Introduction

X连锁肾上腺脑白质营养不良(ALD)是一种罕见的疾病,由ABCD 1基因突变引起,该基因编码一种名为ALDP的过氧化物酶体膜蛋白,该蛋白在极长链脂肪酸(VLCFA)的代谢中起作用VLCFA肾上腺皮质细胞、少突胶质细胞和星形胶质细胞有毒。另外,VLCFAs诱导的少突胶质细胞氧化应激和/或抗氧化防御功能障碍可能是ALD中髓鞘和轴突损伤的主要因素。

ALD的表型是异质性的,包括儿童脑型ALDCCALD)、青少年脑型ALDadoCALD)、成人脑型ALDACALD)、肾上腺脊髓神经病(AMN)、女性ALD、单纯Addison型和无症状型。

ALD是进展速度最快和破坏性最强的表型,AMN肾上腺脊髓神经病)是缓慢进展和成人中最常见形式。

ALD的诊断基于临床表现、神经影像学、血浆VLCFAs浓度和ABCD 1基因分析。分析的三个参数是C260的浓度、C240/C220的比率和C260/C220的比率。在男性中,ALD的明确诊断可以通过血浆中VLCFA水平升高来实现;然而,正常的血浆VLCFA水平并不排除ALD的杂合性。

早期诊断和定期随访对ALD患者非常重要,因为早期发现脑ALD有助于提出异基因造血干细胞移植,这是可以阻止脑脱髓鞘进展的有效治疗干预措施。此外,新兴的基因治疗正在进行中,在神经炎症之前识别早期脑ALD对于ALD患者的预后至关重要。

本研究的目的是描述中国患者ALD的典型和非典型临床和神经影像学特征。认识该病的广泛性将有助于早期诊断和干预,以改善ALD预后

Materialsand methods

Participants

纳入北京协和医院神经内科脑白质病门诊患者41例。他们都被诊断为X连锁肾上腺脑白质营养不良。

Phenotype classification and description-表型分类描述

根据表型和发病年龄将患者分类,包括CCALD儿童脑型ALD)、adoCALD青少年脑型ALD)、ACALD成人脑型ALD)、AMN肾上腺脊髓神经病)和女性ALD。临床描述和神经影像学表现总结见表1视力损害是CCALD最常见的首发症状,而ACALD多以认知损害为首发症状。脑ALD的典型影像学表现为枕叶和/或额叶对称性“蝴蝶翅膀”样白色病变。病变分层:内层为陈旧性病变,外层为活动性病变,DWIGd造影呈高信号(图1)。未发现单纯Addison病,4例以Addison病为首发症状的患者分别发展为典型的CCALDadoCALDACALDAMN

1A-D 7岁,CCALD,视觉和听觉障碍3个月,MRI显示枕部典型的“蝴蝶翅膀”样病变,DWI高信号,外层Gd造影剂。E-H 15岁,adoCALD,认知障碍2年,MRI显示典型的额叶“蝴蝶翅膀”样病变,DWI高信号,外层有Gd对比度。I-L 30岁,ACALD,认知障碍1年,MRI显示枕部典型的“蝴蝶翅膀”样病变,DWI高信号,外层Gd增强。(AEI-T1; BFJ-T2; CGK-Gd对比; DHL-DWI

Typical and atypical AMN phenotype-典型和非典型AMN表型

AMN(肾上腺脊髓神经病)是ALD的主要表型,不仅在成人,而且在儿童期也有发生。典型的AMN表现为痉挛性截瘫,伴或不伴排尿功能障碍,下肢感觉障碍。神经影像学显示锥体束高信号和脊髓萎缩6例患者经电生理检查证实有周围神经病变。4例患者表现为脑AMN,其中1例患者在AMN 1年后进展为认知障碍和脑病变。其余患者MRI表现为痉挛性截瘫伴脑损害。大脑AMN的神经影像学表现不典型,半卵圆中心对称或不对称受累。2例表现为AMN和共济失调,表现为双侧锥体束和小脑病变,称为脊髓小脑型ALD。同样在AMN患者中,MRI显示胼胝体压部不连续(图2)。

2 A-C 44岁,AMN病史1年后大脑受累,认知功能障碍,MRI显示双侧半卵圆中心和小脑病变

D-E36岁,大脑AMN,痉挛性截瘫8年,MRI显示双侧半卵圆中心病变

F-H34岁,AMN +共济失调,脊髓小脑变异,MRI显示脊髓萎缩,锥体束和小脑双侧病变。I-J 33岁,AMNMRI显示脊髓萎缩和胼胝体压部不连续。(ABCDEFHFLAIR; GJ-T1

