位點(diǎn)突變者可保留光感，15257和14484位點(diǎn)突變者分別可降至眼前手動(dòng)和眼前指數(shù)。隨視力下降進(jìn)展，紅綠色覺(jué)障礙加重，但瞳孔對(duì)光反射相對(duì)保留，視野可從相對(duì)性中心或盲中心暗點(diǎn)發(fā)展并擴(kuò)大至絕對(duì)性中心盲點(diǎn)，且偏盲多偏上方。

眼底在急性階段，視盤(pán)充血狀，小靜脈及中等大的動(dòng)脈明顯彎曲并擴(kuò)張，可伴隨視盤(pán)周?chē)艿膭?dòng)靜脈分流。急性LHON典型的三聯(lián)征包括：①環(huán)繞視盤(pán)的毛細(xì)血管擴(kuò)張紆曲，約占患眼的30%～60%；②視盤(pán)周?chē)窠?jīng)纖維層腫脹發(fā)灰，即假性視盤(pán)水腫；③FFA中視盤(pán)及毛細(xì)血管均無(wú)熒光滲漏。此點(diǎn)可和視神經(jīng)乳頭炎、真性視盤(pán)水腫鑒別。數(shù)月后上述眼底征象可消退，視盤(pán)色澤開(kāi)始變淡白，但通常視盤(pán)在6個(gè)月后才變淡白，這比外傷或缺血性視神經(jīng)病變視盤(pán)變蒼白的時(shí)間明顯推遲。有時(shí)可見(jiàn)視盤(pán)非青光眼性視杯擴(kuò)大，小動(dòng)脈變細(xì)?！?，6〕

但上述特征性眼底改變有時(shí)在無(wú)視力損害的癥狀前病人及攜帶mtDNA基因突變的無(wú)癥狀的母系親屬中也可能看到。癥狀前病人尚可伴隨色覺(jué)障礙，甚至 P-VEP 輕度異常。 Mann 等報(bào)道〔7〕，11778 位點(diǎn)突變的個(gè)別病例發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜靜脈周?chē)?。也有在進(jìn)展性視力下降的同時(shí)出現(xiàn)MS的癥狀和體征，且多為女性，其CSF和MRⅠ異常和MS相符。

1.2 全身情況

24%的本病患者可偶爾伴隨頭痛或眼部不適。類(lèi)似多發(fā)性硬化的其他全身癥狀，如Uhthoff現(xiàn)象（在運(yùn)動(dòng)或熱水浴后短暫性視力模糊）亦有報(bào)道〔8〕。約9%的病人有心臟預(yù)激綜合征。部分LHON患者家系有更嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)異常，即“Leber’s附加”綜合征，除視神經(jīng)病變外，可表現(xiàn)為：①運(yùn)動(dòng)障礙，輕度痙攣性下肢癱瘓，精神異常，骨骼改變及急性嬰兒腦病發(fā)作。②神經(jīng)影像圖顯示基底神經(jīng)節(jié)病變。③脊髓病變，甚至在早期兒童發(fā)生致命性腦病〔9〕。Funalot等〔10〕報(bào)道3例彼此無(wú)關(guān)的LHON，分別含有mtDNA ND1亞單位的3460位點(diǎn)突變，mtDNA ND6亞單位的14459及14484位點(diǎn)突變。除視力下降外，3例均出現(xiàn)類(lèi)似Leigh綜合征（亞急性壞死性腦脊髓炎）的臨床表現(xiàn)，即注視麻痹，聽(tīng)力下降，痙攣性運(yùn)動(dòng)失調(diào)，小腦共濟(jì)失調(diào)，肌強(qiáng)直及腱反射亢進(jìn)等。從而提示個(gè)別伴隨神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的視神經(jīng)病變患者需排除LHON。

1.3 診斷試驗(yàn)

本病的mtDNA基因檢測(cè)在未發(fā)現(xiàn)11778、3460、14484及15257等主要原發(fā)位點(diǎn)突變時(shí)，理論上應(yīng)繼續(xù)排查繼發(fā)性位點(diǎn)突變。

