肌萎缩侧索硬化的诊断与治疗进展

肌萎缩侧索硬化的诊断和治疗进展,韦存胜南京医科大学附属第四临床学院,概念,运动神经元病（MND）是一种病因未明、主要累及大脑皮质、脑干和脊髓运动神经元的神经系统变性疾病。大多数为散发病例，5%10%为遗传性。分类,肌萎缩侧索硬化（ALS）,原发性侧索硬化（PLS）,进行性延髓麻痹(PBP),进行性肌萎缩(PMA),肌萎缩侧索硬化ALS,一、概况：1869年Charcot首次报告，本病为全球分布，患病率约为4-6/10万，年发病率约为0.4-1.8/10万，男女之比为1.51,高发年龄为4763岁，死亡率则为2/10万。1993 年有学者发现部分 FALS 患者有 Cu/Zn 超氧化物歧化酶（SOD1）基因突变，开始了 ALS 分子生物学研究的新时代 。2006 年又发现绝大多数 SALS 患者神经元和胶质细胞内有反式激活反应（TAR）-DNA 结合蛋白 43（TAR DNA binding protein-43，TDP43）包涵体，找到了主要疾病蛋白。2009 年有学者发现 ALS 有 FUS（fused in sarcoma protein/translocated in liposarcoma，也称 FUS/TLS）基因突变，TDP-43 阴性及阳性的 ALS 有 FUS 包涵体，从而提出了 ALS 为 TDP-43 及 FUS 蛋白病的新观点，并使研究方向移向了 RNA 加工的领域。,肌萎缩侧索硬化(ALS)是以上下两级运动神经元进行性丢失为特征的一种神经系统变性病,为最常见的成年发病的运动神经元疾病。以肌无力、肌萎缩、肌束震颤、延髓麻痹和锥体束征等为主要临床表现,一般于发病35年后因呼吸肌麻痹死亡。,发病机制,（一）兴奋性氨基酸毒性作用学说（二）自由基氧化损伤学说（三）自身免疫学说（四）神经营养因子与ALS（五）环境因素（六）病毒感染,兴奋性氨基酸毒性机制,1978年，Olney等人发现向未成年动物注射某些兴奋性氨基酸可致中枢神经系统局部损毁，而且不同氨基酸对神经元毒性的大小与其产生兴奋性电位的能力有关。Onley将这种由于暴露于兴奋性氨基酸而导致的神经元损伤称为“兴奋毒性”。由于邻近神经元的胶质细胞突触处谷氨酸转运体（EAAT2）缺陷，使释放的神经递质谷氨酸不能及时得到清除，产生毒性作用，运动神经元兴奋性过度升高，受体反复激活，细胞内钙离子超载引发中毒性的级联反应 。,自由基氧化损伤学说,20%的FALS病人和3%4%的SALS病人可检测到SOD1基因的错义突变。SOD1基因突变后，导致酶的三维结构改变，其与Zn的亲和力下降，无法维持袋形，Cu暴露。O2-在被SOD1清除的同时，可与NO反应生成过硝酸根（ONOO-），这一反应速度是SOD1清除O2-速度的3倍。ONOO-具有很强的硝化能力，在Cu的参与它可将蛋白中的酪氨酸（Tyr）硝化为3-硝基酪氨酸（NTYR）。正常SOD1的Cu位于袋底，不会与ONOO-反应，而突变SOD1由于与Zn的亲和力低下，使Cu暴露，故可诱导ONOO-对Tyr的硝化反应。一旦Tyr被硝化，则疏水健被破坏，NF-L失去连接功能，不同的NF-L彼此解聚，NF的结构被破坏，导致轴索转运障碍，线粒体功能丧失，运动神经元死亡。,自身免疫学说,80年代未期，应用不同的实验技术发现10%-75%的ALS病人神经苷酯（GM1）抗体滴度增高。现在观点认为与ALS关系不大。,神经营养因子与ALS,神经营养因子（NTF）是一类由靶细胞提供的特殊多肽或蛋白质。NTF比较突出的特性为有选择地作用于外周和中枢神经系统的特定神经元，增强其存活、生长和分化的生物效应。因而可防止神经细胞的自然死亡，促进受损神经元的再生。主要的NTF包括神经生长因子（NGF）、睫状神经细胞营养因子（CNTF）、脑源性神经细胞营养因子（BDNF）、胰岛素样生长因子（IGF）、及成纤维细胞生长因子（FGFs）等。