朱曉瓞 岳茂興,2 郝冬琳 葉笑寒 徐君晨

運動神經(jīng)元病(motor neuron disease,MND)是一組病因尚不明確,與上、下運動神經(jīng)元(upper/lower motor neuron,U/LMN)選擇性損傷相關(guān)的慢性進行性神經(jīng)退行性疾病[1],主要累及脊髓前角細胞、腦干運動神經(jīng)核和錐體束[2]。主要疾病類型包括有肌萎縮側(cè)索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)、進行性肌萎縮(progressive muscular atrophy,PMA)、進行性延髓麻痹(progressive bulbar palsy,PBP)、原發(fā)性側(cè)索硬化(primary lateral sclerosis,PLS)[3]。其特征在于隱匿性起病、進行性加重的肌肉無力以及運動神經(jīng)元在電生理學(xué)檢測中的退化表現(xiàn)。該組疾病的臨床進程和預(yù)后取決于具體的疾病類型,存在較大的異質(zhì)性。由于病因不明,且缺乏特異性的臨床生物學(xué)診斷標(biāo)志物,因此早期確診困難,目前在世界范圍內(nèi)仍無特效的治療方法[4]。ALS是最常見的MND,PMA、PBP、PLS往往最終也會進展成為ALS。其患者病變同時累及多節(jié)段的UMN和LMN(ALS疾病早期癥狀局限于局部時可僅有LMN受損表現(xiàn)),以進行性加重的骨骼肌無力、萎縮、肌束顫動、延髓麻痹和錐體束征為主要臨床表現(xiàn),具有高致死性,無法治愈。ALS還與癌癥、艾滋病、白血病和類風(fēng)濕一起被世界衛(wèi)生組織列為五大絕癥之一[5]。深入對該疾病的病因和治療相關(guān)基礎(chǔ)與臨床研究對尋找快速有效的診斷與治療方法有重要意義,故現(xiàn)將2018年國內(nèi)外ALS臨床診療的研究進展做一綜述,以期為該疾病后續(xù)的基礎(chǔ)研究和臨床治療提供有價值的線索。

一、概念與簡史

ALS俗稱“漸凍人癥”,也被稱為經(jīng)典型MND(其他亞型稱為變異型),是脊髓前角細胞、腦干與大腦皮層受累,以UMN和LMN變性損害并存為特征的神經(jīng)系統(tǒng)非對稱性、進行性、退行性疾病。發(fā)病年齡多在30～60歲,多數(shù)45歲以上發(fā)病,男性多于女性[6]。患者的生存期通常為3～5年,5年生存率僅為10%[7-8]。延髓起病患者的生存期更短,一般很少超過5年[9]。多數(shù)患者死于呼吸衰竭,部分患者死于營養(yǎng)不良和吸入性肺炎[10-11]。

這種疾病在1824年被首次報道,其癥狀與潛在的神經(jīng)系統(tǒng)問題之間的聯(lián)系在1869年由法國“神經(jīng)學(xué)之父”讓-馬丁沙可(Jean-Martin Charcot)首先描述(因此ALS也曾被稱為“Charcot病”),并由他于1874年開始使用術(shù)語“肌萎縮側(cè)索硬化癥”[12]。隨著著名棒球運動員盧格里格和科學(xué)巨匠斯蒂芬霍金分別在1939年和1963年被診斷為ALS,該疾病開始被人熟知并逐漸影響了全世界[13-14]。自20世紀(jì)30年代末和40年代初期以來,ALS也被稱為“盧伽雷氏病(Lou Gehrig病)”[15]。在2000年丹麥舉行的國際病友大會上正式確定每年的6月21日為“全球漸凍人日”,以引起世人對這種可怕疾病患者的診療和社會關(guān)愛的重視。2014年,“冰桶挑戰(zhàn)賽”的視頻在互聯(lián)網(wǎng)上傳播開來,使公眾對此疾病的認識得到了大幅度提高[16]。2018年5月11日,ALS已被列入由國家衛(wèi)生健康委員會、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、國家藥品監(jiān)督管理局和國家中醫(yī)藥管理局5部門聯(lián)合發(fā)布的《第一批罕見病目錄》中[17]。

二、易混淆的概念

國內(nèi)常將“MND”“ALS”和“漸凍人”互相混用。實際上,在不同的國家,MND和ALS有著不同的含義:在英國、澳洲和部分歐洲地區(qū),“MND”常被用以代替“ALS”,特指“肌萎縮側(cè)索硬化癥”這一疾病。而其他國家和地區(qū)則以“MND”表示包含ALS在內(nèi)的,存在UMN和(或)LMN損害的一組疾病。在美國、加拿大和南美地區(qū),“ALS”則更為通用,有時也作為總稱來使用?！皾u凍人”一詞則是為了幫助民眾區(qū)分“運動神經(jīng)元疾病”和“運動損傷所致疾病”,在1998年由中國臺灣“漸凍人協(xié)會(中華民國運動神經(jīng)元疾病病友協(xié)會)”第一屆理監(jiān)事會議討論所得出的形象化名稱,意指MND,并等同于ALS。目前,國際上尚未統(tǒng)一其命名,但世界神經(jīng)病學(xué)聯(lián)盟(World Federation of Neurology,WFN)采用MND為總稱、ALS為特指肌萎縮側(cè)索硬化癥的命名方式。此外,連枷臂綜合征(FAL)、連枷腿綜合征(FLS),ALS合并額顳葉癡呆(frontotemporal dementia,FTD)(ALS-FTD)以及孤立型延髓麻痹均代表不同表型的ALS亞型。

三、流行病學(xué)特征

2018年11月Lancet發(fā)表了基于1990年至2016年調(diào)查數(shù)據(jù)的全球MND疾病[調(diào)查囊括了包含ALS、脊髓性肌萎縮(spinal muscular atrophy,SMA)、遺傳性痙攣性截癱(hereditary spastic paraplegia,HSP)、PLS、PMA和假性延髓麻痹(pseudobulbar palsy)]負擔(dān)結(jié)果:2016年全球共有33萬例MND患者,造成平均926 090 (881 566～961 758)傷殘調(diào)整生命年及平均34 325(33 051～35 364)例患者死亡,其中中國共有5.4萬例MND患者(1990年至2016年的年齡標(biāo)準(zhǔn)化率增加18.6%),造成約10.7萬傷殘調(diào)整生命年及3 000例死亡。全球范圍內(nèi)全年齡組的患病率約為4.5(4.1～5.0)/10萬,年齡標(biāo)準(zhǔn)化患病率增加了4.5%(3.4～5.7)。全球全年齡組年發(fā)病率為0.78(95% UI 0.71～0.86)/10萬人。年齡標(biāo)化患病率最高的地區(qū)集中于社會人口學(xué)指數(shù)(socio-demographic index,SDI)較高的國家,包括北美、澳大利亞和西歐,但亞太高SDI國家(日本、韓國、新加坡)的患病率及發(fā)病率卻低于預(yù)期。所有年齡段的男性患病率均高于女性;1990年男女年齡標(biāo)準(zhǔn)化患病率比為1.22(1.19～1.24),2016年則為1.25(1.23～1.28)。致死率在0～1歲組和70～74歲組兩次達到峰值,在80～84歲時致殘率穩(wěn)步上升至穩(wěn)定水平,且致殘率遠低于致死率,反映了MND的高病死率[18]。作為發(fā)病率最高的一種MND,該統(tǒng)計數(shù)據(jù)對評價ALS的流行病學(xué)特征具有一定的指導(dǎo)性意義。

與歐洲相比,中國人群ALS的發(fā)病率、患病率以及家族性肌萎縮側(cè)索硬化(family amyotrophic lateral sclerosis,fALS)病例比例均較低[19]。且我國ALS患者發(fā)病高峰年齡不僅早于歐美國家,亦早于日本:2009年由北京協(xié)和醫(yī)院等國內(nèi)10家單位組成的中國ALS協(xié)作組開展了多中心的登記注冊研究(共納入455名ALS患者)結(jié)果顯示,患者的平均發(fā)病年齡為52.4歲,男女患者的發(fā)病年齡高峰分別為55～59歲組和45～49歲組[20-21]。2010年至2015年北京市ALS的年平均發(fā)病率為0.8/10萬人,男女比例為1.63:1,平均診斷年齡為54.11歲;首發(fā)癥狀至診斷的平均時間為14.8個月,診斷時的中位生存時間為49.4個月[22]。但目前暫無覆蓋全國范圍和系統(tǒng)性中國ALS流行病學(xué)統(tǒng)計數(shù)據(jù)報道。

四、典型臨床表現(xiàn)

ALS患者的臨床表現(xiàn)存在較大的個體差異,通常與運動功能相關(guān):局部或全身肌肉萎縮、肌束顫動、肢體無力、易疲勞、活動障礙,尿便功能障礙[23]、端坐呼吸、呼吸困難、構(gòu)音障礙、咀嚼和吞咽困難、飲食嗆咳、流涎等癥狀,以及腱反射亢進、病理征陽性、肌張力增高、強哭強笑、肌肉強直等體征,但眼外肌一般不受影響。還可合并肌痛[24]、營養(yǎng)障礙[25-26]、口干、睡眠障礙[27]、睡眠呼吸暫停[28-29]、情緒障礙(焦慮、情緒不穩(wěn)定)和認知與行為改變(如影響語言流暢性、決策和記憶功能)[30-31]?；颊叩目陀^感覺功能通常不受影響,但可能伴有主觀感覺異常(如麻木,刺痛感和溫度覺減退等)[6,32]。5%～15%ALS患者表現(xiàn)有FTD[33-34]。其他較為少見的臨床表現(xiàn)還包括眼球運動異常、錐體外系異常(動作遲緩、肌肉僵直)、共濟失調(diào)等[35]。

五、ALS的病因及研究新進展

5%～10%的ALS患者與家族遺傳有關(guān),被稱為fALS[36];其余90%～95% ALS患者沒有明確的致病相關(guān)危險因素也無家族史,發(fā)病原因尚不清楚,為散發(fā)性肌萎縮側(cè)索硬化癥(scattered amyotrophic lateral sclerosis,sALS)。研究表明,sALS的發(fā)病原因也與遺傳相關(guān):sALS的兄弟姐妹發(fā)生ALS的風(fēng)險為0.5%,其后代發(fā)生ALS的風(fēng)險為1%;到85歲時,與無遺傳背景的人群相比,sALS的兄弟姐妹發(fā)現(xiàn)ALS的風(fēng)險增加了8倍[37]。除此之外,普遍認為sALS的發(fā)病還與神經(jīng)炎性反應(yīng)、自由基誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激、興奮性氨基酸毒性、神經(jīng)營養(yǎng)因子缺乏、異常蛋白聚集、細胞凋亡、鈣超載、線粒體功能障礙、軸突運輸受損、中毒、病毒、環(huán)境、創(chuàng)傷等相關(guān)[38-40],并提出了多種病因?qū)W說[41]。2018年國內(nèi)外研究的熱點仍為遺傳學(xué)病因,自然環(huán)境、生活行為習(xí)慣等流行性病學(xué)分析也是較為集中的研究方向，研究多聚焦于分子和細胞致病機制。

