遗传性共济失调

遗传性共济失调

概述：遗传性共济失调(hereditary ataxia)是一组以慢性进行性小脑性共济失调为特征的遗传变性病；世代相传的遗传背景、共济失调表现及小脑损害为主的病理改变是三大特征。
    本组疾病除小脑及传导纤维受累外，常累及脊髓后柱、锥体束、脑桥核、基底核、脑神经核、脊神经节和自主神经系统等。共济失调步态最先出现且逐渐加重，最终使患者卧床，临床症状复杂、交错重叠，即使同一家族也可表现高度异质性。
    遗传性共济失调的分类十分混乱，至今报道的已有60多种，但尚无统一和公认的分类方法。最早时仅分为Friedreich型共济失调和Marie型共济失调，即分为以脊髓症状表现为主的称为Friedreich型，而以小脑、脑干为主，亦有脊髓症状者称为Marie型共济失调。目前常见的分类有以下几种：
    1.按解剖部位分类
    (1)脊髓型：
    ①Friedreich型共济失调。
    ②遗传性痉挛性截瘫(Strumpell-Larrain病)。
    ③脊髓后索性共济失调(Biemond综合征)。
    (2)脊髓小脑型：
    ①遗传性痉挛性共济失调(Marie遗传性小脑共济失调)。
    ②β脂蛋白缺乏病(Bassen-Kornzweig综合征)。
    ③共济失调毛细血管扩张症(Louis-Bar综合征)。
    ④脊髓脑桥变性(spino-pontine degeneration)。
    (3)小脑型：
    ①橄榄-脑桥-小脑变性(Menzel病)。
    ②小脑-橄榄萎缩(Holmes病)。
    ③肌阵挛性小脑协调障碍(Ramsay-Hunt综合征)。
    ④Marinesco-Sjögren综合征。
    ⑤Joseph病。
    ⑥Hartnup综合征。
    ⑦前庭小脑性共济失调。
    2.按遗传类型分类  Rosenberg(1982)将本症分为以下各类。
    (1)常染色体显性遗传：
    ①橄榄-脑桥-小脑萎缩Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型(olivopontocerebellar atyophy，OPCA)。
    ②Machado-Joseph’s disease(MJD)。
    ③小脑实质变性Ⅰ型和Ⅳ型(cerebellar parenchymatous degeneration，CPD)。
    ④脊髓脑桥变性(spino-pontine degeneration，SPD)。
    ⑤遗传性痉挛性截瘫(hereditary spastic paraplegia，HPG)。
    ⑥发作性共济失调(episodic ataxia，EA)。
    ⑦后索性共济失调(posterior column ataxia，PCA)。
    (2)常染色体隐性遗传：
    ①橄榄-脑桥-小脑萎缩Ⅱ、Ⅵ型(olivopontocerebellar atrophy，OPCAⅡ、Ⅵ)。
    ②小脑实质性变性Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型(cerebellar parenchy matous degeneration typeⅡ、Ⅲ、Ⅳ)。
    ③肌阵挛性小脑性共济失调，或称Ramsay-Hunt综合征。
    ④共济失调性毛细血管扩张症(ataxia-telangiectasia)。
    ⑤Friedreich型共济失调。
    (3)性连遗传性共济失调：按照这种分类中，OPCA和痉挛性截瘫等仍然难以确定是常染色体显性或隐性遗传，因此，虽然已经知道受累的部位，但仍难以诊断。为此，仍有许多临床问题不能解决。
    3.按基因定位分类
    (1)Rosenberg分类：Rosenberg(1998)按各小脑共济失调的基因进行分类。
    ①常染色体显性遗传性小脑性共济失调——脊髓小脑性共济失调Ⅰ型(SCA1)：基因定位于6p22～23，包含CAG重复，主要临床表现为共济失调，有锥体系和锥体外系体征，同时伴眼外肌麻痹。
    ②脊髓小脑性共济失调Ⅱ型(SCA2)：属常染色体显性遗传，基因定位于12q23～24.1。包括CAG重复，临床表现为共济失调，轻度锥体系及锥体外系体征和眼球颤动。
