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甘露糖苷貯積症

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甘露糖苷貯積症(mannosidosis)是一種因α-甘露糖苷酶缺乏所引起的全身性疾病。臨床特徵類似Hurler綜合征,無黏多糖尿,但組織中含甘露糖的成分增加。


1 甘露糖苷貯積症 -流行病學

最早由Ockerman報告,到1980年,已報告20多例。 本病多見於嬰幼兒及少年。目前沒有其他相關內容描述。

2 甘露糖苷貯積症 -病因

遺傳基因缺陷病人體內酸性型α-甘露糖苷酶缺陷是本病的主要病因。

3 甘露糖苷貯積症 -發病機制

本病基本的生化異常是酸性型α-甘露糖苷酶缺陷。該基因定位在19p13.2~q12。正常時這種酶水解低聚糖(oligosaccharide)α-鍵連接的甘露糖苷。因為本病酸性型α-甘露糖苷酶缺陷故糖蛋白不能分解富有甘露糖的低聚糖即沉積於組織內主要在腦內,且隨尿排出腦內神經元腫脹,呈氣球樣,其中的沉積物質就是含甘露糖的糖蛋白。

病理:在大腦皮質、腦幹和脊髓內出現普遍性神經元腫脹,呈氣球樣變在冷凍切片上包涵體物質PAS染色呈陽性。三叉神經和椎旁交感神經節也含有同樣的包涵體。此外尚有神經細胞瀰漫喪失,白質內發生脫髓鞘性變和膠質變性等。小腦萎縮,其組織學改變為廣泛性,蒲肯野細胞和顆粒細胞喪失肝臟活組織檢查顯示有細胞質包涵體,其大小為1~9µm不等電子顯微鏡檢查神經包涵體顯示有單層膜包繞的空泡,其內有電子透明細顆粒物質,有時尚有細的纖維物質。電子顯微鏡檢查肝細胞包涵體可見有周圍包以膜的空泡其內含有網狀顆粒物質電子不透光小球(electron-opaque globules)膜碎片和髓磷脂。在庫普弗細胞、肝竇上皮細胞、脾淋巴細胞、淋巴結、周圍血細胞黏膜下結締組織細胞和骨髓中,均可見有包涵體

4 甘露糖苷貯積症 -臨床表現

按起病年齡,可將甘露糖苷貯積症病情嚴重且在嬰兒期發病者稱為Ⅰ型或嬰兒型;病情輕且在少年發病者稱為Ⅱ型或少年型前者出生時多發育正常,1歲左右可出現進行性面容醜陋,巨舌扁鼻,大耳,牙縫寬,頭大,手足大,四肢肌張力低下並運動遲鈍,但其程度不及Hurler綜合征。胸骨隆凸胸腰駝背,顱蓋骨增厚,角膜一般清晰但也有的患者出現晶體渾濁,初生時部分患者就有耳聾或有語言障礙,智力低下。Ⅱ型多於2歲后發病,體格與精神運動發育正常,2歲后開始進行性大腦發育遲緩,頻繁的呼吸道感染,面容醜陋,眉粗厚,門齒間距增寬,凸頜,前髮際低有輕度雙側耳聾(多為感覺性)。部分病人可有全血減少。

併發症:

本病可併發大腦發育遲緩部分病人可併發全血減少。

5 甘露糖苷貯積症 -診斷

根據臨床癥狀、X線表現、反覆感染、智力低下、運動遲鈍、肝及其他組織活檢顯示酸性型α-甘露糖苷酶缺乏和尿中無過多黏多糖排出等,即可診斷本病。

鑒別診斷:

在鑒別診斷方面需注意與其他幾種黏脂貯積症相鑒別。

6 甘露糖苷貯積症 -檢查

實驗室檢查:

周圍血象中的中性粒細胞、淋巴細胞及骨髓細胞內可見有空泡肝組織和其他組織活檢生化分析顯示甘露糖苷增加及酸性型α-甘露糖苷酶缺乏。尿中含甘露糖的寡糖。

其它輔助檢查:

