許秀麗,劉健,石劍寬,侯慶霞,李青,徐玉喬
桿狀體肌病(NM)是一種罕見的以嚴重肌無力和運動障礙為特征的神經(jīng)肌肉疾病。因為在患者的肌纖維中發(fā)現(xiàn)大量線狀或桿狀物質(zhì)而得名,由 Shy等[1]于1963年首次報道。我國目前的報道尚不足20例。隨著對NM認識的不斷提高,發(fā)現(xiàn)桿狀體不僅見于NM,還可見于其他累及肌肉的疾病如線粒體腦肌病、肌營養(yǎng)不良、多發(fā)性肌炎及皮肌炎等肌肉組織中[2-3],故本病不能僅僅通過光鏡就進行診斷。NM具有廣泛的臨床表現(xiàn),肌無力程度輕重不等[4],根據(jù)1999年歐洲神經(jīng)肌肉病中心(ENMC)的分型標(biāo)準[5],NM主要分為6型:(1)重度先天性NM型,占 16.1%,出生時即有嚴重的肌無力,無法進行自主呼吸,死亡率極高;(2)輕癥型,即經(jīng)典型,占46.1%,嬰兒期或兒童期起病,運動發(fā)育遲緩,病情相對穩(wěn)定;(3)中間型,占20.3%,較重度先天性NM癥狀稍輕, 通常無法獨立行走,可以通過呼吸支持維持生命;(4)兒童或青少年起病型,占13.3%;(5)成人起病型,占4.2%;(6)其他類型NM。NM患者CNS通常不受影響,智力正常,通常最終死于呼吸衰竭。本研究報道4例NM患者,總結(jié)其臨床、組織病理學(xué)、超微結(jié)構(gòu)及遺傳學(xué)的相關(guān)特點,以提高臨床及病理醫(yī)師對本病的認識。
1.1 一般資料
1.1.1 病例1 男,18歲,因“進行性四肢無力、萎縮十余年”入院?;颊呤嗄昵盁o明顯誘因出現(xiàn)雙下肢無力,奔跑不能,雙上肢力量減弱,握力減少,家人發(fā)現(xiàn)患者癥狀逐漸加重,四肢及軀干肌肉明顯萎縮,雙下肢呈“鶴腿”樣,手部精細動作姿勢異常,站立及行走困難。EMG檢查示:(1)雙正中、腓及右尺運動神經(jīng)受損(雙腓神經(jīng)明顯);(2)左肱二頭肌及右股四頭肌肌源性損害。肌酸激酶62 IU/L,肌酸激酶同工酶23 IU/L?;颊呋加邢忍煨汀半p足馬蹄內(nèi)翻畸形”。
1.1.2 病例2 女,14歲,為例1妹妹。因“四肢無力,行走費力十余年”入院?;純菏嗄昵俺霈F(xiàn)四肢無力,近端明顯,尚能提輕物、抬臂梳頭等。行走慢,行走時臀部向兩側(cè)擺動,易跌倒,臥床起立時須先轉(zhuǎn)為仰臥位,蹲下起立時需按壓膝部輔助。面部表情少,不能吹口哨,鼓腮困難,發(fā)音含糊。上述癥狀緩慢加重,逐漸出現(xiàn)腳尖著地,足部加壓固定后方能行走,無明顯肌痛,無明顯肌萎縮,智力正常。EMG誘發(fā)電位示:(1)雙腓及右正中運動神經(jīng)波幅偏低;(2)被檢肌不除外肌源性損害。肝功能、腎功能、心肌酶及電解質(zhì)均正常。
1.1.3 病例3 男,1歲11月,因“運動發(fā)育落后8月余”入院。8個多月前患兒家長發(fā)現(xiàn)其運動發(fā)育落后,表現(xiàn)為不能獨站,不會爬,不能獨走,平素易流口水,予補充鈣劑及維生素D治療半年。父母否認近親結(jié)婚。EMG誘發(fā)電位示:四肢肌可見肌源性損害改變。神經(jīng)肌肉發(fā)育基因包檢測:ACTA1基因c.821>T(p.A274V)雜合變異。肝功能、腎功能、心肌酶及電解質(zhì)均正常。
