小兒遺傳性共濟失調疾病病因
一、發病原因
1863年描述的Friedreich共濟失調(FRDA)是一種最常見的早發型常染色體隱性共濟失調。最基本的臨床表現為青少年起病(青春期到25歲之間),進行性步態和肢體共濟失調、腱反射缺失、蹠反射伸性反應。其他常見特征為構音障礙、皮質脊髓束性笨拙、腿部本體感覺功能缺失、脊柱側凸和心髒病。25歲以前起病的腿部腱反射缺失的Friedreich共濟失調,要與遲發的Friedreich共濟失調及其他諸如伴有腱反射缺失的早發性小腦性共濟失調等“Friedreich共濟失調樣”綜合征區分開來。隨著Friedreich共濟失調基因被克隆,已經明確某些“Friedreich共濟失調樣”綜合征,也是Friedreich共濟失調基因突變的結果。
臨床上應用較多的分類如下:
1、脊髓型包括:
①弗裏德裏希共濟失調(Friedreichsataxia);
②遺傳性痙攣性截癱;
③後柱性共濟失調等。
2、脊髓小腦型包括:
①遺傳性痙攣性共濟失調;
②無β脂蛋白血症;
③共濟失調毛細血管擴張症(Louis-Bar綜合征);
④脊髓腦橋變性等。
3、小腦型包括:
①橄欖橋小腦萎縮;
②小腦橄欖萎縮;
③肌陣攣性小腦協調障礙(Ramsay-Hunt綜合征);
④Machedo-Joseph病(又稱Azorean病);
⑤遺傳性共濟失調-白內障-侏儒-智力缺陷綜合征;⑥Hartnup病等。
由於該分類未包括病因及發病機製,造成與其他分類方法的重疊。例如無β脂蛋白血症及Hartnup病屬先天代謝異常,共濟失調毛細血管擴張症則又屬神經皮膚綜合征的範疇。
二、發病機製
1、發病機理:
弗裏德裏希共濟失調首先由Friedreich於1863年報告,是遺傳性共濟失調中研究較深入的類型。多數病例尤其是典型病例屬常染色體隱性遺傳,少數病例似屬顯性遺傳,或為散發。本病的發病機理不明,可能與生化功能改變有關。患者常有血中膽紅素過多,20%患者有胰島素水平下降。丙酮酸脫氫酶(pyruvatedehydrogenase)缺陷和蘋果酸氧化作用(malateoxidation)缺乏的學說待證實。腎小管再吸收障礙致牛磺酸(taurine)和β-丙氨酸排泄增多。患者小腦和脊髓各處的穀氨酸和(或)γ-氨基丁酸濃度降低,穀氨酸缺乏直接產生共濟失調症狀,有報患者細胞中的氨基己糖苷酶(hexosaminidase)A和B的活力明顯降低。Dijkstra(1984)認為患者有丙酮酸代謝障礙。
基因突變導致基因產物,即線粒體蛋白frataxin的減少。脊髓和心肌是frataxin表達最高的組織;肝、骨骼肌和胰腺的表達中等。在基因突變時,基因表達水平最高的組織最先受累,因而脊髓變性和心肌病是FA最主要的表現。至於組織病變的基本原因還不完全清楚。有認為,frataxin直接影響線粒體的能量代謝和氧化磷酸化作用,也有認為frataxin對線粒體鐵的轉運有間接的調節功能。較多文獻認為本病的發生與細胞內鐵的分布異常有關,線粒體內有鐵沉積,而血清轉鐵蛋白受體的濃度增多。鐵的沉積誘導氧自由基產生而導致細胞損傷。此外,有研究認為,本病的發生與肌醇磷脂代謝異常有關,影響神經衝動的突觸傳導。
2、遺傳學:
Friedreich共濟失調是常染色體隱性遺傳,少數為散發。致病基因FRDA定位於9q13。基因產物是一種可溶性線粒體蛋白,稱為frataxin。基因突變引起frataxin減少。FRDA的突變形式,98%表現為GAA三核苷酸重複擴展,發生於基因的1號內含子內。正常人該區GAA擴展數目各民族不同,在7~22或5~10之間。FA病人的GAA擴展數目可達200~900,與正常人的重複數目無重疊。GAA重複次數與臨床表型之間有一定相關。首先,重複次數與起病年齡呈負相關。起病3~20歲者,重複數為800~900;30歲左右起病者,重複數為201~734。伴發糖尿病或肥厚性心肌病者,重複次數較多。重複次數在850以下者,極少伴發糖尿病。但近來也報道有例外的情況:有些典型臨床症狀而無GAA擴展;而有些GAA擴展但無FA的典型臨床症狀(McCabe等,2000)。
少數病人有FRDA基因的點突變,但點突變都是GAA擴展等位基因的雜合子。絕大多數FA病人都是GAA擴展的純合子。
3、共濟失調毛細血管擴張症:
共濟失調毛細血管擴張症,又名Louis-Bar綜合征是累及神經、血管、皮膚、內分泌、網狀內皮係統等的原發性免疫缺陷病。也是一種染色體不穩定綜合征。主要病理改變是彌漫性小腦皮質萎縮,脊髓薄束和脊髓小腦束脫髓鞘。胸腺明顯縮小或缺失。
4、橄欖橋小腦萎縮:
橄欖橋小腦萎縮呈常染色體顯性遺傳或為散發。病變主要累及橄欖核、腦橋基底核和小腦半球。脊髓後索和脊髓小腦束也可受累。受累部位細胞明顯減少,髓鞘脫失。