Leber遗传性视神经病变
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Leber遗传性视神经病变的发病机制及诊治研究进展朱梦倩,袁均,李欣,张勇十堰市太和医院湖北医药学院附属太和医院眼科,湖北十堰442000摘要:Leber遗传性视神经病变(LHON)是最常见的线粒体DNA突变疾病之一,常见于母系遗传,其引起的双侧无痛性视力丧失是青壮年致盲的重要原因之一。
线粒体DNA突变是LHON发病的根本原因,其中最主要的能够独立致病的三种原发性突变位点分别为还原型辅酶I(NADHI)亚单位4的m.11778G>A、NADHI亚单位1的m.3460G>A 及NADHI亚单位6的m.14484T>C。
LHON的诊断主要依靠基因测序,但在临床诊疗中,由于医师对疾病认知不足和基因检测技术应用限制,容易发生误诊而延误治疗。
LHON尚无特效的治疗方法和预防措施,一旦发病,绝大部分患者预后差。
现有的治疗方案均处于临床试验中,有效性及安全性有待远期大样本循证证据支持。
未来也需要更多的动物实验及大样本的临床研究来建立研究模型、明确发病机制及制定标准化治疗方案,从而使患者最大程度受益。
关键词:Leber遗传性视神经病变;线粒体DNA突变;还原型辅酶I亚单位;视力丧失doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2023.20.023中图分类号:R774.6 文献标志码:A 文章编号:1002-266X(2023)20-0091-04Leber遗传性视神经病变(LHON)是一种罕见的母系遗传性疾病,它是由线粒体DNA(mtDNA)突变而导致视盘黄斑束纤维退行性病变,使双眼同时或相继发生急性或亚急性无痛性视力下降,可伴中心视野缺失及色觉障碍。
LHON以青少年男性多发[1],全世界发病率在1/526 000 ~ 1/31 000[2]。
我国人口基数较大,LHON患者也较多,全国估计发病率在1/100 000左右[3]。
LHON是目前世界上最常见的青壮年致盲的主要原因之一,尚无特效的治疗手段和预防措施,一旦发病只有极少数患者能够得到改善,大部分患者最终走向失明的结局,严重影响生活质量。
Leber遗传性视神经病变一、诊疗规范(一)概述Leber遗传性视神经病变(Leber hereditary optic neuropathy,LHON)是一种由线粒体DN A突变所引起的母系遗传性视神经萎缩。
好发于青年男性。
主要临床表现为双眼先后发生的无痛性视力突然急剧下降,疾病早期视盘充血、毛细血管扩张,进展至后期视神经萎缩。
(二)病因和流行病学LHON是线粒体DNA突变所导致的疾病,位于线粒体基因组上的第11778.第14484和第3460位点为该病的3个原发位点,90%以上的LHON病人中能够发现G11778A、G3460A、T14484C三个突变中的一个,尤以G11778A最多,占50%~80%。
上述突变可影响线粒体呼吸链复合体Ⅰ的正常功能,导致线粒体ATP合成减少及活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生增多,引起神经节细胞的凋亡。
除上述原发位点,至今已发现50多个线粒体DNA上的继发突变位点,与疾病的外显率、病情严重程度等相关。
除线粒体DNA突变外,核基因突变、环境因素和线粒体单倍型均可能参与疾病的发生发展。
LHON是最常见的线粒体病,东北英格兰地区的患病率为1/27000,而在一个以欧洲人群为基础的荟萃分析中,该病的患病率为1/45000。
在我国邢台地区的一项以医院为基础的流行病学研究中,粗略估计邢台地区LHON患病率下限为1.092/100000。
该病存在外显不全的特点,线粒体基因突变携带者可能不发病。
LHON男女患者比例大致为5:1,发病年龄通常为15~3 5岁。
(三)临床表现主要症状为双眼先后发生的无痛性视力突然急剧下降,双眼发作间隔一般为数周到数月。
眼底检查在疾病早期表现为视盘充血水肿、视盘旁毛细血管迂曲扩张,疾病后期视盘水肿和毛细血管扩张消退,最终视盘颞侧或全部呈萎缩性改变。
多数LHON病人只存在眼部表现,少数可合并全身其他系统症状如智力障碍、癫痫、听力障碍、肌张力障碍等。
Leber遗传性视神经病变
概述:
概述:Leber遗传性视神经病变(Leber′s hereditary optic neuropathy,LHON)属母系遗传(maternal inheritance)或称线粒体遗传,由线粒体DNA11778、14484或3460等位点突变引起。
它是遗传性视神经病变的常见类型,由德国学者Leber于1871年首先报道。
主要为男性发病,但未见可直接遗传其后代者。
女性为遗传基因携带和传递者而本身发病较少。
母亲将其线粒体DNA传递给子女,但只有女儿能将此线粒体DNA传递给下一代。
此病发病机制一般认为是由于线粒体DNA点突变导致NADH脱氢酶活性降低,使线粒体产能下降,因而对需要能量多的视神经组织损害最大,久之导致视神经细胞退行性变,直至萎缩。
Leber遗传性视神经病变的病因一直未能阐明,遗传方式长期有争议。
既往多认为属伴性隐性遗传,因为该病的传递方式不符合孟德尔遗传规律。
由于在受精时精子只有头部进入卵细胞,而细胞质不进入卵细胞;亦有人认为与精子进入卵子时其线粒体退化有关,所以父亲体内的线粒体不能进入受精卵而传给下一代,线粒体基因病表现为母系遗传,母亲有病子女可能得病,父亲患病与否与子女无关。
至今尚未发现男性患者可将此病传递给后代,均是通过女性垂直传递的,提示本病是与母系遗传有关的细胞质遗传,但一直未找到有力的证据。
直到1988年Wallace等到首先发现该病是由于线粒体脱氧核糖核酸(mt DNA)第11778核苷酸发生突变引起的,即鸟嘌呤(G)→腺嘌呤(A),此突变使呼吸链上NADH脱氢酶亚单位4中(ND4)基因编码的第340位氨基酸由精氨酸变为组氨酸。
虽然它们均为碱性氨基酸,但这一位置的精氨酸是高度保守的。
由于突变可能降低电子流动效率影响酶的活性,从而减少视神经细胞ATP的产生,细胞功能逐渐丧失,从而导致患者视力受损。
该位点突变已被国外学者所证实。
该病为人类首先证实为线粒体DNA(mtDNA)缺损的一种遗传病。
线粒体DNA突变引起的疾病,称线粒体病。
然而,单一的mtDNA遗传模式不能解释LHOH 患者男性占优势,外显率逐渐减少,女性患者发病年龄较晚和视神经受累等。
流行病学:
流行病学:发病多在20岁左右,少数可发生于10岁以下或30岁以上,最小可在5岁,最大可在70岁。
根据我们的经验国人发病有偏低的趋势,15岁以下约占1/4。
根据文献统计,男性与女性患者之比为5∶1~9∶1,西方患病率男与女比为3∶1或9∶1,我国男女之比为57%∶43%即约为6∶4,与日本国相近似,显示黄种人女性发病有增多现象。
LHON在北欧及东方亚洲人群发病率高。
两眼同时或先后发病,可间隔数天或数年,也可延长1年双眼受累,单眼发病罕见,多呈急性、亚急性发作,其后呈慢性逐渐发展。
病因:
病因:目前线粒体DNA的位点突变被认为是LHON的特异性病征,国外已报道25个位点突变,一般公认原发突变位点有11778(G→A)占40%,3460(G→A)占6%~25%和14484(T→C)占10%~15%3个,可单独致病,未在正常人群中发现。
1991年Huoponen等首先在N41基因发现3460位点突变,次年1992年John等发现14484位点突变。
我国LHON11778位点突变占66%,但罕见。
现认为位点突变与LHON密切相关,亦有少数4146及14459位点突变被认为是与LHON相关的主要致病性突变。
发病机制:
发病机制:LHON继发位点近年来有增多的趋势,已达22个,虽然它们在LHON患者中发生率比对照组中高,但在对照家系中也存在,一般认为可能为多态性,母亲发现有异质性,且单独存在时不患病。
有人认为继发位点不能改变该病的表现,但也有人认为可增强表型表达的可能性,可起媒介作用或有低危险性。
临床表现:
临床表现:该病遗传共性为母系遗传和倾向于男性发病,临床上一般可分临床前期、急性期和亚急性期、慢性萎缩期。
其特征呈无痛性视神经病变,急性期视力可急剧下降至仅见指数。
视力虽不同程度减退,大多数(占98%)在0.1左右,很少有全盲者。
自发视力恢复可存在,特别是见于儿童期发病,更与不同位点突变有关。
视盘充血,盘周有毛细血管扩张及神经纤维肿胀,视网膜动静脉不同程度迂曲扩张。
视野异常可有各种类型,以中心暗点和旁中心暗点最多见。
色觉障碍常见为后天获得性,病情好转,色觉障碍也随之好转,常以红绿色盲多见。
对家系中未发病者,如检查发现色觉障碍,视力虽无变化也应随访。
LHON早期是视网膜受累,其后继发视神经病变,称为视神经网膜病(neuroretinopathy)。