在ALS脊髓IGF结合密度减低，ALS的NGF受体异常。近年来对CNTE的研究较多，它主要在雪旺氏细胞表达，能减缓神经元死亡的过程。动物试验显示CNTF基因的破坏可产生肌萎缩及运动神经元的消失，在ALS脊髓侧角其免疫活性显著下降。,病毒感染,英国某些地区的ALS患病人群中，既往有较高的脊髓灰质炎发病史，因而推测两病之间可能存在密切关系，是否为脊髓灰质炎病毒或脊髓灰质炎样病毒的慢性感染。但在ALS患者的血清及脑脊液中均未发现脊髓灰质炎病毒抗体。在ALS患者的神经组织中亦未找到脊髓灰质炎病毒、病毒有关的抗原以及核酸系列。,ALS相关突变基因,Nature-2014Percentage ALS explained by genetic mutation since1992,SOD1最早发现,Cu/Zn超氧化物歧化酶(SOD1)是一种广泛存在于真核生物细胞胞浆、胞核、过氧化物酶体及线粒体膜间隙中的金属酶。其主要作用是通过催化作用使O2-转化为H2O2和O2，再通过体内的过氧化氢酶将H2O2转化成H2O，从而达到清除体内氧自由基的作用。人类编码SOD1的基因位于21号染色体上的21q22.1-22.2，其中包含5个外显子和4个内含子;全长约11kb。迄今为止，已发现至少160种变异型，包括错义、缺失、插入等，其中大部分导致ALS的SOD1变异为错义突变，这些突变位点分布于整个SOD1基因序列上。约20%的FALS患者中存在SOD1的变异。各种SOD1变异的转基因小鼠也是目前应用最多的ALS动物模型。对于变异的SOD1是如何导致ALS的发生，仍不是很清楚。,TDP-43,TARDNA结合蛋白43(TDP43)是由人类1号染色体1p36.2上的TARDBP基因编码的由414个氨基酸组成的蛋白质。TDP-43广泛存在于神经元和神经胶质细胞中，被认为是维持细胞正常生理代谢和基因正常表达过程所必需的一种DNA/RNA结合蛋白。目前发现的TDP43相关的基因突变主要存在于TARDBP基因上，且已知的40余种突变形式大都为其6号外显子上的错译变异。TARDBP基因变异约占家族型ALS的4%和SALS的1.5%，但与该基因相关的ALS患者大都表现出典型的成人ALS症状。,瘤融合/脂肪肉瘤转运蛋白(FUS/TLS),FUS/TLS是一种由526个氨基酸组成的蛋白质，基因位于16号染色体16q12，由15个外显子编码，功能上与TARDBP基因相关。在2009年，Kwiatkowski等在家族性ALS患者中发现了13种FUS/TLS基因突变，位于家族性ALS的16号染色体上。研究表明家族性和散发性ALS与FUS基因突变相关，其中ALS6含有FUS蛋白的细胞内包涵体。,C9orf72最新发现,C9orf72基因突变称作为六核苷酸重复扩增（hexanucleotiderepeatexpansion），即6个DNA碱基在不包含蛋白质生成指令的基因部分不断重复。C9orf72的六核苷酸重复扩增已被认为与大部分的肌萎缩性侧索硬化症（ALS）和额颞叶痴呆（FTD）的发病有关。研究表明这种突变有可能导致了4-8%的散发性ALS病例（这类病例不一定遗传），在某些群体中这种突变导致了高达40%的遗传ALS病例。,临床表现,起病以中年或中年以后多见，40岁以下起病者亦不少见。国内报告最早发病为18岁。发病年龄与发病高峰均较国外稍早。男性多于女性。起病隐袭，呈慢性进展病程，部分患者为亚急性病程，少数者起病后呈急剧进展，可于病后半年左右死亡。早期症状为肌肉无力，肌肉萎缩及肌束颤动。常自上肢远端手部肌肉开始，可自一侧手肌开始，数月后可波及对侧；也可双侧手肌同时受累，随后波及前臂的肌肉及上臂和肩胛部肌肉。部分病人可以三角肌或冈上下肌无力开始，造成肩胛下垂，抬肩或臂上举无力。少数病人可以下肢起病，表现下肢无力、沉重、走路无力，骨盆带肌肉受累后可有上台阶、楼梯、蹲下起立困难，下肢肌肉萎缩。