糖皮质激素对进行性肌营养不良的治疗机制

蔡云婷 综述，李 梅 审校

（重庆医科大学附属儿童医院神经内科 400014）

进行性肌营养不良（progressive muscular dystrophy，PMD）是一组原发性肌肉的遗传性病变，临床主要表现为进行性肌力减退和肌肉萎缩。临床上有很多分型，多见于Duchenne型（Duchenne muscular dystrophy，DMD）及Becker型（Becker muscular dystrophy，BMD）两类，DMD是临床上最常见的性联X遗传性疾病[1]，患者在学龄前期即出现进行性的肌肉无力，到了青春期即必须借助轮椅才能行走，而成年后不久便死于心脏和呼吸衰竭[2]。据统计，DMD在新出生男婴中发生率为1／3 500[3－4]，而BMD为1／30 000[5]。尽管目前对其临床表现、疾病进展及严重性已有充分认识，但不同个体之间运动、呼吸及心肌受累程度不一，且有研究表明，部分DMD患者脑功能也有不同程度受损[6－7]。1984年有研究发现，X－连锁鼠肌肉萎缩症（X－linked muscular dystrophy，MDX）基因与人DMD基因同源，这为人类DMD位点基因产物的确定提供了一把钥匙[8]。

1 发病机制

DMD是由于X性染色体上的抗肌萎缩基因的缺失或者突变所引起[9－10]。有研究表明，65%的DMD和85%的BMD患者都有抗肌萎缩基因的缺失[1]。

抗肌萎缩基因即DMD基因位于Xp21，长约2 300 kb，内含8个SfiI切点，2个启动子，cDNA（DMD核心基因）长14 kb，含有79个外显子，散在分布在基因全长范围内，内含子最长160～180 kb，DMD基因的缺失部位与临床表型之间有一定关系，据统计已经在文献上发表的258例累及50和51号外显子的整码和移码缺失病例中，除3例是BMD外，其余98.8%全部是DMD。因此，凡累及50和51号外显子的PMD缺失，大约99%为DMD，故可以根据DMD基因缺失部位来推测表型，判断疾病的预后[8]。另有文献报道提出：DMD基因的缺失主要发生于第45和54外显子之间，而外显子的复制常发生在5′端[11]。

抗肌萎缩蛋白为抗肌萎缩基因的代谢产物，它是一个棒状结构的细胞骨架蛋白，全长为3 685个氨基酸，相对分子质量为4.27×105[8]，免疫组化和免疫电镜分析表明，肌萎缩蛋白分布于正常骨骼肌和心肌细胞的胞质面，并且主要集中于Z带，在终板域更为密集[12]。其氨基端与肌动蛋白联系，羧基端与糖蛋白复合物联系，并聚成一同源四聚体[8]。该复合体结构称之为肌萎缩蛋白－糖蛋白复合体（dystrophin－glycoprotein complex，DGC）[2]。DGC含4个糖清蛋白（DAG）和2个25、59 kd蛋白质（DAPs），是亚肌膜骨架与细胞外基质间的跨膜桥梁，被认为是横纹肌中惟一对肌浆膜起结构支撑作用的结构。DGC可能与信息传递、细胞内钙离子浓度的调节等细胞生物功能有关[12]。DGC通过肌动蛋白（actin）与细胞膜板层蛋白（laminin）在细胞骨架与细胞外基质间形成连接，从而保护肌纤维在收缩时免受损伤[13－14]，而这一膜复合物在DMD患者明显减少，可能是由于缺乏抗萎缩蛋白，糖蛋白变得不稳定而降解所致[8]。

卫星细胞是出生后肌组织中惟一的一类具有分裂能力的肌源性细胞，能融入已形成的肌纤维中参与肌肉的正常发育，还能在肌肉受损时参与其修复过程。但由于其数目及分裂能力有限，严重肌损伤的修复往往是不完全的[12]，在DMD的发病过程中占有一定的角色[15]。

2 临床特点

本病常有家族史，患儿独立行走时间延迟，易跌倒，行走时左右摇摆，如“鸭形”步态，腓肠肌假性肥大，肩带肌肉萎缩后，举臂时肩胛骨内侧远离胸壁，形成“翼状肩”、“游离肩”；患者从仰卧位起立时必须先翻身呈俯卧，先以双手撑地或跪地，再双手撑胫前、膝、大腿前方才能使躯干伸直达直立位，称之为Gower′s征，此外还可以有智力低下、深反射减弱或消失等表现[16－17]。辅助检查可见血清磷酸肌酸激 酶（creatine kinase，CK）升高明显，天门冬氨酸氨基转移酶／天门冬酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase，AST／glutamic－oxaloacetic transaminase，GOT）、谷氨酸转氨酶／丙氨酸氨基转移酶（alanine amiotransferase，ALT／glutamic－pyruvic transaminase，GPT）、乳酸脱氢酶（lactic dehydrogenase，LDH）及同工酶、α－羟丁酸脱氢酶（α－hydroxybutyrate dehydrogenase，α－HBDH）、肌酸激酶同工酶（creatine kinase isoenzymez，CKMB）均有不同程度的升高[18]。

