脑白质髓鞘在发育过程中由于营养不良,缺乏这些必要的营养物质,就会造成脑白质髓鞘发育落后?
变态脑白质营养不良是脑白质营养不良最常见的类型。正是芳基硫酸酯酶A活性的缺乏导致脑硫脂在体内沉积,从而导致中枢神经系统,尤其是脑白质的广泛脱髓鞘。甲苯胺蓝染色可见颗粒状红黄色异染物质沉积于神经元、胶质细胞和巨噬细胞,散在于白质和周围神经。肝脏和肾脏都有外来染料沉积。这种疾病有三种类型:晚期婴儿型、青少年型和成人型。其中以婴儿晚期型最为常见,其病程分为三个阶段。第一个时期从1岁到2岁开始。在出生时和婴儿早期,儿童发育正常。后来逐渐失去维持姿势、站立、坐着甚至抬头的能力,运动量少,肌肉张力低。第二阶段,精神发育迟滞进一步恶化。对环境的反应明显降低,语言消失,尖叫,卧床不起,四肢伸直,肌张力增高(僵硬),面部肌肉运动少,面部表情僵硬,吞咽反射减弱,进食困难。第三阶段表现为外周反应少,频繁抽搐,严重的吸吮和吞咽障碍,最后完全痴呆。大多数在5岁前死于间歇性感染,脑电图显示明显异常。青少年发病于4 ~ 15岁,成人发病于16岁以后,病情进展缓慢,常伴有肢体感觉丧失,晚期出现精神和行为异常。这种病主要是对症治疗。采用从人尿中提取的芳基硫酸酯酶A进行治疗,取得了一定的疗效。因为这种病对孩子危害大,死亡率高,是一种遗传性疾病,所以在孕期要对有这种家族史的下一代羊水细胞进行芳基硫酸酯酶A活性测定,确诊后终止妊娠。
常见脑白质营养不良的诊断与治疗 (一)异染性脑白质营养不良(metachromatic leukodystrophy,MLD) MLD又称为脑硫脂沉积病(sulfatidosis),常染色体隐性遗传,是芳基硫酸脂酶A缺陷所致的髓鞘形成不良。由于编码溶酶体芳基硫酸脂酶A(arylsulfatase A,ASA)的基因MLD突变所引致,MLD位于22q13.33,其突变种类较多;大致可分为两组:I型突变的患者不能产生具有活力的ASA,其培养细胞中无ASA活性可测得;A型突变患者则可合成少量具有活力的ASA。患者的表型取决于其基因突变的种类:I型突变的纯合子或具2个不同I型突变者在临床上表现为晚期婴儿型;具有I型和A型突变各一者为青、少年型;而2个突变均为A型时,则呈现为成年型。少数本病患者,特别是青少年型的发病不是由于MLD突变所致,其ASA活力正常,这是由于患者缺少一种溶酶体蛋白,硫酸脑苷酯激活因子(SAP1)所造成的。这类患者亦称为"激活因子缺乏性异染性脑白质营养不良"。 按起病年龄及临床征象, MLD可分为晚婴型、幼年型和成年型3型。 晚婴型最多见,占全部病例的60%~70%,其发病率约为1/4万,初生时正常,85%发病前已能正常行走。多在2岁左右起病。早期步态异常,共济失调,斜视,肌张力低下,自主运动减少,腱反射引不出,神经传导速度减慢。后者是由于末梢神经受累之故。中期智力减退、反应减少、语言消失、病理反射阳性、不注视、瞳孔对光反应迟钝、可有视神经萎缩。晚期呈去大脑强直体位,偶有抽搐发作。有球麻痹征。病程持续进展,多在4~8岁间死于间发感染。 晚发型(青少年型和成人型)发病年龄自3~10岁至青春期、甚至成人期不等,临床表现不一。起病时也以进行性行走困难为主,伴有腱反射减退、神经传导速度降低等外周神经受累表现;发病年龄较晚的青少年或成年人常先有学习或工作成绩下降、行为异常、认知障碍等,然后才出现共济失调等动作异常和锥体束征。本型病程约为5~10年。 本病的确诊依据是ASA活力检测,但在少数有典型症状而ASA活力正常情况时,则应考虑激活因子缺乏性异染性脑白质营养不良的可能性。 本病患者在症状尚未出现以前可考虑进行骨髓移植,以延缓或终止病情发展;对神经系统已有广泛病变者尚无满意治疗方法。 (二)肾上腺脑白质营养不良 肾上腺脑白质营养不良在遗传方式上可分两种类型。一种是较多见的X连锁遗传(X-linked adrenoleukodystrophy,XLALD或简称ALD);另一种是常染色体隐性遗传,发生于新生儿,称为新生儿肾上腺脑白质营养不良(neonatal adrenoleukodystrophy,NALD)。 肾上腺脑白质营养不良的诊断依靠以下检查:①CT和MRI;②电生理检查,儿童ALD早期诱发电位和神经传导速度正常。成人AMN时神经传导速度减慢,脑干听觉诱发电位有异常;③脑脊液,ALD大多正常,可有蛋白和细胞数稍增高。NALD常见脑脊液蛋白增高;④血浆和皮肤成纤维细胞中VLCFA增高,特别是C26脂肪酸增高,C26/C22比值增加,有诊断意义;⑤在发生肾上腺皮质功能不全的阿狄森氏危象时,血中皮质醇减低,在不发生危象时, ACTH刺激试验也能发现肾上腺代偿储备减少。对于男性Addison病,即使未见神经系统症状,也应检测VLCFA,以免漏诊。 1.ALD 病理特点是中枢神经进行性脱髓鞘以及/或肾上腺皮质萎缩或发育不良;生化代谢特点是血浆中极长链脂肪酸异常增高;细胞中过氧化物酶体有结构的或酶活性缺陷,故属于过氧化物酶体病(peroxisomal diseases)。