,随着病情的发展，肌无力和萎缩可延至颈部、躯干、面肌及延髓支配的肌肉，表现为抬头困难，转颈障碍，呼吸肌受累出现呼吸困难，延髓支配肌肉受累则有吞咽困难、咀嚼费力、发音障碍等。延髓麻痹通常出现于疾病晚期，但也可于手肌萎缩不久后出现，少数情况下为首发症状。肌束颤动为常见的症候，可在多个肢体中发生。在舌体由于肌膜薄而可看到肌纤维颤动。,本病为上下运动神经元同时受累的疾病，因而在肌肉萎缩的同时，出现腱反射亢进，手部可引出Hoffman及Rosolimmo等病理征。在以上肢起病的患者，下肢可现肌肉痉挛，肌张力增高，反射亢进，Babinski征及Chaddock征阳性。在皮质延髓束受累的情况下，可出现下颌反射亢进及强哭强笑。本病很少有感觉障碍，客观感觉异常少见，有少数病人可有痛性痉挛。绝大多数患者无括约肌障碍。,临床检查,在脑干、颈段、胸段、腰骶段4个区域中寻找上、下运动神经元共同受累的证据，是诊断ALS的基础。病史体格检查,病史,是证实疾病进行性发展的主要依据，应从首发无力的部位开始，追问症状发展、加重以及由一个区域扩展至另一个区域的时间过程。注意询问吞咽情况、呼吸功能以及有无感觉障碍、尿便障碍等。,体格检查,在同一区域，同时存在上、下运动神经元受累的体征，是诊断ALS的要点。(1)下运动神经元受累体征主要包括肌肉无力、萎缩和肌束颤动。通常检查舌肌、面肌、咽喉肌、颈肌、四肢不同肌群、背肌和胸腹肌。(2)上运动神经元受累体征主要包括肌张力增高、腱反射亢进、阵挛、病理征阳性等。通常检查吸吮反射、咽反射、下颏反射、掌颏反射，四肢腱反射、肌张力，Hoffmann征、下肢病理征、腹壁反射，以及有无强哭强笑等假性延髓麻痹表现。（3）临床体检是发现上运动神经元受累的主要方法。在出现明显肌肉萎缩无力的区域，如果腱反射不低或活跃，即使没有病理征，也可以提示锥体束受损。（4）对患者进行随诊，动态观察体征的变化，也可以反映出疾病的进行性发展过程。,神经电生理检查,当临床考虑为ALS时，需要进行神经电生理检查，以确认临床受累区域为下运动神经元病变，并发现在临床未受累区域也存在下运动神经元病变，同时排除其他疾病。神经电生理检查可以看作是临床体检的延伸，应该由专业肌电图医生和技师完成，并依据明确标准进行判断。一、神经传导测定二、同芯针肌电图检查三、运动诱发电位四、重复神经刺激五、运动单位数目估计技术六、经颅磁剌激技术七、接触性热痛诱发电位八、阈值跟踪技术,神经传导测定,(1)运动神经传导测定,远端运动潜伏期和神经传导速度通常正常，无运动神经部分传导阻滞或异常波形离散。随病情发展，复合肌肉动作电位波幅可以明显降低，传导速度也可以有轻度减慢。,(2)感觉神经传导测定,(3)F波测定,一般正常。当合并存在嵌压性周围神经病或同时存在其他的周围神经病时，感觉神经传导可以异常。,通常正常。当肌肉明显萎缩时，相应神经可见F波出现率下降，而传导速度相对正常。,同芯针肌电图检查,下运动神经元病变的判断主要通过同芯针肌电图检查。肌电图可以证实进行性失神经和慢性失神经的表现。当肌电图显示某一区域存在下运动神经元受累时，其诊断价值与临床发现肌肉无力、萎缩的价值相同。,进行性失神经表现,慢性失神经表现,同芯针肌电图检查,纤颤电位、正锐波,时限增宽波幅增高常伴有多相波增多,大力收缩时运动单位募集减少波幅增高严重时呈单纯相,发放不稳定波形复杂的运动单位电位,共存时价值更大,注意：（1）在某些肌肉可以仅有慢性失神经表现，而无纤颤电位或正锐波。如果所有测定肌肉均无进行性失神经表现，诊断ALS需慎重。（2）肌电图诊断ALS时的检测范围：应对4个区域均进行肌电图测定。其中脑干区域可选择测定一块肌肉，如胸锁乳突肌、舌肌、面肌或咬肌。胸段可选择胸水平以下的脊旁肌或腹直肌进行测定。在颈段和腰骶段，应至少测定不同神经根和不同周围神经支配的二块肌肉。（3）在ALS病程早期，肌电图检查时可仅仅出现1个或2个区域的下运动神经元损害，此时对于临床怀疑ALS的患者，需要间隔3个月进行随访复查。