脊髓性肌萎缩(spinalmuscularatrophy,简称SMA)病因尚未明确。根据家族性分析,大多数学者认为是常染色体隐性遗传,小部分为基因突变引起,是否有生化的缺陷尚不清楚。本病3型都是常染色体5q12-14等位置基因异常。男女均可患病,一般男性多于女性,患儿的同胞中常见此病。由于存在基因缺陷,胚胎早期脊髓前角细胞正常,凋亡过程病理性延续,使患者生后运动神经元不断变性坏死。 疾病概述脊髓性肌萎缩(spinal muscular atrophy,简称SMA)是发生在婴幼儿的一组较为常见的疾病,呈染色体隐性遗传,临床表现为广泛的肌肉萎缩,携带者频率估计约为1:60-1:80。小儿SMA有3种类型:婴儿型(SMAⅠ型),中间型(SMAⅡ型),少年型(SMAⅢ型)。三种类型SMA均有5号染色体长臂(5q12-q13.3)上的基因决定,带有高度的遗传同质性。尽管,到目前为止,这个基因尚未分离成功,其序列也未确定,但是已发现了每间隔4cM的侧标记物,并已创建了包含此基因的酵母人工染色体。在婴儿型SMA中,大约1/5的患者存在遗传和散在的基因缺失。约1/4的病例成为SMAⅠ型变异型,约1/2成为SMAⅡ型,其余则成为SMAⅢ型。 萎缩的婴儿发病机制1990年Gillian等报道SMA基因位点在染色体5q11.2-11.3。1994年Meli等发现严重型SMA(Werdnig-Hoffmann型)患者在5q11.2-11.3发生较大的基因突变,而轻型患者(Kugelberg-Welander型)则无基因突变或突变较轻。目前发现的与SMA相关的基因有2种,即神经元凋亡抑制蛋白基因(neuronal apoptosis inhibitory protein,NAIP)和运动神经元存活基因(survival motoneuron,SMN)。NAIP基因定位于5q13区,67%的SMA患者发生此基因突变,相比之下正常人群中突变率仅2%。SMN基因也定位于5q13区,约98%以上的SMA患者发生此基因突变。5q13区存在2个SMN等位基因:SMN1和SMN2,只有SMN1基因的纯合缺失才会导致SMA,而SMN2基因的纯合缺失则出现在5%的正常人群中。96%的SMA患者提示有SMN1基因突变,而4%并非与5q13连锁。5q13连锁的SMA患者中,96.4%显示SMN1外显子7和8或者外显子7出现纯合缺失。SMN基因有多种拷贝[SMNt(telomeric)、SMNc(centromeric)],以及不同外显子缺失的遗传异质性,给SMA的研究带来了巨大的挑战。有关SMN基因拷贝数与临床症状的严重程度的相关性尚在观察中。正常人的每个SMNt和SMNc都有2个等位基因,SMNt的2个等位基因的突变可能与疾病有关,而SMNc的突变与疾病很少或没有关联。目前研究表明在部分SMA-Ⅱ型和SMA-Ⅲ型患者中SMNt转化为SMNc,意味着随着SMNc拷贝数增加临床症状的严重程度降低。已知SMN基因的产物能与RNA结合蛋白相互作用,但其确切功能尚未阐明。与正常人群相比反应产物在SMA-I型患者的神经元中缺失,而在SMA-Ⅱ型和SMA-Ⅲ型中减少。如果这些研究被进一步证实将为了解SMA的发病机制迈出重要一步。正是由于基因的突变、转化引起脊髓前角运动神经元和脑干运动神经核变性,最终导致肌无力、肌萎缩。 