X连锁肾上腺脑白质营养不良(ALD)的典型和非典型表型及神经影像学研究

Atypical cerebral ALD neuroimaging-非典型脑ALD神经影像

队列中有几种非典型脑ALD表型。1例认知功能下降的CCALD患者和7岁以上的Addison病患者有不对称的额叶白色病变。胼胝体及双侧内囊强化(图3A-C)。名从3岁开始患有认知能力下降和神经精神症状CCALD儿童显示对称内囊病变,无典型变化(图3D-E)。在一例具有典型双侧枕叶病变的adoCALD患者中也发现了严重的胼胝体压部不连续(图3F-H)。在ACALD患者的白色病变中发现点状钙化,这在ALD中是罕见的(图3 I-L)。

A-C 7岁,CCALD,认知功能障碍4年,MRI显示不对称额叶病变和内囊受累。D-E 9岁,CCALD、认知和神经精神症状6年,MRI仅显示双侧内囊病变。F-H 14岁,adoCALD,认知和视力障碍1年,MRI显示对称性双侧枕叶病变和胼胝体压部不连续。I-L 39岁,ACALD,认知障碍和性格改变1年,MRI显示双侧额叶和枕叶病变,CT扫描显示点状钙化。(ADGIT2; BE-FLAIR; FH-T1; C-Gd造影; J-DWI; KL-CT

Phenotype correlation with biochemical analysis and genotype-表型生化分析基因型相关

所有患者VLCFA均升高,诊断为ALD24例患者在知情同意后检测到ABCD 1突变。不同表型组的VLCFA升高无显著差异(表2),表明表型和严重程度与VLCFA浓度无关。在文献中检测到的ABCD 120个变异是致病性的。发现了4个新变异体C358dupC R120pfs*75, c.1256 T > G,c.313A > G, and c.742G > C, all of them were classified as VUS based on ACMG根据ACMG标准,它们均被归类为VUS。我们在不同表型的患者中发现了相同的突变(c.796G > A。而且,突变的外显子分布与表型无关,表明表型不受ABCD 1基因突变位点的影响。

Discussion

ALD的临床表现因发病年龄不同而异。脑ALD是进展最快的表型。CCALD常表现为认知能力或注意力和推理能力的缺陷,导致学习成绩下降。随着疾病的进展,更多的神经功能缺损变得明显,包括视觉和听觉障碍。肾上腺皮质功能不全是常见的并发症。据报道,ALD患者最早可在4.5个月时发现肾上腺功能不全的生化证据。Addison病进展到CCALDAMN是常见的,而他们只能保持Addison多年。在我们的队列中,脑ALD最常见于儿童患者,AMN是成人患者的主要表现。40例中有20例伴有肾上腺皮质功能不全4例以Addison病为首发症状。此外,视力障碍可能是我们队列中CCALD的首发症状。在adoCALDACALD中,进展较慢,发现更突出的认知下降和精神症状,导致诊断延迟。我们的队列中没有Addison患者,可能因患者来源于神经内科而存在偏倚

ALD的典型神经影像学模式是位于胼胝体压部的脱髓鞘病变,并进展至累及邻近的顶白质。同样,开始的脱髓鞘病变可能发生在胼胝体前部,然后进展额叶。受影响白质分为三个不同的区域。

  • 最外层髓鞘破坏活跃,无炎性细胞

  • 中间带以脱髓鞘、轴索缺失和血管周围炎性细胞为特征,以第一、二层交界处最为明显。DWI高信号和MRI Gd增强为边界线。

  • 最内层为神经胶质增生和散在星形胶质细胞,几乎没有炎症细胞,代表侧脑室旁病变

病变的特异性分布和层次可诊断ALD。此外,在60%的无症状ALD患者中发现了类似的神经影像学病变,这表明MRI在筛查高危新生儿方面是有用的。在我们的大多数患者中,胼胝体和内囊受累明显,表明这些结构通常在ALD中受到影响。虽然大多数是对称性白质病变,但也发现单侧病变。