ALD临床分为六个类型(表2):1)儿童脑型;2)青春期脑型;3)成人脑型;4)肾上腺脊髓神经病型;5)Addison病型;6)无症状型。杂合子女性也可出现症状,约20%~30%可以发展成类似AMN综合征,但病情较轻,发病较晚,很少见肾上腺质皮质功能不全。在我科报告的29例中,22例儿童脑型、4例青春期脑型、1例肾上腺脊髓神经病型、1例Addison病型和1例无症状型。 激素替代治疗对ALD患者肾上腺素皮质功能不全有效,但不能改善神经系统症状。饮食治疗结合服用Lorenzo油,能使血浆中的C26:O水平降为正常。尽管生化改变令人鼓舞,但临床效果却不理想。骨髓或脐血干细胞移植主要适应于影像学异常明显而神经症候轻度的脑型患儿,可以重建酶活性,改善临床症状,能持久提高认知功能,改善脑磁共振和波谱分析异常程度。但骨髓移植本身有一定的病死率,且价格昂贵,供体困难,随着骨髓移植技术的提高和无症状ALD的早期检出,骨髓移植可望有很好的治疗前景。对症治疗也很重要,包括功能锻炼、调节肌张力和支持延髓功能,鼻饲喂养加强营养,止惊等。 2.NALD 病理改变严重,脑白质广泛脱髓鞘,灰质亦有轻度变性。可见含脂类的巨噬细胞浸润。肾上腺皮质萎缩,胞浆内有板层状包涵体。患儿肝细胞过氧化物酶体的数目和体积减少。肝大,胆道发育不良。新生儿期首发症状为肌张力减低,惊厥,发育迟缓。可有内疵赘皮、颜面中部发育不良、上睑下垂等。可有肝大。常见白内障碍、眼震、色素性视网膜病。多数病儿在1岁内可有一定程度的发育进步,但以后发育倒退,进行性痉挛性瘫痪,震颤,共济失调,听觉和视觉障碍。有的可见肾上腺皮质功能不全的症状。多在5岁以内死亡。脑脊液常见蛋白增高。诊断靠生化检查。血浆和成纤维细胞的VLCFA水平增高,血中植烷酸增高,六氢吡啶羧酸增多,缩醛磷酸(plasmalogen)减少。在临床上应与脑肝肾综合征(Zellweger病)相鉴别。后者也是常染色体隐性遗传的过氧化物酶体病,但病情更严重,颅面畸形明显,神经系统发育不良,有肝硬化,多发性微小肾囊肿,多在一岁以内死亡。 (三)球形细胞脑白质营养不良(globoid cell leukodystrophy) 球形细胞脑白质营养不良(globoid cell leukodystrophy)又名Krabbe氏病,是常染色体隐性遗传病,致病基因位于14q31。其基本代谢缺陷是半乳糖脑苷脂-β-半乳糖苷酶的缺乏,致使半乳糖脑苷脂蓄积于脑内。半乳糖脑苷脂是髓鞘的重要成分,由于酶的缺乏而髓鞘不能代谢更新,因而神经系统有广泛的脱髓鞘,脑白质出现大量含有沉积物的球形细胞。 本病的婴儿型较多见,3~6个月起病,开始有肌张力减低,易激惹,发育迟缓,对声、光、触等刺激敏感。以后肌张力增高,腱反射亢进,有病理反射。末梢神经受累时,则腱反射减低或消失。智力很快减退,常有癫痫发作。视神经萎缩、眼震、不规则发热也是本病特点。有时有脑积水。肝、脾不大。病程进展较快,最后呈去大脑强直状态,对外界反应完全消失,常在2岁以内因感染或球麻痹而死亡。晚发型多在2~5岁起病,主要表现为偏瘫、共济失调、视神经萎缩,以后出现痴呆、癫痫发作。多在3~8岁间死亡。 实验室检查可见脑脊液蛋白增高。电泳可见白蛋白和α2-球蛋白增高,β1-和γ-球蛋白减低。晚发型脑脊液多为正常或仅见轻度蛋白增多。神经影像学检查可见脑的对称性白质病变,晚期可见脑萎缩,脑室扩大。末梢神经传导速度在婴儿型均有明显延缓,在晚发型改变不明显。 本病确诊依据白细胞或皮肤成纤维细胞的酶活性测定。杂合子的酶活性在正常与患者之间。可进行产前诊断。 本病治疗无特异方法,主要是支持疗法和对症处理。溶酶体酶替代疗法和骨髓移植疗效尚未得到广泛认可,但已有成功病例。 (四)其他 1.Peizaeus-Merzbacher病(PMD) 是X连锁遗传的进行性髓鞘生成不良,可能与(含)蛋白脂类蛋白(proteolipid protein,PLP)的代谢异常有关,致病基因位于Xq22。病理改变主要是脑白质广泛髓鞘缺乏。以前将本病列入嗜苏丹脑白质营养不良范畴,现认为本病时脑白质很少有嗜苏丹物质。婴儿期起病,生后不久可有非节律的、飘动不定的眼震,发育落后。病程约数年至数十年,逐渐进展。可有小脑性共济失调,视神经萎缩,智力落后,不自主运动,痉挛性瘫,癫痫发作。脑脊液正常。本病亦有其他类型,有的在出生时即发病,很快恶化、死亡;有的为中间类型。诊断根据临床特点及家族史。无有效的治疗方法。 2.Canavan病 可能是常染色体隐性遗传,病理改变主要见于脑白质,充满含有液体的囊性空隙,似海绵状,故也称中枢神经海绵样变性。未见髓鞘的分解产物,故本病不是原发性脑白质营养不良。脑白质二己糖神经酰胺增多,末梢神经有轴突变性。血浆和尿中N-乙酰天冬氨酸增多。成纤维细胞有天冬氨酸酰基转移酶(aspartoacylase)缺乏,推测脑内也有该酶缺乏,故认为本病与以前报道的N-天冬氨酸尿症(N-aspartic aciduria)可能是同一病种。患儿初生时正常,生后2~4个月开始出现智力发育迟缓,肌张力低下,视神经萎缩。