英文名称 :Tay-Sachs disease
中文别名 :B型GM2节苷脂沉积病;Hex A缺乏症
Tay-Sachs病(Tay-Sachs disease,MIM 272800),又称GM2神经节苷脂贮积症B型(GM2-gangliosidosis,B Variant)、Hex A缺乏症,是由于编码Hex Aα亚基的HEXA基因突变,导致Hex A酶活性缺乏,大量的GM2神经节苷脂沉积在神经细胞的溶酶体中,进而破坏细胞和脏器,引起神经系统进行性损伤。1968年Balint and Kyriakides首次发现Tay-Sachs病患者红细胞中有糖蛋白贮积,1969年证实该病为Hex A酶缺乏。1970年欧洲开始在犹太人群中进行携带者筛查,1991年发现HEXA基因。
本病发病率约为1/320 000,可见于任何种族,但以西亚和东欧的犹太人发病率最高。Ashkenazi犹太人HEXA致病基因携带率为1︰25,犹太人群该病发病率高达1/3900,随着欧、美等国对犹太后裔及非犹太人高危人群进行孕前筛查,该病发病率显著下降。国内报道病例较少。
神经节苷脂(ganglioside)广泛存在于人体各种细胞内,以脑和神经组织中含量最高。人脑内至少含有十几种不同结构的节苷脂(复合糖脂),其化学结构以神经酰胺(ceramide)为主体,分别由几个分子的己糖(半乳糖、葡萄糖)和唾液酸(N-乙酰神经氨酸,N-acetylneuraminic acid,NANA)所组成。根据其中所含NANA的数量不同,分别命名为GM(单个NANA)、GD(二分子)、GT(三分子)、GQ(四分子)等。GM2神经节苷脂含单一分子NANA和三个己糖残基,是从四己糖苷脂GM1通过β-半乳糖苷酶降解而来,并由氨基己糖苷酶(hexosaminidase,Hex)进一步降解为 GM3。
GM2神经节苷脂贮积症系由于溶酶体内Hex缺乏,GM2分子所结合的N-乙酰半乳糖不能被水解脱离,造成GM2降解障碍而沉积在溶酶体内。Hex有两种同工酶,分别为氨基己糖苷酶A(hexosaminidase A,Hex A)和氨基己糖苷酶B(hexosaminidase A,Hex B),前者由一个α亚基和一个β亚基组成(α,β),后者由两个β亚基组成(β,β)。编码α亚基的基因突变,导致Hex A缺乏,临床表现为Tay-Sachs病;编码β亚基的基因突变,导致Hex A及Hex B酶活性均缺乏,临床表现为Sandhoff病。
患者典型病理改变主要集中在中枢神经系统。脑重量增加,脑白质水肿,有些区域有微小囊肿形成。镜检有广泛的细胞内脂质累积,神经元扩大如气球状,核偏移,许多细胞染色很淡或近乎消失,也有些核固缩或皱缩。电镜下检查可见沉积物质呈卵圆形的层状结构(膜状胞质小体,或称斑马样小体),直径0.5~2.0μm,内含脂肪和蛋白质的复合物,其中神经节苷脂占30%~50%。严重病例可出现额叶或枕叶广泛性脱髓鞘,有时小脑普肯耶细胞和脊髓前角细胞也可有脂质的沉积。
常染色体隐性遗传,HEXA基因位于染色体15q23~q24,基因全长35kb,含14个外显子,编码含529个氨基酸的Hex A的α亚基。HEXA基因与HEXB基因具有75%的同源系列。HEXA突变有显著的种族差异,至今,已知HEXA基因突变达160多种,其中绝大多数(>90%)与急性婴儿型Tay-Sachs病有关。p.Gly269Ser(c.805G>A)突变与迟发型表型有关。p.Arg247Trp 及p.Arg249Trp 为假性缺乏突变,即体外酶活性降低,但无临床表现。
在北美及以色列的Ashkenazi犹太人Tay-Sachs病患者中,发现两个与急性婴儿型有关的致病突变占90%~95%,与迟发型有关的突变Gly269Ser占3%,假性缺乏突变p.Arg247Trp 和p.Arg249Trp占2%;在非犹太人群中,分别占35%、5%和35%。在Ashkenazi犹太人中,最常见的突变位点是外显子11上4bp的插入突变c.1274_1277dupTATC (p.Tyr427IlefsX5)及外显子12上的剪切突变(c.1421+1G>C),均为无效等位基因,无蛋白产物。涉及HEXA启动子及外显子1上的7.6kb的缺失突变是加拿大法国后裔最常见的突变类型。西班牙人Tay-Sachs病HEXA基因c.459+5G>A (IVS4+5G>A) 突变占32.4%。
1.头颅影像学检查
头颅MRI检查提示脑白质病变、大脑萎缩及小脑萎缩。MRS显示NAA峰值下降,提示神经元损伤。
2.生物标记物
血浆溶酶体GM2(lyso-GM2)水平增高提示GM2神经节苷脂贮积症,见于Tay-Sachs病及Sandhoff病,其增高程度与HexA酶活性缺乏程度相关,但国内尚未开展。
3.Hex A酶测定
是诊断Tay-Sachs病的重要依据,可采用外周血白细胞和培养皮肤成纤维细胞进行,婴儿型Hex A活性缺乏(仅及正常人的<5%),迟发型患者HexA酶活性显著降低(<15%),HexB活性正常或增高。假性酶缺乏是指酶活性降低(约20%),但无HexA缺乏的临床表现。
4.HEXA基因突变分析
有助疾病诊断、遗传咨询及携带者筛查。全外显子测序法可检出99%的突变位点。
以对症支持治疗为主,保证营养及液体供应,预防感染,保持呼吸道通畅,有惊厥者给予常规抗惊厥治疗,如地西泮、苯巴比妥等。成人型患者常出现精神心理异常表现,可给予相应的抗精神病药物或抗抑郁药物治疗。酶替代疗法及底物减少疗法等尚处于临床试验阶段。造血干细胞移植治疗无效。
对犹太人的高危种族后裔、先证者家庭成员等高危人群进行携带者筛查及产前筛查,降低Tay-Sachs病发病率。携带者筛查包括酶学筛查及基因突变筛查。群体筛查通常采用酶学方法。对Ashkenazi犹太人可采用热点突变基因突变筛查,通常检测4个热点突变(c.1274_1277dupTATC,c.1421+1G>C,c.1073+1G>A,p.Gly269Ser,)、2个假性缺乏突变(p.Arg247Trp,p.Arg249Trp)及1个7.6kb的缺失突变。