肌萎縮側(cè)索硬化癥的研究進(jìn)展

(解放軍總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,北京,100853)

肌萎縮側(cè)索硬化癥(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病的一個(gè)主要類(lèi)型,選擇性侵犯脊髓前角細(xì)胞、腦干運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元、皮質(zhì)錐體細(xì)胞及錐體束的慢性進(jìn)行性變性疾病。本文就近年來(lái)關(guān)于ALS的病因、認(rèn)知、影像、電生理、診斷及鑒別診斷、治療等方面的研究進(jìn)展作一綜述。

1 ALS的病因

確切的發(fā)病原因至今尚未清楚。近年的研究主要集中在興奮性氨基酸毒性學(xué)說(shuō)、基因突變學(xué)說(shuō)、氧化應(yīng)激學(xué)說(shuō)、高代謝學(xué)說(shuō)。

興奮性氨基酸毒性學(xué)說(shuō):興奮性氨基酸包括谷氨酸、天冬氨酸及其衍生物和N-甲基-D-天門(mén)冬氨酸(NMDA)。谷氨酸與NMDA受體結(jié)合可致鈣內(nèi)流,激活一系列蛋白酶和蛋白激酶,使蛋白質(zhì)的分解和自由基的生成增加,脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程加強(qiáng),神經(jīng)元自行溶解。Volterra[1]發(fā)現(xiàn)ALS的患者血漿中谷氨酸的濃度較高,腦脊液中谷氨酸及天冬氨酸的比值增高,認(rèn)為ALS患者的腦和脊髓中的谷氨酸的吸收系統(tǒng)有問(wèn)題。當(dāng)谷氨酸的清除發(fā)生障礙時(shí),其堆積會(huì)造成神經(jīng)元細(xì)胞的毒性。

基因突變學(xué)說(shuō):目前認(rèn)為有SOD1,A lsin,Dynactin,SETX及VAPB等五個(gè)基因和八個(gè)可能的遺傳位點(diǎn)與該病相關(guān)。家族性ALS(FALS)分12種亞型:ALS1-ALS8、合并ALS的額顳葉癡呆綜合征、X性連鎖遺傳的ALS、ALS癡呆帕金森綜合征、進(jìn)行性下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病等[2]。在不同的人群,約 12～23%FALS和 2%～7%的散發(fā)性ALS(SALS)患者有銅/鋅超氧化物歧化酶(SOD1)基因突變。國(guó)內(nèi)李曉光等發(fā)現(xiàn)了FALS的E133V和H46R基因突變位點(diǎn);在SALS中,發(fā)現(xiàn)了V 29A、N86I和V 47A突變位點(diǎn)。樊東升等發(fā)現(xiàn)了 SOD1基因少見(jiàn)的突變(S105L和E133V),并發(fā)現(xiàn)作為本病易感基因的VEGF啟動(dòng)子區(qū)多態(tài)分布與歐美白人不同,且在中國(guó)人群中發(fā)現(xiàn)VEGF啟動(dòng)子區(qū)多態(tài)分布與起病年齡明顯相關(guān)[3]。

氧化應(yīng)激學(xué)說(shuō):是指體內(nèi)的自由基及其產(chǎn)物超過(guò)了機(jī)體的抗氧化防御機(jī)制的一種病理狀態(tài)。在ALS病人和動(dòng)物模型內(nèi)存在蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸這些生物大分子氧化損傷的證據(jù)。Shibata N等[4]學(xué)者發(fā)現(xiàn)在ALS病人腦脊液和大腦皮層中,DNA氧化損傷的標(biāo)記物:8-羥基2-脫氧鳥(niǎo)苷酸濃度升高,脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛含量增多,肯定了氧化應(yīng)激在ALS發(fā)病過(guò)程中的作用。