各类型临床症状1.SMA-Ⅰ型 亦称Werdnig-Hoffmann病。约1/3病例在宫内发病,其母亲可注意到胎动变弱。半数在出生1个月内起病,几乎所有病例均在5个月内发病。发病率约为1/10000出生婴儿,男女发病相等。多于出生后不久即表现肌张力低下,肌无力以四肢近端肌群受累为主,躯干肌亦无力。患儿吸吮及吞咽力弱,哭声低微,呼吸浅,可出现胸廓反常活动。翻身及抬头困难。腱反射消失。触诊可发现四肢肌萎缩,但常被皮下脂肪掩盖。眼球运动正常。括约肌功能正常。可见舌肌萎缩和束颤。10%病例可有关节畸形或挛缩。本型预后差。约95%死于出生后18个月。 2.SMA-Ⅱ型 发病较SMA-Ⅰ型稍迟,通常于1岁内起病,极少于1~2岁起病。发病率与SMA-Ⅰ型相似。婴儿早期生长正常,但6个月以后运动发育迟缓,虽然能坐,但独站及行走均未达到正常水平。1/3以上患儿不能行走。20%~40%患儿10岁以前仍具行走能力。多数病例表现严重肢体近端肌无力,下肢重于上肢,而呼吸肌、吞咽肌一般不受累。有1/3病例面肌受累。50%以上病例可见舌肌及其他肌肉纤颤。腱反射减弱或消失。本型具有相对良性的病程,多数可活到儿童期,个别活到成年。 3.SMA-Ⅲ型 又称Kugelberg-Welander病。一般于幼儿期至青春期起病,而多数于5岁前起病。起病隐袭,表现为进行性肢体近端肌无力和萎缩。早期大腿及髋部肌无力较显著,以致病孩行走呈鸭步,登梯困难,逐渐累及肩胛带及上肢肌群。脑神经支配的肌群通常未受累及,但可出现面肌、软腭肌无力。眼外肌正常。约1/4病例伴发腓肠肌假性肥大,此几乎均见于男性患者。半数患者早期可见肌束颤动。弓形足亦可见到。腱反射减弱或消失。感觉正常。本型预后良好,尤其是女性患者。生存期通常能达到成年,许多患者能有正常寿命。表现较严重病例往往为男性患者。本型血清CPK可有不同程度增高。EMG除呈神经源性改变外尚可与肌源性损害混杂存在,因此须注意与肌营养不良症鉴别。 4.SMA-Ⅳ型 统称成年型SMA。发病年龄为15~60岁,多见于35岁左右。起病和进展均较隐袭,但亦有呈进行性加重或相对静止的病例报道。本型预后相对良好,行走能力常可保持终生。发病率小于0.5/10万。本型中约1/3病例呈常染色体显性遗传,表现为近端肌无力,进展速度稍快,约5年后丧失跑步能力。尚有常染色体隐性遗传类型,则一般表现更加良性病程。另一种类型为X-连锁隐性遗传,又称脊髓脑干型SMA(Kennedy病),其发病年龄不等,但常于40岁前发病。早期表现痛性肌痉挛,可先于肌无力前数年出现。近端肌无力常从下肢开始,逐渐波及肩胛带肌、面肌及延髓支配诸肌。下面肌及舌肌可见束颤。数年后可出现吞咽困难及呐吃。约50%病例合并一些内分泌功能障碍,表现男性乳房女性化及原发性睾丸病变。 5.其他类型SMA (1)远端型SMA:本型约占SMA的10%,为常染色体显性或隐性遗传形式。前者于20岁前发病,后者稍迟,且症状较轻。多数患者表现缓慢进展的下肢远端肌无力和萎缩,胫骨前肌和腓骨肌群尤易受累。弓形足和脊柱侧弯亦较常见。约半数病例上肢远端迟早也会受累,但程度较轻。无感觉障碍。周围神经传导速度正常。 (2)慢性不对称型SMA:本型于16~45岁起病,男性患者为女性患者的两倍。表现一个或多个肢体不对称性肌萎缩,而无锥体束或延髓受累。肌无力可以近端或远端为主,起病时相对局限于单个肢体。