近年利用OCT檢查發(fā)病早期（6個(gè)月內(nèi)）的LHON患者，發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層（retinal nerve fiber Layer,RNFL）變厚，6個(gè)月后RNFL普遍變薄萎縮。視力有部分恢復(fù)的患者可有部分相對(duì)健康的RNFL存留。通常盤(pán)斑束的顳側(cè)RNFL首先受累且損害最嚴(yán)重，而鼻側(cè)部分RNFL即使到晚期也可能免于受損。Barboni等報(bào)道〔11，12〕，本病臨床潛伏期可以沒(méi)有單相的癥狀和體征，即視功能正常，僅OCT檢查有RNFL增厚，隨后出現(xiàn)急性期臨床征象，視力明顯下降，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突損害。

1.4 視力預(yù)后

盡管視神經(jīng)萎縮伴嚴(yán)重的不可逆性中心視力下降，瞳孔對(duì)光反射相對(duì)保留是多數(shù)LHON患者的通常結(jié)局，但不同突變位點(diǎn)者視力預(yù)后差別大。14484位點(diǎn)突變者視力預(yù)后最好，其中71%的病人視力恢復(fù)到≥0.25〔13〕，而 11778 和 3460 突變者預(yù)后差，最終視力在0.01～0.05。筆者長(zhǎng)期追蹤分別為14484和11778位點(diǎn)突變的兩組病人各18例，病程、年齡、發(fā)病視力等基線比較均相匹配，最終視力預(yù)后14484位點(diǎn)突變組合計(jì)為 4.29±0.55，11778位點(diǎn)突變組3.93±0.49，兩組患者視力前后比較 (配對(duì)t檢驗(yàn))，14484位點(diǎn)突變組P值<0.001，11778突變組P值為0.073，前組視力預(yù)后明顯好于后組。Newman等統(tǒng)計(jì)顯示〔14〕，11778突變者在平均發(fā)病36個(gè)月后僅4%有視力恢復(fù)，3460位點(diǎn)突變?cè)诎l(fā)病68個(gè)月后22%恢復(fù)，而15257和14484突變者在發(fā)病16個(gè)月后視力恢復(fù)率分別為28%和37%。視力下降后6～12個(gè)月通常開(kāi)始恢復(fù)，甚至有在發(fā)病2～10年間視力有恢復(fù)者，視野改善表現(xiàn)為中心暗點(diǎn)縮小，或大的中心/盲中心暗點(diǎn)中視島再次出現(xiàn)（即中央?yún)^(qū)開(kāi)窗）。視功能的恢復(fù)多為雙眼和對(duì)稱(chēng)性的，一旦視力恢復(fù)，通常不再下降，但也有視力再次惡化的文獻(xiàn)報(bào)道〔15〕。

2 組織病理學(xué)

主要表現(xiàn)為視網(wǎng)膜中央?yún)^(qū)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞喪失，盤(pán)斑束小的軸突最易受損。P細(xì)胞群和其相應(yīng)的較小的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞選擇性喪失，M細(xì)胞相對(duì)保留?！?6，17〕這些發(fā)現(xiàn)和眼科檢查結(jié)果相符，即早期盤(pán)斑束喪失，色覺(jué)障礙，中心暗點(diǎn)及保留瞳孔對(duì)光反應(yīng)等?；颊叩募∪獬⒔Y(jié)構(gòu)研究顯示，肌纖維膜下線粒體增大，嵴增生，且有類(lèi)結(jié)晶包埋物。有發(fā)現(xiàn)在14484和3460突變的家系中，在神經(jīng)節(jié)細(xì)胞內(nèi)有電子致密的鈣線粒體包涵物。

3 病理生理學(xué)

