脊肌萎缩症(spinalmuscularatrophy,SMA)是由运动神经元生存(survivalmotorneuron,SMN)基因缺陷引起的一种常见的神经系统常染色体隐性遗传病,以脊髓前角细胞变性为病理特征,临床主要表现为进行性下运动神经元性对称性肌肉无力和萎缩。
特点:限于脊髓前角α运动神经元,脊髓前角神经细胞及脑干运动核变性及数量明显减少,但无神经细胞坏死和胶质细胞增生.颈脊髓最常受累。脊髓前角细胞变性,细胞肿胀,核移位或消失,胶质增生,但前角和脊膜未见炎症反应,也无血管改变。锥体束于某些病例有退变,但临床很少发现锥体束征。进行肌萎缩和肌软弱,通常自手的小肌肉开始,蔓延至整个上肢和下肢,反射消失,感觉障碍不出现。
SMA患者的听觉及视力正常,并且有正常的感官、情感和智力活动。而且研究者还发现,患有SMA的孩子通常都比较聪明。
脊髓性肌肉萎缩症(SMA)是仅次于囊泡纤维症居于第二位的致死性常染色体隐性遗传疾病,其新生儿发病率大约是1/-1/,中国人群中SMA的携带率约为1/42。据估算中国大陆约有3-5万名SMA患者。
目前已知造成此症的原因主要是与染色体5q11.2-13.3区域的基因有关。在这个区域中,包含了一组呈镜向对称重复的基因,约80%~95%的SMA患儿存在SMN1基因的纯合缺失,少数存在复合杂合突变,最终导致SMN蛋白表达量下降。SMA的修饰基因SMN2与SMN1基因高度同源,二者共有5个碱基的差异,其中位于外显子7上第6位碱基SMN1基因为C而SMN2基因为T,该CT的碱基差异破坏了SMN2基因外显子剪接增强子结构,导致约90%的SMN2pre-mRNA外显子7被错误剪接掉,最终编码出不稳定、易被降解的截短蛋白(SMNΔ7)。
SMN1基因合成运动神经元存活蛋白,而SMN2基因只能合成25%运动神经元存活蛋白,剩余的75%是很不稳定的截短蛋白SMNΔ7(缺乏外显子7的蛋白)且很快就被降解。SMN2的拷贝数越多,产生的运动神经元存活蛋白也越多,病情越轻:SMN2基因拷贝数在SMA1型患儿中多为2拷贝,在SMA2、3型患儿中多为3~4拷贝,SMA4型患儿中多大于4拷贝。
SMN蛋白是一种管家蛋白,广泛存在于各种组织细胞的胞核和胞质中,且具有多种细胞活性:转录、RNA稳态、凋亡、应激反应以及小核糖核蛋白的生成。病理学研究表明SMN蛋白对脊髓前角运动神经元轴突的生长、神经肌肉接头处的形成、RNA的轴浆运输等至关重要。因而SMN1基因缺失引起SMN蛋白表达水平下降,会导致脊髓前角运动神经元变性,神经递质释放减少,神经信号不能有效传导至骨骼肌引起收缩,最终出现肌肉萎缩、无力、瘫痪等SMA患儿的典型临床表现。
有四种主要的变型:SMA1(OMIM:)、SMA2(OMIM:)、SMA3(OMIM:)和SMA4(OMIM:)。
Ⅰ型脊肌萎缩症(Werdnig-Hoffmann病)
SMA1约占被诊断的SMA患者的一半。SMN1基因缺失的比例在SMA1患者中最高。在胎儿中已存在或在出生后2-4个月出现症状.大多数患病婴儿在出生时就有肌张力过低的表现;对称性肌无力:自主运动减少,近端肌肉受累最重,手足尚有活动。肌肉松弛:张力极低,当婴儿仰卧位姿势时下肢呈蛙腿体位、膝反射减低或消失。肌肉萎缩:主要累及四肢、躯干、其次为颈、胸各部肌肉。肋间肌无力、膈肌多不受累、膈肌运动正常,故呼气时胸部下陷呈现矛盾呼吸。病程为进行性,晚期延髓支配的肌肉萎缩,以咽肌最为显著,伴有肌纤维震颤,咽腭肌肉萎缩引起呼吸及吞咽困难,易有吸收性肺炎。在6个月龄期前,所有患病婴儿都已表现出明显的运动功能发育的延缓;95%的病孩在1岁前后死亡,没有病例能存活超过4岁的,通常都是死于呼吸衰竭。
Ⅱ型(中间型)脊肌萎缩症
患儿大多数是在6-12个月期间出现症状,在2岁以前所有病例都已有明显症状.不到25%的病例能学会坐,但没有能走或能爬的.所有患儿都显出肌张力过低,伴松弛性肌肉无力,腱反射消失与肌肉束颤,后者在幼儿中不容易察觉.可有吞咽困难.患儿往往因呼吸道并发症在早年夭折,但也有病情进展自发停顿的,使患儿处于永久性非进展性的无力状态中.