本型自然病程较长,甚至超过30年。 (3)肩胛腓型SMA:发病年龄30~40岁。表现肩胛带肌及下肢远端肌(尤其是腓肠肌)明显无力和萎缩。弓形足也较常见。 (4)单肢型SMA:日本和印度曾报道一些病例,其发病年龄各异,男性多见。起病相对较快,而后进入非进展期。由于局限性前角细胞受损,多表现单臂明显肌萎缩。EMG显示严格限制于单个肢体的异常。延髓肌及其他肌肉不受侵犯。日本文献中称青年型单肢SMA为平山(Hirayama)病。 (5)此外尚有延髓SMA并发耳聋(Viatetto-Vanlaere综合征)、儿童延髓型SMA(Fazio-Londe综合征)、眼咽型SMA、面肩肱型SMA、氨基已糖苷酯酶A缺陷等少见类型。 医学诊断与检查1.一般诊断:有典型临床症状和家族史者,诊断并不困难,以下将SMA-Ⅰ型诊断标准叙述如下(Cobben,1993): (1)对称性进行性近端肢体和躯干肌无力,肌萎缩,不累及面肌及眼外肌,无反射亢进,感觉缺失及智力障碍。 (2)家族史符合常染色体隐性遗传方式。 (3)血清CPK正常。 (4)肌电图提示神经源性受损。 (5)肌活检符合前角细胞病变。 具备以上条件1~4或1,3,4,5均可确诊本病。 2.基因诊断:自从SMN基因发现以来,SMA的诊断流程发生了改变,可通过血DNA分析检测SMN基因突变,从而诊断疾病。一旦发现SMN基因突变,则不需要再做其他检查,即可确诊为SMA。应用PCR限制性内切酶方法,进行SMN基因外显子7、8的缺失检测,可快速诊断儿童型SMA。此外PCR-SSCP分析、单体型连锁分析法也是诊断SMA的有效方法,三者联合使用可相互验证,互为补充,提高产前基因诊断的准确率。有学者应用PCR和PCR内切酶法检测SMA患者基因缺失情况,结果显示SMA-Ⅰ型和Ⅱ型可通过SMN基因第7、8外显子的检测进行确诊,方法简便可靠。Ⅲ型患者SMN基因缺失率低,通过检测SMN基因7、8外显子进行基因诊断时需谨慎。NAIP基因在SMA发病中的作用尚不清楚,有待进一步研究。 如果无SMN基因缺失,需作下列一些传统的检查方法以明确诊断。检查方法有血清肌酸磷酸激酶(CK)测定;电生理检查包括神经传导速度(NCV)和肌电图(EMG)的检测及肌肉活体组织检查。 3.血清CPK SMA-Ⅰ型正常,Ⅱ型偶见增高。Ⅲ型常增高,同工酶变化以MM为主,随着肌损害的发展而增加,至晚期肌肉萎缩时,CK才开始下降,这与肌营养不良不同,后者于婴幼儿期即达到高峰,以后渐降。 4.肌肉活体组织检查:肌肉活体组织检查对确诊SMA具有重要意义,其病理表现特征是具有失神经和神经再支配现象。各型SMA有不同的肌肉病理特点,病程早期有同型肌群化,晚期可有肌纤维坏死。 肌电图所见纤颤电位在本病出现率极高,甚达95%~100%。轻收缩时,运动单位的电位时限延长,波幅增高,重收缩时运动单位数量减少,神经传导速度正常,提示神经源性受损。电生理(NCV和EMG)检查可反映SMA的严重程度和进展程度,但各型EMG改变相似,包括纤颤电位、复合运动单位动做电位(MVAPS)波幅时限增加,以及干扰相减少。纤颤电位及正锐波在各型SMA均可出现,但SMA-Ⅰ型更明显。随意运动时,各型SMA均见干扰相减少,尤其是Ⅰ型SMA仅呈单相。在较晚期Ⅲ型SMA可见类似于肌源性损害的低波幅多相电位。