李强明, 臧贵勇, 杨 明, 李秧秧
一个阿尔茨海默病大家系报告
李强明1, 臧贵勇2, 杨 明3, 李秧秧4
目的 确诊该家系所患疾病是否为家族性阿尔茨海默病。方法 详细调查该家系成员临床资料,制作家系图谱,结合该家系成员临床资料诊断该疾病。对先证者脑组织进行HE染色、Bodian银染色、免疫组化检测。结果 在先证者脑组织的额、颞、顶、枕、海马发现大量典型老年斑(Senile plaques,SP)和神经原纤维缠结(Neurofibrillary tangles,NFT)。结论 该家系是一个具有典型病理特征的阿尔茨海默病家系。
阿尔茨海默病;老年斑;神经元纤维缠结
最近,我们发现了一个疑似AD家系,三代人中有10个成员发病。均以记忆力减退为首发症状,随后随着病情加重,出现认识能力明显减退,运算能力丧失,生活不能自理等情况。先证者Ⅳ17经当地医院诊断为痴呆可疑。为了确诊该家系所患疾病是否为家族性阿尔茨海默病,我们收集了该家系发病成员的临床资料进行分析以及所有能够联系的成员资料,制作了家系图谱,进行遗传特点分析。并对先证者的尸体进行剖检,脑组织神经病理学检测。
1.1 家系调查 该家系共57例成员(见图1),汉族,祖籍贵州省,男30例,女27例。家系成员全部回顾式询问病史和体格检查,应用简易精神状态量表(mini-mental state examination,MMSE)进行痴呆筛选,采用美国国立神经病、语言机能障碍和卒中研究所及阿尔茨海默病和相关疾病协会(The National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke and the Alzheimer’s Disease and Related Disorders Association,NINCDS-ADRDA)2007年标准进行AD的诊断。另外作为鉴别诊断,哈金斯基缺血量表(Hachinski ischemicscale,HIS)缺血指数应<4分。
1.2 AD家系成员的痴呆筛查和家系调查结果 先证者,Ⅳ16,男,34岁,教师。头晕、记忆力减退2+年,并有加重的趋势,其父死于类似症状的疾病。查体:一般情况可,心肺腹无特殊,神清,注意力欠集中,对答切题,流利,语言清晰,表情淡漠,右侧鼻唇沟稍浅,咽反射迟钝,四肢肌力Ⅴ级,肌张力适中,计算力,时间定向差。MMSE评分2.1分,HIS评分3分。常规查血生化,血Rt未见异常,LSP未明显异常。诱发电位检查报告:双眼VEP均异常,P300异常。SPECT:(1)双侧大脑血流灌注下降; (2)小脑及各神经核团血流灌注未见明显异常。异常脑电图,异常脑地形图。头部MRI:额叶脑白质多发缺血灶。该患者的临床症状逐渐恶化。发病4年后于36岁时,死于该疾病。Ⅳ9,男,39岁。二年半前不明原因出现记忆力减退,并逐渐出现智力减退。认知能力及计算能力减退,无昏迷、头痛、头昏等。一年半前曾患“左肾结石并肾积水”,经排石,抗炎治疗,症状缓解。一年半前开始出现疲倦、嗜睡,尿频现象,认知能力明显减退,运算能力丧失,生活不能自理。发音模糊,语言表达不连续,3月来听、理解、阅读及书写能力丧失,睡眠14~16h,并有斜视表现。半年来步态不稳,表情淡漠,但精神尚可,饮食正常,大便无异常表现。查体有意识模糊,情感淡漠,理解力、定向力、记忆力下降。眼球震颤阳性,步态不稳,姿势正常。MMSE未能进行,HIS心理评分6分。该患者的临床症状逐渐恶化。发病2年后,死于该疾病。
其余成员中Ⅱ3(男)、Ⅲ8(女)、Ⅲ10(男)、Ⅲ12(女)、Ⅲ14(男)、Ⅳ11(女)、Ⅳ15(男)、Ⅳ21(女)发病年龄均为35至40岁之间。他们所表现出的临床症状与先证者和Ⅳ9临床症状非常相似。都以记忆力减退为开始的症状。发病数年后都死于该疾病。其中Ⅲ8、Ⅲ12分别于1984、1986年死亡(见图1)。
图1 家系遗传图谱