AMN是成人和女性突变携带者中最常见的ALD表型。AMN通常出现在2040岁的成年男性中。AMN患者逐渐发展为进行性痉挛性截瘫、感觉性共济失调伴振动觉受损、括约肌功能障碍阳痿。周围神经受累常被突出的脊髓症状所掩盖,且常在电生理检查发现。这些都是我们队列中AMN的典型临床表现。AMN也被发现是其他中国人群痉挛性截瘫的重要原因。AMN的脑MRIFLAIR上正常或可显示脑干、脑桥和内囊锥体束的中等信号增强,很少扩展至半卵圆中心中央前回。脊髓MRI显示非特异性萎缩,通常无病变。在罕见情况下,脊髓MRI显示纵向广泛后部T2信号异常。虽然AMN也见于女性突变携带者,但脊髓疾病的发病通常较晚,进展被认为慢,这在我们的队列中也得到了证明。AMN易累及胼胝体。基于扩散张量的成像显示胼胝体异常,尽管结构MRI没有病变。在罕见的情况下,发育不全或不连续的胼胝体被发现。

虽然大多数AMN患者进展缓慢,局限于脊髓,但他们可能会发生额外的脱髓鞘。患者在痉挛性截瘫的基础上开始出现认知障碍和/或神经精神症状,与ACALD相似。据报道,最初诊断为AMN的患者中有19%还发生了与CCALD相似的持续进行性脱髓鞘。MRI显示脑内病变从受累脊髓束扩展,通常累及半卵圆中心和胼胝体。我们发现,与典型的CCALDACALD相比,脑型AMN患者的脑部病变更不对称,更弥漫,且不局限于侧脑室

有一种特殊而罕见的ALD类型,称为脊髓小脑变体,估计占ALD1-2%该亚组主要累及幕下结构,包括小脑和脑干。所有报告的患者均为成人发病,病史长。典型的临床症状是临床表现为小脑性共济失调、步态障碍、言语障碍、锥体束症状、共济失调步态MRI显示双侧内囊、脑干和/或小脑对称性T2 FLAIR信号。使用脊髓小脑变异这一术语是否恰当值得怀疑。研究人员从临床角度发现,他们具有主要的AMN表型,在脑MRI上,他们的主要特征小脑白质异常和皮质脊髓纤维中白质信号。该变体的病理学和发病机制分析显示与AMN相似的特征,即无炎症的髓鞘丢失。脊髓小脑变异型患者也表现为AMN伴共济失调的长期病史。MRI也显示小脑病变伴皮质脊髓束高信号。我们认为脊髓小脑型是AMN的一种特殊型。

在许多遗传性疾病中,表型由基因型决定。然而,在我们的ALD队列中,我们没有发现表型与基因型以及生化分析之间的关系。对406ALD突变的详细分析显示,ABCD 1基因突变与疾病严重程度之间没有相关性。此外,无论是通过分析ABCD1基因还是通过测量血浆中VLCFA的水平,都无法预测无症状患者的临床病程。来自波兰的三个携带相同突变的兄弟报告了不同的表型预后。此外,相同的ABCD1突变(c.253dupC)在伊朗家系中引起了不同的表型,包括CCALDAMNAddison在另一个包括更多儿童的中国ALD队列中,未发现基因型和表型之间相关性。CALD的相同表型可能是由于不同的基因组突变。一个突变可能导致不同的表型,即使在一个家庭。现在很难使用包括血浆VLCFA、基因突变和家族史在内的生物标志物来预测ALD的发展。

Conclusions

总之,脑ALD最常见于儿童患者,AMN是成人患者的主要表现。CCALD多以视力损害为首发症状,而ADOCALDACALD的认知功能下降和精神症状更为突出。CALD的典型MRI表现为额叶和(或)枕叶对称性室周“蝴蝶翅膀”样病变,DWI呈高信号,增强后呈Gd强化。除典型的影像学特征外,我们强调胼胝体和内囊常受累于ALD。在少数情况下,胼胝体的不连续被发现。单侧病变也是可能的。AMNMRI正常或在FLAIR上可显示脑干、脑桥和内囊的锥体束的中等信号强度。AMN可发展为脑型AMN,半卵圆中心弥漫性受累,不局限于侧脑室角。脊髓小脑型是AMN的一种特殊亚型,小脑和脑干病变明显。我们没有发现表型与基因型以及生化VLCFA分析之间的关系,这与既往的研究结果一致。这是一项观察性和横断面研究;进一步的纵向随访将有助于更好地了解表型演变。

参考文献:Mao C, Li J, Huang X, et al. Typical and atypical phenotype and neuroimaging of X-linked adrenoleukodystrophy in a Chinese cohort. Neurol Sci. 2022;43(5):3255-3263.