1.1.4 病例4 男,21歲,因“步態(tài)異常10年,加重半年”入院?;颊?0年前無明顯誘因出現(xiàn)步態(tài)異常,表現(xiàn)為腳外側(cè)先著地,體育運動比同齡人差,同時伴有四肢肌肉萎縮。于當(dāng)?shù)蒯t(yī)院行“臀肌攣縮”手術(shù),術(shù)后改善不明顯。半年前癥狀加重,出現(xiàn)上樓梯費力,蹲下起立困難,自覺右下肢無力明顯,無肌肉疼痛等不適。EMG誘發(fā)電位示:上肢三角肌,下肢股四頭肌,腓腸肌示肌源性病變;肌酶示:肌酸激酶260 IU/L,余未見異常。
1.2 病理學(xué)研究及基因檢測結(jié)果
1.2.1 光鏡觀察結(jié)果 前2例患者采用開放性左側(cè)肱二頭肌活檢,后2例患者采用開放性右腓腸肌活檢。部分新鮮肌肉標(biāo)本經(jīng)液氮冷卻的異戊烷速凍處理,恒冷切片機切片,切片厚約 8 μm,分別行HE,MGT、PAS及油紅O特殊染色,還原型輔酶Ⅰ-四氮唑還原酶(NADH-TR)酶組織化學(xué)染色;部分肌肉標(biāo)本經(jīng)10%中性福爾馬林固定,常規(guī)脫水,石蠟包埋,4 μm厚連續(xù)切片行免疫組化EnVision 兩步法染色,所用免疫組化染色抗體為抗線粒體、抗肌萎縮蛋白(Dystrophy1, Dystrophy2)、CD4、CD8、CD20和CD68。光鏡觀察顯示,4例患者肌纖維直徑大小不一,部分肌纖維變性,病例3部分肌纖維萎縮;肌纖維內(nèi)及肌纖維膜下均可見粗顆粒樣或桿狀物質(zhì)沉積, HE染色呈略紅染(圖1A、1D、1G、1J), MGT染色呈暗紫色(圖1B、1E、1H、1K)。桿狀體所在區(qū)域NADH-TR染色顯示酶活性紊亂,且部分病例顯示Ⅰ型肌纖維略占優(yōu)勢(病例1、2和4)。免疫組化染色結(jié)果顯示,肌纖維抗肌萎縮蛋白DYS1和DYS2陽性,抗線粒體染色小灶弱陽性,而油紅O特殊染色和 PAS糖原染色均未見明顯異常。病例1、病例2和病例4 的多數(shù)肌纖維內(nèi)出現(xiàn)暗紫色微小桿狀顆粒,NADH-TR染色顯示Ⅰ型肌纖維略占優(yōu)勢;病例4還有少許炎細胞浸潤(主要是巨噬細胞);病例3可見少許肌纖維內(nèi)暗紫色桿狀及點狀物質(zhì)沉積,NADH-TR染色顯示Ⅰ、Ⅱ型肌纖維分布大致正常,未見群組化或小角肌纖維等神經(jīng)源性肌損害改變,MGT染色顯示未見破碎紅纖維等線粒體異常等改變。
1.2.2 電鏡觀察結(jié)果 另取部分新鮮肌肉標(biāo)本經(jīng)4.0%(質(zhì)量濃度)戊二醛固定、1%(質(zhì)量濃度)鋨酸固定,超薄切片,行鉛-鈾雙染色,置透射電鏡下觀察。電鏡結(jié)果顯示,4例患者可見肌纖維粗細不等,在肌膜下或部分肌纖維內(nèi)(圖1C、1F、1I、1L)可見多個高電子密度的桿狀小體,形態(tài)與大小不一,與Z線電子密度一致,走行與肌纖維長軸平行,與Z線垂直;長約1~5 μm,寬約0.3~1 μm。病例3的桿狀小體數(shù)量較其余3例少。前2例部分區(qū)域肌膜下線粒體及糖原顆粒略有增多,線粒體嵴形態(tài)尚正常,后2例部分區(qū)域糖原顆粒增加。桿狀體可與Z線相連,或增粗呈短棒狀,桿狀體聚集區(qū)域肌原纖維走行較紊亂,桿狀體的排列也不規(guī)則。