电生理检查NCV示运动传导速度可减慢,在Ⅰ型减慢,而其他类型正常;感觉传导速度正常。检测婴儿运动NCV有一定难度,这是因为婴儿的肢体较小且刺激点和记录电极的距离较短,检测结果常常是正常传导速度,或有时比预期的传导速度还快。 治疗措施本病无特效治疗,主要为对症支持疗法。服用维生素B族,心理治疗尤为重要。适度运动除能保护关节的活动度和防止挛缩以外,还可增加残存运动单位的功能。理疗亦能使部分患儿减轻关节挛缩的痛苦。对于晚期患儿应加强护理。治疗措施主要是预防或治疗SMA的各种并发症,预防肺部感染及褥疮、营养不良、骨骼畸形、行动障碍和精神社会性问题。如伴有呼吸功能不全,需用人工呼吸器,保证气道通畅,改善呼吸功能。 由于肋间肌和膈肌的肌无力,引起通气不足以及咳嗽微弱;长期卧床可造成坠积;误吸也可造成肺炎。预防肺炎的有效措施有辅助咳嗽、胸部叩击治疗及间歇正压通气。即使在没有急性呼吸道感染的情况下,患者也需保持良好的肺部通气状态,预防发生进行性肺不张。一旦有效肺活量(FVC)下降,即使肢体或躯干的肌力无明显改变,发生肺炎的危险性也会增高。除急性感染患者,氧疗一般不适用,因为限制性肺病患者在出现低氧血症前就已有CO2潴留,氧疗可能会引起呼吸功能抑制,呼吸暂停,最终导致死亡。血气和FVC是有效的监测手段,当患者出现CO2潴留,可应用非侵入性通气、正压或负压通气。患者常由于吮吸乏力、气道不畅或容易疲劳导致营养不良和生长障碍。患儿由于负氮平衡会导致肌无力和疲劳加重,尤其是婴儿。这种现象的机制目前尚未阐明。部分患者发生慢性营养不良,表现为易于疲劳和储备下降;部分患者由于营养摄入不足导致有机酸尿症;故需要有专业的营养师对其进行喂养指导、调整喂养方案、喂养姿势、食物结构,以最大限度地增加热卡摄入。部分不能经口摄入足够热卡的患者,需要予以鼻饲喂养。另外由于行动障碍,有些患者会发生便秘,但通过增加液体和纤维摄入,可减轻便秘。 脊柱侧弯是SMA最为严重的骨骼畸形,不能行走的患者会更早地发展为脊柱畸形,大部分的畸形位于胸腰部。脊柱矫正法常不能预防或延缓脊柱侧弯,但可以帮助患者坐起。无论有无脊柱矫正,患者的肺功能均应予以监测。脊柱手术的时间至关重要,因为必须让患儿充分生长,并等待时机直至弯曲已十分严重,同时只有肺功能相对正常时才有望进行手术。为了防止脊柱融合术后力量或功能的丧失,以及防止呼吸道的并发症,在术前术后需有积极的物理治疗。脊柱融合术后,脊柱侧弯的程度将明显改善,同时肺活量、坐、平衡以及舒适感也明显改善。 畸形足是婴儿型SMA的一个表现,但较为少见,一般不需要外科矫正。其他更常见的畸形有由于行动障碍导致的屈曲挛缩,迅速累及髋、膝和踝部,适当的锻炼可以预防挛缩的发生。需要长期坚持,每天锻炼,这点许多家庭和患儿往往不能做到。同样,夹板和支架不能预防畸形的发生。 另外,有学者对6例SMA病例进行促甲状腺激素释放激素(TRH)治疗,剂量为每次0.1mg/kg,通过经皮静脉导管给药。结果显示患儿腓神经传导速度比对照组明显增快,且患儿家长也反应患儿某些功能明显改善。因此TRH不失为一种有用的治疗手段,但需要进一步研究证实。随着SMN和NAIP基因的确认及深入研究,基因治疗或体外基因活化治疗将是非常有希望的治疗手段。
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