高代謝學(xué)說(shuō):ALS不僅僅是一個(gè)純運(yùn)動(dòng)的疾病,存在多個(gè)系統(tǒng)的異常,在疾病的整個(gè)過(guò)程潛藏著代謝異常的改變。研究證實(shí),多數(shù)ALS患者存在穩(wěn)定的高代謝狀態(tài),高代謝的原因尚不清楚。法國(guó)Louis Pasteur大學(xué)研究發(fā)現(xiàn),高脂血癥特別是異常增高的LDH/HDL比率,可以顯著延長(zhǎng)生存期超過(guò)12個(gè)月。早期ALS的重大發(fā)現(xiàn)是神經(jīng)肌肉接頭(NMJ)的破壞是ALS疾病的啟動(dòng)事件。通過(guò)分析轉(zhuǎn)基因小鼠過(guò)度表達(dá)的解偶聯(lián)蛋白1,證實(shí)增高的能量代謝啟動(dòng)了神經(jīng)變性、NMJ功能的缺失、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的丟失和肌肉萎縮。ALS的代謝異常,是ALS疾病的啟動(dòng)和進(jìn)程中非常重要的生理-病理機(jī)制。

2 ALS的認(rèn)知功能研究

現(xiàn)已逐漸認(rèn)識(shí)到該病是一種以運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)變性為核心特征的涉及多個(gè)系統(tǒng)的變性疾病,其中患者額顳葉變性所造成的功能損害已得到確定。最近Strong等和Murphy等的研究組提出將ALS額顳葉功能損害依據(jù)不同的臨床綜合征分為四個(gè)亞型:單純ALS、ALS伴認(rèn)知損害(ALSci)、ALS伴行為損害(ALSbi)以及ALS伴額顳葉癡呆(ALS-FTD)[5]。美國(guó)Woolley等使用額葉系統(tǒng)行為量表對(duì)21例ALS患者的行為改變?cè)u(píng)估,結(jié)果顯示無(wú)FTD患者的自我評(píng)價(jià)與家屬一致,最常見(jiàn)改變是淡漠和執(zhí)行功能減退,而可能FTD的患者對(duì)自己行為障礙的報(bào)告則明顯低于家屬,反映其洞察力缺乏,其淡漠和執(zhí)行功能下降程度較其他ALS患者更明顯[6]。因此,洞察力缺乏與執(zhí)行功能改變可能有助于對(duì)ALS患者FTD的診斷。意大利V ignola等對(duì)75例ALS患者及其照料者進(jìn)行了研究,評(píng)價(jià)焦慮和抑郁程度、生活質(zhì)量及滿意度。發(fā)現(xiàn)在疾病診斷階段,焦慮情緒最突出,同時(shí)照料者的身體健康和生活質(zhì)量直接影響患者的生活質(zhì)量[7]。因此,醫(yī)師有必要在診斷ALS的同時(shí)對(duì)患者的焦慮情緒進(jìn)行評(píng)估和治療。美國(guó)Ruchnicki等應(yīng)用劍橋行為調(diào)查表對(duì)26例ALS患者的護(hù)理者進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,發(fā)現(xiàn)患者認(rèn)知障礙發(fā)生率高,其中最常見(jiàn)的是情緒、主動(dòng)性、刻板動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)的異常。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)患者對(duì)與疾病相關(guān)的無(wú)力、言語(yǔ)困難等問(wèn)題的存在缺乏認(rèn)識(shí)。

