王珍燕,卢洪洲,2,3
克雅病(Creutzfeldt-Jakob disease,CJD)是最常见的人传染性海绵状脑病(tranmissible spongiform encaphalopathies,TSE),后者又称人朊蛋白病(prion disease),是一类少见的、致死性、亚急性中枢神经系统退行性疾病。朊蛋白病具有以下特点:①包括GSS综合征、kuru病、家族性致死性失眠症(FFI)、朊蛋白相关脑淀粉样血管病(PrP-CAA)、变异型蛋白酶敏感朊蛋白病(VPSPr)以及CJD。CJD又包括散发型(sCJD)、遗传型(gCJD)、医源型(iCJD)及新变异型(vCJD)。②动物亦可发生这类疾病,与人朊蛋白病统称为传染性海绵状脑病(TSE)。③这类疾病的流行病学复杂而特殊,可以遗传,可以散发,也可以为获得性感染。④引起该类疾病的病原体朊蛋白具有传染性,vCJD的出现提示该病又可通过食物传播。见表1。
CJD呈全球流行,年发病率1/百万~2/百万,多数为散发型(90%),其次为遗传型(9%),医源型及新变异型发病率最低(约1%)。gCJD是由PRNP基因的多种突变引起,包括点突变、插入突变及删除突变,呈常染色体显性遗传的特点。iCJD为医疗诊治过程中使用朊蛋白污染的药物、器材或医疗器械等而获得。常见的感染途径有器官移植(角膜、脊髓、硬脑膜、肝脏),垂体来源激素(生长激素、促性腺激素)的应用,输血及血制品等。生长因子相关的iCJD主要发生在法国,至今已发现200余例患者;经由角膜移植感染iCJD者主要发生在日本,共发现200余例。vCJD于1996年首次在英国报道,由于食入TSE病牛肉而感染。之后发现,vCJD还可通过输血传播[1]。至今共有12个国家有vCJD病例报道。截至2012年4月英国共诊断176例vCJD,其中3例由于输血感染。除英国外,截至2010年底,受影响最大的法国共报道25例vCJD。
表1 人类朊蛋白病及病因
有研究统计了日本1999—2009年诊断的1 222例克雅 病,其中sCJD75.5%,gCJD17.7%,iCJD 6.6%(其中包括80例硬脑膜移植相关的CJD及1例vCJD),3例(0.2%)未分类,平均年发病率0.85/百万。截至2010年硬脑膜移植相关的iCJD共有138例,为全球之最[2]。
CJD属于神经系统变性病,其发病的分子基础在于正常朊蛋白(PrPc)结构改变形成异常朊蛋白(PrPsc)并在神经系统沉积。PrPc为主要在神经元及神经胶质细胞中高度表达的可溶、富含a-螺旋的单体细胞膜糖蛋白,能被蛋白酶或去污剂降解。其生理功能尚未明确,可能与突触信号传导及铜离子转运有关。PrPsc为PrPc构象改变形成的致病分子形式,富含β-片层结构,不可溶解且不能被蛋白酶或去污剂降解,易在细胞内形成淀粉样沉积。PrPc与PrPsc的氨基酸序列完全相同,区别在于空间结构不同。故CJD还属于由于蛋白质错误折叠的“分子构象病”。
在gCJD中,朊蛋白基因PRNP突变可使关键位点的氨基酸发生改变,造成PrPc折叠错误,引起空间结构改变,形成PrPsc。老年、应激、紫外线及某些药物等也可引起PrPc空间构象改变,这些因素可能与sCJD的发生有关。在iCJD及vCJD中,PrPsc则扮演着“病原体”的角色,赋予CJD具有“传染性”这一特点。但PrPsc不同于细菌、病毒等一般意义上的病原体,其为不具有核酸结构的蛋白质。其增殖基于自我催化进行蛋白构象转化的过程。以下3点支持朊蛋白具有传染性的特点:(1)“在朊蛋白病动物模型中,PrPc的表达对于典型病理改变是必需的”得以证实。(2)“以PrPc作为底物生成PrPsc的无细胞模型体系”成功建立。(3)重组PrPc重新折叠可以制备具有传染性的朊蛋白[3]。
CJD典型的神经病理表现为神经元空泡变性、缺失,星形细胞和神经胶质细胞增生及脑海绵样改变,有时有淀粉样斑块形成。不同类型克雅病累及的神经解剖部位及严重程度不同,从而导致临床表现不同。
CJD根据流行特征分为:sCJD、gCJD、iCJD及vJCD。朊蛋白具有不同的生物化学特点,由此引起的不同类型CJD的临床表现及病理表型亦有区别。
