维普资讯 http://www.cqvip.com 国外医学・物理医学与康复学分册２００２年第２２卷第３期 ・９７・ 肌萎缩侧索硬化的研究进展 李志军综述 胡晓睛审校廖维靖复校 摘要肌萎缩侧索硬化是选择性侵犯运动神经元的进行性神经系统变性疾病。目前对于其 发病机制有较多理论，但都并非结论性的，而且至今尚未发现可阻止其病情发展的有效治疗方 法。本文对肌萎缩侧索硬化的发病机制及治疗方法的研究进展作一综述。 关键词 肌萎缩侧索硬化发病机制治疗 肌萎缩侧索硬化（ａｍｙｏｔｒｏｐｈｉｃ ｌａｔｅｒａｌ 细胞比正常的神经元引起更强烈的ＥＡＡＴ２ ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ，ＡＬＳ）是慢性神经系统变性疾病。 免疫反应。ＥＡＡＴ２丢失导致细胞外谷氨酸 主要特征为选择性侵犯运动神经元，出现进 增加及神经元变性后的兴奋毒性。 行性加重的肌肉萎缩、肌无力及锥体束征。 ＥＡＡＴ２缺失源于异常的ｍＲＮＡ［２ Ｊ。在 ＡＬＳ是致命的，患者多于发病后１～５年死 ＡＬＳ神经元变性区域中，已发现了丰富的 亡。ＡＬＳ呈世界性分布：９５％为散发性ＡＬＳ ＥＡＡＴ２一ｍＲＮＡ（包括内含子及外显子区）， （ｓｐｏｒａｄｉｃ ＡＬＳ，ＳＡＬＳ），５％为家族遗传性 而在其他脑组织没有。但尚未在ＡＬＳ患者 ＡＬＳ（ｆａｍｉｌｉａｌ ＡＬＳ，ＦＡＬＳ）。目前对于ＡＬＳ 内含子矽 显子拼接区发现突变，因而众多 的发病机制有较多理论，但都并非结论性 异常的ＥＡＡ１ 一ｍＲＮＡ的存在提示：在ＲＮＡ 的，而且至今尚未发现可阻止其病情发展的 传递过程中有潜在性的缺陷［２１。据推测其 有效治疗方法。 机制可能为：①氧化损伤ＤＮＡ编码ｍＲ— １发病机制 ＮＡ；②损伤ＲＮＡ传递蛋白；③星形细胞 １．１谷氨酸的兴奋毒性谷氨酸是哺乳动 反应性异常转录ＥＡＡ］ｒ２。有学者研究认 物中枢神经系统的重要兴奋性神经递质之 为［２ｌ，异常的ｍＲＮＡ可翻译出无功能的突 一，中枢神经系统约有１／３的快速兴奋性突 变ＥＡＡＴ２蛋白（约７０％），突变ＥＡ） 蛋 触由谷氨酸介导。在特定的条件下，高浓度 白与野生型ＥＡＡ］ｒ２结合形成杂合体，然后 的谷氨酸可聚集于突触间隙引起兴奋毒性。 迅速降解，导致ＥＡＡＴ２浓度下降，活性降 １．１．１ 兴奋性氨基酸载体２（ｅｘｃｉｔａｔｏｒｙ 低。突变ＥＡＡＴ２蛋白干扰ＥＡＡ 活性的 ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｓ ２，ＥＡＡＴ２）异常星 具体机制尚不清楚。 形神经胶质细胞谷氨酸载体一ＥＡＡ 为一 １．１．２细胞内Ｃａ２ 超载细胞内Ｃａ２ 超载 高亲和性Ｎａ 依赖性谷氨酸载体，是使谷氨 将导致ＡＬＳ中运动神经元损伤【 ・５＿。 氨基一 酸失活的最主要的途径之一。在ＳＡＬＳ中， ３一羟基一５一甲基．４一异恶唑丙酸盐受体（ａ－ａｍｉｎｏ－ ６０％～７０％患者皮质运动区及脊髓中的 ３一ｈｙｄｒｏｘｙ－５一ｍｅｔｈｙｌ－４ ｉｓｏｘａｚｏｌｅ ｐｒｏｌ￣ｉｎｉｃ ａｃｉｄ ＥＡＡＴ２丢失约３０～９５％ ，２ Ｊ。这一点经 ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ，ＡＭＰＡ＿Ｒ）为敏感性谷氨酸受体， ＥＡＡＴ２免疫反应得到了证实，坏死的前角 在调节Ｃａ２ 通透性方面起关键作用。