3 ALS的影像學(xué)研究

影像學(xué)檢查主要用于ALS與其它疾病的鑒別,排除能引起上和/或下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受累的神經(jīng)科疾病,如顱底、腦干或脊髓結(jié)構(gòu)性病變。隨著影像技術(shù)的發(fā)展,今后磁共振成像(MRI)可能作為上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損害的證據(jù)。由于錐體束變性,頭顱MRI T2加權(quán)像在錐體束走行區(qū)可出現(xiàn)高信號(hào)。Chan等[8]推薦對(duì)ALS患者,應(yīng)常規(guī)應(yīng)用質(zhì)子密度加權(quán)成像掃描,若發(fā)現(xiàn)內(nèi)囊后肢高信號(hào),能可靠地提示錐體束變性。此外,液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(FLAIR)掃描利用重度T2加權(quán)及抑制自由水的方法使組織水中的質(zhì)子信號(hào)更容易顯示,更有利于皮層及皮層下組織信號(hào)變化的檢出,相比較T1、T2加權(quán)像及質(zhì)子像可以發(fā)現(xiàn)更多的異常。近年來(lái),彌散張量成像(DTI)技術(shù)作為新興手段,為A LS研究發(fā)展提供了巨大空間,是早期客觀反映錐體束病理?yè)p害的有價(jià)值手段。它能非侵入性地研究皮質(zhì)脊髓束解剖結(jié)構(gòu)(CST)及變性方式[9],并可能作為臨床治療試驗(yàn)的客觀形態(tài)學(xué)指標(biāo)[10],為評(píng)價(jià)ALS患者的錐體束功能提供了全新的手段。當(dāng)病變累及白質(zhì)傳導(dǎo)束的軸索或(和)髓鞘時(shí),受累區(qū)域的異性分?jǐn)?shù)(FA)會(huì)有不同程度降低,而表觀彌散系數(shù)(ADC)值、平均擴(kuò)散性(MD)會(huì)有不同程度增大。研究報(bào)道,球部起病的ALS患者,FA明顯地減低,并且和疾病的嚴(yán)重程度有關(guān),MD和疾病的持續(xù)時(shí)間有關(guān)。而在一個(gè)進(jìn)展很快并且T2高信號(hào)的ALS患者中MD并沒(méi)有明顯的增加。因此認(rèn)為FA的變化可能是ALS的早期提示,MD的變化顯示慢性的過(guò)程,提示有神經(jīng)元的丟失[11]。另外,磁共振波譜成像(MRS)是利用磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用對(duì)一系列特定原子核及其化合物進(jìn)行分析的方法。U luga等用MRS技術(shù)和DT I技術(shù)研究了27例臨床無(wú)癡呆表現(xiàn)的ALS患者和12例年齡相配的正常對(duì)照,患者運(yùn)動(dòng)皮層和錐體束顯示有異常變化,而且額葉廣泛區(qū)域N-乙酰天門(mén)冬氨酸(NAA)濃度均減少,提示ALS患者額葉也有廣泛損害。

4 神經(jīng)電生理檢測(cè)

ALS常規(guī)肌電圖改變?yōu)閺V泛的神經(jīng)源性損害,特征是肌肉靜息時(shí)可見(jiàn)纖顫電位和正銳波,輕收縮時(shí)表現(xiàn)運(yùn)動(dòng)單位電位時(shí)限增寬、波幅升高及多相波百分比上升,重收縮時(shí)可見(jiàn)募集相減少。根據(jù)解剖區(qū)域,將神經(jīng)源性損害可分為4個(gè)區(qū)域(腦干、頸、胸、腰骶段)。需要強(qiáng)調(diào)的是胸鎖乳突肌、胸段椎旁肌和舌肌肌電圖對(duì)診斷非常重要,舌肌及胸鎖乳突肌在頸椎病中較少受累,因而有重要的鑒別作用。神經(jīng)電圖檢查主要用來(lái)診斷或排除其它周?chē)窠?jīng)疾病,少數(shù)ALS患者可有運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)速度輕度減慢,復(fù)合肌肉動(dòng)作電位(CMAP)波幅下降,感覺(jué)傳導(dǎo)速度多正常。除了常規(guī)肌電圖檢查以外,其它電生理技術(shù)也可以反映慢性神經(jīng)再生的情況,如單纖維肌電圖及巨肌電圖。樊東升等應(yīng)用運(yùn)動(dòng)單位估數(shù)、復(fù)合肌肉動(dòng)作電位、接觸性熱痛誘發(fā)電位等技術(shù),對(duì)ALS病情變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估和研究,對(duì)客觀檢測(cè)疾病發(fā)展的自然過(guò)程、早期了解肌肉的失神經(jīng)支配狀態(tài)、定量評(píng)估病情進(jìn)展與治療的效果具有重要的臨床價(jià)值;對(duì)三叉神經(jīng)-頸反射檢測(cè)可早期發(fā)現(xiàn)上頸段及延髓區(qū)腦干的亞臨床損害;腹直肌肌電圖檢測(cè),可發(fā)現(xiàn)胸段脊髓的亞臨床損害,作為檢測(cè)胸段下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損害的輔助檢查手段;應(yīng)用咀嚼肌運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位評(píng)價(jià)皮質(zhì)腦干束功能,能比較敏感地評(píng)估ALS上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的亞臨床損害,從而提高早期診斷率;胸鎖乳突肌肌電圖及上肢皮節(jié)體感誘發(fā)電位的檢查,可以通過(guò)結(jié)果與頸椎病性脊髓病相鑒別[3]。