線粒體基因組編碼氧化磷酸化系統(tǒng)的37個(gè)基因和13個(gè)蛋白亞單位。由于多數(shù)細(xì)胞的ATP產(chǎn)生于該系統(tǒng)，mtDNA突變歸因于氧化磷酸化系統(tǒng)的基本缺損。視神經(jīng)、視網(wǎng)膜及眼外肌主要依賴(lài)ATP供能，故在眼組織中最易受侵犯。復(fù)合物Ⅰ功能障礙可導(dǎo)致ATP合成減少，活性氧增加，易使神經(jīng)元細(xì)胞凋亡〔18，19〕。 電鏡下在穿過(guò)篩板及篩板前部無(wú)髓鞘的視神經(jīng)及RNFL中可見(jiàn)大量線粒體，隨篩板后軸突獲得髓磷脂后，線粒體數(shù)量減少。薄的有髓鞘的，能量需求高的盤(pán)斑束，尤其是其篩板前脫髓鞘部分最易受復(fù)合物Ⅰ功能障礙影響，因?yàn)殡娢谎孛撍枨实纳窠?jīng)纖維傳遞需要很高的能量。伴隨線粒體內(nèi)鈣化的軸漿液淤滯和腫脹，最終可導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡。異常的氧化磷酸化和ATP合成減少，伴隨自由基產(chǎn)生，是造成永久性視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和其軸突損害的原因。若能激活能夠上調(diào)氧化氮合酶的膠質(zhì)細(xì)胞，可能在導(dǎo)致視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的死亡的級(jí)聯(lián)反應(yīng)中其重要作用〔20，21〕。

4 分子遺傳學(xué)

4.1 LHON的原發(fā)性突變和繼發(fā)性突變

LHON的三個(gè)原發(fā)性位點(diǎn)突變占本病患者的95%，11778，14484和3460位點(diǎn)突變分別占 69%，14%和13%。其他少見(jiàn)原發(fā)突變包括T14596A、C14498T、G13730A，G14459A等。原發(fā)性位點(diǎn)突變應(yīng)具備：①可以是LHON的獨(dú)立的基因發(fā)病危險(xiǎn)因素；②該基因突變?cè)斐杀仨毜鞍踪|(zhì)中進(jìn)化性保守氨基酸的編碼的改變；③在多個(gè)不相關(guān)的、不同種族的家系中被發(fā)現(xiàn)，但不出現(xiàn)或罕見(jiàn)出現(xiàn)于正常家系中〔4〕。繼發(fā)性突變?cè)趯?duì)照人群中有較低的流行性，可以表現(xiàn)為多態(tài)性，且繼發(fā)位點(diǎn)突變常和原發(fā)位點(diǎn)突變或其他繼發(fā)突變伴隨發(fā)生，其發(fā)病機(jī)制尚待澄清。筆者統(tǒng)計(jì)的215例LHON中，11778、14484及3460位點(diǎn)突變分別占77%，11%和2%，繼發(fā)位點(diǎn)突變或繼發(fā)加原發(fā)的混合性突變僅占10%（另有論文發(fā)表）。

4.2 異質(zhì)性和環(huán)境因素

LHON類(lèi)型表達(dá)可能是因異質(zhì)性調(diào)整的表現(xiàn)度所致線粒體產(chǎn)生能量減少的結(jié)果。各種環(huán)境因素可能影響突變和正常mtDNA的比例。并非所有的mtDNA基因突變者均有視力下降。突變基因的量也和表型的嚴(yán)重度及外顯率程度不成比例。環(huán)境因素如一氧化碳、氰化物及煙草中的氧化氮已推測(cè)是本病的促發(fā)因素。這些毒物可以減少本病患者家系成員中的遺傳易感個(gè)體的氧化磷酸化能力〔22，23〕。 但Kerrison等大樣本病例的對(duì)照研究顯示〔24〕，在原發(fā)性突變的LHON個(gè)體，吸煙與飲酒和視力下降無(wú)明顯相關(guān)性。不完全的外顯率和偏于男性發(fā)病，提示調(diào)節(jié)LHON類(lèi)型表達(dá)時(shí)，尚有其他因素參與。確切的機(jī)理有待于進(jìn)一步研究。