(一)遺傳性病因

一直以來,遺傳性致病因素都是ALS相關(guān)研究的熱點方向。ALS的致病基因遺傳方式遵循常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳和X染色體連鎖遺傳,但以常染色體顯性遺傳最為常見[42]。目前ALS相關(guān)的致病基因已有33種被定位(http://alsod.iop.kcl.ac.uk/Als/index.aspx),患者可因其中的任何一種基因異常致病,且根據(jù)致病基因的不同可分為不同亞型,臨床表型也不相同[43-44]。25%～40%的fALS由C9orf72基因缺陷引起,其他突變基因還包括銅鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn superoxide dismutase,SOD l)、肉瘤融合蛋白(FUS)與反式激活反應(yīng)-DNA結(jié)合蛋白(TAR DNA binding protein,TARDBP)、Alsin、SETX、SPG11、囊泡相關(guān)膜蛋白相關(guān)蛋白B(vesicle-associated membrane protein-associated protein B,VAPB)、血管生成素、TDP-43、FIG4、視神經(jīng)蛋白(OPTN)、ATXN2、VCP、UBQLN2、SIGMAR1、CHMP2B、PFN1、ERBB4、HNRNPA1、MATR3、CHCHD10、TBK1、SQSTM1、UNC13A、DAO、DCTN1、NEFH、PRPH、TAF15、SPAST、ELP3、LMNB1等[42,45-53]。SOD1、TARDBP、C9orf72、SQSTM1、OPTN、TBK1等fALS致病基因也已在部分sALS患者中被篩查檢出[54-60]。隨著研究的深入,已被定位基因的新突變形式和新致病基因的相關(guān)報道始終在不斷持續(xù)更新中。如最早發(fā)現(xiàn)且研究最多的一種fALS致病基因SOD1已報道了183種突變類型,在中國fALS人群中的研究已有19種SOD1基因突變、17個錯義突變、1個插入突變和1個缺失突變被報道[43]。日本人群fALS的遺傳流行病學(xué)研究結(jié)果顯示在HNRNPA1、TBK1和VCP中發(fā)現(xiàn)的新突變[61]。ARPP21[62]、ZNF512B[63]等均可能成為ALS候選致病基因。SETX基因突變可能是中國人群部分sALS患者的病因之一[64]。

ALS的遺傳性病因主要與多基因致病有關(guān),為多個罕見變異協(xié)同作用致病,最常見的遺傳變異為缺失?？梢酝ㄟ^TDP-43、FUS、ATXN2、TAF15、EWSR1、hnRNPA1、hnRNPA2/B1、MATR3和TIA1等編碼RNA結(jié)合蛋白(RNA binding proteins,RBPs)基因的突變,使RNA代謝失調(diào),RBPs胞內(nèi)定位錯誤、應(yīng)激顆粒動力學(xué)功能障礙以及突變體聚集傾向增加發(fā)揮ALS致病作用[65]。也可通過改變細胞或蛋白功能而致病:TDP-43突變介導(dǎo)的樹突棘密度形態(tài)學(xué)改變可能是ALS的早期損害[62]。Fus缺失不足以導(dǎo)致運動神經(jīng)元變性,但胞漿內(nèi)Fus錯位可觸發(fā)運動神經(jīng)元丟失以及運動神經(jīng)元和鄰近細胞的毒性反應(yīng)而導(dǎo)致MND及額顳葉相關(guān)功能缺損[62]。qRT-PCR測定皮質(zhì)、腦干、脊髓、肝、淋巴結(jié)、骨骼肌等ALS尸檢組織中的miR-1825水平,發(fā)現(xiàn)其在ALS中系統(tǒng)性下調(diào),且miR-1825的主要靶標(biāo)提示了微管在ALS發(fā)病中的中心作用[62]。線粒體上Rab5的激活依賴于Rab5-GEF ALS2/Alsin,Alsin缺陷的ALS患者誘導(dǎo)多能干細胞分化生成的脊髓運動神經(jīng)元在將Rab5重新定位到線粒體上存在缺陷,并且顯示出對氧化應(yīng)激的易感性增加:Alsin介導(dǎo)了Rab5在線粒體上的內(nèi)吞機制,核內(nèi)體對應(yīng)激感知的缺陷對于ALS發(fā)病期間的線粒體質(zhì)量控制至關(guān)重要[66]。錯義形成的ALS2/Alsin無序高級結(jié)構(gòu)變體可能是導(dǎo)致核內(nèi)體定位功能和穩(wěn)定性受損的原因,從而導(dǎo)致ALS2功能的喪失[67]。ALS的發(fā)生發(fā)展也可能與周圍非神經(jīng)元的基因型有關(guān):在嵌合突變SOD1小鼠中進行的實驗表明,突變表達SOD1的非神經(jīng)元細胞包圍的正常運動神經(jīng)元表現(xiàn)出類似于ALS的病理學(xué)改變;而不表達突變SOD1的非神經(jīng)元細胞能延遲神經(jīng)元的變性并顯著延長的基因突變運動神經(jīng)元的存活時間[68]。

遺傳因素同樣影響ALS患者的病程進展:SCFD1 rs10139154與大量中國人群中ALS的風(fēng)險缺乏關(guān)聯(lián),但這種變異可能調(diào)節(jié)ALS的發(fā)病年齡[69]。CHCHD10基因突變是中國人群中罕見的ALS病因,且其突變與延緩疾病進展和延長病程有關(guān)[70]。

(二)神經(jīng)炎性反應(yīng)

ALS中的神經(jīng)變性伴隨著中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的神經(jīng)炎癥反應(yīng),外周免疫細胞(特別是單核細胞)與ALS的發(fā)病機理有關(guān)[71]。fALS及突變基因攜帶者、sALS以及ALS-FTD的病程階段均與患者腦脊液中的神經(jīng)炎性標(biāo)志物幾丁質(zhì)酶1(殼三糖酶)(CHIT1)、YKL-40和膠質(zhì)原纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)有關(guān):無癥狀的突變基因攜帶者中,三者水平無明顯變化;ALS患者的腦脊液中CHIT1、YKL-40水平升高[72]。反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞在運動神經(jīng)元毒性和ALS病程進展中均起重要作用[73]。

(三)細胞凋亡

一項以sALS、(FUS,TARDBP和SOD1)突變ALS患者為研究對象的完整轉(zhuǎn)錄組RNA-seq分析研究發(fā)現(xiàn),共有87個mRNA在sALS患者中差異表達,受影響的基因與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、免疫和凋亡途徑有關(guān)[74]。C9orf72中的內(nèi)含子GGGGCC(G4C2)六核苷酸重復(fù)擴增是C9ALS-FTD的最常見遺傳原因,不同長度的G4C2重復(fù)可引起細胞凋亡。G4C2 RNA的重復(fù)相關(guān)非AUG(repeat-associated non-AUG,RAN)可翻譯成5種二肽重復(fù)蛋白(dipeptide repeat protein,DRP):poly GA、poly GP、poly GR、poly PA和poly PR,且每種DRP在體外和體內(nèi)實驗中都被證實對雞胚胎脊髓有一定毒性,其中poly GA毒性最大,其在體外細胞模型中的表達以劑量依賴性方式激活細胞程序性死亡和TDP-43裂解[75]。

(四)線粒體功能障礙

線粒體動力學(xué)及其軸突運輸在阿爾茨海默病、帕金森病、亨廷頓病和ALS等神經(jīng)退行性疾病中起重要作用,線粒體裂變和融合過程平衡的任何改變都會導(dǎo)致三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)生成障礙,其介導(dǎo)的活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)可能誘導(dǎo)神經(jīng)元中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)過氧化,造成能量缺乏并導(dǎo)致細胞死亡和神經(jīng)傳導(dǎo)障礙[76]。此外,通過兩個離子型谷氨酸受體N-甲基-D-天冬氨酸(N-Methyl-D-aspartic acid,NMDA)受體和非NMDA受體介導(dǎo)的谷氨酸興奮性毒性可致慢性線粒體功能抑制[77]。盡管線粒體是一種經(jīng)過充分研究的調(diào)節(jié)細胞能量需求的細胞器,但其在ALS中的作用和關(guān)聯(lián)細節(jié)仍需進一步觀察與研究。

(五)軸突運輸受損

FUS/Caz突變或過度表達可致突觸線粒體減少、突觸內(nèi)鈣離子濃度驟變、突觸結(jié)合蛋白減少,特異性地破壞軸突突觸小泡的運輸并誘導(dǎo)過度興奮[78]。ALS患者與正常對照受試者之間大約99%的軸突興奮性變化差異可以通過被累及運動神經(jīng)元細胞上所有離子通道的非選擇性表達降低(離子通道和其他膜蛋白缺失)來解釋:在中重度損害的神經(jīng)-肌細胞中表現(xiàn)為動作電位閾值增加,在條件脈沖刺激下離子內(nèi)流和外流減少以及更高的超興奮性,改變幅度與損傷程度相關(guān);嚴重功能損害的神經(jīng)-肌肉單位中,軸突離子通道的變化還與精細運動功能的喪失相關(guān)[79]。當(dāng)運動神經(jīng)元功能進行性喪失時,存活的運動神經(jīng)元軸突通過對去神經(jīng)支配肌纖維的神經(jīng)支配重建來部分保留肌肉的功能,至患者首次出現(xiàn)癥狀時,約60%～80%的運動神經(jīng)元已經(jīng)丟失了有效功能[79]。

(六)環(huán)境因素

ALS的環(huán)境致病因素在sALS中發(fā)揮著重要作用,但缺少系統(tǒng)和確切的論證。許多可能的環(huán)境和職業(yè)風(fēng)險因素已見相關(guān)報道,如軍隊服役、吸煙、遭受電擊和頭部創(chuàng)傷,以及有毒物質(zhì)接觸史[如有機溶劑、汞和鉛等重金屬、農(nóng)藥,以及藍藻源性神經(jīng)毒素β-N-甲氨基-L-丙氨酸(β-N-methylamino-L-alanine,BMAA)等][11,80-81]。

1.微量元素

有研究證明長期慢性接觸無機六價硒可能會增加ALS和帕金森病的患病風(fēng)險[82]。但也有學(xué)者提出了相反的觀點,認為硒參與了保護性抗氧化機制,對ALS患者具有功能保護作用[83]。血液中的鉛是ALS的危險因素,但其他金屬(鎘、鋁、汞、錳、鐵、銅、鋅、鎂和鈣)的水平暫未證實與ALS存在直接聯(lián)系[83-84]。

2.生物因素

Torbick等[85]繪制了新英格蘭北部面積大于8 ha(1 ha=10 000 m2)的4 117個湖泊的藻藍蛋白濃度圖,使用空間流行病學(xué)方法評估與ALS的關(guān)系發(fā)現(xiàn):當(dāng)平均藻藍蛋白濃度為100 μg/L時,平均ALS風(fēng)險增加約48%,藍藻毒素增加了ALS患病的風(fēng)險。飲用受污染水源和使用受污染海鮮等水產(chǎn)品是感染藍藻毒素的常見途徑。研究表明，自水體的氣溶膠似乎也可能是藍藻毒素暴露機制之一[86]。