Ⅲ型脊肌萎缩症(Wohlfart-Kugelberg-Welander病)
在2-30岁期间发病。病理变化及遗传方式与前两种变型相似,但病情进展较为缓慢,预期寿命也较长。腿部的无力与肌萎缩最为显著,以股四头肌与髋关节屈肌最早出现症状。较后可累及臂部。无力现象往往从近端向远端扩展。某些家族性病例可能是继发于特殊的酶的缺陷(例如氨基己糖苷酯酶缺乏)。
Ⅳ型脊肌萎缩症
遗传方式不定(常染色体隐性,常染色体显性,性联),成年期发病(年龄30-60岁),病情进展缓慢。起病隐匿,表现为双手活动软弱无力,手的内在肌萎缩,可有“爪形手”、“猿手”畸形。系衣服扣、拣小物件及写字困难。以后肌无力波及邻近肌群,累及臂和肩,再发展到下肢。也有从足发病,扩展到下肢,然后上肢者。肌肉萎缩软弱对称发展,有时仅累及一只手。肌张力减低,腱反射减弱与受累肌相应。括约肌无功能障碍,病理反射多不出现,但可见于频发肌束震颤时。肌束震颤可不定部位出现,有寒冷、情绪波动或受到机械刺激时可诱发和加重肌束震颤。病程中无自发疼痛和感觉异常出现,舌肌萎缩,软腭运动障碍伴发音及吞咽症状极少产生。
三、诊断
根据起病年龄、病情进展速度,肌无力的程度,实验室检查,存活期等临床资料进行诊断和分型,肌电图失神经电位有定性诊断意义。血清中肌细胞酶一般正常。肌电图:神经传导速度正常或下降,失神经支配改变,插入电位延长,肌松弛时有肌纤电位、正锐波、肌收缩时无随意运动电位。肌活检可见成片的萎缩肌纤维与正常或肥大的纤维同时存在。脑脊液正常。
分子遗传学检测可以为SMA患者提供明确的诊断,也是唯一确诊的方法,外显子7的缺失就能证明SMNI基因的无效。SMA患者有一个SMN1基因的拷贝。这个基因也存在突变,如:点突变、插入或点缺失导致纯和基因病。分子诊断比其他两种诊断方法准确、损伤又小可以在诊断不明确的情况下为患者提供一定的指导方向。
四、治疗
(一)一般治疗
1.呼吸系统的护理:肺部疾病是最主要的并发症。也是Ⅰ型和Ⅱ型SMA的致死原因。也有少数的Ⅲ型SMA患者受到影响。严重的肌肉萎缩导致这些患者只能长期卧床或偶尔在搀扶下起身。他们无法用力咳嗽排出呼吸道的分泌物,因此患者很容易发生肺部周期性感染,这又会加剧肌肉萎缩程度(尤其是呼吸肌),导致肺不张、肺萎缩,并容易在夜间出现肺换气不足。这些患者可能会需要迅速外界提供呼吸支持,如机械通气,必要时可能需要气管切开术以挽救患者生命,但目前法国对这种损伤性的方法是否符合伦理道德展开了争论。这些患者需要及时的抗生素治疗,包括注射相应疫苗以防止肺部感染,延缓疾病的进展,改善患者生活质量。
对于SMA具体的呼吸治疗与管理特别强调了肺功能检测、呼吸治疗以及管理方面的注意事项,并最终提出了SMA呼吸管理的治疗三目标,即优化胸廓、肺的活动力以及正常的生长;优化咳嗽的流量,让咳嗽流量最大化;维持正常的通气。