5 診斷及鑒別診斷

ALS診斷的基本條件,需要具備4點(diǎn):①通過(guò)臨床、電生理或神經(jīng)病理檢查有下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受累的證據(jù);②臨床檢查證實(shí)有上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受累的證據(jù);③臨床癥狀和體征在一個(gè)節(jié)段內(nèi)進(jìn)行性發(fā)展,或發(fā)展到其它節(jié)段;④通過(guò)影像、電生理或病理等檢查排除導(dǎo)致上下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受累的其它疾病?？梢詫LS診斷分為4級(jí):臨床確診,臨床擬診,實(shí)驗(yàn)室支持-臨床擬診,臨床可能ALS[12]。

本病早期容易被誤診,需與以下疾病鑒別。①Kennedy病:有下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受損的癥狀和體征,以下特點(diǎn)可資鑒別:X連鎖遺傳方式;姿勢(shì)性震顫伴乳房腫大;無(wú)上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受損;基因分析有三核苷酸(CAG)重復(fù)增多。行雄激素受體基因檢測(cè),提高鑒別診斷率和減少誤診。②脊髓型頸椎病:可有手部肌肉無(wú)力、萎縮伴雙下肢強(qiáng)直。可以通過(guò)舌肌和胸鎖乳突肌肌電圖檢查,若發(fā)現(xiàn)失神經(jīng)現(xiàn)象提示ALS。頸椎病時(shí)MRI可顯示脊髓受壓,但并不能排除ALS,二者可同時(shí)存在。③平山病:又稱青年上肢遠(yuǎn)端肌萎縮,表現(xiàn)為上肢遠(yuǎn)端肌無(wú)力、萎縮及束顫,癥狀進(jìn)展緩慢,預(yù)后良好。④包涵體肌炎(IBM):表現(xiàn)為四肢遠(yuǎn)端肌無(wú)力及萎縮,腱反射消失。IBM患者指屈肌無(wú)力通常較為明顯,而ALS晚期才有指屈肌無(wú)力。IBM無(wú)束顫和上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損害。肌肉活檢可見(jiàn)鑲邊空泡和炎癥浸潤(rùn)可資與ALS鑒別。⑤多灶性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)病(MMN):是一種周?chē)窠?jīng)病,可有明顯的肌無(wú)力、肌萎縮伴束顫,電生理檢查發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)阻滯,試驗(yàn)性免疫球蛋白治療有效。⑥脊髓灰質(zhì)炎后綜合征:是指脊髓灰質(zhì)炎患者在患病20～25年后出現(xiàn)緩慢進(jìn)展的肌無(wú)力和肌萎縮,多見(jiàn)于肌萎縮后遺癥最嚴(yán)重的部位,但進(jìn)展緩慢及無(wú)上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的體征。⑦類(lèi)ALS綜合征:該組疾病包括副腫瘤綜合征、鉛等金屬中毒、病毒感染、內(nèi)分泌疾病(特別是甲狀腺功能亢進(jìn)或甲狀旁腺功能亢進(jìn))。

6 治 療

至今尚無(wú)有效治療方法,現(xiàn)階段研究方向包括抗興奮毒性藥物、抗氧化和自由基清除劑、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、基因治療等方面,此外還要重視支持和對(duì)癥治療。

抗興奮毒性藥物:目前美國(guó)及歐盟對(duì)此病唯一批準(zhǔn)的治療用藥是抗興奮性氨基酸毒性的藥物利魯唑(Riluzole),是一種谷氨酸的拮抗劑,可以減少谷氨酸引起的細(xì)胞激活毒性。無(wú)論是對(duì)延髓麻痹還是肢體癱瘓為首發(fā)癥狀的ALS患者都有一定療效,可以延緩ALS的進(jìn)展[13]。治療機(jī)制可能有:抑制突觸前谷氨酸的釋放、抑制神經(jīng)末梢和神經(jīng)胞體的電壓依從性鈉通道從而抑制興奮性氨基酸的神經(jīng)毒性。1994年和1996年分別進(jìn)行的兩個(gè)大規(guī)模隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照的臨床研究,證實(shí)了該藥雖不能治愈ALS和改善癥狀,但能夠明確的延長(zhǎng)生存時(shí)間和推遲氣管切開(kāi)的時(shí)間。近期Kalra等[14]還通過(guò)質(zhì)子磁共振波譜顯像研究發(fā)現(xiàn),Riluzole可特異性改善運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)中皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的代謝功能。