1.3 神经病理学的检查 为了在病理上取得支持先证者为阿尔茨海默病的有力证据,我们对先证者的尸体进行了剖检。剖检脑经4%中性甲醛溶液中固定48h后,以垂体为中心行冠状切,厚度1cm,对额叶、颞叶、顶叶、枕叶、岛叶、海马及小脑取材,进行石蜡包埋;将各部包埋好的组织块,行冠状面连续切片5μm,行HE染色、Bodian银染色和tau、Aβ1-40、Aβ1-42免疫组化染色。同时随机选取本教研室尸库中一成年男性(年龄40岁左右),作为阴性对照。
对以上7个部位中发现的老年斑及神经原纤维缠结均进行人工计数,首先在×100倍显微镜视野下,对1mm×1mm的镜下线标方格内的老年斑及神经原纤维缠结计数,每张切片数10个视野,最后得出每个部位老年斑和神经原纤维缠结每平方毫米平均数(个/mm2)。
2.1 肉眼所见 脑重1300g。上矢状窦内无血栓,脑膜无增厚,蛛网膜下腔陈旧积血,脑表面血管未见畸形。双侧大脑半球对称,左右额叶脑回局灶性萎缩、额中回明显变窄(见图2)。颅底动脉环完整,椎基底动脉,颈内动脉和大脑中动脉轻中度粥样硬化。额颞叶皮质灰质和白质分界线清楚。侧脑室,第三脑室无明显扩大,脑室内无积血。基底节、丘脑等深部结构大致正常。中脑上丘和下丘,脑桥基底部及桥臂,延髓和小脑体积无明显萎缩,小齿状核色泽正常,第四脑室大小形态正常,脑室内无积血。脑干及小脑未见软化、出血。
2.2 镜下所见
2.2.1 HE染色 大脑半球各叶表面脑膜无明显增厚,蛛网膜下腔内中、小血管无明显变性。在相对正常的额叶、颞叶、顶叶、枕叶、岛叶组织的皮质分层结构存在。多数神经细胞形态基本正常,有许多微缺血灶存在。海马结构的神经细胞形态大致正常,神经细胞数量轻度减少。小脑齿状颗粒细胞形态及数量基本正常。白质无明显髓鞘脱失变性。
2.2.2 老年斑及神经纤维缠结 见表1。银染:额叶皮质中可见较多的可疑性老年斑块存在(见图3)。额、颞叶、顶叶、枕叶、岛叶及海马组织的皮质发现中等量神经原纤维缠结存在。Aβ42和Aβ40免疫组化:Aβ病理在额叶、颞叶、顶叶、枕叶,海马的数量十分的惊人(见图4)。包括大量的弥漫斑,神经突斑,终末斑。淀粉样斑的平均密度每41.57±6.9个/mm2。Tau免疫组化:额叶皮质区,海马见许多Tau阳性的嗜银性神经原纤维缠结(见图3)。
表1 AD患者脑组织中老年斑和神经原纤维缠结的分布(±s,个/mm2)
表1 AD患者脑组织中老年斑和神经原纤维缠结的分布(±s,个/mm2)
病变部位平均数海马 颞叶 岛叶 额叶 枕叶 顶叶老年斑神经纤维46.1±7.9 8.2±1.5 52.5±8.0 4.4±0.9 27.6±4.9 3.2±1.8 55.5±6.7 7.3±0.8 32.5±7.2 2.3±1.0 35.2±6.8 2.5±0.8 41.57±6.9 4.65±1.3
图2 病理解剖
图3 Bodian银染及磷酸化Tau蛋白免疫组化
图4 Aβ1-42免疫组化
依据目前国际上公认的NINCDS-ADRDA 2007年的诊断标准对该家系诊断。该标准的核心条件(A):存在早期,明显的情景记忆损害,包括:(1)持续进展的由患者或知情者反映的记忆损害,时间超过6个月;(2)存在客观检测到的情景记忆损害:包括延迟记忆受损而且经线索或多选提示改善不明显(练习后);(3)情景记忆损害可在AD的早期或进展阶段单独或合并其它认知损害。该家系先证者和发病成员Ⅳ9都是以记忆力减退为首发症状,伴有智力障碍并且持续时间都超过6个月。并且在他们病史和神经系统中检查中都可以发现符合NINCDS-ADRDA 2007年的诊断标准的核心条件的症状,如认识能力明显减退,运算能力丧失,生活能力不能自理等。先证者头部MRI:额叶脑白质多发缺血灶。CT显示双侧额叶也提示存在萎缩。Ⅳ9的神经影像学CT提示“脑萎缩,脑血流不足”。这些影像学的证据进一步支持临床诊断为AD。