(一)sCJD sCJD一般累及老年人,病程较短。典型的sCJD临床表现早期主要为注意力不集中、记忆力减退、性格改变等;中期主要为进行性痴呆、肌阵挛发作和其他癫痫发作;晚期主要为无动性缄默、去皮层强直或昏迷,肌阵挛发作逐渐减少,多因感染等并发症死亡。临床表现以快速发展的进行性痴呆和肌阵挛最具特征性。根据临床表现sCJD亚型可分为:Heidenhain型(典型痴呆型,伴有视力、肌阵挛、频发癫痫症状)、Brownell-Oppenheimer共济失调型(小脑性共济失调,晚期进展至痴呆)、丘脑型及广泛脑病型。
sCJD临床病理表型具有多样性。分子基础研究表明,其多样性与PRNP基因129位密码子多态性及PrPsc的生物化学特性有关[4]。在普通健康人群,PRNP基因129位密码子以MV杂合子最常见(在白种人中占51%),其次为MM纯合子(37%),再次为VV纯合子(12%);而对于sCJD患者,71.6%为MM纯合子,11.7%为MV,16.7%为VV[5]。日本1 222例CJD临床分析,97.5%sCJD为129位纯合子型[2]。根据PRNP129位密码子多态性及PrPsc被蛋白酶K消化后双向电泳特点将PrPsc可分为6型(MM1、MM2、MV1、MV2、VV1、VV2)。其中,MM1和MV1临床病理表型无异,故合并为一型。MM2型根据病理累及大脑皮质(cortical)及丘脑(thalamus)而表现的临床类型不同,进一步分为MM2C和MM2T。这样,sCJD可分为以下6种临床病理表型:MM/MV1、MM2C、MM2T、MV2、VV1、VV2[5]。
(二)gCJD gCJD表型也具有多样性,与PRNP基因本身突变及与129位密码子多态性有关。与gCJD表型相关的基因突变有:Asp178Asn、Val129正常变异、Val180Ile、Thr183Ala、Glu196Lys、Glu200Lys、Val203Ile、Arg208His、Val210Ile、Glu211Gln、Met232Arg等。gCJD发病多见于30~55岁,数月至数年死亡。临床表现首先出现意识障碍、记忆力下降,接着出现共济失调和肌阵挛。有时精神症状也可出现,包括妄想、幻觉和其他神经症状,如局灶或全身虚弱、僵硬、运动迟缓、震颤、舞蹈症、癫痫样发作、视力障碍和异手综合征等。
(三)vCJD vCJD发病早,病程长,起初表现为行为或精神异常,随后出现感觉异常,最后进展至共济失调及痴呆。vCJD临床病理表型比较单一,病理表现为多发簇状淀粉样斑块在大脑和小脑皮质沉积,几乎均发生于PRNP129位为MM纯合子的个体[3],而MV杂合子及VV纯合子可能为抵御感染的基因屏障。但输血感染的vCJD发现,提示基因屏障不足以抵制感染。另有研究表明,vCJD病原体可以在非MM纯合子个体中枢神经系统外复制,如有研究证实VV纯合子患者阑尾中有朊蛋白的存在[6]。
(四)iCJD 根据感染来源不同其表型不同。硬脑膜移植相关的iCJD临床表现与sCJD相似,然而生长激素相关的iCJD通常表现为进行性发展的小脑综合征。
(一)脑脊液检查 脑脊液常规和生化检查正常或有轻度蛋白增高。脑脊液14-3-3蛋白、神经特异烯醇化酶(NSE)、S100b和微管相关蛋白(Tau)的测定对早期诊断CJD有一定意义,其中14-3-3蛋白最常用,但其灵敏度及特异度较差,许多急性脑损伤也可升高。应用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术进行脑脊液胸腺素β4水平测定有助于鉴别CJD与其他表现为痴呆的疾病,其灵敏度为100%、特异度为98.5%[7]。
(二)PrPsc检测 检测组织或标本中的PrPsc可以确诊CJD,具体方法有免疫组化、免疫印迹法、酶联免疫吸附试验、构象免疫分析技术、PrPsc蛋白错误折叠循环扩增法(PMCA)等。
(三)脑电图检查 脑电图检查是CJD诊断和病情随访的重要辅助指标。病程早期常在额叶出现慢波,逐步出现周期性波幅的同步放电(periodic sharp wave complex,PSW),在弥漫性慢波的背景上出现周期性的尖波、三相波或多相波,周期多为1~2次/s。这种周期波为阵发性,反复查脑电图或行动态脑电图检查可大大提高阳性率。DWMRI显示基底节异常者PSW出现率高,有些患者可始终不出现PSW。在病程晚期,PSW消失,无随访脑电图的必要。