生后6个月开始有明显的进行性头围增大。以后出现癫痫发作,进行性肌张力增高,对声、光、触觉刺激可出现角弓反张。可有舞蹈手足徐动。脑脊液正常。多在5岁以内死亡。有些严重病例在初生时即有肌弛缓,吸吮和吞咽困难,于数周内死亡。也有的起病晚,在5岁以后,表现为进行性痴呆,视神经萎缩,小脑征,锥体束征。诊断根据进行性神经功能衰退,巨头,视神经萎缩,癫痫发作,可考虑本病。CT和MRI可见脑白质有囊样改变。生化检查可见尿中N-乙酰天冬氨酸增多。本病无有效治疗方法。 3.Alexander病 病因尚不明,无特效治疗。婴儿期起病,巨头,智力倒退,痉挛性瘫,癫痫发作。有的病例在儿童期或成年起病。CT检查可见白质弥漫性低密度,额部为著。MRI检查见额部为主的长T1、长T2异常信号,双侧病变弥漫,基本对称。 此外,线粒体病、氨基酸病、有机酸病等遗传代谢病均可伴有脑白质营养不良的病理-临床特点,一般同时具有相应疾病的显著特征。 参考资料: http://www.100nr.com/admin/view.asp?ArticleID=3487 检查要视具体病情确定项目,费用不明确。
脑白质营养不良在儿科学领域系一相对较陌生的临床问题,多数儿科医师对这一问题缺乏系统了解。笔者也常常被问及对此类疾患的诊断、治疗问题。带着这些问题和自己临床工作中的诸多疑问,作者查阅了相关文献,特别是我国著名小儿神经病学家左启华教授、吴希如教授新近的著作,结合自己肤浅的临床体会,不揣冒昧,录下拙文,供同道们参考。不当之处,还望大家批评。
脑白质营养不良(leukodystrophy)是指遗传因素所致的中枢神经系统正常髓鞘生长受累的疾病。包括多种遗传病所引起的脑白质髓鞘异常,例如:溶酶体病(异染性脑白质营养不良-MLD等),过氧化物体病(肾上腺脑白质营养不良-ALD等),线粒体病(脑神经肌胃肠病-MNGIE等),髓鞘蛋白编码基因缺陷(Pelizaeus-Merzbacher病),氨基酸、有机酸病(PKU、丙酸血症等),以及其他不明原因的脑白质病(Alexander病等)。随着MRI技术在小儿神经临床的应用越来越多,脑白质病变的诊断明显增多。其中有些属于已知遗传或生化机制的脑白质病,属脑白质营养不良范畴;有些则属于未知病因的脑白质病,其中部分是遗传病,也属于脑白质营养不良,其遗传及生化基础尚待探讨;而另一些则由于免疫、炎症、环境等非遗传性获得性因素所致,属于脑白质脱髓鞘病变。
近年由于医学分子生物的快速进展,一些既往较少认识的脑白质营养不良的基因已经定位克隆,其基因产物的性质已经明确。对这些疾病的临床生化诊断、产前诊断,携带者检出及遗传咨询等,在不少发达国家中均已可进行。临床相对常见的部分脑白质营养不良见表1。
神经病理研究证实该组疾病多数属于髓鞘形成障碍疾病(dysmyelinating disease)但其中肾上腺脑白质营养不良兼有脱髓鞘病(demyelinating disease)特点:Canavan病则为髓鞘破坏(myelinolytic)疾病,海棉样变不只累及白质,也累及灰质。
脑白质营养不良的临床表现以逐步进展为特点,早期症状往往易被忽视。原本正常的婴儿或儿童,可逐渐发生肌张力、姿势、运动、步态、语言、进食动作、视觉、记忆学习、行为思考能力等方面的改变。这些征候可逐渐加重,病情进展速度在小儿时期发病者较快。
诊断主要依据:1.临床特点;2.阳性家族史;3.特异性生化检查;4.神经影像学检查。一些发达国家对小儿脑白质营养不良的临床生化与病理形态学诊断途径分几个层次进行:1.一线生化检查有CSF、皮质醇 ACTH实验;2.一线形态学检查有外周淋巴细胞(或脑活体组织)中沉积物;3.二线生化检查有血浆中极长链脂肪酸(VLCFA),尿中硫脂,白细胞溶酶等;4.二线形态检查有皮肤、神经、肌肉或脑活体标本等;5.三线生化检查为分子遗传学方法。
二、常见脑白质营养不良的诊断与治疗
(一)异染性脑白质营养不良(metachromatic leukodystrophy,MLD)
MLD又称为脑硫脂沉积病(sulfatidosis),常染色体隐性遗传,是芳基硫酸脂酶A缺陷所致的髓鞘形成不良。由于编码溶酶体芳基硫酸脂酶A(arylsulfatase A,ASA)的基因MLD突变所引致,MLD位于22q13.33,其突变种类较多;大致可分为两组:I型突变的患者不能产生具有活力的ASA,其培养细胞中无ASA活性可测得;A型突变患者则可合成少量具有活力的ASA。患者的表型取决于其基因突变的种类:I型突变的纯合子或具2个不同I型突变者在临床上表现为晚期婴儿型;具有I型和A型突变各一者为青、少年型;而2个突变均为A型时,则呈现为成年型。少数本病患者,特别是青少年型的发病不是由于MLD突变所致,其ASA活力正常,这是由于患者缺少一种溶酶体蛋白,硫酸脑苷酯激活因子(SAP1)所造成的。这类患者亦称为"激活因子缺乏性异染性脑白质营养不良"。
按起病年龄及临床征象, MLD可分为晚婴型、幼年型和成年型3型。