还有很多因素会影响对AD的诊断,所以同时我们还考虑到其他的疾病。如患者表现为突发局灶性神经功能缺损包括视觉缺损、偏瘫、感觉障碍,或在起病或在疾病早期有步态异常、癫痫发作及锥体外系表现等,还需排除其他可导致记忆障碍或相关认知损害症状的中枢神经系统疾病。如患者有早期行为异常或锥体外系表现,早期出现视空间损害、视幻觉、认知的波动等,则不支持AD的诊断。对此我们仔细调查了他们的病历。先证者未被发现有任何的突发局灶性神经功能缺损或者可导致记忆障碍或相关认知损害症状的中枢神经系统或其他系统性疾病。而Ⅳ9的神经系统检查中发现眼球震颤阳性,共济运动,轻度震颤,步态不稳。同时结合先证者MMSE评分2.1分(<24分为痴呆),HIS评分3分(缺血指数小于4分为原发性退化性痴呆)。Ⅳ9MMSE评分未能进行,HIS评分6分(缺血指数介于4和7之间为混合性痴呆)。可以从临床资料调查中得出该家系中先证者为1例临床上确诊的AD患者,而Ⅳ9为1例混合性痴呆的AD患者。
阿尔茨海默病的基本病理学改变包括老年斑,神经原纤维缠结,海马锥体细胞颗粒空泡变性,血管壁淀粉样变等,神经病理学检查是确诊AD的重要依据。老年斑其主要成分是淀粉样多肽,是由一类淀粉物质为核心,围绕以变性的轴索,树突突起,类淀粉纤维和胶质细胞及炎性突起组成。多数认为Aβ异常沉积与AD的发生关系密切,并且认为是其发病的主要原因。张昱等[1]将SP分为:(1)弥漫斑(diffuse plaques)、(2)初级斑(primitive plaques)、(3)神经突斑(neuritic plaques)、(4)终末斑(burnout plaques)4种类型。本例患者脑内可见上述典型的AD病理特征(见图4)。Aβ病理在额叶、颞叶、顶叶、枕叶,海马的结构中显示了大量的老年斑(如表1所示)。包括大量的弥漫斑,初级斑,神经突斑。而我们检测到的大量的老年斑,这也许与先证者发病年龄如此年轻(<40岁)有一定关系。Tau蛋白是一种在神经系统广泛表达的微管相关蛋白,起到促进微管形成和稳定微管结构的作用。Tau蛋白过度磷酸化导致Tau蛋白自我聚集成双螺旋纤维细丝,进而产生神经原纤维缠结。tau蛋白过度磷酸化被认为是AD脑神经原降解的重要初始步骤,因为tau蛋白过度磷酸化不仅使其本身促微管组装活性降低,还通过消耗正常tau、微管相关蛋白MAP1和MAP2进一步破坏微管[2]。这导致神经原功能紊乱和退行性变。Shelton和Johnson等[3]的研究表明,在神经原凋亡早期,在许多抗原决定簇表位可以观察到tau磷酸化明显增多,并且异常磷酸化的tau降低了与微管结合的能力。但是,异常磷酸化的tau存在是短暂的,到凋亡最终阶段时,tau去磷酸化并且被降解[4]。在我们的研究中Tau蛋白免疫组化显示了许多Tau蛋白阳性的NFT(图3中E所示)。NFTs分布在额叶,海马中等量tau阳性的嗜银样的NFT,与SP分布并不相称,多数学者认为,AD患者的痴呆程度与NFT和神经毯丝(而不是SP)的密度成正相关关系,但也有不同意见。神经病理学检查检测出大量的老年斑和神经缠结,这两个AD的特征性病理变化,有力的证明了该患者所患的疾病是AD。进一步支持了我们在临床上的诊断结论。
目前已经确定与AD有必然联系的基因有3个APP、PSEN1、PSEN2。在1995年,Sherrington等首先发现PSEN1突变与家族性EOAD(早老型阿尔茨海默病)有关。随后,筛查PSEN1突变位点成为人们研究AD病因学的重要切人点之一。迄今为止,全世界共发现了120余个与AD相关的PSEN1突变位点,这些突变位点分布于整个PSEN1的蛋白质编码区,尤其集中于第5外显子区和第8外显子区。体内外研究均显示,PSEN1突变可直接导致中枢神经细胞外产生过量的异常沉聚的Aβ42,而脑内Aβ42的异常沉积是AD发生早期的、必要的、普遍的特征。转基因小鼠实验显示,携带PSEN1突变基因的转基因小鼠过早地出现AD样表型。