2.营养支持:SMA患儿会出现多种胃肠疾病,如胃食管返流、便秘、腹胀和胃排空迟钝。返流是导致死亡的重要因素,重者可导致呼吸停止,轻者可造成吸人性肺炎。患者应避免高脂肪食物的摄入,因为高脂肪食物会延迟胃排空时间增加反流的几率。治疗胃食管返流的药物包括胃酸中和剂和胃分泌抑制剂,因疾病的特殊性不主张使用胃动力药。SMA患者要注意体重的控制,根据体重身高比保持低于正常人体重身高比。合理控制饮食,避免肥胖。
3.康复训练:Meldrum等报道有规律的体育锻炼可以帮助患儿加强肌肉和关节力量,增加骨骼肌密度.提高肠活动度。在日常生活中最好让患儿进行规律的运动,如游泳等。合适的运动对恢复患儿的自尊、融入社会和保持身体健康十分重要。由于肌肉萎缩造成的肢体运动的限制,最终会引起脊柱畸形、行走困难,难以进行日常生活活动,常有疼痛、骨折的现象发生。适当的医学干预如姿势的矫正、控制疼痛、控制挛缩等可延长患儿的生存期.减轻生活负担。
SMA孩子需要使用的的救命设备:
1.呼吸机-帮助呼吸功能弱的孩子充分呼吸,避免血氧过低危及生命
2.咳痰机-帮助咳嗽无力的孩子把呼吸道内的痰咳出来,避免呼吸道堵塞危及生命
SMA孩子最常需要用到的辅助器械:
1.站立架-通过辅助站立增强孩子骨密度;促进呼吸、胃肠功能;避免腿部关节挛缩;降低减缓脊柱侧弯的进程
2.坐姿矫正椅-帮助孩子保持良好的坐姿,避免过早出现脊柱侧弯、关节挛缩等骨骼并发症
3.固定背心-帮助改善孩子坐姿、延缓脊柱侧弯发展的进程
4.踝足矫形器-帮助避免孩子出现踝关节挛缩
5.游泳脖圈-孩子水疗、游泳锻炼时使用
(二)药物治疗
目前还没有药物能够治愈SMA疾病。
SMN1基因存在缺陷而正常的SMN2基因不能完全代偿,最终引起SMN蛋白缺乏是SMA主要的发病机制。所以,采取各种途径提升SMN蛋白表达是SMA最根本、最有前景的治疗策略。在依赖SMN的治疗策略中,主要包括SMN1基因替代治疗、增强SMN2基因启动子活性、增加SMN2基因全长转录本的表达、稳定SMNRNA及蛋白结构等。具体治疗方案大致包括3类:基因治疗、反义寡核苷酸、小分子化合物。此外,也有不依赖于提升SMN蛋白的治疗策略,如干细胞治疗、神经肌肉保护类药物等。
美国食品和药物管理局(FDA)已批准Spinraza用于脊髓性肌萎缩症(SMA)儿科患者和成人患者的治疗。Spinraza是一种反义寡核苷酸(ASO),旨在改变SMN2基因的剪接,以增加全功能性SMN蛋白的生产;在临床研究中,Spinraza治疗显着提高了SMA患者的运动机能。
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