3.職業(yè)暴露

一項納入79項高質(zhì)量流行病學(xué)研究的系統(tǒng)性文獻回顧研究結(jié)果顯示，過度體力勞動、化學(xué)品(特別是農(nóng)藥)接觸,金屬(特別是鉛)接觸等職業(yè)暴露將顯著提高ALS的患病風(fēng)險,其他可能的職業(yè)暴露危險因素還有電磁場工作環(huán)境和醫(yī)療保健等[87]。使用丹麥前瞻性隊列研究的數(shù)據(jù)對某些行業(yè)的就業(yè)者與ALS診斷之間的關(guān)聯(lián)性進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，從事農(nóng)業(yè),狩獵、林業(yè)或漁業(yè)的男性患ALS的概率增加；從事建筑工作的男性也有積極的關(guān)聯(lián),接觸有毒物質(zhì)的各種職業(yè),如柴油機尾氣和鉛,以及與男性肌萎縮側(cè)索硬度增加相關(guān)的劇烈體力活動;而在女性中,清潔行業(yè)就業(yè)顯示出ALS保護性關(guān)聯(lián)[88]。這些研究都提示關(guān)注收集有關(guān)某些體力消耗和毒物暴露的特殊職業(yè)詳細信息應(yīng)在未來的流行病學(xué)和臨床研究中予以重視。

(七)生活行為習(xí)慣

世界各地關(guān)于飲食習(xí)慣與ALS相關(guān)性的流行病學(xué)統(tǒng)計存在較大的差異,樣本來源不同,調(diào)查的結(jié)果也不同甚至相反。吸煙、飲茶與ALS的患病風(fēng)險的相關(guān)性未得到證實。飲酒可能與降低ALS患病風(fēng)險相關(guān),過量的體力活動可能與增加ALS患病風(fēng)險相關(guān)[89]。有學(xué)者認為，腸道微生物群在神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生發(fā)展中其重要作用,細菌性生態(tài)失調(diào)可能導(dǎo)致不良的神經(jīng)炎癥狀態(tài),導(dǎo)致阿爾茨海默病、帕金森病和ALS等神經(jīng)退行性疾病的風(fēng)險增加[90]。意大利一項關(guān)于飲食習(xí)慣的研究表明，一些食物/營養(yǎng)素可能是ALS的危險因素和其他保護因素:咖啡和茶(OR=0.29,95% CI 0.14～0.60)、全面包(OR=0.55,95% CI 0.31～0.99)、生蔬菜(OR=0.25,95% CI 0.13～0.52)和柑橘類水果(OR=0.49,95% CI 0.25～0.97)可降低ALS的發(fā)病風(fēng)險;紅肉(OR=2.96,95% CI 1.46～5.99)、豬肉和加工肉類(OR=3.87,95% CI 1.86～8.07)使風(fēng)險增加,高鈉(OR=3.96,95% CI 1.45～10.84)、鋅(OR=2.78,95% CI 1.01～7.83)和谷氨酸(OR=3.63,95% CI 1.08～12.2)飲食以及高總蛋白(OR=2.96,95% CI 1.08～8.10),尤其是高動物蛋白(OR=2.91,95% CI 1.33-6.38)同樣是ALS的危險因素[91]。

(八)外傷

聯(lián)合意大利、英國、蘇格蘭、愛爾蘭、法國、塞爾維亞等歐盟多個國家和地區(qū)的國際合作研究[92]顯示，導(dǎo)致功能障礙或局限于頭部的創(chuàng)傷史是ALS的風(fēng)險因素,其中導(dǎo)致功能性殘疾的創(chuàng)傷事件占主導(dǎo)地位且具有顯著的梯度;在35～54歲發(fā)生創(chuàng)傷事件人群中發(fā)生ALS的風(fēng)險幾乎增加1倍;但損傷部位與ALS癥狀發(fā)作部位之間未發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。蔣金泰等[93]的研究也證實了頭頸部外傷史是ALS的獨立危險因素[OR=12.50(95% CI 1.21～129.40,P=0.03)]。

(九)疾病的播散

將ALS患者的腦脊液移植入正常成年大鼠的腦室內(nèi),可誘導(dǎo)大鼠出現(xiàn)與sALS相似的病理學(xué)改變:胱抑素C、轉(zhuǎn)鐵蛋白和TDP-43蛋白過表達以及細胞凋亡增加[94]。據(jù)此可提出ALS可通過腦脊液播散的推測。

六、診斷與鑒別診斷研究進展

由于ALS在疾病早期的臨床表現(xiàn)存在較大的差異性,與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病之間存在相同或相似的臨床表現(xiàn),且缺乏特異性生物學(xué)診斷標(biāo)記,因此診斷較為困難。ALS的診斷通?；谂R床發(fā)現(xiàn)在腦干、頸段、胸段、腰骶段4個區(qū)域中存在UMN和LMN共同受累的癥狀和體征,結(jié)合家族史以及各種輔助檢查的綜合考量,多以排除法除外存在相同表現(xiàn)的其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病后予以確診。

基于在1990年首次提出的El Escorial標(biāo)準(zhǔn)[95],ALS的診斷標(biāo)準(zhǔn)被修訂了多次[96-97]。目前主要依據(jù)臨床表現(xiàn)、體征或神經(jīng)電生理檢查結(jié)果所證實的侵犯范圍,將診斷級別分為臨床確診、很可能和可能的ALS 3級(表1)。中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會于2012年提出了中國肌萎縮側(cè)索硬化診斷診斷和治療指南,指出ALS早期癥狀與多種病類似,缺乏特異的生物學(xué)確診指標(biāo)。醫(yī)師常經(jīng)過頸、胸、腰椎、腦部等多部位的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)檢查,與各科醫(yī)師聯(lián)合診斷,先排除其他各種可能的病變,最終結(jié)合詳細的病史、細致的體檢和規(guī)范的神經(jīng)電生理檢查結(jié)果才能確診為ALS。并根據(jù)上述證據(jù)指示的累及范圍,將ALS分為臨床確診、臨床擬診和臨床可能3級[98]。見表2。

表1 Awaji-shima診斷標(biāo)準(zhǔn)與診斷分級[97]

注:ALS為肌萎縮側(cè)索硬化癥,UMN為上運動神經(jīng)元,LMN為下運動神經(jīng)元

表2 ALS診斷標(biāo)準(zhǔn)[98]

注:ALS為肌萎縮側(cè)索硬化癥

下列依據(jù)支持ALS診斷:一處或多處肌束震顫;肌電圖提示神經(jīng)源性損害;運動和感覺神經(jīng)傳導(dǎo)速度正常,但遠端運動傳導(dǎo)潛伏期可以延長,波幅降低;無傳導(dǎo)阻滯[99]。

根據(jù)不同的臨床表現(xiàn)特點,將ALS分為8種臨床表型[9]:經(jīng)典型、延髓型、FAL、FLS、錐體束體征ALS、呼吸型、單純下運動神經(jīng)元綜合征、單純上運動神經(jīng)元綜合征。各亞型在發(fā)病年齡、延遲診斷時間、合并FTD比率、生存期及3、5、10年生存率等方面均存在差異。

倫敦ALS分期標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)患者最近一次受累區(qū)域的不同,將其病程從發(fā)病到死亡分為5期[100]:1期為出現(xiàn)癥狀(第1區(qū)域受累);2期A為確診時,2期B為第2區(qū)域受累;3期為第3區(qū)域受累;4期A為患者需行經(jīng)皮內(nèi)鏡下胃造瘺術(shù)(percutaneous endoscopic gastrostomy,PEG),4期B為患者需要采用無創(chuàng)機械通氣;5期為死亡或進行有創(chuàng)機械通氣。各期平均存活時間及5 年生存率均不同。

(一)病史回顧與體格檢查

1.回顧病史與家族史

隱匿性起病,病情呈進行性發(fā)展,表現(xiàn)為局部向多部位逐漸進展(多為非對稱性發(fā)展)或局部癥狀進行性加重。部分患者可有類似表現(xiàn)的家族史(直系親屬或兄弟姐妹),應(yīng)詳細詢問。對于有家族史的無癥狀患者也可通過基因檢測進行篩選診斷。

2.癥狀與體征

(1)LMN:起于腦神經(jīng)運動核和脊髓前角,止于骨骼肌的突觸,其損傷主要表現(xiàn)為肌肉無力、萎縮和肌束顫動,常通過舌肌、面肌、咽喉肌、頸肌、四肢肌群、背肌和胸腹肌等主要肌群的體格檢查和神經(jīng)電生理檢查獲知損傷累及的節(jié)段[98]。

(2)UMN:是從皮質(zhì)向下延伸到腦干或脊髓的運動神經(jīng)元,其損傷主要表現(xiàn)為肌張力增高、腱反射亢進、陣攣、病理征陽性等,常通過檢查肌張力、吸允反射、咽反射、下頦反射、掌頦反射,四肢腱反射、腹壁反射、Hoffmann征、下肢病理征,以及有無強笑強哭等假性延髓麻痹癥狀來判斷損傷范圍[98]。

(二)輔助檢查

神經(jīng)電生理檢查結(jié)合腦和脊髓各節(jié)段的MRI仍是目前診斷ALS的主要輔助檢查手段。但神經(jīng)電生理檢查存在偶然性和診斷滯后性,MRI缺乏診斷特異性和準(zhǔn)確性,故僅作為診斷支持證據(jù),而非確診性信息。SOD1、C90rf7、TARDBP、FUS等主要致病基因以及關(guān)乎重要細胞結(jié)構(gòu)和功能的CHCHD10等基因的檢查可用于初篩部分幼年發(fā)病或具有家族遺傳史的患者,但由于ALS多基因致病、突變種類繁多以及與其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的致病基因有重疊的特性,以基因標(biāo)記物作為診斷依據(jù)尚缺乏敏感性和特異性[101]。肺功能檢查多用于呼吸肌受累程度的評估和機械通氣指導(dǎo)應(yīng)用指標(biāo)。肌酸激酶、肌酐、同型半胱氨酸、超敏C反應(yīng)蛋白、胱抑素C(cystatin C,CysC)和尿酸等血清學(xué)指標(biāo)可能和疾病進展有關(guān)[9]。2018年,ALS輔助檢查的研究方向主要集中于神經(jīng)電生理檢查與ALS早期診斷、神經(jīng)電生理檢查與ALS病程評估/預(yù)測、MRI協(xié)助定位損傷部位以及血清及腦脊液中ALS生物標(biāo)記物探索。

1.神經(jīng)電生理檢查

在ALS病程初期,患者常由于非典型臨床表現(xiàn)而被誤診。當(dāng)疑似診斷ALS或難以排除其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病時,早期行神經(jīng)電生理檢查可先于癥狀發(fā)現(xiàn)下運動神經(jīng)元損害的征象[102]。神經(jīng)電生理檢查主要通過神經(jīng)傳導(dǎo)測定(運動神經(jīng)傳導(dǎo)、感覺神經(jīng)傳導(dǎo)以及F波)來診斷或排除周圍神經(jīng)疾病,通過同芯針肌電圖檢查以證實進行性失神經(jīng)(正銳波、纖顫及束顫電位)和慢性失神經(jīng)(運動單位電位時限增寬、波幅升高及多相波增多)的下運動神經(jīng)元損害表現(xiàn)[98]。