    ③脊髓小脑性共济失调Ⅲ型(SCA3)：常染色体显性遗传。基因定位于14q24.3～32，含CAG重复。临床表现为共济失调、眼外肌麻痹和各种锥体系及锥体外系体征。
    ④脊髓小脑性共济失调Ⅳ型(SCA4)：常染色体显性遗传。基因定位于16q21.1。临床表现为共济失调。锥体束征阳性，眼球运动正常，但伴感觉性轴索性周围神经病。
    ⑤脊髓小脑性共济失调Ⅴ型(SCA5)：常染色体显性遗传。基因定位于第11号染色体着丝粒区。临床主要表现为共济失调，无眼球和锥体系受累。
    ⑥齿状红核-苍白球-路易体萎缩(dentatorubro-pallidolewisia atrophy，DRPLA)：常染色体显性遗传。基因定位于12p12末端，包含CAG重复。临床表现为共济失调，肌张力障碍(手足徐动)，肌阵挛和癫痫、痴呆等。
    ⑦脊髓小脑共济失调Ⅶ型(SCA7)：常染色体显性遗传，基因定位于3p12～21.1，视紫质基因，含CAG重复。临床表现为共济失调和视网膜色素变性。
    ⑧发作性共济失调-Ⅰ(EA-1)：常染色体显性遗传。基因定位于12p。钾通道基因-Ⅰ(KCNA-Ⅰ)，主要临床特征为发作性共济失调，受惊或运动诱发，每次持续数分钟，发作时伴面及手部肌肉的纤束颤动，应用苯妥英钠有效。本病不进展。
    ⑨发作性共济失调-Ⅱ(EA-2)：亦称脊髓小脑共济失调-Ⅵ(SCA6)型。常染色体显性遗传，基因定位19p。CAG重复，表现为共济失调，小脑萎缩，点突变出现发作性共济失调或家族性偏瘫性偏头痛。临床表现为发作性共济失调，紧张和疲劳可诱发，每次发作持续数天。眼球下视时出现眼球震颤。病程为进展性。乙酰唑胺治疗有效。
    ⑩Friedreich共济失调：常染色体隐性遗传，基因定位于9p13～21.1，含CAA重复，临床表现青少年共济失调，伴脊柱侧弯，高弓足，踝反射消失，病理束征阳性和下肢位置觉消失以及伴发糖尿病、心肌病，线粒体铁转运障碍等。
    ⑪Friedreich综合征：常染色体隐性遗传，基因定位于8q13.1～13.3，由生育酚蛋白缺陷所引起。
    ⑫共济失调毛细血管扩张症：常染色体隐性遗传，基因定位于11q23，临床特征为共济失调，毛细血管扩张，构音障碍，常有淋巴恶性肿瘤和IgA、IgG缺乏。因继发肺部感染而死亡。
    ⑬婴儿期发病的小脑性共济失调：常染色体隐性遗传，基因定位于10q23.3～24.1。临床表现为婴儿期出现的共济失调，眼肌运动麻痹、耳聋、手足徐动，感觉性周围神经病和视神经萎缩及女性性腺发育不全等。
    ⑭卡-塞综合征(Kearns-Sayre’s syndrome)：散发性，由mtDNA缺失或重复所引起。临床表现为共济失调、上睑下垂、眼外肌麻痹、视网膜色素变性，糖尿病，心肌病和脑脊液蛋白质升高。
    ⑮线粒体脑肌病。
    (2)最新的基因分类：
    ①常染色体显性遗传性共济失调(ADCA)。
    ②常染色体隐性遗传：此型遗传较常染色体显性遗传类型少见。
    A.Friedreich共济失调：亦称少年型共济失调，基因为frdal 1号，内含子GAA重复66～200次。定位于9q12～21，基因产物为Frataxin，x-25，4～40岁起病，病程为10～30年。主要临床特征为共济失调，脊柱侧凸畸形，弓形足。跟腱反射消失，锥体束征阳性，位置觉消失。伴糖尿病，心肌病。
    B.共济失调伴维生素缺乏：基因为α-ttp1，定位于8q13，系由基因产物α-生育酚转运蛋白缺失引起。2～25岁起病，病程长达数十年，症状与Friedreich相似，仅头部摇动。
    C.共济失调毛细血管扩张症：系由11q22～23位上的atm基因产物，P13激酶异常而致病，常在10岁以下起病，持续10～20年。表现为共济失调，恶性淋巴瘤，免疫功能低下，毛细血管扩张等。
    D.婴儿脊髓小脑共济失调：基因定位于10q23～24，基因产物不清。婴儿起病，可成活数十年。临床上除共济失调外，有耳聋，视神经萎缩，眼肌麻痹及感觉性周围神经病等。国内未见报道。
    E.Marinesco-Sjögren综合征：于婴儿起病，基因定位不清。病程数十年。除共济失调外，伴智能低下、白内障、肌张力低下、肌病等。
    此处主要叙述Friedreich型共济失调(Friedreich’s ataxia, FRDA)和脊髓小脑性共济失调(SCA)。