（4）肌电图出现3个或以上区域下运动神经源性损害时，并非都是ALS。电生理检查结果应该密切结合临床进行分析，避免孤立的对肌电图结果进行解释。,运动诱发电位,有助于发现ALS临床下的上运动神经元病变，但敏感度不高。,重复神经刺激,重复神经电剌激是超强重复剌激神经干在相应肌肉记录复合肌肉动作电位，是检测神经肌肉接头功能的重要手段。与重症肌无力患者相似，在ALS患者也可出现低频剌激波幅递减现象，3-5次剌激出现波幅减低最明显。,运动单位数目估计技术,MUNE的基本原理是:将一块肌肉中全部运动单位的某参数(全角通常是波幅和面积)值，与该肌肉中单个运动单位相应参数值进行比较，即可计算出这块肌肉的运动单位数目。当逐渐增加刺激量，引起阔值最低的运动单位兴奋，产生一个动作电位，继续增加刺激量，运动单位逐个被兴奋形成阶梯样增加，直至全部兴奋，产生最大CMAP，MUP阶梯样变化的差值可认为是单个运动单位动作电位(singlemotorunitpotentials，SMUP);以最大CMAP的值除以平均SMUP的值，即得到这块肌肉运动单位的数目，即：MUNE=最大CMAP/SMUP平均值MUNE是一个敏感的检测LMN损伤的电生理检查技术，能发现临床下病变，可用来评价ALS疾病的进展和临床预后。,经颅磁剌激技术,TMS主要用于评估UMN。一个短暂的磁脉冲刺激大脑皮层，产生电流兴奋皮质运动神经元和中间神经元，激活的细胞产生的冲动可以在四肢记录到运动诱发电位为磁刺激运动诱发电位(motorevokedpotentials，MEPs)UMN、LMN运动神经元和运动单位构成了MEPs的神经传导通路，MEPs的波幅和潜伏期能直接反映此通路的完整性及UMN细胞膜的兴奋性。另一个重要指标是中枢传导时间(centralconductiontime，CCT)。CCT是指总的反应时间减去周围传导时间所得的差值，其延长可能反映皮质脊髓束损伤。,接触性热痛诱发电位,接触性热痛诱发电位(contactheatevokedpotential，CHEP)允许选择性的识到、刺激A纤维和C纤维伤害性感觉传递，引出一个较强的大脑疼痛诱发电位，检测伤害性痛觉通路的功能，为研究小纤维神经病提供了一种新的无创、快速、客观的检查方法。目前对于ALS是否累积痛觉传导通路仍有争议，CHEP对ALS的诊断仍需进一步探讨。,阎值跟踪技术,阔值跟踪技术也可检测ALS患者LMN病变。通过给予神经超极化或去极化条件刺激，得出刺激-反应曲线、强度-时间常数、电流/阔值比等参数来发现轴突传导的离子通道功能障碍，包括在ALS患者持久性的钠通道传导增加和快钾通道和节间慢钾离子通道功能异常。阔值跟踪技术可发现运动神经元在临床出现束颤电位前自发性轴突过度兴奋，主要是探讨ALS过度兴奋的机制和靶向治疗的研究工具。目前还不能作为协助诊断ALS的有力工具，但有望成为判断其进展和预后的指标。,神经影像学检查,1.影像学检查不能提供确诊ALS的依据，但有助于ALS与其他疾病鉴别，排除结构性损害。例如，颅底、脑干、脊髓或椎管结构性病变导致上和（或）下运动神经元受累时，相应部位的MRI检查可以帮助鉴别诊断。2.在ALS，MRI检查可以发现锥体束走行部位的异常信号。3.某些常见疾病，如颈椎病、腰椎病等可与ALS合并存在，需要注意鉴别。,ALS的诊断标准诊断的基本条件,(1)病情进行性发展：通过病史、体检或电生理检查：证实临床症状或体征在一个区域内进行性发展，或从一个区域发展到其他区域。,(2)临床、神经电生理或病理检查证实有下运动神经元受累的证据。,(3)临床体检证实有上运动神经元受累的证据。,排除其他疾病,ALS的诊断分级,(1)临床确诊ALS：通过临床或神经电生理检查，证实在4个区域中至少有3个区域存在上、下运动神经元同时受累的证据。,(2)临床拟诊ALS：通过临床或神经电生理检查，证实在4个区域中至少有2个区域存在上、下运动神经元同时受累的证据。