肌电图呈典型的肌源性改变表现，可帮助鉴别肌源性或神经源性肌无力及肌萎缩，神经传导速度提示周围神经传导正常[8，16]。

肌肉活检配合特异染色可见肌源性损害，在鉴别原发性肌病和其他疾病时有重要价值[8，16]。基因检测可见DMD基因外显子可有缺失[8，18]。心电图也会有异常改变[8，18]。

3 病理改变

尽管PMD不同的类型临床表现不同，但它们的病理改变却基本相同。最早出现的病理改变是肌纤维膜缺失，之后由于肌膜缺失导致细胞外的Ca2＋内流，激活内源性蛋白酶，引起肌纤维Z带溶解，这可能是肌肉分解的第一步。随后，肌细胞数目减少，肌纤维大小不均，肌核肿胀、数目增多，这是对肌纤维损伤的再生反应。数年后这一反应更剧烈，肌纤维增大、分叉、透明样变或萎缩。随着疾病的进一步发展，胶原和脂肪细胞在肌纤维间累积，这是导致肌肉假性肥大的部分原因[8]。

有研究利用透射电镜观察1例PMD患儿的腓肠肌组织，结果显示萎缩与正常的肌纤维混合存在，肌原纤维断裂，肌原纤维结构模糊，虽然腊滴聚集和间质纤维化或脂质化等形态学改变并无特异性，但却佐证了PMD的发展是一渐进的过程，即首先出现肌纤维萎缩，继而变性或甚至坏死，最终坏死的肌纤维被纤维组织及脂肪组织所取代[19]。

DMD的典型病理特点包括肌纤维的坏死、变性、纤维化、炎性吞噬细胞及T细胞浸润。同时，肌营养不良肌肉组织会异常表达某些基因，比如广泛下调某些代谢产物的基因，增加与生长和分化有关的基因表达如胰岛素样生长因子2（insulinlike growth factor－2，IGF－2）、k基因结合核因（nuclear factor－kgene binding，NF－kB）、过度表达胞外基质、蛋白质水解、炎症、吞噬细胞活动基因[20]。

4 诊断标准

血清CK显著增高是诊断本病重要依据，再结合男性患病、腓肠肌假性肥大等典型临床表现诊断大多不困难。个别诊断困难者，可考虑做肌电图或肌肉活检协助诊断。确诊必须要进行DNA遗传学诊断[16]。故血清CK、肌电图及肌活检是重要的辅助诊断指标，对于肌电图有神经源性损害和肌活检病理检查有炎症细胞浸润者，应进行基因检测和（或）抗肌萎缩蛋白检测[14]。

5 糖皮质激素治疗PMD

越来越多的临床研究已经证明了糖皮质激素对DMD患者有治疗意义[21－23]，但具体的作用机制尚不明确[24]。于是近些年来研究者们进行着各种各样的实验去探明其有效的作用机制。

有研究指出，DMD患者的肌肉活检提示有典型的PMD的改变，比如炎症和纤维化，所以，如果改善肌肉组织的炎症和纤维化可以对提高DMD患者的肌肉功能和临床表现产生重要的治疗意义[9]。而糖皮质激素的抗炎作用可与之对抗而产生治疗作用[15]。

肌营养不良肌肉的肌纤维的退化被内源性的炎症反应所加重，其中NF－kB起到重要作用[25－26]。糖皮质激素进入细胞膜后与细胞内的糖皮质激素受体结合，再与细胞核特异性DNA位点相结合，从而启动基因转录，相应地引起转录增加或减少，改变介质相关蛋白的水平，进而对炎症反应所必需的细胞和分子产生影响而发挥抗炎作用。此外，通过抑制转录因子NF－k B等降低它们对多种促炎性细胞因子转录的上调作用，进而减少促炎性细胞因子的合成。同时，通过抑制转录因子NF－k B的活性及其他机制还可起到免疫抑制的作用[26]。