5 治療

鑒于部分LHON患者的視力可能自發(fā)性恢復(fù)，對(duì)任何未設(shè)對(duì)照組并長(zhǎng)期隨診觀察的治療性報(bào)道的臨床意義應(yīng)謹(jǐn)慎評(píng)價(jià)。在急性期全身或局部應(yīng)用類(lèi)固醇激素、維生素B12或氰化物拮抗劑治療均未證明有效。迄今也未見(jiàn)能最終改善視力的其他療法。重要的是要讓LHON突變基因攜帶者意識(shí)到，目前仍不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，他們是否會(huì)發(fā)病或何時(shí)發(fā)病。除了前述對(duì)不同基因位點(diǎn)突變者視力預(yù)后差別大外，通常兩項(xiàng)預(yù)測(cè)視力下降的因素是年齡和性別。因此，對(duì)于患者及其家族成員進(jìn)行遺傳咨詢(xún)和解釋預(yù)后十分必要。

5.1 基因治療

Guy等發(fā)現(xiàn)〔25〕，含有 11778位點(diǎn)突變的胞質(zhì)雜種細(xì)胞已在50%的LHON病人中發(fā)現(xiàn)，并顯示在復(fù)合物Ⅰ依賴(lài)的ATP合成率和野生細(xì)胞比較減少60%。利用“異位表達(dá)”，即線粒體基因在細(xì)胞核內(nèi)表達(dá)，然后將蛋白質(zhì)產(chǎn)物輸入返回到線粒體的技術(shù)，轉(zhuǎn)染1個(gè)融合ND4亞單位基因到含有11778突變的胞質(zhì)雜種內(nèi)，3天后存活的胞質(zhì)雜種細(xì)胞被增大3倍，以適應(yīng)異位轉(zhuǎn)染細(xì)胞，且這些細(xì)胞在復(fù)合物Ⅰ依賴(lài)性ATP合成率中增加3倍，到了和正常胞質(zhì)雜種不易識(shí)別的水平。研究結(jié)果提示，這種技術(shù)對(duì)嚴(yán)重的氧化磷酸化缺陷的挽救是對(duì)本病有希望的治療。當(dāng)然，這些在實(shí)驗(yàn)中獲得的結(jié)果仍需在動(dòng)物模型中進(jìn)一步證實(shí)。

5.2 神經(jīng)保護(hù)劑及其他治療

輔酶Q或其短鏈衍生物艾迪苯醌（idebenone）能恢復(fù)電流和防止氧化應(yīng)激，對(duì)本病的療效有爭(zhēng)論，在視力下降前做為預(yù)防性用藥可能有效〔26〕。其他抗凋亡因子溴莫尼定，即α-2受體興奮劑，通過(guò)維持線粒體膜電位和上調(diào)βc12而產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。當(dāng)病人一眼視力下降后，應(yīng)盡早應(yīng)用該藥，可能有助于挽救仍未發(fā)病眼的視力。誘導(dǎo)氧化氮合酶（NOS-2）抑制劑已證實(shí)對(duì)大鼠慢性青光眼動(dòng)物模型視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞有保護(hù)作用。這些NOS-2抑制劑也可能有利于LHON病人，像在青光眼中一樣，表達(dá)NOS-2的星形膠質(zhì)細(xì)胞所產(chǎn)生的過(guò)量NO能導(dǎo)致LHON病人視盤(pán)上的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞損害〔27〕。實(shí)驗(yàn)證明，視神經(jīng)損害后神經(jīng)元再生是可能的，但通過(guò)抑制因子的作用是有限的，近年促神經(jīng)生長(zhǎng)的底物正在被識(shí)別，胚胎期軸突生長(zhǎng)的再活化技術(shù)以誘導(dǎo)成人神經(jīng)元的再生，已在視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞系統(tǒng)開(kāi)展研究〔28〕。

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