(1)復(fù)合肌肉動作電位(compound muscle action potential,CMAP):同芯針肌電圖作為判斷下運動神經(jīng)元損傷部位、范圍及程度的重要檢查,其結(jié)果的可靠性與肌電圖醫(yī)師的臨床經(jīng)驗以及被檢查者的配合程度有關(guān)。檢查進行時的疼痛和不適也大大降低了患者的隨訪接受度,限制了作為病程評估的定期實施。因此,相對而言,數(shù)據(jù)收集一致度更高、客觀性更強、患者配合度和接受度更高的神經(jīng)傳導(dǎo)成為了目前ALS神經(jīng)電生理檢查的熱點。運動神經(jīng)傳導(dǎo)異常中最多見的CMAP波幅下降被認為是客觀判斷ALS病情嚴重程度的電生理指標(biāo),不同神經(jīng)的CMAP波幅下降對判斷頸膨大和腰膨大支配肌肉功能損害程度與肌萎縮側(cè)索硬化癥改良功能評分量表(amyotrophic lateral sclerosis functional rating scale-revised,ALSFRS-R)中各分項評分具有同等評估效能[103]。

(2)感覺神經(jīng)傳導(dǎo):ALS患者的感覺神經(jīng)傳導(dǎo)通常正常,但有個別研究認為其出現(xiàn)輕度感覺傳導(dǎo)異常時可表現(xiàn)為感覺傳導(dǎo)波幅下降。

(3)F波:通常ALS患者的F波正常,但當(dāng)肌肉明顯萎縮時,相應(yīng)神經(jīng)可見F波出現(xiàn)率下降,而傳導(dǎo)速度相對正常[104]。

(4)重復(fù)神經(jīng)電刺激(repetitive nerve stimulation,RNS)波幅:ALS患者近端肌肉的RNS遞減現(xiàn)象并不少見,但沒有重癥肌無力患者RNS遞減幅度明顯,對ALS患者伴乏力癥狀波動且RNS波幅遞減陽性者可用于指導(dǎo)鑒別診斷[105]。

(5)神經(jīng)生理指數(shù)(neurophysiological index,NI):NI由運動末端潛伏期(distal motor latency,DML)、CMAP和F波出現(xiàn)率綜合確定,反映了遠端運動神經(jīng)功能及前角細胞興奮性。袁寶玉等[106]分析完成單側(cè)正中神經(jīng)和尺神經(jīng)檢查的30例ALS患者NI與疾病進展速度之間關(guān)系,發(fā)現(xiàn)二者呈指數(shù)關(guān)系,且在相對晚期的疾病進展速度隨著正中神經(jīng)NI的減小呈指數(shù)增加,可用于ALS進展速度的評估和預(yù)后判斷。

2.血清學(xué)與腦脊液檢查

(1)CysC:Cys C是一種半胱氨酸蛋白酶抑制劑,也被稱為γ-微量蛋白和γ-后球蛋白,廣泛存在于各種組織的有核細胞和體液中。在人體內(nèi),腦脊液的Cys C含量高于血液。Cys C是Bunina體相關(guān)蛋白,和TDP-43共定位在路易體的透明包涵體中[107]。Nakane等[108]研究發(fā)現(xiàn),ALS患者腦脊液中的Cys C水平低于多發(fā)性硬化和免疫介導(dǎo)的慢性多發(fā)性神經(jīng)病變患者,且其水平的降低與臨床UMN受累相關(guān)。Watanabe等[109]從腦室內(nèi)注射重組人Cys C治療SOD1突變ALS小鼠模型,延長了它們的存活時間。Wada等[110]通過體外實驗證明Cys C與鞘脂激活蛋白原(prosaposin,PSAP)共同作用,參與了溶酶體酶調(diào)節(jié)和神經(jīng)元變性。1項納入納入了16項研究的系統(tǒng)性評價和Meta分析研究顯示[111]，ALS患者腦脊液中的Cys C水平低于健康對照組,但與若干相關(guān)神經(jīng)退行性疾病之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義;與健康對照組比較,ALS患者的Cys C血液水平改變沒有統(tǒng)計學(xué)意義。故而得出腦脊液中Cys C水平可能是ALS的輔助診斷生物標(biāo)志物,但不是該疾病的特異性生物標(biāo)志物。雖然目前ALS患者腦脊液和血漿中的CysC水平變化尚存爭議,多項國內(nèi)外研究的結(jié)果并不統(tǒng)一,但仍有研究者提出Cys C的腦脊液水平可能與疾病的嚴重程度預(yù)測和首發(fā)癥狀部位有關(guān)[101,112]。

(2)血清尿酸:血清尿酸是人體內(nèi)表達豐富的天然抗氧化劑,與高血壓、冠心病、腎臟疾病以及多系統(tǒng)萎縮、阿爾茨海默病、ALS和亨廷頓病等多種神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病的相關(guān),與ALS的發(fā)病、自然病程時間、疾病進展速度以及生存率均表現(xiàn)出相關(guān)性[113]。美國的一項匯總5項前瞻性隊列研究的病例對照研究中,納入了319 617名提供血液樣本的未診斷ALS受試者,其中275名在隨訪期間患有ALS,分析結(jié)果提示血漿尿酸鹽的升高與ALS的風(fēng)險呈中度負相關(guān)[114]。但二者間的確切聯(lián)系還需要進一步研究。

(3)TLQP肽:TLQP肽是血管生長因子(vascular growth factor,VGF)的衍生肽,被證明可用于預(yù)防神經(jīng)元細胞凋亡,TLQP-21也可通過參與新陳代謝增加靜息狀態(tài)下的能量消耗[115-116],TLQP-62與海馬記憶鞏固調(diào)節(jié)有關(guān)[117]。從疾病早期開始,TLQP肽就在ALS患者的血漿中減少(對照組的14%),并且在晚期也呈持續(xù)下降趨勢(對照組的16%);與野生型小鼠相比,ALS小鼠的血漿和脊髓均在癥狀出現(xiàn)前就顯示出了TLQP肽的減少(分別為約26%和70%)[118]。同樣的TLQP肽下降趨勢也表現(xiàn)在了體外實驗中:在ALS成纖維細胞(對照組的31%)和用亞砷酸鈉處理的小鼠運動神經(jīng)元細胞系NSC-34(減少53%)中;此外,外源性TLQP-21改善細胞活力[118]。因此,在氧化應(yīng)激下降低的TLQP肽可作為血液生物標(biāo)志物。

(4)SOD、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px):病程較長和重度病情ALS患者的血清SOD、GSH-Px水平降低,且該指標(biāo)的血清水平與患者的性別、年齡及起病部位無關(guān)[119]。

(5)神經(jīng)絲蛋白輕鏈(neurofilament light chain,NFL)和磷酸化重鏈(phosphorylated neurofilament heavy chain,pNfH):NFL是一種結(jié)構(gòu)性的神經(jīng)蛋白,神經(jīng)損傷后在血清及腦脊液中增高。研究者發(fā)現(xiàn)，NFL與ALS病程呈負相關(guān),與疾病進展率呈正相關(guān),且用于鑒別診斷的能力有限,但與正常健康對照組相比仍具有較高的敏感性和特異性,NFL的血漿水平還可為ALS預(yù)后標(biāo)志物[101]。在ALS患者腦脊液中,pNfH濃度會隨著疾病進展而升高,區(qū)別于正常對照組的敏感性為97.3%,且與ALSFRS-R的下降速率呈正相關(guān),其可作為ALS的預(yù)后標(biāo)志。pNfH作為ALS的可靠生物標(biāo)志物,與殼三糖苷酶(chitotriosidase,CHIT)組合可提高診斷的準(zhǔn)確性(靈敏度為83.8%,特異性為91.9%)[120]。

(6)蛋白激酶CEpsilon(protein kinase C epsilon,PKCε):PKCε是引起運動神經(jīng)元損傷的一個上游信號,可顯著增強外周蛋白的聚集,促進星形膠質(zhì)細胞中mGluR5激活的鈣震動丟失,導(dǎo)致神經(jīng)細胞凋亡,最終參與肌萎縮側(cè)索硬化癥的發(fā)生發(fā)展[121]。

3.基因診斷

可根據(jù)目前已定位的ALS致病基因?qū)σ伤艫LS患者或由明確家族史的人群行基因檢測來早期診斷ALS并做預(yù)防性干預(yù)措施。30%的幼年肌萎縮側(cè)索硬化癥(Juvenile amyotrophic lateral sclerosis,JALS)患者中發(fā)現(xiàn)了早期發(fā)病最常見的遺傳決定因素——FUS變異,FUS變異體篩查將有助于發(fā)現(xiàn)早期發(fā)病的JALS[122]。ZNF5J2B基因中風(fēng)險片段rs2275294的單核苷酸多態(tài)性對評估ALS患者的預(yù)后有意義[123]:與ALS臨床預(yù)后相關(guān)的ZNF512B基因片段rs2275294包括CC、CT和TT 3種基因型,C為風(fēng)險等位基因,含有風(fēng)險等位基因的患者(CC型+CT型)較不含風(fēng)險等位基因的患者(TT型)生存率低,CC型與CT型患者生存率差異無統(tǒng)計學(xué)意意義。UNC13A中的遺傳多態(tài)性rs12608932可能會改變sALS的額顳葉病變,對疾病的預(yù)后評估有一定的意義[124]。雖然盡早懷疑或確診ALS可能無法阻止疾病的發(fā)展,但對已經(jīng)診斷出患有ALS、FTD或ALS-FTD的一級或二級親屬進行基因檢測必要的,這將有利于其早期診斷和防治。

4.影像學(xué)檢查

顱及脊髓各節(jié)段MRI檢查主要提供ALS鑒別診斷證據(jù),同樣是ALS診斷的重要輔助檢查手段。枕骨大孔處的脊髓束橫截面積與ALS的功能損害相關(guān),而與全腦萎縮無關(guān)[125];MRI丘腦縱向掃描具有作為ALS中皮質(zhì)功能障礙的非侵入性替代標(biāo)記的潛力[126]。新的研究還提出ALS患者腦(皮質(zhì)脊髓束)變性的文理分析[127]、腦磁圖(magnetoencephalogram,MEG)衍生的β振蕩偶聯(lián)[128]等MRI相關(guān)參數(shù)同樣具備成為ALS診斷生物學(xué)標(biāo)志物的潛力。還有有少量研究表明,采用影像學(xué)新技術(shù)[結(jié)構(gòu)磁共振成像(structural MRI,sMRI)、彌散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)、質(zhì)子磁共振波譜、靜息態(tài)功能磁共振成像(resting-state functional MRI,RS-fMRI)、正電子發(fā)射斷層掃描技術(shù)(positron emission tomography,PET)等[129-130]或MRI與結(jié)合其他檢查手段有望在ALS疾病的早期提供診斷及病變定位依據(jù)。

(1)sMRI:主要用于研究大腦皮層局部萎縮和灰白質(zhì)改變。王倩楠等[131]采集27例臨床確診ALS患者和27名健康志愿者的3D-T1W腦結(jié)構(gòu)像,分別基于體素形態(tài)學(xué)(VBM)和表面形態(tài)計量學(xué)(SBM)方法對受試者的全腦結(jié)構(gòu)進行分析:ALS患者大腦運動區(qū)和運動區(qū)域以外腦結(jié)構(gòu)均有所改變,且BA4a區(qū)的灰質(zhì)體積與患者的ALSFR-R評分呈正相關(guān),有望作為生物學(xué)標(biāo)記物用于監(jiān)測病程的進展。此外,患者的灰質(zhì)和白質(zhì)變化也可用于ALS的病程監(jiān)測[132-133]。