应用特异性抗Aβ40和Aβ42单抗对带有PSEN1突变的家族性AD患者进行检测,发现其体内Aβ42含量较散发性AD患者升高了1.5~3倍[5]。目前,人们尚不清楚PSEN1基因突变会导致APP的异常代谢的确切机制,有研究提示,PSEN1蛋白可能是γ分泌酶的重要辅助因子,其构象或功能的异常可能会直接影响γ分泌酶的酶切活性,导致细胞更倾向于产生过量的Aβ[6~10]。除此以外,PSEN1基因突变可能导致Tau蛋白等细胞骨架蛋白之间的相互作用异常、破坏离子通道,影响细胞内外Ca2+的交换等,进一步引起AD的病理改变有关。结合全世界120多个早发性FAD家系中人多与PSEN1突变有关的基础和理论,又鉴于FAD的发病具有遗传异质性的特点,我们下一步将致力于寻找该家系发病的致病基因时,优先考虑寻找PSEN1的位点。
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A multiple of Alzheimer pedigrees report
LI Qiang-ming,ZANG Gui-yong,YANG Ming,et al.(Guiyang Medical College,Department of Anatomy,Guiyang550001,China)
ObjectiveAIM:This study is to confirmed the a family members suffereding from the disease is familial Alzheimer’s disease.MethodETHODSs:Detailed clinical data of the family members were obtained,to investigate members of the family,the production of pedigree of the the clinical data of family members of the clinical data were obtained to diagnose the disease.The proband’s brain tissue HE staining,Bodian silver staining and,immunohistochemistry were useddetected by immunohistochemistry.ResultsESULTS:In the proband’s brain tissue,found a large number of typical senile plaques(Senile plaques,SP)and neurofibrillary tangles(Neurofibrillary tangles,NFT)were found in the proband’s brain tissueand neurofibrillary tangles(Neurofibrillary tangles,NFT).ConclusionThe family is possess thea typical pathological features of Alzheimer pedigrees.
Alzheimer’s disease;Senile plaques;Neurofibrillary tangles
R49.1+6
A
1003-2754(2013)03-0253-04
2012-11-02;
2013-01-26
(1.贵阳医学院人体解剖学教研室,贵州贵阳550001;2.贵阳医学院人体解剖学教研室,贵州贵阳550001;3.贵阳医学院生物学教研室,贵州贵阳550001;4.贵阳医学院人体解剖学教研室,贵州贵阳550001)
臧贵勇,E-mail:710314474@qq.com