VEP检查有助于了解视功能的状况,对亚临床或隐匿性病例更有特殊诊断价值。
1.显性遗传性视神经萎缩(dominant optic atrophy) 较为少见,是一种视神经的生活力缺失(abiotrophy)。
多发生于10岁以前,多数在4~6岁开始发生双眼中等程度的视力障碍,大约40%的病人视力在0.3以上,仅15%视力损害较重,低于0.1以下。
据统计未见有视力降至手动及光觉者。
外眼及眼前节正常。
眼底表现为视盘颞侧轻微苍白,少数视力障碍严重者,可伴有眼球震颤。
视野检查可查见中心、旁中心或哑铃型暗点。
白色周围视野正常,但因病人有蓝色盲,因此蓝色周围视野反较红色视野为小。
利用图形及闪光VEP检查,可查出病人的VEP振幅较低,峰潜时延长。
2.隐性遗传性视神经萎缩(recessive optic atrophy) 更为罕见,多在出生后或3~4岁以前发病,因此又称为先天性隐性遗传性视神经萎缩。
半数以上的病人父母有血缘关系。
病人视力多有严重损害或完全失明,并有眼球震颤。
如果能查视野,可见视野缩小及旁中心暗点。
眼底表现视神经全部萎缩、凹陷和视网膜血管变细。
因此,有时易与毯层视网膜变性相混淆,但ERG可作鉴别:本病ERG正常,而毯层视网膜变性者ERG熄灭。
LHON家系成员可表现有其他的神经异常,如外周神经病变、头痛、偏头痛、智力障碍、震颤、癫痫、耳聋、脊髓后柱受累、小脑性共济失调、运动失调、肌张力障碍、膀胱无力征等,其他尚可见心脏传导障碍,多发生在11778位点突变;3460位点突变者易患预激综合征。
在LHON家系中可见有类似多发性硬化的脱髓鞘疾病。
临床上有报道在发生视神经病变的同时可见与多发性硬化(MS)相符的症状和体征。
这些患者的脑脊液及磁共振成像检查可发现多发性硬化的典型表现,人群调查中未显示在多发性硬化患者中mtDNA突变发生率有所增加,看来该两病之间并不一定有联系,但可合并发生。
MS患者如合并LHON位点突变,其视神经炎的预后会更差。
尚可见有些合并严重神经系统异常的LHON,被称为Leber综合征。
如视神经病变尚有运动失调、痉挛、精神障碍、骨骼肌异常、急性婴儿脑病发作。
有人认为该病原发于视网膜血管的改变而称为“毛细血管扩张性微血管病变”,此种微血管病变在发病前即可出现,因此对该病家族成员应仔细地追踪检查眼底。
Smith认为早期可有视盘周围毛细血管扩张性微动脉血管改变,视盘周围视网膜神经纤维层肿胀和视盘无渗漏三联征。
慢性期则逐渐视盘色淡甚至苍白。
并发症:
并发症:多发展为视神经萎缩,也可见急性球后视神经炎。
实验室检查:
实验室检查:
1. PCR-SSCP分析是检测mtDNA 片段序列变化或突变的一种简单而灵敏的基因突变的筛选方法,并有不少改良的方法。
对病史已明确的LHON进行mtDNA分子遗传学检测较易获得阳性结果,MaeⅢ识别终点的产生提高了诊断精确度,可避免假阳性或假阴性。
2.脑脊液免疫球蛋白及细胞学检查。
其他辅助检查:
其他辅助检查:
1.眼底荧光血管造影(FFA) 在急性期视盘呈强荧光,血管高度扩张,视盘黄斑束毛细血管充盈、延缓缺损等,FFA检查可早期发现有发病可能的患者及携带者,因此可用于遗传咨询,对无症状而有轻微血管改变者,有可能在数年后发病。
2.脑诱发电位(EPS)以及头颅CT,MRI检查部分病例可发现与多发性硬化相符的情况。
3.视网膜电图(ERG)检查可用于鉴别诊断。
诊断:
诊断:主要根据病史、临床表现以及mtDNA实验室检查结果判定诊断。
鉴别诊断:
鉴别诊断:目前暂无相关资料
治疗:
治疗:本病至今尚无有效的治疗方法。
因为有些病人在病程中视力可以自然恢复,所以对任何治疗效果的评价均应慎重。
目前此病被作为基因治疗的重点研究对象之一。
为减少对视神经的毒性损害,应告诫患者戒烟和戒酒。
虽然临床有使用神经营养药物治疗,但并无肯定的疗效。
日本目前对于急性期病例使用血管扩张剂艾地苯醌(idebenone)联合维生素B2、维生素C、泛癸利酮(辅酶Q10)和前列腺素类的降眼压药异丙乌诺前列酮(Isopropyl unoprostone),旨在缩短视力恢复的时间。
预后:
预后:有些Leber遗传性视神经病变病人,在视力减退数月甚至数年以后,视力可以部分甚至全部恢复。
这种视力部分或全部恢复的病例,据统计可分别为29%及12%。
视力一旦有所恢复,通常很少会再减退。
预防:
预防:戒烟、戒酒或许有效,对女性患者如已证实为女性携带者,应进行产前检查,以利优生。