(2)DTI[134]:DTI依據(jù)組織的T1、T2弛豫時間和質(zhì)子密度以及水分子彌散方向制圖,是當(dāng)前唯一的一種能有效觀察和追蹤腦白質(zhì)纖維束的非侵入性檢查方法。徑向擴散率(radial diffusivity,RD)可能是檢測ALS白質(zhì)早期脫髓鞘的最敏感的生物標(biāo)志物,RD和分數(shù)各向異性(fractional anisotropy,FA)均可作為ALS疾病嚴重程度評估的客觀生物標(biāo)志物:與健康受試者相比,非癡呆ALS患者的RD和平均擴散率(mean diffusivity,MD)升高、FA降低,主要沿皮質(zhì)脊髓束和胼胝體分布;在兩個半球的皮質(zhì)脊髓束中,RD的增加比FA的減少更為明顯;在受試患者左側(cè)皮質(zhì)脊髓束中,ALSFRS-R與FA呈正相關(guān),與RD呈負相關(guān);皮質(zhì)脊髓束可能是非癡呆ALS中受影響最大的腦區(qū)。對于那些具有認知障礙的患者,MRI和認知分期之間存在高度一致性,因此也被認為是一種易于應(yīng)用的認知功能障礙快速篩查手段[135]。DTI結(jié)合磁共振圖像標(biāo)記用于捕獲舌肌在活動中的肌纖維結(jié)構(gòu),并首次提出了舌肌纖維收縮動態(tài)圖譜繪制概念,為針對存在舌肌肉萎縮、構(gòu)音障礙和吞咽功能的ALS患者進行評價和原因分析創(chuàng)造了可能[136]。

(3)RS-fMRI:沈東超等[137]應(yīng)用分數(shù)低頻振幅(fractional amplitude of low frequency fluctuation,fALFF)和局部一致性(regional homogeneity,ReHo)法探索我國ALS-FTD患者的靜息態(tài)腦功能特征的研究后發(fā)現(xiàn)，ALS-FTD患者存在運動區(qū)外(前額葉、前扣帶回)的激活減低,且在對灰質(zhì)體積進行校正后此種差異仍然存在。從而得出RS-fMRI有助于探索ALS認知功能障礙發(fā)生發(fā)展的病理生理機制的結(jié)論。

(4)全細胞3D圖像中的細胞器形態(tài)評估:線粒體、高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的細胞器形態(tài)的紊亂是疾病早期的表現(xiàn),但對細胞器形態(tài)的可靠和定量檢測十分困難且耗時多。Lautenschl?ger等[138]提出了一種新的計算機視覺算法,用于評估全細胞3D圖像中的細胞器形態(tài),可對細胞器結(jié)構(gòu)進行定量描述(包括片段的總數(shù)和長度,細胞和胞核的面積/體積以及裂隙和分形等新紋理參數(shù))。并應(yīng)用于人類fALS轉(zhuǎn)基因小鼠模型G93A hSOD1小鼠體外培養(yǎng)的運動神經(jīng)元,證實了線粒體的網(wǎng)絡(luò)碎裂、區(qū)段的數(shù)量增加和線粒體長度減少,管狀線粒體數(shù)量減少和線粒體片段數(shù)量增加等改變,實現(xiàn)了再客觀評估疾病相關(guān)的細胞器表型的同時,降低了檢查者偏倚,可能有助于治療新策略的細胞水平評估。

(5)高分辨率超聲:高分辨率超聲是一種新型的非侵入性工具,越來越多地用于篩查、診斷和輔助治療疑似神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者,也被用作神經(jīng)肌肉疾病綜合評估的一種手段。這種方法需要整合臨床評估、神經(jīng)電生理檢查、神經(jīng)影像學(xué)檢查、病理學(xué)和實驗室輔助檢查(如靶向基因檢測)結(jié)果,通過準(zhǔn)確描繪異常的特定區(qū)域或改變直接觀察自發(fā)性肌肉運動以及監(jiān)測其他相關(guān)病理,來補充臨床和神經(jīng)電生理學(xué)診斷。在ALS的無臨床癥狀期或肌電圖未見陽性發(fā)現(xiàn)時能增加10%～30%的陽性檢出率,提高診斷效能[139-140]。ALS患者常見的超聲異常為中等強度回波強度(echo intensity,EI)(↑↑)和肌肉厚度(muscle thickness,MT)嚴重下降(↓↓↓),最顯著的特征是肌束震顫且EI異常(增加)多于萎縮[141]。下運動神經(jīng)元疾病的篩查通常包括四肢骨骼肌、腹直肌、胸鎖乳突肌、斜方肌、咬肌、第一背骨間肌和頦下肌,每塊肌肉的掃描時間長達60 s[140]。ALS顱區(qū)的超聲肌束震顫檢檢出率與肌電圖相似,但超聲檢查更容易多次發(fā)現(xiàn)頻繁的肌束震顫[140]。

5.其他生物學(xué)標(biāo)志物

來源于脊髓V0中間神經(jīng)元的軸突投射到α-運動神經(jīng)元細胞體和樹突近端的乙酰膽堿能C型突觸終扣(C-bouton)控制運動神經(jīng)元的興奮性。nAChR、P2X7受體、m2 受體、SK和Kv2.1離子通道、Sig-1R和NRG1等多種突觸前后蛋白調(diào)控C-bouton的結(jié)構(gòu)及功能,在MND的病理改變、功能異常以及運動神經(jīng)元的電活動受損中起重要作用,影響肌肉的收縮特性。其中Sig-1R和NRG1等蛋白是參與ALS發(fā)生發(fā)展的重要因子[142]。

(三)鑒別診斷

ALS起病隱匿,缺乏特異性生物學(xué)標(biāo)志物,早期臨床表現(xiàn)與多種其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病相似,極易發(fā)生誤診和延遲診斷:從首發(fā)癥狀到明確診斷的延遲時間通常為10～18個月,約5%～8%的患者被誤診[143-145]。因此,應(yīng)結(jié)合上述診斷標(biāo)準(zhǔn)和詳細的病史詢問、體格檢查、實驗室輔助檢查來排除易混淆的疾病。見表3。

表3 ALS的鑒別診斷疾病[146]

慢性淋巴細胞性白血病髓內(nèi)膠質(zhì)瘤淋巴細胞增生性疾病伴有腦脊液中的副蛋白血癥和(或)寡克隆區(qū)帶肺尖腫瘤綜合征(Pancoast腫瘤綜合征)伴有前角細胞受累的副腫瘤性腦脊髓炎僵人綜合征物理損傷電擊神經(jīng)元病血管性疾病輻射誘發(fā)的神經(jīng)叢病和(或)脊髓病動靜脈畸形延髓內(nèi)側(cè)綜合征中風(fēng)血管炎其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病西太平洋非典型MND/ALS(關(guān)島,新幾內(nèi)亞,日本紀(jì)伊半島)加勒比非典型MND-癡呆-PSP(瓜德羅普島)青少年發(fā)病的馬德拉斯型MND/ALS(印度南部)伴有MND/ALS的額顳葉癡呆(包括伴有肌萎縮的皮克病)多系統(tǒng)萎縮橄欖腦橋小腦萎縮綜合征原發(fā)性側(cè)索硬化(與ALS無關(guān)的亞型)進行性腦脊髓炎伴僵直進行性核上性麻痹遺傳性痙攣性截癱(有遠端肌萎縮的亞型)進行性脊髓性肌萎縮(與ALS無關(guān)的亞型)延髓性肌肉萎縮伴或不伴動力蛋白激活蛋白或雄激素受體突變脊髓性肌萎縮Ⅰ- ⅣBrown-Vialetto-van Laere綜合征(早發(fā)性延髓和脊髓性ALS伴感音神經(jīng)性耳聾)Fazio-Londe綜合征(嬰兒進行性延髓麻痹)Harper-Young綜合征(喉和遠端脊髓性肌萎縮)單純性散發(fā)性脊髓性肌萎縮(良性局灶性肌萎縮,包括平山病)以運動癥狀為主的多神經(jīng)性病變(如遺傳性運動感覺神經(jīng)病2型、遺傳性運動神經(jīng)病5型)家族性淀粉樣多發(fā)性神經(jīng)病變良性的自發(fā)性收縮肌纖維顫搐

注:ALS為肌萎縮側(cè)索硬化癥,MND為運動神經(jīng)元病,CIDP為慢性炎性脫髓鞘性多發(fā)性神經(jīng)根神經(jīng)病,HIV-1為人類免疫缺陷病毒1型,HTLV-1為人嗜T淋巴細胞病毒1型

(四)病情評估

目前尚無針對與ALS的特異性病情跟蹤及評估指標(biāo)。ASLFRS-R是目前最常見的自我報告式功能丟失量表,其隨病程進展的下降率是患者功能減退和死亡率最重要的預(yù)測指標(biāo),評分共分為12項,滿分為48分[147-150]。ALSFRS-R隨時間的變化,即疾病進展率(δALSFRS-R/△FS)被證實可以預(yù)測患者的生存情況[151-152],計算公式為:疾病進展率=(48-ALSFRS-R)/病程(月)[8,153]。其他常用功能缺失評估量表還包括EQ-5D、生活質(zhì)量量表(amyotrophic lateralsclerosis assessment questionnaire-40,ALSAQ-40)等?？焖僭~匯測驗(rapid verbal retrieval,RVR)、韋氏成人智力測驗(Wechsler Adult Intelligence Scale,WAIS)數(shù)字廣度測驗和額葉功能評定表(frontal assessment battery,FAB)評分可用于執(zhí)行功能損害的評估[154]。此外,肺功能檢查被認為是重要的生存率評價指標(biāo),其中用力肺活量(forced vital capacity,FVC)及一秒率(用力呼氣一秒量FEV1/FVC)是提示呼吸機受累的重要依據(jù)[9]。

七、臨床治療及研究新進展

目前仍無針對ALS的特效治愈方法,大多數(shù)干預(yù)措施都是針對癥狀進行的處理和管理,多學(xué)科聯(lián)合的模式能為患者提供更好的治療和護理效果。美國食品藥品管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準(zhǔn)用于ALS的藥物為利魯唑和依達拉奉。據(jù)調(diào)查,目前多數(shù)ALS患者在得到疑似或確定診斷后會選擇使用上述兩種藥物來控制病情的進展。此外,輔酶Q10(coenzyme Q10,EQ10)、維生素E、復(fù)合B族維生素、甲鈷胺、神經(jīng)生長因子等抗氧化和營養(yǎng)神經(jīng)藥物也是常見的臨床用藥,但均未見明顯的疾病預(yù)后改善效果。對于功能嚴重損害的晚期患者,機械通氣和PEG仍是必要的支持治療手段。國內(nèi)患者還會選擇采用中醫(yī)藥方法來改善癥狀和延緩病情發(fā)展。干細胞治療、基因干預(yù)和多種研發(fā)新藥仍處于研究階段。

(一)藥物治療[155]

1.利魯唑(Riluzole)