晚婴型最多见,占全部病例的60%~70%,其发病率约为1/4万,初生时正常,85%发病前已能正常行走。多在2岁左右起病。早期步态异常,共济失调,斜视,肌张力低下,自主运动减少,腱反射引不出,神经传导速度减慢。后者是由于末梢神经受累之故。中期智力减退、反应减少、语言消失、病理反射阳性、不注视、瞳孔对光反应迟钝、可有视神经萎缩。晚期呈去大脑强直体位,偶有抽搐发作。有球麻痹征。病程持续进展,多在4~8岁间死于间发感染。
晚发型(青少年型和成人型)发病年龄自3~10岁至青春期、甚至成人期不等,临床表现不一。起病时也以进行性行走困难为主,伴有腱反射减退、神经传导速度降低等外周神经受累表现;发病年龄较晚的青少年或成年人常先有学习或工作成绩下降、行为异常、认知障碍等,然后才出现共济失调等动作异常和锥体束征。本型病程约为5~10年。
本病的确诊依据是ASA活力检测,但在少数有典型症状而ASA活力正常情况时,则应考虑激活因子缺乏性异染性脑白质营养不良的可能性。
本病患者在症状尚未出现以前可考虑进行骨髓移植,以延缓或终止病情发展;对神经系统已有广泛病变者尚无满意治疗方法。
(二)肾上腺脑白质营养不良
肾上腺脑白质营养不良在遗传方式上可分两种类型。一种是较多见的X连锁遗传(X-linked adrenoleukodystrophy,XLALD或简称ALD);另一种是常染色体隐性遗传,发生于新生儿,称为新生儿肾上腺脑白质营养不良(neonatal adrenoleukodystrophy,NALD)。
肾上腺脑白质营养不良的诊断依靠以下检查:①CT和MRI;②电生理检查,儿童ALD早期诱发电位和神经传导速度正常。成人AMN时神经传导速度减慢,脑干听觉诱发电位有异常;③脑脊液,ALD大多正常,可有蛋白和细胞数稍增高。NALD常见脑脊液蛋白增高;④血浆和皮肤成纤维细胞中VLCFA增高,特别是C26脂肪酸增高,C26/C22比值增加,有诊断意义;⑤在发生肾上腺皮质功能不全的阿狄森氏危象时,血中皮质醇减低,在不发生危象时, ACTH刺激试验也能发现肾上腺代偿储备减少。对于男性Addison病,即使未见神经系统症状,也应检测VLCFA,以免漏诊。
1.ALD 病理特点是中枢神经进行性脱髓鞘以及/或肾上腺皮质萎缩或发育不良;生化代谢特点是血浆中极长链脂肪酸异常增高;细胞中过氧化物酶体有结构的或酶活性缺陷,故属于过氧化物酶体病(peroxisomal diseases)。ALD临床分为六个类型(表2):1)儿童脑型;2)青春期脑型;3)成人脑型;4)肾上腺脊髓神经病型;5)Addison病型;6)无症状型。杂合子女性也可出现症状,约20%~30%可以发展成类似AMN综合征,但病情较轻,发病较晚,很少见肾上腺质皮质功能不全。在我科报告的29例中,22例儿童脑型、4例青春期脑型、1例肾上腺脊髓神经病型、1例Addison病型和1例无症状型。
激素替代治疗对ALD患者肾上腺素皮质功能不全有效,但不能改善神经系统症状。饮食治疗结合服用Lorenzo油,能使血浆中的C26:O水平降为正常。尽管生化改变令人鼓舞,但临床效果却不理想。骨髓或脐血干细胞移植主要适应于影像学异常明显而神经症候轻度的脑型患儿,可以重建酶活性,改善临床症状,能持久提高认知功能,改善脑磁共振和波谱分析异常程度。但骨髓移植本身有一定的病死率,且价格昂贵,供体困难,随着骨髓移植技术的提高和无症状ALD的早期检出,骨髓移植可望有很好的治疗前景。对症治疗也很重要,包括功能锻炼、调节肌张力和支持延髓功能,鼻饲喂养加强营养,止惊等。
2.NALD 病理改变严重,脑白质广泛脱髓鞘,灰质亦有轻度变性。可见含脂类的巨噬细胞浸润。肾上腺皮质萎缩,胞浆内有板层状包涵体。患儿肝细胞过氧化物酶体的数目和体积减少。肝大,胆道发育不良。新生儿期首发症状为肌张力减低,惊厥,发育迟缓。可有内疵赘皮、颜面中部发育不良、上睑下垂等。可有肝大。常见白内障碍、眼震、色素性视网膜病。多数病儿在1岁内可有一定程度的发育进步,但以后发育倒退,进行性痉挛性瘫痪,震颤,共济失调,听觉和视觉障碍。有的可见肾上腺皮质功能不全的症状。多在5岁以内死亡。脑脊液常见蛋白增高。诊断靠生化检查。血浆和成纤维细胞的VLCFA水平增高,血中植烷酸增高,六氢吡啶羧酸增多,缩醛磷酸(plasmalogen)减少。在临床上应与脑肝肾综合征(Zellweger病)相鉴别。后者也是常染色体隐性遗传的过氧化物酶体病,但病情更严重,颅面畸形明显,神经系统发育不良,有肝硬化,多发性微小肾囊肿,多在一岁以内死亡。
(三)球形细胞脑白质营养不良(globoid cell leukodystrophy)
球形细胞脑白质营养不良(globoid cell leukodystrophy)又名Krabbe氏病,是常染色体隐性遗传病,致病基因位于14q31。其基本代谢缺陷是半乳糖脑苷脂-β-半乳糖苷酶的缺乏,致使半乳糖脑苷脂蓄积于脑内。半乳糖脑苷脂是髓鞘的重要成分,由于酶的缺乏而髓鞘不能代谢更新,因而神经系统有广泛的脱髓鞘,脑白质出现大量含有沉积物的球形细胞。