为了探明糖皮质激素对DMD有益的机制，2000年Fukudome等[27]用传统微电极方法在mdx小鼠（患有X－连锁鼠肌肉萎缩症的小鼠）上测试了短时程使用泼尼松对肌肉神经所带来的效益。虽然mdx小鼠的严重性不及DMD患者，但mdx小鼠和患者的肌营养不良的相似之处证实了mdx小鼠是研究肌营养不良的病理生理的模型，也是检测基因、细胞、药物等对本病的治疗效果的模型。神经肌肉接头处的微小终板电位（miniature end－plate potential，MEPP）可导致神经肌肉接头的超微结构的改变，能通过提高微终板电极电量从而稳定神经肌肉传递的安全范围[15]。他们将从mdx小鼠身上取下来的膈神经、膈肌分别浸浴于高浓度（56μmol／L）和低浓度（2.8 μmol／L）的泼尼松里，其余条件一致，通过一些参数证明了高剂量的泼尼松能够显著抑制神经肌肉的传递，而低剂量者虽不能大幅度提高终板电位的量子容量，但可以通过促进代偿反应来稳定神经肌肉传递的安全范围。其中的代偿反应是指：经电生理的研究证实，相对于正常小鼠而言，mdx小鼠的MEPP的振幅是减低的，由此伴随着终板电位的量子容量增加被认为是作为补偿MEPP振幅降低的代偿反应，从而稳定神经肌肉传递的安全范围。由此可推断短时程低剂量使用泼尼松对DMD患者有一定的治疗作用[27]。

2004年，Hughes等[28]提出糖皮质激素可通过钙调磷酸酶／活化T细胞的核因子（nuclear factor of activated T－cells，NF－AT）途径减轻肌营养不良的肌纤维的病理过程。肌萎缩蛋白与钙调磷酸酶（一种钙依赖激活酶的调节剂）和肌纤维的收缩性之间相互作用。肌萎缩蛋白缺陷的肌纤维膜的不稳定性能导致肌纤维的钙离子内流增加，增高的钙离子水平可激活钙依赖蛋白酶，从而导致肌肉坏死[29]。NF－ATc1是一种c－Jun氨基末端激酶（c－Jun N－terminal kinase 1，JNK1）的靶向蛋白，它的靶向磷酸化由JNK1的激活所致，从而引起重要的横纹肌转录因子的核输出，同时伴随着恰当的靶基因激活。因此，用一个JNK1特异性的脚手架蛋白将JNK1受体激酶封锁，可迅速减缓肌营养不良的进展中肌纤维完整性的缺失。所以，如果可以在此途径上用药就可以治疗或减缓肌营养不良肌纤维的显型[30]。

存在于骨骼肌纤维中的抗肌萎缩蛋白的同源类似物utrophin，与抗肌萎缩蛋白基因在骨骼肌的结构和生理上有着共同的功能，也能有效改善肌营养不良病变[7，14]。utrophin蛋白，存在于成人的神经肌肉接头和肌腱的连接中，也存在于mdx小鼠的骨骼肌中[2]，它和抗肌萎缩蛋白都是重要的细胞骨架蛋白，能防止异常收缩诱导的损伤，而泼尼松能够提高正常人和DMD患者的抗肌萎缩蛋白和utrophin蛋白的表达[3]。

糖皮质激素能通过诱导改变肌营养不良的肌纤维的超微结构而带来形态学改变，它能减少树突细胞和成纤维细胞的数量并增加卫星细胞的数量来发挥作用，从而增加肌肉的强度，延缓疾病的进展[31]。

有研究者对14例使用糖皮质激素治疗的DMD患儿（包括儿童和青少年）和20例未使用者进行研究，将他们的血液标本进行基因检测提出，糖皮质激素对DMD患儿某些基因的表达有影响，从而对某些生物合成或者代谢途径产生影响，最终产生有效的治疗效果（当然同时也存在激素的一些不良反应）[24]。后来有人研究指出泼尼松可能对控制纤维化、炎症、肌生成和萎缩的基因的表达有影响[32]。

6 展 望

尽管糖皮质激素治疗PMD的具体机制尚不明确[3]，也存在使用激素后所带来的轻微的不良反应[33]，但有研究证明，其总体治疗效果是肯定的[34－36]。虽然糖皮质激素只能延缓PMD的进展[21]，但不能逆转疾病的进程，可在泼尼松治疗的DMD患者身上，肌肉强度和临床表现等方面的好转（比如延迟肺脏和心脏症状的出现时间）是有重要功能意义的[3，34]。对于糖皮质激素对PMD的治疗机制，研究者们各执己见，众说纷纭，可能上述所有机制均存在，也可能只存在某个主要机制而其他机制都是由其所引发的，但不管怎样，对于糖皮质激素对PMD的作用机制仍需进一步的研究证实。

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