,(3)临床可能ALS：通过临床或神经电生理检查，证实仅有1个区域存在上、下运动神经元同时受累的证据，或者在2或以上区域仅有上运动神经元受累的证据。,排除其他疾病,支持ALS诊断证据,1、一处或多处有肌索颤动2、肌电图提示神经元性损害3、运动和感觉神经传导速度正常，但远端运动传导潜伏期可以延长4、没有传导阻滞,排除诊断证据,1、感觉障碍体征2、括约肌功能障碍3、视觉障碍4、植物神经功能障碍5、帕金森病6、Alzheimer病7、类ALS综合征,鉴别诊断,在ALS的诊断过程中，根据症状和体征的不同，需要与多种疾病进行鉴别，常见的有：颈椎病腰椎病多灶性运动神经病平山病脊髓性肌萎缩肯尼迪病遗传性痉挛性截瘫副肿瘤综合征,颈椎病,颈椎病目前已是成年人中的常见疾病。临床症状以颈肩部僵硬酸痛伴上肢麻木多见。当脊髓或神经根受压时，可出现肢体无力和萎缩。这类患者的病程除急性外伤后加重以外，通常进展较缓慢。上肢的无力和萎缩为主，可伴有感觉障碍或神经根痛，下肢如受累则为上运动神经元性瘫痪。电生理检查可提示上肢的慢性节段神经源性损害，但无其他区域下运动神经元损害的改变。影像学也能够提供脊髓受压的依据。当然在影像学提示颈椎病时， 还需根据上述要点仔细区分是单纯的颈椎病，还是ALS 合并颈椎病，作出准确的判断。,脊髓性肌萎缩症,脊髓性肌萎缩症是一组遗传性的脊髓前角细胞病变。患者常有家族史，以四肢近端对称性无力萎缩为主。该病从婴儿到成人均可发病，共分4 型，其中青少年型(型)及成人型（型）易与ALS 混淆，但患者不出现上运动神经元性损害，缓慢进展的病程，相对年轻的起病年龄，有阳性家族史，肌电图检查以慢性神经源性损害为主， 缺乏急性失神经改变等都是脊髓性肌萎缩症的支持依据。SMN 基因检测在部分年轻患者中的阳性结果是确诊的金标准。,X 性连锁延髓脊髓肌萎缩症,X 性连锁延髓脊髓肌萎缩症也称肯尼迪病。该病患者常因发病年龄较晚、临床表现与ALS 相似而易被误诊。患者以成年男性为主，病程较长，而X 连锁伴性遗传的方式使患者的家族史常不明显。X 性连锁延髓脊髓肌萎缩症患者临床常表现为四肢近端为主的萎缩和无力，多伴有延髓麻痹，舌肌萎缩明显， 可伴有男性乳房发育和生殖功能降低等雄激素不敏感表现，而血清肌酸激酶升高较显著。典型的临床特点结合以慢性失神经改变为主， 且伴有感觉神经受损的肌电图表现，可与ALS 区分，而雄激素受体基因的检测可帮助确诊。,青年上肢远端肌萎缩症（平山病）,本病青春期好发，多为男性。主要表现为上肢远端肌肉的无力及萎缩。起病隐袭，缓慢进展，多在5 年内自然中止。常有遇冷加重的特点，不伴感觉损害，无反射增高及锥体束征。通常单侧受累，也可双侧不对称累及。电生理检查可见双上肢以颈7 至胸1 脊椎节段损害为主的慢性失神经改变。过屈位的颈髓MRI检查可见颈髓前缘的受压，掌握此疾病的特点也不难排除。,多灶性运动神经病,多灶性运动神经病是一类免疫介导的脱髓鞘性周围神经病。该病患者呈现不对称地起病，进行性的肌无力和萎缩，不伴临床上感觉损害的症状体征使得此疾病也常被误诊。但其单纯的下运动神经元损害，相对良性的进程，持续多灶的运动传导阻滞的电生理特点及静脉输注丙种球蛋白后的良好疗效可有助于诊断。,脊髓灰质炎后综合征,脊髓灰质炎后综合征患者幼年有脊髓灰质炎的病史， 间隔数十年后出现新发的肌无力和萎缩，伴酸痛疲乏感。电生理检查， 可看到较广泛的神经源性损害，但多为慢性失神经改变，病程进展较缓慢，临床上为下运动神经元性损害，结合阳性的脊髓灰质炎病史，可与ALS 进行鉴别。,其他的遗传变性疾病,由于电生理技术的广泛应用，在不少遗传变性疾病如脊髓小脑性共济失调、遗传性痉挛性截瘫等患者中， 电生理检查都可能出现前角损害的表现，临床上也会有上运动神经元损害的体征。但这些疾病都有其特征的表现，如共济失调、锥体外系损害、相对缓慢的病程， 严格按照神经系统疾病定位、定性