本病的婴儿型较多见,3~6个月起病,开始有肌张力减低,易激惹,发育迟缓,对声、光、触等刺激敏感。以后肌张力增高,腱反射亢进,有病理反射。末梢神经受累时,则腱反射减低或消失。智力很快减退,常有癫痫发作。视神经萎缩、眼震、不规则发热也是本病特点。有时有脑积水。肝、脾不大。病程进展较快,最后呈去大脑强直状态,对外界反应完全消失,常在2岁以内因感染或球麻痹而死亡。晚发型多在2~5岁起病,主要表现为偏瘫、共济失调、视神经萎缩,以后出现痴呆、癫痫发作。多在3~8岁间死亡。
实验室检查可见脑脊液蛋白增高。电泳可见白蛋白和α2-球蛋白增高,β1-和γ-球蛋白减低。晚发型脑脊液多为正常或仅见轻度蛋白增多。神经影像学检查可见脑的对称性白质病变,晚期可见脑萎缩,脑室扩大。末梢神经传导速度在婴儿型均有明显延缓,在晚发型改变不明显。
本病确诊依据白细胞或皮肤成纤维细胞的酶活性测定。杂合子的酶活性在正常与患者之间。可进行产前诊断。
本病治疗无特异方法,主要是支持疗法和对症处理。溶酶体酶替代疗法和骨髓移植疗效尚未得到广泛认可,但已有成功病例。
(四)其他
1.Peizaeus-Merzbacher病(PMD) 是X连锁遗传的进行性髓鞘生成不良,可能与(含)蛋白脂类蛋白(proteolipid protein,PLP)的代谢异常有关,致病基因位于Xq22。病理改变主要是脑白质广泛髓鞘缺乏。以前将本病列入嗜苏丹脑白质营养不良范畴,现认为本病时脑白质很少有嗜苏丹物质。婴儿期起病,生后不久可有非节律的、飘动不定的眼震,发育落后。病程约数年至数十年,逐渐进展。可有小脑性共济失调,视神经萎缩,智力落后,不自主运动,痉挛性瘫,癫痫发作。脑脊液正常。本病亦有其他类型,有的在出生时即发病,很快恶化、死亡;有的为中间类型。诊断根据临床特点及家族史。无有效的治疗方法。
2.Canavan病 可能是常染色体隐性遗传,病理改变主要见于脑白质,充满含有液体的囊性空隙,似海绵状,故也称中枢神经海绵样变性。未见髓鞘的分解产物,故本病不是原发性脑白质营养不良。脑白质二己糖神经酰胺增多,末梢神经有轴突变性。血浆和尿中N-乙酰天冬氨酸增多。成纤维细胞有天冬氨酸酰基转移酶(aspartoacylase)缺乏,推测脑内也有该酶缺乏,故认为本病与以前报道的N-天冬氨酸尿症(N-aspartic aciduria)可能是同一病种。患儿初生时正常,生后2~4个月开始出现智力发育迟缓,肌张力低下,视神经萎缩。生后6个月开始有明显的进行性头围增大。以后出现癫痫发作,进行性肌张力增高,对声、光、触觉刺激可出现角弓反张。可有舞蹈手足徐动。脑脊液正常。多在5岁以内死亡。有些严重病例在初生时即有肌弛缓,吸吮和吞咽困难,于数周内死亡。也有的起病晚,在5岁以后,表现为进行性痴呆,视神经萎缩,小脑征,锥体束征。诊断根据进行性神经功能衰退,巨头,视神经萎缩,癫痫发作,可考虑本病。CT和MRI可见脑白质有囊样改变。生化检查可见尿中N-乙酰天冬氨酸增多。本病无有效治疗方法。
3.Alexander病 病因尚不明,无特效治疗。婴儿期起病,巨头,智力倒退,痉挛性瘫,癫痫发作。有的病例在儿童期或成年起病。CT检查可见白质弥漫性低密度,额部为著。MRI检查见额部为主的长T1、长T2异常信号,双侧病变弥漫,基本对称。
此外,线粒体病、氨基酸病、有机酸病等遗传代谢病均可伴有脑白质营养不良的病理-临床特点,一般同时具有相应疾病的显著特征。
血浆相当于结缔组织的细胞间质,为浅黄色半透明液体,其中除含有大量水分以外,还有无机盐、纤维蛋白原、白蛋白、球蛋白、酶、激素、各种营养物质、代谢产物等。这些物质无一定的形态,但具有重要的生理功能。 1L血浆中含有900~910g水(90%~91%)。65~85g蛋白质(6.5%~8.5% )和20g低分子物质(2%).低分子物质中有多种电解质和小分子有机化合物,如代谢产物和其他某些激素等。血浆中电解质含量与组织液基本相同。
(二)血细胞
在机体的生命过程中,血细胞不断地新陈代谢。红细胞的平均寿命约120天,颗粒白细胞和血小板的生存期限一般不超过10天。淋巴细胞的生存期长短不等,从几个小时直到几年。 血细胞及血小板的产生来自造血器官,红血细胞、有粒白血细胞及血小板由红骨髓产生,无粒白血细胞则由淋巴结和脾脏产生。 血细胞分为三类:红细胞、白细胞、血小板。 1、红细胞 红细胞(erythrocyte,red blood cell)直径7~8.5μm,呈双凹圆盘状,中央较薄(1.0μm),周缘较厚 血液