X線檢查:X線表現為輕度多發性骨發育不全腰椎椎體發育不全,呈鳥嘴狀髂骨翼輕度外翻,髖外翻畸形肋骨增寬。長骨的骨骺、骨幹掌骨和指骨增粗顱骨穹窿部及顱底硬化,有的病例可出現嚴重脊柱側彎和駝背。

7 甘露糖苷貯積症 -治療

無特殊療法,必要時可手術矯正骨骼畸形和用抗生素控制感染。

8 甘露糖苷貯積症 -預后預防

甘露糖苷貯積症甘露糖苷貯積症

預后:

預后較差,多在4~5歲死於感染。部分病例可存活到學齡期甚至成人。

預防:

1.一級預防 遺傳病的預防,除了從整個人群的角度做好流行病學調查、攜帶者檢出、進行人群遺傳監護和環境監護、開展婚姻和生育指導、努力降低人群中遺傳病發生率、提高人口素質之外,針對個體必須採取有效的預防措施,避免遺傳病後代的出生(即實行優生)和遺傳變異的發生,採取通常的措施包括:婚前檢查遺傳諮詢產前檢查和遺傳病的早期治療

(1)婚前檢查:婚前檢查(即婚姻保健),它是保證男女雙方婚後生活幸福、後代健康的重要環節。婚前檢查的重點是:①遺傳病方面的調查,包括詳細詢問男女雙方及其家庭成員的健康狀況,既往病史及醫治情況,尤其是有無先天畸形,遺傳病史和近親婚配史。必要時應進行家系調查、血型檢查、染色體檢查或基因診斷以檢出攜帶者;②全面的體格檢查主要是對急性傳染病,結核病,或嚴重的心、肝、腎疾病,泌尿道慢性炎症等可嚴重威脅個人或配偶健康的疾病以及女方的嚴重貧血、糖尿病等可對胎兒造成影響的疾病的檢出,並動員經治癒后才可結婚;③對男女生殖器官的檢查,檢出性器官畸形兩性畸形等疾患以便及早採取措施。

(2)遺傳諮詢:遺傳諮詢(genetic counselling)是由臨床醫生和遺傳學上作肯定解答,遺傳病患者及其親屬提出的有關遺傳性疾病的病因、遺傳方式、診斷、治療及預后等問題,估計患者的子女再患某病的概率,並提出建議及指導,以供患者及其親屬參考。遺傳諮詢的意義在於:①減輕患者身體和精神上的痛苦,減輕患者及其親屬的心理壓力幫助他們正確對待遺傳病、了解發病概率,採取正確的預防、治療措施;②降低人群遺傳病的發生率,降低有害基因的頻率,及減少傳遞機會。

2.遺傳病治療中總的原則是禁其所忌,去其所余補其所缺,調節代謝平衡防止癥狀的出現。

(1)糾正代謝紊亂:這是目前治療遺傳性代謝病的最主要方法隨著對遺傳性代謝病發病機制和中間過程的認識不斷深化,此法的適用範圍也日益擴大。

①飲食控制(禁其所忌):當代謝異常造成機體某些必需物質缺乏時通過飲食加以補充;而當代謝物質發生貯積時,則限制此代謝物或其前身物質的攝入,來維持平衡。苯酮尿症患者低苯丙氨酸飲食就是很好的範例。另外,還可通過限制對特定物質的吸收來減少攝入如苯酮尿症患者服用苯丙氨酸氨基水解酶膠囊,可以將食物中的苯丙氨酸轉化為轉苯丙烯酸,而被消除

②減少底物(去其所余):因代謝產生有害物質而引起疾病時,可以通過降低有害底物和減少其前身物質及代謝衍生物的濃度,去除或減少其毒性作用來控制或改善疾病的癥狀。主要方法有:A.螯合或促進排泄;B.血漿置換法和親和結合法;C.改變代謝途徑;D.外科旁路手術;E.代謝抑制

③產物替代(補其所缺):當重要的酶促反應產物不足而致病時,可直接補充相應的必需的終產物。如給垂體性侏儒患者以生長激素,給血友病患者以抗血友病蛋白(凝血因子),給遺傳性免疫缺陷病人以相應的免疫球蛋白