流行病学

流行病学：目前尚未查到权威性的较全面的发病率统计学资料。脊髓小脑性共济失调(SCA)的发病与种族有关，SCA1～2在意大利、英国多见，SCA9常见于中国、德国和葡萄牙。多数患者30～40岁隐袭起病，缓慢进展，也有儿童期及70岁起病者。
    Friedreich型共济失调(Friedreich’s ataxia)为常染色体隐性遗传，有报告人群患病率2/10万，近亲结婚发病率高达5.6%～28%。

病因

病因：小脑性共济失调(cerebellar ataxia，CA)为常染色体显性遗传，近年来部分亚型基因已被克隆和测序，显示致病基因三核苷酸(如CAG)重复序列动态突变，拷贝数逐代增加为致病原因。
    常染色体显性遗传的脊髓小脑性共济失调具有遗传异质性，最具特征性的基因缺陷是扩增的CAG三核苷酸重复编码多聚谷氨酰胺通道，该通道在功能不明蛋白(ataxins)和神经末梢上发现的P/Q型钙通道α1A亚单位上；其他类型突变包括CTG三核苷酸(SCA8)和ATTCT五核苷酸(SCA10)重复序列扩增，在许多病例中这种扩增片断的大小与疾病严重性有关，且发病年龄愈小，病情愈重。
    Friedreich型共济失调(FRDA)是9号染色体长臂(9q13-12.1)frataxin基因非编码区GAA三核苷酸重复序列异常扩增所致，正常GAA重复扩增42次以下，病人异常扩增(66～1700次)形成异常螺旋结构可抑制基因转录。

发病机制

发病机制：小脑性共济失调(ADCA)病理改变主要表现小脑、脊髓和脑干变性，故又称为脊髓小脑性共济失调(SCA)，根据临床特点和基因定位分为SCA1～21种亚型。
    SCAs基因突变改变蛋白的性质，使之无法被正常加工，异常加工的片断与一种参与非溶酶体降解的缺陷蛋白泛素(ubiquitin)结合，共同以蛋白酶体(protease)的复合体形式转运至核内，推测这种核内蛋白聚集可影响细胞核的功能。每种SCA亚型基因位于不同的染色体，有不同的大小和基因突变部位，例如，SCA1基因位于染色体6q22-23，基因组跨度450Kb，cDNA长11Kb，含9个外显子，编码816个氨基酸残基组成ataxia-1蛋白，该蛋白位于细胞核，CAG突变位于8号外显子，扩增拷贝数为40～83，正常人为6～38。SCA3(MJD)是我国最常见的SCA亚型，基因位于14q24.3-32，至少含4个外显子，编码960个氨基酸残基组成ataxia-3蛋白，分布在细胞质中，CAG突变位于4号外显子，扩增拷贝数为61～89，正常人为12～41。
    尽管SCA有共同的基因突变机制，导致各亚型临床表现雷同，但仍有差异，如有的伴眼肌麻痹，有的伴视网膜色素变性，病理损害部位和程度也不相同，提示除了多聚谷氨酰胺毒性作用外，其他因素可能也参与发病。
    SCA共同的病理改变主要是小脑、脑干和脊髓变性和萎缩，但各亚型也有其特点，如SCA1主要是小脑、脑干的神经元丢失，脊髓小脑束和后索受损，很少累及黑质、基底核及脊髓前角细胞；SCA2以下橄榄核、脑桥、小脑损害为重；SCA3主要损害脑桥和脊髓小脑束；SCA7的特征是视网膜神经细胞变性。
    Friedreich型共济失调(FRDA)基因产物frataxin蛋白存在于脊髓、骨骼肌、心脏及肝脏等细胞线粒体内膜，导致线粒体功能障碍而发病。重复扩增愈多，发病年龄愈早。肉眼可见脊髓变细，胸段明显；镜下显示后索、脊髓小脑束和皮质脊髓束变性，后根神经节和Clarke柱神经元丢失，周围神经胶质增生，脑干、小脑和大脑受累较轻。心脏因心肌肥厚而扩大。

