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DOI：10.3760/cma.j.issn.0578-1426.2016.08.021 作者：樊东升 作者单位：100191北京大学第三医院神经内科
肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）是一种病因未明的选择性累及脊髓前角、脑干运动神经核以及大脑运动皮层的神经变性疾病，其特征性表现为进行性加重的肢体无力、肌肉萎缩合并锥体束征，伴言语不清、吞咽困难等球部症状，呼吸肌受累可出现呼吸困难、夜间睡眠呼吸暂停，并最终出现呼吸衰竭。由于本病表型存在较大异质性，临床诊断缺乏“金标准”，因此患者发病距诊断之间的延迟时间存在很大差异，Logroscino等报道欧洲大陆不同地区的诊断延迟为240～389天，Wijesekera等报道英国的诊断延迟中位数为14.7个月，我国新近研究显示中国的诊断延迟中位数为14.0个月。因此，ALS的生物标志物研究对于早期诊断及病情评估均具有重要的意义，临床亟需寻找出有价值的标志物以缩短诊断延迟，并对治疗和预后进行评估，因而成为当前ALS研究领域最重要的热点之一。现仅就基因、生化、电生理及影像等方面的研究进展简介如下。
一、遗传标志物
5％～10％ALS患者有家族遗传史，可表现为常染色体显性、隐性或X染色体连锁遗传。目前已证实与ALS明确相关且遗传方式符合孟德尔遗传规律的基因达17个。然而，超过90％的ALS为散发性，这一大部分患者致病基因检测发现率仅为10％左右，而全基因组关联分析结果尚无明确单核苷酸多态性（SNPs）位点能够作为生物标志物揭示这些患者的风险。随着2006年病理学研究的重大进展，在ALS及额颞叶变性病脑组织中发现TDP-43蛋白沉积，且此沉积以泛素化修饰的包涵体形式存在，因此提出“TDP-43蛋白病”概念。TDP-43是一个多功能的DNA和RNA结合蛋白，在细胞内RNA转录、选择性剪接、mRNA稳定性调节及微小RNA（microRNA）成熟等过程中发挥重要功能。研究表明，3％～4％的TDP-43蛋白病为该基因突变引起的家族性ALS，另外则可为其他基因如C90RF72、VCP、UBQLN2和PFN1突变所致，而绝大部分散发ALS病理组织中也可检测到异常TDP-43蛋白包涵体。
另一方面，近年来认为表观遗传重组在包括ALS在内的复杂疾病中发挥着重要作用。Tremolizzo等对全血DNA甲基化与ALS起病年龄的关系研究发现，ALS患者DNA甲基化比例明显增加，认为此变化是ALS患者起病年龄一个独立的表观障碍的可能生物标志物。microRNA是一种长度为2l～24 nt的小分子非编码RNA，通过特异结合到靶基因mRNA的3’端对其发挥负性转录后调控作用。研究发现，microRNA-1285在ALS患者血浆中表达水平显著低于正常，其表达量仅为后者的49.3％，通过ROC曲线方法确定具有良好的灵敏度和特异度，是ALS一种可能的潜在生物标志物。
二、生化标志物
由于组织中生化标志物可在疾病早期出现变化，其定量检测广受重视。研究显示，ALS患者脑脊液中神经微丝轻链水平显著升高，但特异性不高；而磷酸化神经微丝重链水平显著升高则有一定特异性。Ganesalingam等还发现ALS患者的脑脊液中可检出炎性细胞及炎性因子，其中单核细胞趋化蛋白-l作为AIS发生过程中重要的炎性因子，在脑脊液中呈高表达。Neumann等报道，在合并额颞叶变性的ALS患者中血浆TDP-43浓度异常升高。近年研究发现，TDP-43在ALS脑脊液中也呈高表达，且具有较高特异性，但灵敏度有限，以27.9 ng/ml为阈值，其诊断特异度为96％，但灵敏度仅为59％。但是，Feneberg等新近研究发现，脑脊液中的TDP-43实际上来源于血，其与血之浓度比约为1：200，不论测定血还是脑脊液中的TDP-43，其实对诊断的意义微乎其微。