1995年,利魯唑(50 mg 口服 2次/d)成為美國FDA批準(zhǔn)用于ALS的第一種藥物,該藥通過尚未充分了解的機制干擾谷氨酸的突觸前釋放、攝取和突觸后作用,降低興奮性氨基酸——谷氨酸的水平、穩(wěn)定電壓門控鈉通道的非激活狀態(tài),來減少對運動神經(jīng)元的損害,臨床試驗表明可延長患者2～3個月的存活時間,特別是在延髓形式起病的患者中作用明顯,但不會逆轉(zhuǎn)已經(jīng)對運動神經(jīng)元造成的損害[38,98]。是目前我國ALS患者治療的臨床一線用藥。最新的體外和體內(nèi)研究揭示了其新的作用機制[156]:通過選擇性降低“即刻釋放小泡”(在病理生理刺激中首先被釋放的小泡)的大小來降低谷氨酸能傳遞的效能,該作用與蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)依賴性Munc18-1磷酸化的抑制相關(guān)。老年患者、BMI偏大者及ALSFRS功能評分得分較高者服用利魯唑的療效更好;長期服用利魯唑(診斷后服用>6個月,累計服藥劑量>16 800 mg)可有效改善預(yù)后,而短期使用對生存率影響不大[157]。除ALS外,利魯唑還被認為具有結(jié)腸癌、肺癌、黑素瘤、乳腺癌和前列腺癌的一些抗腫瘤特性[158]。

作為目前世界范圍內(nèi)的一線治療用藥,與利魯唑聯(lián)合治療的輔助用藥也被進行了大量研究,以期增強利魯唑治療的獲益或減輕副反應(yīng)。(1)納米結(jié)核蛋白:伊朗研究者取其抗炎和抗氧化作用進行相關(guān)研究,其提高利魯唑治療患者存活率和改善延髓癥狀的療效和用藥安全性已被證實[159]。(2)吡格列酮:噻唑烷二酮類胰島素增敏劑,是高選擇性的激動過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(peroxisome proliferators-activated receptor-γ,PPAR-γ)的活化劑,可調(diào)節(jié)許多控制葡萄糖及脂類代謝的胰島素相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。3個獨立小組報告了吡格列酮對ALS小鼠的有益作用,且作用機理與炎癥介質(zhì)水平的降低有關(guān)[160-162]。故利用其抗炎、增加體重的作用,被用作增加力如太(利魯唑的商品名)療效的附加藥物進行了1項多中心分層平行組安慰劑對照的Ⅱ期臨床試驗(NCT00690118)[163],結(jié)果顯示吡格列酮聯(lián)合力如太治療組的患者死亡危險增加了21%,與單獨使用力如太的治療組比較,患者的存活率、ALSFRS-R評分降低的程度及速度、生活質(zhì)量和肺活量降低等情況均不受吡格列酮的影響,也無法改善無創(chuàng)通氣率(吡格列酮:20.2%,安慰劑:26.6%)和氣管切開率(吡格列酮:6.4%,安慰劑:4.6%)。(3)Mecasin:Mecasin具有神經(jīng)保護和抗神經(jīng)炎癥作用,1項三盲多中心隨機安慰劑對照Ⅱ-A期研究已在韓國國家臨床試驗登記處登記實施(KCT0001984)。該試驗納入36例ALS患者進行利魯唑聯(lián)合Mecasin(1.6 g和2.4 g )的療效、最佳劑量和安全性評估?；颊邔⒃诮?jīng)過12周治療后,使用韓國版ALSFRS-R評分、簡略健康調(diào)查-8(Short Form Health Survey-8)、醫(yī)學(xué)研究委員會量表(Medical Research Council Scale)、疼痛視覺模擬量表、抑郁癥漢密爾頓評定量表、疲勞嚴重程度量表、患者總體變化印象、肺功能測試(1秒用力呼氣量及其與用力肺活量)、肌酸激酶和體重來總結(jié)評估結(jié)果[164]。

2.依達拉奉(Edaravone)

由于氧化應(yīng)激被認為是ALS發(fā)病和進展的促進因素,消除自由基的藥物可以保護運動神經(jīng)元免受可能由自由基和氧化應(yīng)激引起的損傷。依達拉奉是一種自由基清除抗氧化劑,于距利魯唑獲批后的22年(2017年5月)成為第二種被美國FDA批準(zhǔn)用于ALS的治療藥物[165]。靜脈滴注依達拉奉60 mg/d(30 mg依達拉奉溶于100 mL 溶劑靜脈滴注,2次/d,每次輸液時間為30 min。初始治療周期為連續(xù)每日給藥14 d,然后停藥14 d;隨后的治療周期為在14 d內(nèi)用藥10 d,然后停藥14 d)可減緩ALS患者33%的身體功能喪失速度。關(guān)于依達拉奉對ALS患者長期影響的回顧性研究證實ALSFRS-R評分低于基線水平,對6個月和12個月后的血清肌酐水平有顯著改善,且依達拉奉組ALS患者的存活率顯著提高[166]。它適用于病情較輕、FVC>80%預(yù)計值、病程<2年的患者。為減少靜脈給藥途徑給治療帶來的不便,增加患者用藥醫(yī)從性,30 mg舌下含服片劑已被研發(fā),但仍需進一步評估其生物利用度[167]。依達拉奉治療ALS的獲益和安全性尚存爭議,現(xiàn)已有部分研究就此進行了驗證:與未接受依達拉奉治療的ALS患者以及安慰劑ALS患者組相比,24周治療組間的ALSFRS-R評分的存在差異;不良事件或嚴重不良事件發(fā)生率的差異無統(tǒng)計學(xué)意義[168]。但在使用期間仍應(yīng)定期復(fù)查肝腎功能損害情況并及時干預(yù)。

3.馬賽替尼(Masitinib)

馬賽替尼是口服給藥的酪氨酸激酶抑制劑,可選擇性抑制酪氨酸激酶受體集落刺激因子1R(colony stimulating factor 1R,CSF-1R)。在體外研究中證實能預(yù)防CSF誘導(dǎo)的癥狀性SOD1(G93A)脊髓的小膠質(zhì)細胞增殖、細胞遷移和炎癥介質(zhì)表達;降低脊髓退化中異常神經(jīng)膠質(zhì)細胞、小神經(jīng)膠質(zhì)細胞增生和運動神經(jīng)元病理的數(shù)量,延長t癱瘓后40%存活時間。SOD1G93A大鼠模型研究中,馬賽替尼誘導(dǎo)的肥大細胞減少導(dǎo)致神經(jīng)肌肉接頭去神經(jīng)支配減少35%并且減少運動功能損害,巨噬細胞浸潤正?；?在晚期麻痹大鼠中觀察到施萬細胞和毛細血管網(wǎng)絡(luò)的退行性變化[169]。但也有個案報道顯示馬賽替尼治療ALS時會引起急性重癥肝炎[170]。馬賽替尼用于ALS的治療已進行Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗,但目前暫未見相關(guān)文獻報道。

4.替拉生替(Tirasemtiv)

替拉生替是一種快速骨骼肌肌鈣蛋白激活劑,可使肌節(jié)對鈣敏感,放大肌肉對神經(jīng)肌肉信號輸入的反應(yīng),提高肌肉收縮效率。在動物模型(B6SJL-SOD1 G93A)中顯現(xiàn)出了增加小鼠前肢握力、網(wǎng)格懸掛時間、旋棒能力、隔膜力和潮氣量的療效[171]。對ALS患者功能和力量的改善效果呈藥物濃度依賴性[172]。雖然該藥物在ALS患者治療中的安全性和耐受性得到了證實[173],但在后續(xù)進行的納入700多例ALS患者的Ⅲ期臨床試驗(NCT02496767)[174-175]中并未達到主要終點或任何次要重點:與安慰劑組相比,在24周的時間內(nèi)未見靜態(tài)肺活量、肌力和功能均未見明顯改善。

5.L-絲氨酸

2013年以來,已經(jīng)有體外和體內(nèi)研究報道L-絲氨酸具有針對于BMAA毒性的神經(jīng)保護作用,可能成為ALS的潛在療法[176-178],并提出其在體外和體內(nèi)通過上調(diào)CHOP基因而不激活未折疊蛋白反應(yīng)產(chǎn)生神經(jīng)保護作用,表明L-絲氨酸可能在神經(jīng)退行性疾病中具有神經(jīng)保護作用[179]。在一項納入20例ALS患者(2次/d 0.5至15 g)的口服L-絲氨酸I期臨床試驗中[80],2例ALS患者因胃腸道副作用退出,3例患者死亡;余治療患者的ALSFRS-R顯示出與劑量相關(guān)的進展速率降低(斜率降低34%,P=0.044)。

6.瑞替加濱(Retigabine)

神經(jīng)元鉀離子通道開放劑,可增強神經(jīng)元細胞中γ-氨基丁酸所誘導(dǎo)的電流,降低神經(jīng)元興奮性,臨床上用于成人癲癇部分發(fā)作的輔助治療。與利魯唑組和安慰劑組相比,瑞替加濱顯著降低了ALS患者神經(jīng)元興奮性實驗的強度-持續(xù)時間常數(shù)(9.2%)和2 ms的不應(yīng)期,提示其可急性逆轉(zhuǎn)既往的異常變量,為評估其對疾病進展和生存影響的進一步研究提供了依據(jù)[180]。

7.PDI蛋白家族

蛋白質(zhì)二硫化物異構(gòu)酶(protein disulphide isomerase,PDI)A1對表達SOD1突變體的神經(jīng)元細胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和細胞凋亡具有保護作用。PDI家族成員內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白57(endoplasmic reticulumprotein 57,ERp57)的過表達抑制包涵體形成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、泛素蛋白酶體系統(tǒng)功能障礙和細胞凋亡,并抑制原代皮質(zhì)神經(jīng)元中SOD1突變包涵體和細胞凋亡的形成;而ERp57表達的沉默增強SOD1突變包涵體形成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和毒性[181]。而其作用機制與TDP-43的錯誤折疊有關(guān)。

8.ALS-內(nèi)皮療法(ALS-Endotherapia,GEMALS)

GEMALS由維生素、氨基酸和脂肪酸等小分子與多聚賴氨酸合成,是用于自身免疫、神經(jīng)退行性疾病和增殖性疾病等慢性病的治療新策略?；A(chǔ)研究證實對ALS大鼠(SOD1)模型起到延緩病情進展、延長生存期的作用[182]。研究者評估了31例ALS患者的應(yīng)用療效:在83.87%的患者中觀察到了疾病進展的減緩,并且使患者的平均預(yù)期壽命增加了38個月;呼吸、行走、流涎、言語、吞咽和書寫等運動功能也有所改善[183]。但結(jié)果還需在進一步的隨機盲法臨床試驗中得到證實。

9.輔酶Q10(coenzyme Q10,CoQ10)

CoQ10也稱為泛醌,位于線粒體的內(nèi)膜中,是電子傳遞鏈的組成部分,在ATP合成中起主要作用。該藥物為親脂性自由基的清除抗氧化劑,可保護線粒體和脂質(zhì)膜免受氧化磷酸化過程中產(chǎn)生的ROS的影響。主要用于輕中度心力衰竭的輔助治療,也用于肝炎、癌癥的輔助治療,在ALS轉(zhuǎn)基因小鼠和ALS以外的神經(jīng)退行性疾病的臨床試驗中顯示出一定的治療前景。但在隨機雙盲安慰劑對照II期臨床試驗中,并未表現(xiàn)出由于對照組的ALSFRS-R改善[184]。但由于疾病的難治性,目前在國內(nèi)仍將該藥物作為輔助性治療手段用于ALS患者的臨床治療中。