临床表现

临床表现：Friedreich型共济失调(Friedreich’s ataxia)和脊髓小脑性共济失调(SCA)的主要临床表现如下。
    1.Friedreich型共济失调  Friedreich型共济失调(Friedreich’s ataxia)是表现小脑性共济失调的最常见特发性变性疾病，由Friedreich(1863)首先报道。本病具有独特的临床特征，如儿童期发病，肢体进行性共济失调，伴锥体束征、发音困难、深感觉异常、脊柱侧突、弓形足和心脏损害等。
    (1)通常4～15岁起病，偶见婴儿和50岁以后起病者，男女均可受累。首发症状为进展性步态共济失调，步态蹒跚、左右摇晃、易于跌倒；2年内出现双上肢共济失调，表现动作笨拙和意向性震颤；在此早期阶段膝腱反射和踝反射消失，出现小脑性构音障碍或暴发性语言，双上肢反射及部分患者双膝腱反射可保存。双下肢关节位置觉和振动觉受损，轻触觉、痛温觉通常不受累。双下肢无力发生较晚，可为上或下运动神经元损害，或二者兼有。
    (2)患者在出现症状前5年内通常出现伸性跖反射，足内侧肌无力和萎缩导致弓形足伴爪型趾，是常见的体征，也可以是未患病家族成员孤立的表现。进行性严重脊柱后侧凸畸形可导致功能残疾和慢性限制性肺部疾病，心肌病有时只能由超声心动图检出，可导致充血性心力衰竭，是主要的死亡原因。其他异常包括视神经萎缩、眼球震颤(多为水平性)、感觉异常、震颤、听力丧失、眩晕、痉挛、下肢疼痛和糖尿病等。
    (3)查体可见跟膝胫试验和闭目难立征阳性，75%有上胸段脊柱畸形，约25%患者有视神经萎缩，50%伴弓形足，85%伴心律失常或心脏杂音，10%～20%伴糖尿病。
    (4)辅助检查：①X片可见脊柱和骨骼畸形；MRI可见脊髓变细；②心电图常见T波倒置、心律失常和传导阻滞，超声心动图示心室肥大，视觉诱发电位波幅下降；③DNA分析FRDA基因18号内含子GAA大于66次重复。
    2.脊髓小脑性共济失调  脊髓小脑性共济失调(spinocerebellar ataxia，SCA)是遗传性共济失调的主要类型，包括SCA1～21。成年期发病、常染色体显性遗传及共济失调等是本病的共同特征，并表现在连续数代中发病年龄提前和病情加重(遗传早现)。各亚型症状相似，交替重叠。遗传早现现象是SCA的典型表现，症状逐代加重。
    (1)SCA共同症状体征：30～40岁隐袭起病，缓慢进展，也有儿童期及70岁起病者；下肢共济失调为首发症状，表现走路摇晃、突然跌倒和讲话含糊不清，以及双手笨拙、意向性震颤、眼球震颤、痴呆和远端肌萎缩等；检查可见肌张力障碍、腱反射亢进、病理征、痉挛步态、音叉振动觉及本体觉丧失。通常起病后10～20年不能行走。
    (2)除共同临床表现外，各亚型有各自的特点，如SCA1眼肌麻痹，上视不能较明显；SCA2上肢腱反射减弱或消失，眼球慢扫视运动较明显；SCA3肌萎缩、面肌及舌肌纤颤、眼睑退缩形成凸眼；SCA8常有发音困难；SCA5病情进展非常缓慢，症状较轻；SCA6早期大腿肌肉痉挛、下视震颤、复视和位置性眩晕；SCA10纯小脑征和癫痫发作；SCA7视力减退或丧失，视网膜色素变性，心脏损害也较突出。