通过 ＡＭＰＡ—Ｒ增加Ｃａ２ 内流是选择性运动神经 作者地址：４３００３０武汉市华中科技大学同济医 元死亡的机制之一 。ＡＭＰＡ－Ｒ由ＧｌｕＲ１～４ 学院附属同济医院神经内科 亚单位组成，其中ＧｌｕＲ２为功能区，使 维普资讯 http://www.cqvip.com ・９８・ 国外医学・物理医学与康复学分册２００２年第２２卷第３期 不易通透。研究表明［４，５］，当正常成人运动 １．２．１ 过氧亚硝酸根（ｐｅｒｏｘｙｎｉｔｒｉｔｅ， 神经元低表达或不表达ＧｌｕＲ２蛋白。即表达 。ＯＮＯＯ）ｕ’７ Ｊ —ＯＮ（９０由ＳＯＤ１与ＮＯ非催 Ｃａ 通透性 ６Ｌ￣ Ａ—Ｒ时，将允许谷氨酸调节 化形成。 ＯＮＯＯ与突变ＳＯＤ１活性基点 细胞的功能，从而引起运动神经元选择性易 Ｃｕ”反应形成硝离子（ＳＯＩ）－Ｃｕ（）＿・Ｎ０２ ）。 罹患。近来Ｌａｓｌｏｐ等 对此提出疑问，他们 用以氧化硝化关键蛋白质（生长因子或神经 发现在各运动神经元中ＧｌｕＲ２表达相似，从 微丝亚单位）中的酪氨酸残基［ ， ，同时释放 而推测ＧｌｕＲ２低表达并非导致运动神经元 自由铜，后者可致细胞膜损伤。通过与蛋白 变性的因素。 相关性硝化酪氨酸及羟基（・ＯＨ）比较发现， 细胞内Ｃａ２ 超载主要通过调节钙离子 在疾病的早期发生及发展中，自由硝化酪氨 钙调蛋白神经氧化氮合酶（ｎｅｕｒａｌ ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅ 酸水平持续升高，显示自由硝化酪氨酸是 ｓｙｎｔｈａｓｅ，ｎＮＯＳ）活性来调节细胞功能 Ｊ。 ＡＬＳ中ＳＯＤ１的异常特性之一 ８。 星形神经胶质细胞中，ｎＮＯＳ作用被上调， １．２．２羟自由基（ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｒａｄｉｃａｌ，・ＯＨ）【１，７ Ｊ 高浓度的一氧化氮（ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅ，ＮＯ）不但直 正常情况下，还原型ＳＯＤ１在氧化过程中还 接导致邻近神经元线粒体呼吸链损伤，并且 原・０２一，生成Ｈ２Ｏ，减少自由基产生。突变 还参与氧化反应，氧化包括神经微丝（ｎｅｕｒｏ— 的ＳＯＤ１参与氧化反应后生成・ＯＨ。・ＯＨ对 ｆｉｌａｍｅｎｔ，ＮＦ）、ＧｌｕＲ２在内的蛋白；氧化的 细胞膜中的多聚不饱和脂肪酸进行氧化，导 Ｇｌｕ 导致谷氨酸增加，从而产生恶性循 致脂质过氧化自由基（ＬＯＣ＞）水平增高，进 环，最终出现神经元变性。钙相关蛋白钙结 而氧化细胞膜蛋白并增加细胞器膜的通透 合蛋白Ｄ２８Ｋ与微白蛋白水平下降也与ＡＬＳ 性，致使外钙内流，细胞内钙离子超载，从 有关 Ｊ。在７５％ＡＬＳ中，ＡＬＳ－ＩｇＧ与 而引起细胞的损伤。 Ｃａ２ 一电压通道相关。这些ＩｇＧ具有细胞毒 １．２．３ 氧化损伤理论 氧化压力过重是 性，增加神经元细胞膜脂质双层中Ｎ型／Ｐ ＡＬＳ病理机制之一 ＇Ｉ 。通过检测８一羟基一 型Ｃａ２ 一电压通道，导致细胞器内 浓度 ２一脱氧鸟苷酸（８－ｈｙｄｒｏｘｙ一２一ｄｅｏｘｙｇｕａｎｏｓｉｎｅ， 改变。其机制也可能与钙结合蛋白Ｄ２８Ｋ及 ８＿（）ＨＤＧ）一ＤＮＡ损伤的标志之一，可证实 微白蛋白有关，强调了自身免疫机制在外钙 氧化的存在【ｍ Ｊ。在ＡＩＮ的早期及亚临床 内流中的作用。 期，８－ＯＨＤＧ在转基因鼠脊髓前角细胞中进 １．