1.2.3 基因檢測結(jié)果 病例3患兒采集外周靜脈血2 ml,委托公司利用高通量測序完成,并利用Sanger測序驗證。結(jié)果顯示,ACTA1基因存在1個雜合突變:c.821>T(p.A274V)。
圖1 NM的光鏡及電鏡特點 圖A~C 、D~F 、G~I、 J~L分別代表病例1、病例2、病例3及病例4(染色從左到右依次為HE染色、MGT染色、電鏡圖片)。HE染色顯示肌纖維內(nèi)及肌膜下均可見略紅染粗顆粒樣或桿狀物質(zhì)沉積(圖A、D: ×400; 圖G、J: ×200),其中病例3可見部分肌纖維萎縮伴脂肪組織增生(圖G),病例4部分肌纖維內(nèi)可見巨噬細胞浸潤伴空泡形成(圖J); MGT染色顯示肌纖維胞漿中出現(xiàn)暗紫色微小桿狀或顆粒樣物質(zhì)沉積(圖B、E、H、K),其中圖H(病例3)暗紫色物質(zhì)數(shù)量較少(圖H:200×,圖B、E、K:×400);電鏡下顯示肌膜下及肌纖維內(nèi)有多個高電子密度的桿狀小體,與 Z線電子密度一致(圖C、F、I、L;C、L: ×9 900,圖I: ×12 000),圖F放大顯示桿狀小體長約1~5 μm,寬約0.3~1 μm(圖F: ×20 500)
NM是一種少見的常染色體顯性或隱性遺傳性肌病,可由多種基因突變所導(dǎo)致。本研究4例患者均屬于經(jīng)典型NM,在嬰兒期或兒童期起病,運動發(fā)育落后,站立及行走困難,易跌倒,蹲下起立困難,面部表情少,進行性四肢無力,出現(xiàn)肌肉萎縮,EMG示肌源性損害改變。其中前兩個患者為親兄妹,具有家族遺傳特征,哥哥還患有先天型“雙足馬蹄內(nèi)翻畸形”。國內(nèi)去年曾報道1例家族遺傳性病例,母女以四肢對稱性肌無力為首發(fā)癥狀,最終診斷NM 6型[6];國外曾報道1例患兒和其母親及姥姥三代顯性遺傳[7],尚未見文中類似家族性兄妹共同發(fā)病的報道。
NM主要病因為編碼細肌絲相關(guān)蛋白的基因突變。目前發(fā)現(xiàn)可能的致病基因有13種[8]。NEB基因變異是NM最常見的原因,約占已發(fā)現(xiàn)致病基因的50%,ACTA1是NM第二常見致病基因(15%~25%),其它致病基因較為罕見[9]。ACTA1突變已發(fā)現(xiàn)200余種,主要為錯義突變,90%導(dǎo)致顯性疾病和10%導(dǎo)致隱性疾病。NEB突變通常是隱性遺傳的,但最近第一個顯性遺傳突變在NEB中被發(fā)現(xiàn),引起NM的遠端病變[10]。Sewry等[11]指出由于這些基因分型和上述分類中的表型相關(guān)性較少,建議重新修訂,如最近研究發(fā)現(xiàn)LMOD3相關(guān)的NM患兒由于病情較重,在產(chǎn)前會出現(xiàn)羊水過多和胎動減少,可能為該疾病提供產(chǎn)前診斷線索[12]。病例3的ACTA1基因存在1個雜合突變:c.821>T(p.A274V),是ACTA1基因從頭合成的新的變異,與肌無力有關(guān),目前報道很少。盡管具體機制尚不清楚,但Pula等[13]曾報道1例3歲NM患兒ACTA1的新型變異可引起線粒體呼吸鏈復(fù)合物1的活性降低。
