英文名称 :Leigh subacute necrotizing encephalopathy
中文别名 :Leigh 综合征;Leigh 病;亚急性坏死性脑脊髓病
Leigh Syndrome
Leigh亚急性坏死性脑病(Leigh subacute necrotizing encephalopathy)主要表现为癫痫、智力迟缓、光萎缩、张力减退、呕吐、异常活动、嗜睡和乳酸性酸中毒。病理检查可见脑干基底神经节和丘脑有胶质增生、空洞形成和毛细血管增殖。维生素B1治疗有部分效果。尽管Leigh病的病因各异(最常见者为SURF1基因突变所致,亦可由细胞核DNA变异引起),但脑组织的病理损害是相同的,主要表现为坏死性脑病变。肌肉型Leigh病的另一种特殊表现是细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase,COX)缺乏。
线粒体DNA突变引起线粒体脑病(mitochondrial encephalopathy)伴乳酸性酸中毒、卒中样症状发作(stroke-like episodes,MELAS)及Leigh综合征、Wolff-Parkinson-White综合征和视神经萎缩。
Leigh综合征病因复杂,基本原因为线粒体呼吸链功能异常导致氧化磷酸化障碍,ATP产生减少,ATP减少进一步导致机体的细胞和组织损害,从而产生临床一系列神经肌肉症状。线粒体呼吸链由5种酶复合物组成(复合物Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ)。迄今已发现多种酶缺陷可导致Leigh综合征,其中以呼吸链复合物Ⅰ和Ⅳ缺陷最多见。除了复合物Ⅱ全部由核基因(nuclearDNA,nDNA)编码之外,其余复合物均由线粒体基因(mitochondrial DNA,mtDNA)和nDNA共同编码。因此,本症有3种遗传方式:约20%为母系遗传,为mtDNA突变所致;80%为常染色体隐性遗传和X连锁遗传,通过nDNA突变遗传;此外,尚有少数为mtDNA拷贝丢失所致。LS的mtDNA和核基因的突变具有遗传异质性。mtDNA上的突变位点中最常见的为ATP酶的亚单位6的编码基因上的T8993G、T8993C和T9176C 3种点突变。也有少数报道与A8344G、A3243G和G1644T等点突变或片段缺失的突变有关。核基因上的几种基因突变,包括编码琥珀酸脱氢酶的黄素蛋白亚单位、丙酮酸脱氢酶复合体的E1α亚单位和surfeit1因子(与细胞色素C氧化酶的生物发生有关)等基因的突变。最近研究又发现了一些新的ATP酶6亚基缺陷的基因突变位点如ND2(T4681C)、NDUFS7(c.17-1167 C > G)等,这些新的突变也同样引起了呼吸链复合I的功能。
大脑外观异常不明显,偶尔在壳核或中脑导水管周围可见灰黄色色素沉着,主要病理特点为脑干、基底节、丘脑、小脑、脊索和视神经等部位多发性对称性不完全坏死,呈海绵状腔样空腔,其中神经元消失,脱髓鞘改变,血管增生坏死。LS脑内病变的程度、分布变化较大,但总的来说是对称性的,脑干背侧、壳核几乎均受累,乳头体极少累及。此病与Wernick病具有类似的病理改变和分布特点,不同之处在于LS的乳头体一般不累及,而黑质病变常见。神经肌肉活检可见脱髓鞘样改变,少数病例可见破碎样红纤维和线粒体包涵体,肌膜下或肌束间大量线粒体增生,免疫组化分析少数病例可见细胞色素C氧化酶(cyto-chrome C oxidase,COX)缺乏。
1.实验室检查
多数病例(约80%)血、尿、脑脊液中乳酸、丙酮酸明显增高,以脑脊液乳酸、丙酮酸的增高为著,安静状态血清乳酸正常值为0.056~0.22mmol/dl(0.5~2mg/dl)。血清乳酸与丙酮酸的比值被认为是细胞内氧化还原代谢的指标,此比值<20为正常,在呼吸链缺陷时升高。血液、脑脊液氨基酸分析可见丙氨酸增高。血气分析可见代谢性酸中毒,阴离子间隙增大。部分患儿伴随血氨增高、低血糖、心肌酶谱异常、肉碱缺乏等。
2.电生理检查
约60%以上的病例表现为肌源性损害,少数病例也可表现为神经源性损害或二者兼而有之。神经传导速度在少数病例也可出现减慢,提示有周围神经损害,有时神经重复刺激表现为低频或高频刺激时波幅递减,提示神经肌肉接头处受累。脑电图检查不仅具有弥散性全脑异常脑电图,也可有局灶性改变,特别可见癫痫间脑电图特有的棘慢波综合、尖慢波综合。EMG检查可发现有肌源性受损,BAEP检查可有早期听力障碍。
3.影像学检查
头颅CT及MRI有特征性影像学表现:CT上表现双侧基底节及丘脑对称性低密度灶,MRI表现为双侧基底节、丘脑及脑干多发对称性长T1长T2信号,而MRI更能反映出Leigh综合征的病变分布特点(图1)。CT由于颅底骨质伪影的干扰,对脑干观察较差,而MRI具有多参数、任意平面成像特点,无颅底骨质伪影的影响,能清楚显示颅内解剖结构,对脑干异常的诊断准确敏感。在坏死性病变出现前,MRI可见局限性脑水肿,因此,MRI较CT更有诊断意义。正电子发射断层扫描(PET)常可发现基底节、脑干、丘脑及双侧小脑对称性葡萄糖代谢减低,间接反映线粒体代谢功能异常,对LS的诊断亦有一定的辅助意义。
4.特殊生化检查
运用皮肤成纤维细胞、淋巴细胞或神经细胞培养,可进行线粒体呼吸链酶学分析。运用基因诊断,可对部分患者进行一些常见突变的筛查,如mtDNA8993位点等。但由于技术条件等的限制,开展较少。
5.病理检查
尸检可见到脑干、基底节、丘脑、小脑、脊索和视神经等部位多发性对称性不完全坏死的特征性改变,有确诊价值。肌肉及皮肤活检常可明确LS的生化缺陷,如可以在组织成纤维细胞中测定丙酮酸脱氢酶活性等。对肌肉进行超微结构检查亦可提供一定的诊断线索。
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图1 男,4岁半,Leigh综合征
图1(A):轴向T2加权图像显示了基底节对称的高信号,病变涉及丘脑腹后内侧核(细箭头)、双侧苍白球(粗箭头)和壳核(箭头)。(B-D):轴向T2加权图像显示中脑网状结构对称性受损害(B中的细箭头)、丘脑底核(B中的粗箭头)、黑质(C中的粗箭头)、中脑背(C中的细箭头)、中央被盖束(D中的细箭头)、小脑核区域(D中的粗箭头)。(E-F):冠状位FLAIR像显示尾状核头部(E中的粗箭头)、壳核(E中的细箭头)和齿状核(F中的细箭头)对称性受损害。
目前国内外尚无有效的治疗方法,只能进行对症治疗。线粒体脑肌病可从3个方面进行,即建立代谢旁路或肌细胞移植和基因治疗。但到目前为止,还未见后两者的治疗报道。部分PDHC缺陷的患儿,大剂量维生素B1、低碳水化合物、高脂肪饮食有一定效果。辅酶Q10、左旋肉碱、生物素、碳酸氢钠、二氯乙酸、维生素B2、维生素B6、维生素C、维生素K等对电子传导障碍的患者有效,但剂量与疗效个体差异较大。对病情较重的患者还需加强护理,积极主动的防治各种心、肝、肾等并发症。