(2)糾正酶活性異常:

①輔酶的補充:有些遺傳病,酶活性異常可能累及:

A.一種特異性輔酶或維生素的結合部位

B.有活性的輔酶轉運或生物合成過程,導致異常。許多輔酶是全酶正常活性所必需的所以補充輔酶成分也是誘導酶活性增加的一種有效方法它可以使全酶在細胞內降解速度減慢,提高酶的半衰期,還可降低酶促反應的米氏常數(Km),目前已用此方法治療25種以上的遺傳病。如用鈷胺素(B12)治療多種貧血和甲基丙二酸尿症等。

②酶誘導或反饋抑制:對酶缺陷水平的另一種療法是用藥物來提高殘餘酶活性以改善代謝水平。例如苯巴比妥和有關藥物能明顯刺激滑面內質網的生成,並能加速內質網中特異性酶合成,包括肝UDP葡萄糖醛酸轉移酶,為用苯巴比妥治療Gibert綜合征和Crigler-Najjar綜合征提供了理論基礎。

反饋抑制作用是許多代謝調節中的重要形式針對因某種酶缺陷引起的底物或其前體堆積,可以通過其他旁路代謝的反饋抑制作用來提高酶活性減少堆積的底物,反饋抑制已作為治療急性卟啉症的一種方法。

③同種移植:通過向遺傳病個體植入同種含正常基因的細胞,組織或器官以期在受體內產生相應的有活性的酶及其他基因產物,達到治療目的。移植物在受體內可能通過兩種機制發揮作用:

A.產生活性酶在原位代謝除去原來的貯積底物。

B.釋放活性酶輔酶或免疫活性因子入血分佈到全身其他組織中發揮作用至今已進行過此類同種移植的組織器官有:腎、肝、腎上腺、骨髓、胸腺、脾、胰等,有的已取得明顯療效。

④酶替代療法:直接給酶缺陷患者提供相應的正常的酶。隨著酶學技術和細胞工程、基因工程技術的發展,已經可以提供足量的高純度的酶製劑。這種酶製劑必須具有半衰期長、抗原性低導向性好等特性。為此常採用的方法是:

A.採用微囊脂質體、紅細胞影泡等載體來包裝酶製劑,以減小免疫原性,延長半衰期。

B.應用受體介導分子識別法來提高導向性。

C.對一些溶酶體貯積病,因其沉積物可以彌散入血,並保持動態平衡,則可用「平衡-去除」法來治療

(3)基因治療:基因治療是指運用基因轉移技術直接將遺傳物質導入生殖細胞或體細胞以起到對遺傳病及其他疾病的治療作用的新型治療方法。對遺傳病進行基因治療可望從根本上糾正遺傳病的表型異常。

①基因治療的基本策略:近10餘年來,基因治療研究蒸蒸日上,提出了許多新思路、新設想,目前主要的策略有:

A.基因的原位修正(correction)和原位替代(replacement),這一策略的目的就是要將突變的基因在原位修復而不影響其周圍其他基因的結構和功能。其中原位修正針對基因的點突變或小範圍變異,擬通過特定方法對其定點修復。而原位替代,就想把有較大範圍變異的基因去除而換之以正常的基因。這一策略是最理想最直接的對遺傳變異進行根治的方法,目前研究很多的哺乳動物細胞內定點整合(同源重組),給這種策略提供了理論和實驗依據,但至今未能真正用於人體試驗。

B.基因增強(gene augmentation或gene complementation)在不改變缺陷基因本身的前提下,將外源有功能的基因轉移到疾病細胞或個體基因組內使其表達以補償有病基因失去的功能。此策略是目前研究最多,也是最成熟的方法。

C.將反義基因或其他對抗異常基因表達產物的基因導入細胞內,起到抑制作用,或稱基因抑制療法(gene inhibition therapy)或細胞內免疫(intercellular immunity)。