抗氧化和自由基清除劑:病理生理學(xué)研究提示氧化應(yīng)激及自由基損傷機(jī)制參與ALS發(fā)病,故抗氧化和自由基清除劑也是研究熱點(diǎn)。2004年的一項(xiàng)隨機(jī)安慰劑對(duì)照試驗(yàn)提示抗氧化和自由基清除劑維生素E具有延緩疾病進(jìn)程的作用,每日劑量在100毫克以上。日本學(xué)者認(rèn)為自由基清除劑依達(dá)拉奉在阻止病情進(jìn)展方面可能有一定效果。

神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子:諸如胰島素樣生長(zhǎng)因子-1、睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等,實(shí)驗(yàn)及臨床證實(shí)它們能促使運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的生長(zhǎng)、發(fā)育、存活,減少軸突離斷或受損運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的死亡,促使其修復(fù)。但半衰期短,體內(nèi)降解快,生物利用度低,目前正在將基因修飾后的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子進(jìn)行微囊包裹,采用多聚體微囊種植于動(dòng)物體內(nèi),緩慢作用可持續(xù)數(shù)月,達(dá)到治療目的。

試驗(yàn)中的新藥:頭孢曲松鈉(Cetriaxone):促進(jìn)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有潛在毒性作用的化合物谷氨酸鹽轉(zhuǎn)移出神經(jīng)細(xì)胞,另外其化學(xué)結(jié)構(gòu)具有NMDA受體拮抗的作用,可以減少自由基的損傷以對(duì)抗興奮毒性作用[15];格拉默(Glatiramer acetate):作用于炎癥路徑和小膠質(zhì)激活的多肽混合物,現(xiàn)在哥倫比亞大學(xué)進(jìn)行前期試驗(yàn),證明在ALS的轉(zhuǎn)基因鼠模型中有中等益處[16];二甲胺四環(huán)素:通過(guò)控制炎癥,中斷細(xì)胞死亡的通路;米諾環(huán)素(Minocycline):延緩運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的細(xì)胞凋亡;超氧化歧化酶基因SOD1的反義化合物:抑制SOD1突變者錯(cuò)誤的SOD1蛋白表達(dá);輔酶Q10:促進(jìn)細(xì)胞能量的新陳代謝及中和毒氧自由基;鋰碳酸鹽:意大利研究者發(fā)現(xiàn)其能夠延長(zhǎng)ALS的病程。以上治療在理論上是合理有效的,但臨床證明藥效尚需長(zhǎng)時(shí)間觀察。

基因治療:最近發(fā)現(xiàn)ALS患者有編碼神經(jīng)絲重鏈(NF-H)的基因突變,因此利用腺病毒載體介導(dǎo)人類(lèi)神經(jīng)絲輕鏈(NF-L)基因可以治療過(guò)度表達(dá)NF-H鼠。由于神經(jīng)絲輕鏈對(duì)神經(jīng)絲重鏈介導(dǎo)的ALS發(fā)病有保護(hù)作用,故推測(cè)其也可能具有一定的治療作用[17]。

支持治療:適當(dāng)功能鍛煉是有益的,切勿劇烈采用物理及運(yùn)動(dòng)療法。吞咽困難者宜攝取高蛋白、高熱量的糊狀飲食,嚴(yán)重者可鼻飼。呼吸困難者宜使用呼吸機(jī),可及時(shí)清除呼吸道分泌物以防止窒息。雙水平正壓通氣(BIPAP)能主動(dòng)輔助患者的吸氣相,早期使用能顯著延長(zhǎng)生存期。在英國(guó)開(kāi)展的利魯唑臨床觀察中,同時(shí)合并使用BIPAP患者的Kaplan-M eier生存曲線與對(duì)照組比較有顯著延長(zhǎng)。經(jīng)皮內(nèi)窺鏡胃造瘺(PEG)的胃腸營(yíng)養(yǎng)可以顯著延長(zhǎng)生存期,也可放置空腸管,避免PEG易發(fā)生的返流現(xiàn)象?？傊?BIPAP和PEG對(duì)于延長(zhǎng)ALS患者的生存期是十分重要的。

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