(2.0μm),故在血涂片标本中呈中央染色较浅、周缘较深(见彩图)。在扫描电镜下,可清楚地显示红细胞这种形态特点。红细胞的这种形态使它具有较大的表面积(约140μm2),从而能最大限度地适应其功能――携O2和部分CO2。新鲜单个红细胞为黄绿色,大量红细胞使血液呈猩红色,而且多个红细胞常叠连一起呈串钱状,称红细胞缗线。 红细胞有一定的弹性和可塑性,细胞通过毛细血管时可改变形状。红细胞正常形态的保持需ATP供给能量,由于红细胞缺乏线粒体,ATP只由无氧糖酵解产生;一旦缺乏ATP供能,则导致细胞膜结构改变,细胞的形态也随之由圆盘状变为棘球状。这种形态改变一般是可逆的。可随着ATP的供能状态的改善而恢复。 成熟红细胞无细胞核,也无细胞器,胞质内充满血红蛋白(hemoglobin,Hb)。血红蛋白是含铁的蛋白质,约占红细胞重量的33%。它具有结合与运输O2和CO2的功能,当血液流经肺时,肺内的O2分压高(102mmHg),CO2分压低(40mmHg),血红蛋白(氧分压40mmHg,二氧化碳分压46mmHg)即放出CO2而与O2结合;当血液流经其它器官的组织时,由于该处的CO2分压高(46mmHg)而O2分压低(40mmHg),于是红细胞即放出O2并结合CO2。由于血红蛋白具有这种性质,所以红细胞能供给全身组织和细胞所需的O2,带走所产生的部分CO2。 正常成人每微升血液中红细胞数的平均值,男性约400万~500万个,女性约350万~450万个。血液中血 血液中的红细胞
红蛋白含量,男性约 120~150g/L,女性约105~135g/L。全身所有红细胞表面积总计,相当于人体表面积的2000倍。红细胞的数目及血红蛋白的含量可有生理性改变,如婴儿高于成人,运动时多于安静状态,高原地区居民大都高于平原地区居民,红细胞的形态和数目的改变、以及血红蛋白的质和量的改变超出正常范围,则表现为病理现象。一般说,红细胞数少于300万/μ1为贫血,血红蛋白低于100g/L则为缺铁性贫血。此时常伴有红细胞的直径及形态的改变,如大红细胞贫血的红细胞平均直径>9μm,小红细胞贫血的红细胞平均直径<6μm。缺铁性贫血的红细胞,由于血红蛋白的含量明显降低,以致中央淡染区明显扩大。 红细胞的渗透压与血浆相等,使出入红细胞的水分维持平衡。当血浆渗透压降低时,过量水分进入细胞,细胞膨胀成球形,甚至破裂,血红蛋白逸出,称为溶血(hemolysis);溶血后残留的红细胞膜囊称为血影(ghost)。反之,若血浆的渗透压升高,可使红细胞内的水分析出过多,致使红细胞皱缩。凡能损害红细胞的因素,如脂溶剂、蛇毒、溶血性细菌等均能引起溶血。 红细胞的细胞膜,除具有一般细胞膜的共性外,还有其特殊性,例如红细胞膜上有ABO血型抗原。 外周血中除大量成熟红细胞以外,还有少量未完全成熟的红细胞,称为网织红细胞(reticulocyte)在成人约为红细胞总数的0.5%~1.5%,新生儿较多,可达3%~6%。网织红细胞的直径略大于成熟红细胞,在常规染色的血涂片中不能与成熟红细胞区分。用煌焦蓝作体外活体染色,可见网织红细胞的胞质内有染成蓝色的细网或颗粒,它是细胞内残留的核糖体。核糖体的存在,表明网织红细胞仍有一些合成血红蛋白的功能。红细胞完全成熟时,核糖体消失,血红蛋白的含量即不再增加。贫血病人如果造血功能良好,其血液中网织红细胞的百分比值增高。因此,网织红细胞的计数有一定临床意义,它是贫血等某些血液病的诊断、疗效判断和估计预指标之一。 红细胞的平均寿命约120天。衰老的红细胞虽无形态上的特殊樗,但其机能活动和理化性质都有变化,如酶活性降低,血红蛋白变性,细胞膜脆性增大,以及表面电荷改变等,因而细胞与氧结合的能力降低且容易破碎。衰老的红细胞多在脾、骨髓和肝等处被巨噬细胞吞噬,同时由红骨髓生成和释放同等数量红细胞进入外周血液,维持红细胞数的相对恒定。 2、白细胞 白细胞(leukocyte,white blood cell)为无色有核的球形细胞,体积比红细胞大,能作变形运动,具有防 血液的组成
御和免疫功能。成人白细胞的正常值为4000~10000个/μ1。男女无明显差别。婴幼儿稍高于成人。血液中白细胞的数值可受各种生理因素的影响,如劳动、运动、饮食及妇女月经期,均略有增多。在疾病状态下,白细胞总数及各种白细胞的百分比值皆可发生改变。 光镜下,根据白细胞胞质有无特殊颗粒,可将其分为有粒白细胞和无粒白细胞两类。有粒白细胞又根据颗粒的嗜色性,分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。无粒白细胞有单核细胞和淋巴细胞两种。 中性粒细胞:中性粒细胞(neutrophilic granulocyte,neutrophil)占白细胞总数的50%-70%,是白细胞中数量最多的一种。细胞呈球形,直径10-12μm,核染色质呈团块状。核的形态多样,有的呈腊肠状,称杆状核;有的呈分叶状,叶间有细丝相连,称分叶核。细胞核一般为2~5叶,正常人以2~3叶者居多。在某些疾病情况下,核1~2叶的细胞百分率增多,称为核左移;核4~5叶的细胞增多,称为核右移。一般说核分叶越多,表明细胞越近衰老,但这不是绝对的,在有些疾病情况下,新生的中性粒细胞也可出现细胞核为5叶或更多叶的。杆状核粒细胞则较幼稚,约占粒细胞总数的5%~10%,在机体受细菌严重感染时,其比例显著增高。 中性粒细胞的胞质染成粉红色,含有许多细小的淡紫色及淡红色颗粒,颗粒可分为嗜天青颗粒和特殊颗粒两种。