桿狀體并不是NM所特有的,也可見于炎癥性肌病、慢性進行性肌營養(yǎng)不良、其他類型先天性肌病等多種類型的骨骼肌疾病。只有在肌纖維胞漿內(nèi)、肌膜下出現(xiàn)大量的桿狀體,方視為NM的特征性病理改變。本病常見的鑒別診斷包括多發(fā)性肌炎、皮肌炎等炎癥性肌病,線粒體腦肌病及慢性進行性肌營養(yǎng)不良如強直性肌營養(yǎng)不良等肌病。多發(fā)性肌炎和皮肌炎屬于炎癥性肌病,臨床表現(xiàn)以肌痛、肌酸激酶的顯著增高為特征,其肌酶增高程度可高達正常數(shù)十倍以上。肌活檢可見多灶性、數(shù)目不等的炎細胞浸潤,以淋巴細胞和巨噬細胞為主,皮肌炎還伴有明顯的皮損以及特征性肌周束肌纖維萎縮等,糖皮質(zhì)激素治療往往效果顯著[14]。本研究中病例4的肌酸激酶輕度升高且有少量炎性細胞浸潤,余3例正常,但肌活檢中光鏡及免疫組化CD68、CD4、CD8和CD20等炎細胞標(biāo)記染色均提示炎癥表現(xiàn)輕微且患者無肌痛及特征性皮疹等皮肌炎的癥狀,與炎癥性肌病不符。線粒體腦肌病是一組線粒體結(jié)構(gòu)和功能異常所致的以腦和肌肉受累為主的多系統(tǒng)疾病,臨床表現(xiàn)以肌肉無力為主,運動后乳酸特征性升高[15],電鏡下顯示線粒體堆積及形態(tài)異常。本研究中4例均無運動后乳酸增高,且2例雖然電鏡下局灶區(qū)域線粒體略有增多但形態(tài)未見異常,不符合線粒體腦肌病的診斷標(biāo)準。強直性肌營養(yǎng)不良為成人較常見的慢性進行性肌營養(yǎng)不良性肌病,多為成人期起病[16],先天性肌強直可于幼兒期起病。本研究中4例患者雖然肌纖維粗細不等,部分肌纖維萎縮,但并未出現(xiàn)強直性肌營養(yǎng)不良所顯著的核內(nèi)移、肌漿塊、肌巨細胞及鏈條核等肌萎縮的特征。免疫組化抗肌萎縮蛋白染色顯示肌纖維DYS1和DYS2陽性,亦可除外Duchenne型肌營養(yǎng)不良和Becker型肌營養(yǎng)不良等其他慢性進行性肌營養(yǎng)不良性肌病。需強調(diào)的是,如果觀察到肌纖維胞漿內(nèi)、肌膜下大量的桿狀體聚集可視為本病的特征性病理改變,如果所取材的骨骼肌組織較少或桿狀體數(shù)目較少時(如病例3),行特定的基因檢測是必要的。
對于嬰兒期或兒童期起病且病程較長的肌無力患者,需考慮肌肉疾病尤其是先天性肌病可能,除了行常規(guī)的肌肉光鏡及電鏡病理檢查,必要時還需行基因檢測以明確診斷。NM無特效治療,應(yīng)注意心肺功能監(jiān)測,當(dāng)出現(xiàn)呼吸、吞咽困難或呼吸道感染時給予對癥處理,呼吸衰竭可呼吸機治療。隨著基因研究成果增多,將來基于基因的治療可能是最有成效的[17]。