并发症

并发症：随病情发展，出现的症状体征复杂多样，可以是某类型遗传性共济失调表现，也可以看作该病并发症。

实验室检查

实验室检查：
    1.脊髓小脑性共济失调脑脊液检查正常。
    2.确诊SCA及区分亚型可行PCR分析，用外周血白细胞检测相应基因CAG扩增，证明SCA的基因缺陷。
    3.Friedreich型共济失调(FRDA) DNA分析，FRDA基因18号内含子GAA大于66次重复。

其他辅助检查

其他辅助检查：
    1.脊髓小脑性共济失调CT或MRI显示小脑萎缩很明显，有时可见脑干萎缩；脑干诱发电位可出现异常，肌电图显示周围神经损害。
    2.Friedreich型共济失调(FRDA)X片可见脊柱和骨骼畸形；MRI可见脊髓变细；心电图常见T波倒置、心律失常和传导阻滞，超声心动图示心室肥大，视觉诱发电位波幅下降。

诊断

诊断：
    1.Friedreich型共济失调(FRDA)诊断  根据儿童或少年期起病，自下肢向上肢发展的进行性共济失调，明显的深感觉障碍如下肢振动觉、位置觉消失，腱反射消失等，通常可以诊断，如有构音障碍、脊柱侧凸、弓形足、心肌病、MRI显示脊髓萎缩和FRDA基因GAA异常扩增可确诊。
    2.SCA诊断  根据共济失调、构音障碍、锥体束征等典型共同症状，以及伴眼肌麻痹、锥体外系症状及视网膜色素变性等表现，结合MRI检查发现小脑、脑干萎缩，排除其他累及小脑和脑干变性病可临床确诊。
    临床上仅根据各亚型特征性症状、体征确诊仍困难者(SCA7除外)，可用PCR法准确判定亚型及CAG扩增次数，进行基因诊断。

鉴别诊断

鉴别诊断：
    1.Friedreich型共济失调不典型病例需与以下疾病鉴别
    (1)腓骨肌萎缩症：为遗传性周围神经病，也可出现弓形足。
    (2)多发性硬化：有缓解-复发病史和CNS多数病变的体征。
    (3)维生素E缺乏：可引起共济失调，应查血清维生素E水平。
    (4)共济失调-毛细血管扩张症：儿童期起病表现小脑性共济失调，可见特征性结合膜毛细血管扩张。
    2.SCA鉴别诊断  不典型病例需与多发性硬化、CJD等引起的共济失调鉴别。

治疗

治疗：
    1.Friedreich型共济失调目前无特效治疗，轻症病人可用支持疗法和功能训练，矫形手术如肌腱切断术可纠正足部畸形。抗感染治疗的进展使感染已不常见。
    2.脊髓小脑性共济失调亦无特异性治疗，对症治疗可缓解症状。
    (1)左旋多巴可缓解强直等锥体外系症状，毒扁豆碱或胞磷胆碱(胞二磷胆碱)促进乙酰胆碱合成；巴氯芬(氯苯胺丁酸)可减轻痉挛，金刚烷胺可改善共济失调，共济失调伴肌阵挛首选氯硝西泮；三磷腺苷(ATP)、辅酶A、肌苷和维生素B族等神经营养药可以试用。
    (2)手术治疗：可行视丘毁损术。
    (3)康复训练、物理治疗及辅助行走器械可能有所裨益。

预后

预后：
    1.心肌病变为Friedreich型共济失调较常见的死因。患者可在出现症状5年内不能独立行走，10～20年内卧床不起，有症状平均患病期约25年，平均死亡年龄约35岁。
    2.脊髓小脑性共济失调亦通常起病后10～20年不能行走。常死于并发症。

预防

预防：进行遗传咨询。预防措施包括避免近亲结婚、携带者基因检测及产前诊断和选择性人工流产等，防止患儿出生。

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