嗜天青颗粒较少,呈紫色,约占颗粒总数的20%,光镜下着色略深,体积较大;电镜下呈圆形或椭圆形,直径0.6~0.7μm,电子密度较高,它是一种溶酶体,含有酸性磷酸酶和过氧化物酶等,能消化分解吞噬的异物。特殊颗粒数量多,淡红色,约占颗粒总数的80%,颗粒较小,直径0.3~0.4μm,呈哑铃形或椭圆形,内含碱性磷酸酶、吞噬素、溶菌酶等。吞噬素具有杀菌作用,溶菌酶能溶解细菌表面的糖蛋白。 中性粒细胞具有活跃的变形运动和吞噬功能。当机体某一部位受到细菌侵犯时,中性粒细胞对细菌产物及受感染组织释放的某些化学物质具有趋化性,能以变形运动穿出毛细血管,聚集到细菌侵犯部位,大量吞噬细菌,形成吞噬小体。吞噬小体先后与特殊颗粒及溶酶体融合,细菌即被各种水解酶、氧化酶、溶菌酶及其它具有杀菌作用的蛋白质、多肽等成分杀死并分解消化。由此可见,中性粒细胞在体内起着重要的防御作用。中性粒细胞吞噬细胞后,自身也常坏死,成为脓细胞。中性粒细胞在血液中停留约6~7小时,在组织中存活约1~3天。 嗜酸性粒细胞:嗜酸性粒细胞(eosinophilic granulocyte,eosinophil)占白细胞总数的0.5%-3%。细 临床用血
胞呈球形,直径10~15μm,核常为2叶,胞质内充满粗大(直径0.5~1.0μm)、均匀、略带折光性的嗜酸性颗粒,染成桔红色。电镜下,颗粒多呈椭圆形,有膜包被,内含颗粒状基质和方形或长方形晶体。颗粒含有酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、过氧化物酶和组胺酶等,因此它也是一种溶酶体。 嗜酸性粒细胞也能作变形运动,并具有趋化性。它能吞噬抗原抗体复合物,释放组胺酶灭活组胺,从而减弱过敏反应。嗜酸性粒细胞还能借助抗体与某些寄生虫表面结合,释放颗粒内物质,杀灭寄生虫。故而嗜酸性粒细胞具有抗过敏和抗寄生虫作用。在过敏性疾病或寄生虫病时,血液中嗜酸性粒细胞增多。它在血液中一般仅停留数小时,在组织中可存活8~12天。 嗜碱性粒细胞:嗜碱性粒细胞(basoophilic granulocyte,basophil)数量最少,占白细胞总数的0~15。细胞呈球形,直径10-12μm。胞核分叶或呈S形或不规则形,着色较浅。胞质内含有嗜碱性颗粒,大小不等,分布不均,染成蓝紫色,可覆盖在核上。颗粒具有异染性,甲苯胺蓝染色呈紫红色。电镜下,嗜碱性颗粒内充满细小微粒,呈均匀状或螺纹状分布。颗粒内含有肝素和组胺,可被快速释放;而白三烯则存在于细胞基质内,它的释放较前者缓慢。肝素具有抗凝血作用,,组胺和白三烯参与过敏反应。嗜碱性粒细胞在组织中可存活12-15天。 嗜碱性粒细胞与肥大细胞,在分布、胞核的形态,以及颗粒的大小与结构上,均有所不同。但两种细胞都含有肝素、组胺和白三烯等成分,故嗜碱性粒细胞的功能与肥大细胞相似,但两者的关系尚待研究。 单核细胞:单核细胞(monocyte)占白细胞总数的3%~8%。它是白细胞中体积最大的细胞。直径14~20μm,呈圆形或椭圆形。胞核形态多样,呈卵圆形、肾形、马蹄形或不规则形等。核常偏位,染色质颗粒细而松散,故着色较浅。胞质较多,呈弱嗜碱性,含有许多细小的嗜天青颗粒,使胞质染成深浅不匀的灰蓝色。颗粒内含有过氧化物酶、酸性磷酸酶、非特异性酯酶和溶菌酶,这些酶不仅与单核细胞的功能有关,而且可作为与淋巴细胞的鉴别点。电镜下,细胞表面有皱褶和微绒毛,胞质内有许多吞噬泡、线粒体和粗面内质网,颗粒具溶酶体样结构。 单核细胞具有活跃的变形运动、明显的趋化性和一定的吞噬功能。单核细胞是巨噬细胞的前身,它在血 血液透析图
流中停留1-5天后,穿出血管进入组织和体腔,分化为巨噬细胞。单核细胞和巨噬细胞都能消灭侵入机体的细菌,吞噬异物颗粒,消除体内衰老损伤的细胞,并参与免疫,但其功能不及巨噬细胞强。 淋巴细胞:淋巴细胞(lymphocyte)占白细胞总数的20%~30%,圆形或椭圆形,大小不等。直径6~8μm的为小淋巴细胞,9~12μm的为中淋巴细胞, 13~20μm的为大淋巴细胞。小淋巴细胞数量最多,细胞核圆形,一侧常有小凹陷,染色质致密呈块状,着色深,核占细胞的大部,胞质很少,在核周成一窄缘,嗜碱性,染成蔚蓝色,含少量嗜天青颗粒。中淋巴细胞和大淋巴细胞的核椭圆形,染色质较疏松,故着色较浅,胞质较多,胞质内也可见少量嗜天青颗粒。少数大、中淋巴细胞的核呈肾形,胞质内含有较多的大嗜天青颗粒,称为大颗粒淋巴细胞、电镜下,淋巴细胞的胞质内主要是大量的游离核糖体,其他细胞器均不发达。 以往曾认为,大、中、小淋巴细胞的分化程度不同,小淋巴细胞为终末细胞。但目前普遍认为,多数小淋巴细胞并非终末细胞。它在抗原刺激下可转变为幼稚的淋巴细胞,进而增殖分化。而且淋巴细胞也并非单一群体,根据它们的发生部位、表面特征、寿命长短和免疫功能的不同,至少可分为T细胞、B细胞、杀伤(K)细胞和自然杀伤(NK)细胞等四类。 血液中的T细胞约占淋巴细胞总数的75%,它参与细胞免疫,如排斥异移体移植物、抗肿瘤等,并具有免疫调节功能。B细胞约占血中淋巴细胞总数的10%~15%。