２超氧化物歧化酶１（ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ ｄｉｓｍｕ— 展性聚集，而在非转基因鼠中未检测到８一Ｏ． ｔ＆ｓｅｌ，ＳＯＤ１）突变毒性１９９３年Ｒｏｓｅｎ等发 ＨＤＧ的存在；在临床期，８－ＯＨＤＧ所致的免 现一部分ＦＡＩＮ与Ｓ０Ｄ１突变有关。以往认 疫反应分布于转基因鼠整个脊髓前角中。也 为由于基因突变患者红细胞中ＳＯＤ１浓度下 有其它结论显示，在极早期，线粒体ＤＮＡ 降，活性降低，不能充分处理过氧化物而导 氧化损伤已存在，并参与随后的神经元变性 致细胞损伤。现在则倾向于ＡＩＮ与ＳＯＤ１ 之中。早期线粒体损伤可能为：①通道开 突变所致的氧化神经毒性有关 １ Ｊ，推测可能 放使自由基内流；②线粒体能量代谢障碍。 机制为：①ＳＯＤ１对底物的高亲和性产生高 而且这一氧化损伤过程为自我加强、级联放 浓度的毒性反应产物；②突变ＳＯＤ１酶结构 大的过程，一旦氧化损伤之门开启，氧化反 上不完善及不稳定引起氧化反应过重，加速 应将持续进行下去［ 。Ｋｏｎｇ等【¨Ｊ研究证 异常催化；③ＳＯＤ１蛋白聚集损伤运动神经 实，表达突变ＳＯＤ１Ｇ９３Ａ的转基因鼠在 元，从而延伸了单纯的“抗氧化酶丢失”的理 ＡＩＮ的发病早期，即可检测到神经元内线粒 论。 体坏死、肿胀、空泡变性，但很少有神经元死 维普资讯 http://www.cqvip.com 国外医学・物理医学与康复学分册２００２年第２２卷第３期 ・９９・ 亡；直至疾病终末阶段，才有大量神经元死 基因鼠的神经元胞浆、轴索及包涵物中均可 亡，提示ＳＯＤ１毒性是由线粒体损伤所介 见蛋白聚集，由此推断蛋白聚集来源于 导。氧化压力过重的另一特征为高尔基体断 ＡＬＳ。疾病发生时蛋白聚集开始，在某些 裂－９．。目前表达有ＳＯＤ１的２５种转基因鼠 ＡＬＳ病例中为最初的病理学征象；在疾病的 中，有１４～１７种显示同一高尔基体断裂、轴 进展过程中蛋白聚集迅速增加，聚集可能为 索肿胀及Ｌｅｗｙ小体形成，但并不与胞浆内 免疫反应所致。ＡＬＳ中蛋白聚集有两种类 线粒体变性相关，表现出高尔基体断裂的独 型：其一，包涵体及核周体因免疫反应集中 立特性。 （如ＩＦｓ），通过传统组织学染色可检出；其 １．３ ＮＦ亚单位的异常聚集 ＮＦＳ由ＮＦ— 二，复杂的核周体浓染，通过配对比较表达 Ｌ、ＮＦ－Ｍ、ＮＦ—Ｈ亚单位多聚组成，形成最丰 突变株ＳＯＤ１转基因鼠与未表达ＳＯＤ１鼠或 富的细胞骨架，并在维系轴索直径方面起决 野生株Ｓ０Ｄ１鼠发现，其聚集的时间，浓度 定性作用。在ＡＬＳ中，选择性运动神经元 及染色浓淡与野生株Ｓ０Ｄ１无关。通过免疫 变性多累及大直径轴索［１２ Ｊ，运动神经元或 组检测发现，这些聚集物当中，主要成分为 邻近轴索中ＮＦ异常聚集为运动神经元变性 ＳＯＤ１［１・１ ２ｌ。 的标志之一…１。以往认为，运动神经元中 蛋白聚集或蛋白结构异常折叠是基因突 ＮＦ含量的多寡及轴索直径大小是选择性变 变的特征之一。其毒性可能来源于【 ．１ Ｊ：① 性的因素。目前Ｍｉｎｈ等【１３ Ｊ的研究质疑该 异常蛋白聚集介导的目前尚不知的化学反 理论，他们将大轴索选择性受累的原因解释 应；②体内重要成分丢失。 为：由于ＮＦｓ在大轴索中最为丰富，很可能 １．５其它 重金属毒性，病毒感染，环境 成为氧化损伤的目标。离体实验已显示ＮＦ— 因素均可能与ＡＬＳ相关【７ｌ。Ｐａｒ一４基因等可 Ｌ为氧化硝化的目标，硝化的ＮＦ—Ｌ影响ＮＦ 通过抗凋亡因子的活性表达诱导细胞凋亡及 的组合及诱发有害的ＮＦ聚集。