②基因治療的技術要點在基因治療的諸多策略中研究最多、最成熟並應用於臨床試驗的是基因增強的策略整個研究過程通常包括臨床前研究和臨床研究(表1)。

A.疾病的選擇:目前基因治療首選的是單基因缺陷性疾病選擇的基本條件常包括:

a.遺傳基礎比較明確,目的基因能在體外克隆。

b.基因表達不需精細調節而且經常開放,產物生理水平不高者更佳。

c.具有一定發病率危害較大,尚缺乏其他有效治療措施者。

中國是開展基因治療研究較早的國家之一,復旦大學薛京倫等就是根據這些條件,選擇血友病作為研究對象,已取得了很好的結果達到了世界先進水平當然這些條件是限於現有的研究水平才提出的。

B.靶細胞的選擇:基因治療的靶細胞可分為兩大類:生殖細胞和體細胞。由此引出了生殖細胞基因治療和體細胞基因治療的分類。如果能對生殖細胞或早期胚胎細胞進行基因修復或替換使基因缺陷得到校正,使遺傳病不但能在當代得到治療,還能將新基因傳給下一代,也為人群減少一個有害基因,是理想的遺傳病根治手段。但是,由於現代生物技術、理論的限制,以及生殖細胞基因操作涉及人類社會的倫理、道德和法律等多種因素,在相當長的一段時間內只能進行動物試驗。1985年美國政府就已規定,把基因治療的人體試驗限制在體細胞。已經被用於作為靶細胞的有:造血幹細胞、肝細胞、成纖維細胞、內皮細胞、淋巴細胞等。

C.基因轉移的載體和轉移方法:構建合適的轉移並表達的載體和選擇高效的基因轉移方法是基因治療的關鍵,常用的載體有:逆病毒載體、質粒載體和腺病毒載體,腺相關病毒載體,另外還有脂質體載體常用的基因轉移方法有四大類型:

a.化學法:主要是磷酸鈣沉澱法。

b.物理法:常用電導和顯微注射法。

c.膜融合法:以脂質體包裹法較好。

d.病毒法:主要指反轉錄病毒和腺病毒介導的基因轉移。

③基因治療的前景:基因治療概念的提出已有幾十年的歷史,只到了近十年隨著現代分子生物學技術(特別是DNA重組技術)的發展這一概念才得到有力的理論基礎和技術方法的支持,並得以付諸實施。1990年兩名腺苷脫氨酶(ADA)缺陷引起嚴重免疫缺陷的患者接受基因治療獲得成功,這標誌著基因治療的研究進入了一個新的階段。從此世界各國的生物醫學家在各國政府部門及社會各種力量的大力支持下全面展開了基因治療的研究。由原來針對單一的遺傳病發展到腫瘤、傳染病等多種疾病,提出了基因調控療法基因抑制療法等新概念、新途徑。到1994年上半年,已有100多個臨床試驗方案獲准實施,有的已取得很好的效果。當然,基因治療發展的歷史還不長,要廣泛應用於臨床還需大量的研究探索尤其是以下幾方面的問題:

A.對更多遺傳病的分子基礎及基因表達調控機制更深入的了解,這是基因治療的基礎

B.構建更有效和安全地表達並轉移的載體。

C.更簡便有效的基因轉移方法的建立。

D.定點整合、原位修復系統等技術的完善。

E.更多更接近實際的動物模型(尤其是轉基因動物模型)的建立,這是基因治療臨床前試驗的必由之路。

F.體細胞基因治療、生殖細胞基因治療等的倫理學及相關的科技管理立法等方面的探討。

G.還需充分考慮基因治療可能存在的危害性,如插入突變導致的嚴重後果缺陷病毒載體經重組后恢復感染性的危害及外源基因轉入體內的其他潛在危害等。總之,我們認為基因治療作為一種惟一從基因缺陷本身入手,可望徹底治療遺傳病新型治療途徑有非常吸引人的前途,但仍需從基礎理論、技術方法及倫理道德等多方面進行深入廣泛的研究探索才能適應現代醫學模式,被人們所接受,真正成為人類防病治病的有效手段。

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