B细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞,产生抗体,参与体液免疫(详见免疫系统)。 3、血小板 血小板(platelet)是哺乳动物血液中的有形成分之一。它有质膜,没有细胞核结构,一般呈圆形,体积小于红细胞和白细胞。血小板在长期内被看作是血液中的无功能的细胞碎片。直到1882年意大利医师J.B.比佐泽罗发现它们在血管损伤后的止血过程中起着重要作用,才首次提出血小板的命名。 血小板具有特定的形态结构和生化组成,在正常血液中有较恒定的数量(如人的血小板数为每立方毫米10~30万),在止血、伤口愈合、炎症反应、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理过程中有重要作用。 血小板只存在于哺乳动物血液中。低等脊椎动物圆口纲有纺锤细胞起凝血作用,鱼纲开始有特定的血栓细胞。两栖、爬行和鸟纲动物血液中都有血栓细胞,血栓细胞是有细胞核的梭形成椭圆形细胞,功能与血小板相似。无脊椎动物没有专一的血栓细胞,如软体动物的变形细胞兼有防御和创伤治愈作用。甲壳动物只有一种血细胞,兼有凝血作用。 血小板为圆盘形,直径1~4微米到7~8微米不等,且个体差异很大(5~12μm3)。血小板因能运动和变形,故用一般方法观察时表现为多形态。血小板结构复杂,简言之,由外向内为3层结构,即由外膜、单元膜及膜下微丝结构组成的外围为第1层;第2层为凝胶层,电镜下见到与周围平行的微丝及微管构造;第3层为微器官层,有线粒体、致密小体、残核等结构。 血细胞形态、数量、比例和血红蛋白含量的测定称为血像。患病时,血像常有显著变化,故检查血像对了解机体状况和诊断疾病十分重要。
但是,由于土壤酶在土壤中的来源繁多、存在状态多变、存在结构复杂,及人们对土壤酶认识的不够深入及现阶段的科学仪器和试剂的限制,使得人们对土壤胞内、胞外酶等组分的比例关系以及各组分对微生物生物量贡献等问题尚不十分明确。所得结果不尽一致,使微生物代谢活性(胞内酶活性)和这些胞外酶活性分离的实验迄今没有有效实现。
本论文拟通过模拟方法,采用多种方法尝试区分土壤胞内、胞外酶,对各部分酶的性质和关系进行了较为系统的研究,并借助动力学手段对酶进入土壤后的变化过程和机理进行了分析,结果表明:
1.灭菌后的土壤载体能降低芳基硫酸酯酶纯酶的酶促反应初速度,粘粒含量越高,其对纯酶的抑制作用越强。随着载体浓度的增加,Km值呈增大趋势,Vmax、Vmax/Km、k值呈降低趋势,载体对芳基硫酸酯酶的作用机理为混合抑制,即土壤对酶的吸附同时发生在酶的活性位点及非活性位点上。通过载体对芳基硫酸酯酶的酶促反应初速度及动力学参数可以推断出,四种类型土壤对酶吸附能力从强到弱顺序依次为:红壤>塿土>褐土>风沙土;粘粒含量的高低是影响酶促反应的主要因素。
2.甲苯对芳基硫酸酯酶纯酶具有明显的抑制作用,降幅最大达到45.5%;土壤载体对溶液中的纯酶有很强的吸附能力;1.0μL g-1甲苯即可完成对土壤中酶活性的激活作用,增幅达9%~198%;随甲苯浓度增加,土壤酶活性的变化幅度逐渐趋缓,其可用Langmuir模型较好地拟合,并由此获得了最大表观酶活性Umax,其与土壤性质等达到了显著相关;揭示出甲苯主要是通过杀死土壤中的微生物来影响土壤酶活性的;在供试土样中土壤芳香硫酸酯酶胞外酶和胞内酶平均分别占54.4%和45.6%。,高肥力土壤对酶较强的吸附能力使得其胞外酶含量均高于低肥力土壤。
3.氯仿熏蒸对芳基硫酸酯酶纯酶有较强的抑制作用,熏蒸12h时的抑制作用最强,氯仿熏蒸处理能显著增强土壤芳基硫酸酯酶活性,增幅为25%~454%。传统的熏蒸土壤24h的时间过长,由拟合方程计算出的理论最适熏蒸时间为16~17小时。由最大表观酶活性初步计算了土壤胞内、胞外芳基硫酸酯酶的比例关系,供试土样胞内酶含量要大于胞外酶含量。
4.诱导物质的加入显著增强了土壤微生物量碳及芳基硫酸酯酶活性,土壤酶活性的变化与土壤肥力和微生物数量密切相关。土壤诱导酶活性的增加是微生物活动引起的,因此土壤微生物对底物诱导的反应比土壤酶更敏感更直接,故土壤微生物量碳含量的增幅要大于土壤芳基硫酸酯酶活性。线性方程可较好表征土壤微生物量碳与芳基硫酸酯酶活性间的变化关系,并通过截距计算出土壤的胞内、胞外酶关系。土壤微生物也是土壤肥力的组成部分,因此用总酶活性来评价土壤肥力要比胞外或胞内酶活性更加准确。
5.芳基硫酸酯酶纯酶对微波有一定的耐受力,不考虑温度的影响时,当微波功率低于纯酶的耐受极限值时(240W),纯酶不受影响;当功率高于极限值时,随功率的增加纯酶活性逐渐降低。微波照射时间越长对土壤芳基硫酸酯酶活性的抑制作用越强,土壤温度的剧烈变化是微波照射后土壤酶活性降低的主要原因之一。根据计算得出酶活性降低50%所用微波照射时间(ET50)显示,肥力越高的土壤对微波照射越敏感。土壤芳基硫酸酯酶对微波有一个最敏感的照射功率,此时土壤酶活性的变幅最大,且这个敏感功率与纯酶的极限功率比较接近。分析表明粉粒含量越高的土壤对微波照射越敏感,揭示出土壤粉粒是吸收微波能量的主体。