同时，ＮＦ—Ｌ 神经元变性－１ 。 可与Ｚｎ２ 结合形成螯合物，与ＳＯＤ１竞争性 ２治疗 结合锌点。在ＮＦ—Ｌ缺乏的转基因鼠中， ２．１抗兴奋毒性治疗 力如太（ｒｉｌｕｚｏｌｅ）是 ＮＦ－Ｌ下降引起核周ＮＦ—Ｈ，ＮＦ．Ｍ蛋白增 第一个获美国ＦＤＡ和欧盟批准用于治疗 加，ＮＦ蛋白与Ⅲ型中间纤维丝（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ＡＬＳ的药物。研究显示，它能延缓ＡＬＳ的 ｆｉｌａｍｅｎｔｓ，ＩＦｓ）相互作用，形成有毒的包涵 进展，并改善患者生存状态，平均延长生存 体，聚集于轴索局部，产生毒性反应。而且 时间约１８个月【 ・７ｌ。力如太对ＡＬＳ的作用 一系列转基因实验显示：ＮＦ．Ｈ，ＮＦ—Ｌ基因 方式不明，其主要药理学性质是抑制中枢神 突变与ＡＬＳ相关…１，其机制可能为干扰轴 经系统的谷氨酸能神经传导。力如太的抗谷 索离子通道正常运转，导致轴索内外离子失 氨酸性质涉及数个突触前和突触后过程：通 衡。有研究【 ．１ ３．通过转基因手段分离ＮＦ—Ｌ 过突触前抑制谷氨酸释放和突触后干扰兴奋 基因，可使疾病的发生、发展减缓２０％；而 性氨基酸的效能，其还可以通过使电压依赖 过度表达ＮＦ—Ｈ基因鼠的核周出现ＮＦ保护 性钠通道及和第二信使相关的鸟嘌呤核苷酸 性聚集，这为以后相关治疗提供了研究方 环化酶失活而起作用。这是第一个成功延长 向。 ＡＬＳ患者生命的抗兴奋毒性药物，也是目前 １．４蛋白异常聚集对不同的神经元变性 唯一通过美国食品与药品管理局认定确实对 疾病的研究发现：变性的细胞内有蛋白聚集 ＡＬＳ有效的药物。ＡＭＰＡ－Ｒ抑制剂的临床 的现象。同时，在表达突变ＳＯＤ１的ＡＬＳ转 前期研究已得到良好评价。其它谷氨酸抑制 维普资讯 http://www.cqvip.com ・１００・ 国外医学・物理医学与康复学分册２００２年第２２卷第３期 剂如右甲喃、拉莫三嗪等疗效不佳。抗惊厥 口饲肌酸酐可产生剂量依赖性运动行为和延 药物加巴喷丁（Ｇａｂａｐｅｎｔｉｎ）作用与力如太类 长存活时间［ 。骨髓干细胞或神经干细胞 似［７＿。 移植是目前研究的热点，很可能成为未来治 ２．２抗氧化治疗维生素Ｅ是一主要防护 疗 ６ 的有效方法。 脂质过氧化反应的抗氧化剂，可用于延迟临 床症状的发生、发展，但不能延长其生存时 参考文献 间 Ｊ。维生素Ｅ和脂质过氧化自由基反应， １ Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ ＷＮ，ｅｔ ａ１．Ｎｅｕｒｏｎ，１９９０；２４：５１５～ 生成可被谷胱甘酞清除的脂质过氧化物，从 ５２０． 而缓解氧化压力。乙酰半胱氨酸也是一种自 ２ Ｃｈｉｅｎ・Ｌｉａｎｇ ＧＬ，ｅｔ ａ１．Ｎｅｕｒｏｎ，１９９８；２０：５８９～ ６０２． 由基清除剂，是细胞内主要的抗氧离子系统 ３ Ｌａｓｌｏ Ｐ，ｅｔ ａ１．Ｅｘｐ Ｎｅｕｒｏｌ，２００１；１６９（２）：４６１～ 谷胱甘酞的直接和间接的前体，有研究已初 ４７１． 步证实治疗一年后脊髓首发症状者死亡率下 ４ Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＴＬ，ｅｔ ａ１．Ａｎｎ Ｎｅｕｒｏｌ，１９９７；４２（２）： 降。 ２００－－２０７． ２．３基因治疗 Ｂｃ１．