10.丁苯酞與甲鈷胺

丁苯酞(dl-3n-butylpthalide,NBP)是我國自研的一種多靶點治療急性腦缺血的藥物,在局部腦缺血的動物模型中通過抑制線粒體損傷和神經(jīng)凋亡,提升腦血流,減小梗死體積而發(fā)揮神經(jīng)保護作用,在動物研究中證實有推遲發(fā)病時間、提高運動協(xié)調(diào)能力、延長生存期、增加細胞質(zhì)內(nèi)Nrf2、HO-1的表達等作用[185-186]。與利魯唑聯(lián)用則能獲得更好的延長生存期療效[187]。其作用機理可能是通過減緩脊髓前角運動神經(jīng)元和腓腸肌運動單位的丟失,調(diào)節(jié)鐵代謝來實現(xiàn)對ALS的神經(jīng)保護作用的[188]。治療ALS時甲鈷胺與丁苯酞具有協(xié)同作用,可以顯著增加丁苯酞治療效果,降低丁苯酞的起效劑量,減少其用藥量,長期應(yīng)用降低其不良反應(yīng)的發(fā)生[189]。但其應(yīng)用還須通過更多的臨床試驗來加以論證。

(二)藥物組合物及滋痿膏中西醫(yī)結(jié)合療法

岳茂興等[190-192]將一種促進神經(jīng)損傷修復(fù)的藥物組合物(精氨酸1.5～5 g,異亮氨酸1.5～5 g,亮氨酸2.5～7.5 g,賴氨酸1.5～5 g,蛋氨酸0.25～1.5 g,苯丙氨酸0.25～1.5 g,蘇氨酸1.5～5 g,色氨酸0.25～1.5 g,纈氨酸2.5～7.5 g,組氨酸1.5～4 g,甘氨酸1.5～4 g,丙氨酸1.5～5 g,脯氨酸1.5～4 g,天冬酰胺0.05～1.5 g,半胱氨酸0.05～1.5 g,谷氨酸1.5～5 g,絲氨酸0.25～2.5 g,酪氨酸0.05～1.5 g,L～鳥氨酸0.25～4 g,天冬氨酸0.5～2.5 g;維生素B11～2 mg,維生素B21～2 mg,維生素B310～20 mg,維生素B63～10 g;維生素C 1～3 g。藥物的使用種類和劑量根據(jù)患者的具體情況進行個性化方案制定)。配合具有自主知識產(chǎn)權(quán)的個體化中藥滋痿膏(主要成分:葛根、骨碎補、益智仁、山茱萸、柏子仁、五味子、地黃、玄參、丹參、麥冬、桔梗、防風(fēng)、黃芪、黃芩、枳殼、赤芍、甘草等,國家發(fā)明專利號:ZL2011 1 0157186·8)用于治療ALS和MND患者取得一定效果。部分ALS患者臨床癥狀得到改善;治療6個月,27.3%的患者ALSFRS-R評分上升,18.2%評分不變,且有72.7%的患者疾病進展率較治療前下降;隨訪至首次治療后1年,患者的ALSFRS-R評分上升、不變和下降的占比分別為18.2%、4.5%和77.3%,疾病進展率低于治療前降低[(0.584±0.372)分/月比(0.716±0.440)分/月,t=2.706,P<0.05][190,193]。

該組合物的使用方法為:將各組分配制在1個三升輸液袋內(nèi)進行靜脈滴注,1次/d,28 d為1個療程,停藥2周后行第2個療程,依此類推,持續(xù)治療時間≥4個療程或6個月。于飯后2 h噙化或沖服滋痿膏,2次/d,吞咽困難患者可從鼻飼管(胃造瘺管)內(nèi)注入。

研發(fā)者根據(jù)其經(jīng)驗總結(jié)得出“生命之源在于新陳代謝,疾病之因在于代謝紊亂,代謝之本在于底物、輔酶與強勁動能的支撐”的理論基礎(chǔ),通過該中西醫(yī)結(jié)合創(chuàng)新療法為患者提供機體新陳代謝的底物、輔酶與強勁的動能,從整體上促進人體血液循環(huán)、酶代謝、氨基酸代謝及免疫功能逐步恢復(fù),使受損的腦、脊髓等得到一定程度的修復(fù),達到改善患者病情與臨床癥狀,扼止危重狀態(tài)進展并挽救生命的目的:一方面組合物中含有各種各樣人體生命活動不可缺少的氨基酸與豐富的B族維生素,在為機體提供合成蛋白質(zhì)、核酸、激素、抗體、肌酸等含氮物質(zhì)的重要代謝底物與強勁動能的同時,還能夠?qū)a(chǎn)生的有害二氧化碳及氨通過鳥氨酸循環(huán)代謝排出體外,從而使得肝內(nèi)酶代謝逐步恢復(fù);足夠劑量的維生素B6應(yīng)用,確保了肝酶代謝相關(guān)輔酶的充足供應(yīng)和人體生命代謝活動被有效激活,其解毒排毒功效也起到一定增益。巧妙搭配的創(chuàng)新療法在人體新陳代謝中發(fā)揮著特別重要的作用,使患者受損的腦、脊髓等功能得到一定程度地修復(fù),增強了神經(jīng)元的存活能力,從而改善患者的病情與臨床癥狀,扼止危重狀態(tài)的進展。另一方面中藥滋痿膏可通過補益脾肝腎、扶元起痿、益氣溫陽、疏肝理氣、養(yǎng)榮生肌、強骨抗痿、健脾祛濕、益氣活血、雙向免疫調(diào)節(jié)來改善患者的癥狀與病情。該療法具有多途徑、多靶點、多環(huán)節(jié)發(fā)揮治療作用的特點,二者互補,臨床證實可使療效提高[190,192]。在綜合治療和全面護理的基礎(chǔ)上實施該中西醫(yī)結(jié)合治療創(chuàng)新方法能取得更為理想的療效[194-195]。但此療法的確切作用機制還須被深入研究,重復(fù)進行大樣本的臨床試驗以驗證療效也是必要的。

(三)細胞因子與反義寡核苷酸(antisense oligonucleotide,ASO)

ALS與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)營養(yǎng)因子的減少密切相關(guān)。目前基于腺病毒(adeno-associated virus,AAV)的SOD1和C9orf72重復(fù)擴增相關(guān)疾病的ASO療法也在有關(guān)基礎(chǔ)研究的推動下有了長足發(fā)展[196]。利用ASO進行內(nèi)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子補充和基因治療將成為ALS病因治療的一條新途徑。

1.類胰島素生長因子(insulin-like growth factors -1,IGF-1)

IGF-1具有強烈的保護線粒體免于凋亡的作用,并在ALS小鼠和細胞模型中上調(diào)線粒體自噬,這一研究結(jié)果提示“特異性保護線粒體功能”將有希望成為治療ALS的新思路[197]。通過肌內(nèi)注射和髓內(nèi)注射途徑轉(zhuǎn)染編碼IGF-1載體的方法在ALS小鼠模型中體現(xiàn)出了一定的治療效果。通過靜脈轉(zhuǎn)染自體互補腺病毒(scAAV)載體途徑開啟了無創(chuàng)轉(zhuǎn)染補充IGF-1的新思路[198],其相關(guān)動物實驗結(jié)果顯示:該方法能減少90日齡SOD1-G93A ALS小鼠的運動神經(jīng)元死亡和脊神經(jīng)腹根部的髓鞘病變,延長SOD1-G93A小鼠的壽命。該項實驗還發(fā)現(xiàn)IGF-1可通過下調(diào)p38和c-Jun-氨基末端激酶(c-Jun-N-terminal kinase,JNK)磷酸化來抑制脊髓中p38絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)-JNK通路;通過上調(diào)凋亡抑制劑Bcl-2和下調(diào)凋亡啟動子Bax、caspase 3和caspase 9來調(diào)控神經(jīng)元細胞凋亡。此外,IGF-1處理后,促炎因子腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor,TNF-α)減少。

2.血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)

鞘內(nèi)注射scAAV9-VEGF可減少ALS小鼠模型的小膠質(zhì)細胞的數(shù)量并抑制了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)炎癥反應(yīng),同時可抑制巨噬細胞侵入外周神經(jīng)系統(tǒng),包括腹神經(jīng)根,坐骨神經(jīng)和肌肉[199]。

(四)干細胞

一些關(guān)于動物和I期臨床試驗研究的報道表明,將干細胞(干細胞來源主要包括骨髓間充質(zhì)干細胞、胚胎干細胞和神經(jīng)干細胞)通過鞘內(nèi)注射(一般為頸膨大附近或腰椎穿刺入路)或直接注射到脊髓腹側(cè)角中可使神經(jīng)細胞軸突和神經(jīng)元髓鞘的再生,并可能成為治療ALS的一條有效途徑[200-201]。通過替代丟失的細胞、增強幸存神經(jīng)元的存活、移植細胞旁分泌(生長因子和抗炎細胞因子等)和基因修飾等方式達到損傷治療的作用[202-203]。但干細胞用于治療ALS仍需克服許多技術(shù)障礙:如何將干細胞引入脊髓而不損傷周圍神經(jīng)組織？如何確保其向運動神經(jīng)元的定向分化？如何整合與局部的神經(jīng)電信號回路？如何實現(xiàn)新軸突在成熟中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的生長與功能性橋接？如何矯正肌肉組織的正確軸突引導(dǎo)？如何形成成熟的神經(jīng)肌肉接頭？以及對必要功能活動的充分修整等[204]。且由于操作的損傷性,尤其是定位到脊髓腹側(cè)角的精確注射需經(jīng)多層椎板切除,限制了該技術(shù)的推廣研究,因而目前多限于疾病終末期的患者。盡管借助醫(yī)療機器人可以使脊柱內(nèi)注射操作更快、侵入性更小,如MRI引導(dǎo)針定位系統(tǒng)SpinoBot[205],但相關(guān)技術(shù)仍處于研發(fā)階段,尚未大量應(yīng)用于臨床。

(五)中醫(yī)中藥

ALS在傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)中沒有相對應(yīng)的疾病,但多認為屬“痿病”范疇。自《黃帝內(nèi)經(jīng)》開始,歷代醫(yī)家根據(jù)其臨床表現(xiàn),對病癥進行論述,辨證施治。現(xiàn)代中醫(yī)醫(yī)家基于臨床經(jīng)驗,在中醫(yī)古方的基礎(chǔ)上進行繼承和創(chuàng)新,希望用中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)來改善ALS患者的臨床癥狀,提高其生活質(zhì)量,延緩病情的發(fā)展。鄧鐵濤[206]主張以健脾益腎治本,熄風(fēng)、化痰、祛瘀隨癥配用治標(biāo):自擬強肌健力飲、強肌健力口服液。裘昌林[207]辨識舌象論治ALS:依據(jù)舌體變化定臟腑盛衰、立治療原則;以舌苔變化定夾邪病性,隨癥用藥。其用藥特點為:以補虛立論,扶正祛邪,補消相輔,陰陽互佐。王安琦等[208]對60例肺脾兩虛的ALS患者開展了中醫(yī)治療的隨機對照研究,觀察組患者接受自擬的健脾益肺方治療8周，結(jié)果顯示,健脾益肺方對ALS患者上肢肌力及肺功能有顯著的改善作用。伊達偉[209]主張“治痿獨取陽明”,肝脾同治,重視情志,配合心理治療;“肺熱葉焦”,治以甘寒。方用補中益氣湯合柴胡疏肝散,以滋養(yǎng)肝腎的藥物加減。石學(xué)敏[210]采用醒腦開竅針刺法配合華佗夾脊刺、經(jīng)筋刺法等多種針刺法治療ALS取得了顯著的療效。趙立杰等[211]觀察了溫針灸對ALS的療效:針刺以補法為主,配合平補平瀉,總有效率達70%,說明溫針灸可起到溫脾補腎養(yǎng)肝、強肌健力起痿復(fù)用的作用。李曉艷等[212]的Meta分析顯示,補益類中藥延緩ALS進展的作用優(yōu)于利魯唑,但無法明顯改善患者癥狀,也不能治愈ALS。郭穎等[213]研究發(fā)現(xiàn),夾脊電針能夠改善 ALS-SOD1-G93A轉(zhuǎn)基因小鼠腰髓前角運動神經(jīng)元形態(tài)學(xué)的變化,其療效優(yōu)于手針治療,由此提供了針灸治療ALS的動物實驗依據(jù)。巫遙[214]給31例ALS患者施以強腎健脾方治療3個月后,中醫(yī)證候分級量化積分被改善,治療總有效率為9.68%。