(四)神经影像学检查 常规头颅MRI检查除可发现晚期患者脑萎缩外,一般无其他异常发现。弥散磁共振加权成像(DWI)和液体衰减反转恢复序列(FLAIR)检查对CJD早期诊断具有重要价值,较常规MRI检查敏感。在sCJD患者DWI检查早期特异性地表现为沿皮层沟回走行的带状高信号(飘带征)和(或)双侧基底核区的异常高信号,该表现较脑电图周期性三相波、脑脊液异常、甚至比临床痴呆和肌阵挛出现更早、更敏感[8-9]。早期高信号改变可不对称,随病程进展逐渐趋于对称。DWI异常信号最早出现在发病后1个月[9]。有研究认为,DWI异常信号在sCJD诊断中特异度高达93.8%,灵敏度为92.3%~100%[10]。sCJD常以顶枕灰质异常为主,gCJD以尾核为主,vCJD以丘脑枕异常为主。
(五)组织活检 脑组织活检和咽扁桃体淋巴结活检,特别是脑组织活检免疫组化染色见到PrPsc阳性斑的沉积,有诊断价值。
(六)其他 电镜检查可发现异常脑纤维(即瘙痒症相关纤维)存在。提取患者DNA对其朊蛋白粒子进行分子遗传学分析,可以诊断gCJD。
依诊断依据不同,临床CJD分为:确诊CJD,拟诊CJD及可疑CJD。所有诊断均应排除其他引起痴呆的疾病。
(一)sCJD(1)确诊:尸检或脑组织活检具有典型/标准的神经病理学改变,和(或)免疫细胞化学和(或)Western印迹法确定为PrPsc,和(或)存在瘙痒病相关纤维。(2)拟诊:临床表现进行性痴呆,在病程中出现典型的脑电图改变,和(或)脑脊液14-3-3蛋白阳性,临床病程短于2年。以及具有无动性缄默外还具有以下临床表现之一:①肌阵挛;②视觉或小脑症状;③锥体和(或)锥体外系症状。(3)疑诊:具有进行性痴呆,临床病程<2年。以及至少具有以下4种临床表现中的2种:①肌阵挛;②视觉或小脑症状;③锥体和(或)锥体外系症状;④无动性缄默。
(二)gCJD 确诊或临床诊断gCJD患者,具有本病特异的PrP基因突变和(或)一级亲属中具有确诊或临床诊断的gCJD病例。
(三)vCJD 诊断依据包括病史、临床表现和实验室检查。(1)病史:①进行性神经精神障碍;②病程≥6个月;③常规检查排除其他疾病;④无医源性接触史。(2)神经精神表现:①早期精神症状(抑郁、焦虑、情感淡漠、退缩、妄想);②持续性疼痛或感觉异常;③共济失调;④肌阵挛、舞蹈症、肌张力紊乱;⑤痴呆。(3)辅助检测:①脑电图无典型的sCJD波型,或未进行脑电图检测;②MRI质子密度相出现双侧丘脑后结节部高信号。(4)扁桃体活检阳性:具有(1)①和vCJD神经病理学诊断(大脑和小脑广泛的空泡样变及“花瓣样”的PrP斑块沉积)者为确诊病例;具有(1)和(2)中的任意4项,和(3)或(1)和(4)者为拟诊病例;具有(1)和(2)中的任意4项,和(3)①者为疑似病例。
(四)iCJD 在sCJD诊断的基础上具有:①接受由人脑提取的垂体激素治疗的患者出现进行性小脑综合征;②确定的暴露危险,如曾行硬脑膜移植、角膜移植等手术。
CJD应与其他表现为痴呆的疾病相鉴别,如阿尔兹海默病、帕金森病等,此外,还应与各种急性、亚急性起病的脑病相鉴别,如Vit B12、Vit B1缺乏,甲状腺功能低下等代谢性脑病,CO中毒等各种中毒性脑病,中枢神经系统副肿瘤综合征,边缘叶脑炎等。尤其是表现为快速进行性痴呆(rapidly progress dementia,RPD)的疾病。
边缘叶脑炎(感染性,副肿瘤性及非副肿瘤性自身免疫性)选择性累及边缘叶结构(海马、杏仁核、下丘脑、岛叶及扣带回皮质等),临床表现为边缘叶结构功能障碍,有时与CJD表现难以鉴别,其脑电图可表现为弥漫性慢波、或双颞叶慢波、或棘波存在。中枢神经系统副肿瘤综合征在发现原发性肿瘤之前,可主要表现为记忆力减退、痴呆、小脑症状、肌阵挛等中枢神经系统表现,与CJD表现类似,但其多呈亚急性起病,数天至数周症状发展至高峰,特征性症状包括小脑变性及边缘叶脑炎等。脑脊液检查细胞数增多,蛋白及IgG水平升高。血清和脑脊液抗神经元抗体(抗-Hu)、抗小脑浦肯野细胞抗体(抗-Yo抗体)等自身抗体呈阳性。
艾滋病相关痴呆综合征临床可表现为情感(淡漠、易激惹、躁狂等),行为(人格改变、反应迟钝),认知(记忆力减退、思维缓慢、语言障碍等),运动(步伐不稳,丧失平衡,震颤等)等方面的异常,有时临床表现与CJD相似,凭借高危性行为、静脉药瘾等流行病学史及HIV抗体、HIV-RNA、CD4+T淋巴细胞计数检测可资鉴别。