由于目前各种检测的敏感度和特异度仍有待进一步考证，且稳定性仍是一个重要的技术难题，因此，Lehnea等新近在欧洲6个ALS中心开展的研究中，对最常应用于ALS的几个脑脊液生化标志物进行了统一规范的评价，结果发现，只有磷酸化神经微丝重链在所有6个中心存在明显差异，因此建议该指标可作为向临床转化的ALS生化标志物。Wilson等报告，在ALS患者脑脊液中胱氨酸蛋白酶抑制剂C呈低表达，认为可将其作为判断疾病进展、评价患者生存期的指标，但对诊断并不具特异性。一项美国的多中心研究则以血浆中32项代谢产物作为候选标志物进行研究，发现低肌酐水平与ALS患者病情严重度评分显著相关。国内新近一项有关血脂的研究发现，甘油三酯水平较高患者的生存时间明显长于较低患者，提示可能是ALS预后的保护性指标。
三、电生理标志物
神经电生理是目前ALS诊断中重要的辅助检查手段。研究表明，胸锁乳突肌、斜方肌、腹直肌等特定肌肉的肌电图有助于提高ALS的诊断及鉴别诊断率；利用三叉神经-颈反射评价ALS上颈段及下部脑干功能，可提高本病的亚临床检出率。2008年世界神经病学联盟在ALS诊断的电生理标准中，直接提出肌电图异常在诊断下运动神经元损害方面与临床表现等同，并认为束颤电位与纤颤电位、正锐波均是肌肉失神经改变的重要表现，我们的研究也证实前者确可进一步提高ALS诊断的敏感度。此外，运动单位数目估计还可作为检测ALS病情变化的电生理标志物。总之，在ALS早期诊断及病情评估中，电生理检查是一个非常重要的生物标志物。
四、影像标志物
ALS的影像学研究主要分为结构影像和功能影像两部分。对于结构影像，常规MRI可观察到部分患者有皮质脊髓束异常信号，运动皮层内信号减低，脑叶萎缩。基于此发展出的皮层厚度和基于体素的形态测量学方法可定量分析ALS患者脑内结构变化，可发现ALS运动相关皮层、前额叶、顶枕叶区域均变薄，且左中央前回皮层厚度与疾病进展速度有关。弥散张量成像法通过部分各向异性值（FA）和平均扩散度（MD）追踪观察白质纤维束走行，显示纤维束中断、破坏等情况，从而帮助评估上运动神经元受损情况，系统回顾发现，与健康对照相比，ALS双额叶白质/扣带回、双内囊后肢FA值均降低，提示可能成为ALS特异的标志。在功能影像方面，功能磁共振成像（fMRI）基于血氧水平依赖技术，当大脑活动时脱氧血红蛋白减少，局部脑组织T2时间延长，从而获得激活脑区的数据及影像，被用于患者认知活动的观察。研究发现，ALS患者在视觉皮层、梭形脑回、右中央后回低频振幅显著下降，而左中央前回明显增加，提示前额区域的改变可能是ALS的特殊标志。通过静息态fMRI区域数据的一致性以及相关临床指标评估感觉运动区域的脑同步，被认为是ALS及其进展的潜在影像标志物。
Verstraete等新近比较了3T和7T MRI在ALS的不同，发现3TMRI锥体束部分各向异性较对照明显减低，磁化传递率却明显升高，这种不一致提示白质中游离水自旋增强；而7T MRI的定量T，成像及酰胺质子转移加权成像并未表现出额外的优势。
作为下运动神经元受损的一种无创影像检测方法，肌肉超声探测束颤近年受到重视。Tremolizzo等对额颞叶变性患者进行检测时发现这些临床完全没有ALS任何表现的患者，其肌肉超声的平均束颤值较对照组明显升高，其中30％已明确超出正常范围而提示存在下运动神经元受损，且这种改变与患者的病程进展速率相关。Prell等采用经颅脑干超声（TCS）检测ALS患者，发现近一半（48%）存在明确（>0.25cm2）中脑高回声结构，另有20％存在可能（<0.25cm2）中脑高回声结构，两者相加高达68％；TCS发现的异常与ALS患者性别、发病部位、病程、严重度评分、运动诱发电位及MRI高信号无关，虽然该现象的病理机制还不清楚，但因其具有临床易操作和可靠的可重复性，可作为一个重要的影像标志物用于今后的研究和应用中。
总之，随着ALS基础与临床研究的不断深入，针对本病早期诊断及病情评估与监测的生物标志物研究方兴未艾，特别是在基因、生化、电生理及影像学等方面进展迅速，这对于今后缩短临床诊断延迟及评估治疗和预后，均具有重要的临床意义。
参考文献（略）
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发表于 2016-12-5 00:16:18
发表于 2016-12-5 11:21:12
发表于 2016-12-6 09:31:53
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