(六)高壓氧

高壓氧治療ALS被認為是安全的,特別是對于累及呼吸肌出現(xiàn)起限制性通氣功能障礙的疾病晚期患者,可在一定程度上改善其構(gòu)音障礙、流涎、呼吸困難等癥狀,并且對患者的社交能力及情緒反應(yīng)的自我評價中亦有積極影響[215-216]。但有關(guān)研究信息還有待補充。

(七)無創(chuàng)及有創(chuàng)機械通氣

應(yīng)定期檢測ALS患者的重要臟器功能,及時發(fā)現(xiàn)急、慢性缺氧表現(xiàn),尤其是存在缺氧的非典型表現(xiàn)(如乏力、咳嗽無力、強迫體位、失眠、煩躁甚至是不明原因的輕、中度意識障礙等)時應(yīng)及時明確是否缺氧[194]。當(dāng)FVC<80%預(yù)計值或用力吸氣鼻內(nèi)壓(sniff nasal pressure,SNP)<40 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)時應(yīng)考慮使用無創(chuàng)機械通氣輔助治療;當(dāng)血氧飽和度<90%或二氧化碳分壓>45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)時,可以建議使用有創(chuàng)機械通氣輔助治療。機械通氣輔助治療期間應(yīng)尤其注意呼吸參數(shù)調(diào)節(jié)和通氣管道通暢性與清潔度的護理,防止管道脫落引起呼吸衰竭或管道污染引起呼吸道感染,當(dāng)發(fā)現(xiàn)呼吸道感染征象時應(yīng)早期甚至預(yù)防性抗感染治療[194-195]。

(八)營養(yǎng)支持與PEG

由于ALS患者通常呈高代謝狀態(tài),營養(yǎng)狀態(tài)似乎也是影響ALS發(fā)病的重要因素之一。研究發(fā)現(xiàn)運動員體型和低脂肪儲存者ALS發(fā)病風(fēng)險增加,體重指數(shù)(body mass index,BMI)與ALS發(fā)病風(fēng)險呈負相關(guān),BMI基線水平和下降速度也是影響ALS預(yù)后的獨立危險因素[11]。在動物模型中,挽救能量缺乏可減輕神經(jīng)變性[217]。此外,中度肥胖[218]和高脂血癥[219-220]與ALS的存活率提高有關(guān),提示體重增加可能具有保護作用。意大利一項基于人口普查的時間依賴性變量的糖尿病與ALS發(fā)病關(guān)聯(lián)的隊列研究[221]顯示，1998年至2014年登記有397名受試者發(fā)生了ALS,其中24名在ALS發(fā)病前已患有糖尿病,且糖尿病與降低ALS發(fā)病風(fēng)險有關(guān)[風(fēng)險比=0.30(95% CI:0.19～0.45)],因此研究結(jié)論支持糖尿病對ALS的保護作用。

ALS患者的膳食管理提倡富含優(yōu)質(zhì)蛋白、維生素和熱量,且易消化;并指導(dǎo)患者及陪護人員建立規(guī)律飲食、均衡營養(yǎng)的膳食習(xí)慣[195]。在對患者進行營養(yǎng)支持治療時,可參考2003年發(fā)布的《營養(yǎng)風(fēng)險篩查表(nutrition risk screening,NRS)2002》評估結(jié)果,結(jié)合BMI、血清白蛋白(albumin,ALB)、血清前白蛋白(prealbumin,PA)等指標(biāo)進行綜合評估,確定個體化的營養(yǎng)支持方案,合理應(yīng)用臨時或長期的腸內(nèi)及腸外營養(yǎng)。對于食欲減退、消化功能不良患者,可適當(dāng)予以促進胃腸蠕動的藥物,同時注意調(diào)節(jié)腸道菌群[194]。對于咀嚼困難、吞咽困難的ALS患者,可留置鼻飼管,且應(yīng)在呼吸功能不全發(fā)生前完成PEG[146],以免營養(yǎng)供給缺乏加速疾病進展。對于合并糖尿病的ALS患者，應(yīng)在專科醫(yī)師的指導(dǎo)下控制血糖,但不提倡嚴格的血糖控制[194]。

(九)心理干預(yù)

ALS患者常合并情緒障礙,加之疾病的難治性,極易出現(xiàn)較大的情緒波動,出現(xiàn)嚴重的抑郁情緒問題,且抑郁情緒與患者疾病病程、受教育程度、病情直接相關(guān)[222],需要及時進行干預(yù)[194-195]。借助眼控儀或研發(fā)生物-電子信息交流技術(shù)能幫助已完全失去言語和有效溝通能力的患者保持與外界的交流,降低其心理壓力[223]。

八、預(yù)后

ALS患者的預(yù)后通常不佳,隨著病程的延長,普遍出現(xiàn)局限性癥狀的加重或累及范圍的規(guī)律和非規(guī)律性擴散,多數(shù)患者在確診后3～5年死于呼吸功能衰竭及呼吸系統(tǒng)相關(guān)并發(fā)癥,少數(shù)患者可在伴終生殘疾的情況下存活較長時間。有較好醫(yī)療條件支持和家庭支持患者的生存期可能得到一定的延長。部分患者在自然病程中可存在病情的波動,出現(xiàn)短暫的癥狀和功能評估的好轉(zhuǎn)。極少數(shù)ALS患者可在藥物、康復(fù)或多方案聯(lián)合治療中收益,出現(xiàn)病情逆轉(zhuǎn),但關(guān)于病情逆轉(zhuǎn)患者的報道多基于至少1個客觀指標(biāo)的持續(xù)改善,缺乏對患者本身抗病能力的評估以及指標(biāo)改善與治療方法間的關(guān)系分析[224]。

九、展望

(一)細胞模型建立

目前多數(shù)基礎(chǔ)研究多基于遺傳同質(zhì)化的動物模型,探究復(fù)制人源性的細胞模型的方法進行體外研究,可正在一定程度上縮短基礎(chǔ)研究的周期、減小基礎(chǔ)研究與臨床實踐的差異性,如人源誘導(dǎo)多能干細胞(human induced pluripotent stem cells,iPSC)衍生的運動神經(jīng)元的體外模型等[225]。

(二)動物模型的建立[226-227]

關(guān)于表達人SOD1突變的轉(zhuǎn)基因ALS小鼠(hSOD1G93A、hSOD1G85R、hSOD1G37R等)建模方法的應(yīng)用已較為廣泛。Endo等[228]也設(shè)計并進行了腺病毒轉(zhuǎn)染針對猴的FUS短發(fā)夾RNA(short hairpin RNA,shRNA),并通過立體定位注射成功建立了FUS基因沉默狨猴模型(Callithrix jacchus),獲得了約70%～80%的FUS沉默效果。這都為ALS的病理機制研究和病因治療打下了良好基礎(chǔ)。但目前尚不清楚ALS遺傳同質(zhì)化動物模型的臨床前研究在多大程度上可以提供人類病理學(xué)信息,大多數(shù)治療藥物在動物模型中的疾病改善效果尚未在患者中被復(fù)制。

(三)遺傳性病因及基因治療

fALS和sALS均被證實可受遺傳因素影響而致病,目前雖已定位數(shù)十種致病基因,但缺乏共性研究,關(guān)于ALS的遺傳病因仍眾說紛紜,亦無法依據(jù)目前研究的成功研發(fā)出相應(yīng)的特異性臨床防治策略。因此,繼續(xù)深入研究基于地域或種群性的共性遺傳病因研究仍十分必要,以指導(dǎo)病因治療手段的研發(fā)和基因防治策略的制定。在缺乏CX3CL1/CX3CR1信號軸(趨化因子CX3CL1主要表達于神經(jīng)元,其受體CX3CR1主要表達于小膠質(zhì)細胞)的末期ALS小鼠中存在神經(jīng)細胞損失增多、小膠質(zhì)細胞活化增加和SOD1聚集加劇,NF-κB通路被激活、自噬-溶酶體降解途徑和自噬體成熟受損。CX3CL1/CX3CR1通訊通路具有抗炎和神經(jīng)保護作用,在維持自噬活動中起重要作用,這可能會為ALS患者提供新的治療靶點[229]。TDP-43表達下調(diào)降低了軸突中核糖體蛋白mRNA含量,導(dǎo)致軸突中整個核糖體功能抑制,過表達核糖體蛋白不僅減輕TDP-43缺失的皮質(zhì)神經(jīng)元中軸突延長的阻斷,也抑制TDP-43轉(zhuǎn)基因蠅復(fù)合眼的變性:提示提高靶向mRNA 的傳輸能力是治療ALS和額顳葉變性的新策略[62]。但此類研究應(yīng)尤其重視醫(yī)學(xué)倫理學(xué)問題。

(四)分類診療

ALS患者表型變異性大,通過尋找不同表型的根本共同點來對ALS患者進行準(zhǔn)確的歸納性分類,可能有助于在眾多病因?qū)W說中找到與該亞型對應(yīng)的獨立病因,在此基礎(chǔ)上進行病因診斷(體格檢查、神經(jīng)影像學(xué)檢查和實驗室輔助檢查)與病因治療的相關(guān)研究,或許能大大提高臨床特異性診療技術(shù)的研發(fā)效率。

(五)康復(fù)訓(xùn)練與心理干預(yù)

ALS患者合并焦慮、抑郁等情緒障礙已被廣泛證實,如何進行切實有效的心理異常識別和干預(yù)尚未見系統(tǒng)性報道。隨著病程進展,患者的全身功能進行性喪失,合理的康復(fù)訓(xùn)練能幫助提高一些治療策略的效果,但過度運動或鍛煉不足都有可能導(dǎo)致病情進展甚至加速惡化,相關(guān)研究也少有報道。因此,關(guān)于康復(fù)訓(xùn)練和心理干預(yù)的評估和策略也可能成為新的研究方向。

十、總結(jié)

目前ALS仍是世界性難題,因遺傳因素復(fù)雜、多因素致病、隱匿性起病與進行性進展的特點,其確診、病因和有效治療手段均尚未形成統(tǒng)一定論。世界范圍內(nèi),ALS有關(guān)的基礎(chǔ)研究、技術(shù)手段更新、方針政策制定、新型藥物研發(fā)等方面仍處于十分活躍的狀態(tài)。隨著研究的不斷深入,有關(guān)理論也將被不斷豐富和更新。研究的可重復(fù)性、結(jié)論一致性、創(chuàng)新性仍有待提高。