２为抑制细胞凋亡基因 ５ Ｔａｋｕｍａ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ａｎｎ Ｎｅｕｒｏｌ，１９９９；４６（６）：８０６ ～中的一种。其家族性基因被广泛用于减缓细 ８１５． 胞死亡，通过转基因手段增加凋亡抑制物表 ６ ＭＲｒｉａ ＶＣ。ｅｔ ａ１．Ｊｏｕｒ Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００１；２１： ＲＣ１４８：１～５． 达，可延缓运动神经元变性的发生，延长生 ７ Ｇｕｒｎｅｙ Ｍ匮，ｅｔ ａ１．Ａｎｎ Ｎｅｕｒｏｌ，１９９６；３９（２）：１４７ 存时间３Ｏ～３５ ｄ；还可减少运动神经元变性 ～１５６． 的数量，但不能改变疾病的病程 Ｊ。 ８ Ｂｒｕｉｊｎ ＬＩ．ｅｔ ａ１．Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ ＳＣｉ ＵＳＡ，１９９７； ２．４神经保护性治疗 神经营养因子治疗 ９４（１４）：７ ６Ｏ７～７ ６儿． 是一种不考虑病因及发病机制的保护性治 ９ Ｓｔｉｅｂｅｒ Ａ。ｅｔ ａ１．Ｊ Ｎｅｕｒｃ￣，２０００；１７３（１）：６３～ ７２． 疗。对患有ＡＬＳ模型鼠进行研究发现，睫 １Ｏ Ｗａ ｔａ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｂｒａｉｎ Ｒｅｓ Ｍｏｌ Ｂｒａｉｎ Ｒｅｓ，２００１； 状神经营养因子、胰岛素样生长因子、脑源性 ８９（１－－２）：１４７～１５２． 神经营养因子以及类神经营养因子 儿Ｋｏｎｇ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｊ Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，１９９８；１８（９）：３ ２４１～ ＳＲ５７７４６Ａ等神经营养因子可促进运动神经 ３ ２５０． 元的存活，延缓运动神经元变性的进展。但 １２ Ｂｒｕｉｊｎ ＬＩ，ｅｔ ａ１．Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９８；２８１：１ ８５１～ 对人类ＡＬＳ治疗试验尚在进行中【 Ｊ。 １ ８５４． １３ Ｍｉｎｈ ＤＮ．ｅｔ ａ１．Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ，２０００； ２．５免疫治疗 尽管自身免疫的证据逐年 ９７（２２）：１２ ３０６－－１２ ３１１． 增多，但免疫治疗效果尚不肯定。临床大剂 １４ Ｍａｔｔｓｏｎ Ｍ ．ｅｔ ａ１．Ｊ Ｍｏｌ Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，１９９９；１３ 量环磷酰胺治疗并未改变ＡＬＳ的病程，意 （１－－２）：１７～３Ｏ． 味着在阻止ＡＬＳ进展中抑制Ｔ细胞非依赖 １５ Ａｐｆｅｌ ＳＣ．Ｃｌｉｎ Ｃｈｅｍ Ｌａｂ Ｍｅｄ，２００１；３９（４）：３５１ ——性Ｂ细胞反应并无益处。 ３５５． １６ Ｋｌｉｖｅｎｙｉ Ｐ。ｅｔ ａ１．Ｎａｔ Ｍｅｄ，１９９９；５：３４７－－３５０． ２．６其它 肌酸酐是治疗ＡＬＳ的新方法。 （收稿时间：２００１．儿一０５；修回时间：２００２—０１．０４） 最近在对Ｇ９３Ａ转基因大鼠进行研究显示， 欢迎订阅 欢迎投稿