RPD一般指从最初症状出现在1~2年内进展至痴呆。许多中枢神经系统疾病临床均可表现为RPD,在诊断CJD之前一定要除外其他引起RPD的疾病,尤其是可以治愈的疾病,以免耽误患者的诊疗。Sala等[12]汇总分析了49例表现为RPD的患者,其中非朊蛋白神经变性疾病36.8%,CJD 30.6%,血管性痴呆8.2%,中毒代谢性疾病8.2%,其他疾病16.2%。患者的平均生存时间为(8.6±9.5)个月。CJD患者的生存期比其他神经系统疾病短。美国国家朊蛋白病病理监测中心对2006年1月至2009年12月临床诊断为朊蛋白病的1 106份脑组织标本进行了病理检查,其中352例(32%)朊蛋白检测阴性,对304例进行了组织病理学检测,结果提示阿尔兹海默病(154例)、血管性痴呆(36例)为该类疾病中最常见者。71例为潜在可治愈性疾病,包括免疫性疾病、肿瘤、感染或代谢性疾病[13]。运动障碍在痴呆型疾病中常见,仔细判别运动障碍的特点有助于CJD的鉴别。研究表明,共济失调及辨距障碍在CJD中较阿尔兹海默病及路易体痴呆更常见,阿尔兹海默病及路易体痴呆运动减少发生率为CJD的1/5[14]。
CJD无特效疗法,主要是对症支持治疗及加强护理。根据临床症状给予抗惊厥药,抗肌阵挛药,抗精神病药物等;加强营养支持。
因CJD具有一定的传染性,需做好患者的隔离和医护人员的防护。患者的分泌物、尿液、粪便及病房不需特殊消毒处理,污染有患者血液或其他组织的物品可用2%游离氯的NaClO或2 mol/L NaOH表面覆盖浸泡1~2 h进行处理。医务人员尽量避免直接接触患者的血液和脑脊液,一旦暴露应立即用大量清水冲洗;日常接触患者最好带手套,但无需呼吸道防护。对于CJD密切接触者无需进行隔离或临床观察。
由于vCJD可通过血液传播,故对引起vCJD血源传播的途径应进行严格管理。首先,对于所有临床诊断的CJD患者进行献血记录追查,如果既往曾献血,则追踪所有受血者,并限制受血者进一步献血、组织或器官捐献。其次,严格筛选献血者。有国家禁止曾在英国、法国甚至欧洲等地区居住者献血。英国2004年制定了“限制1980年以来曾输过血制品者作为献血者”的政策,以避免vCJD的二次传播。最后,对于血制品应进行恰当处理。目前,有些厂家正在研制过滤装置,以去除血制品受朊蛋白的污染。输注去除白细胞的红细胞,单一来源血小板成分输注可减少感染风险。
[1]Llewelyn CA,Hewitt PE,Knight RS,et al.Possible trans-mission of variant Creutzfeldt-Jakob disease by blood transfusion[J].Lancet,2004,363(9407):417-421.
[2]Nozaki I,Hamaguchi T,Sanjo N,et al.Prospective 10-year surveillance of human prion diseases in Japan[J].Brain,2010,133(10):3043-3057.
[3]Orru C,Caughey B.Prion seeded conversion and amplification assays[J].Top Curr Chem,2011,305:121-133.
[4]Budka H,Head MW,Ironside JW,et al.Sporadic Creutzfeld-Jakob disease[M].In Neurodegeneration:The Molecular Pathology of Dementia and Movement Disorders 2nd edition.DW Dickson,RO Weller.Chichester:Wiley-Blackwell,2012:322-335.
[5]Parchi P,Giese A,Capellari S,et al.Classification of sporadic Creutzfeldt-Jakob disease based on molecular and phenotypic analysis of 300 subjects[J].Ann Neurol,1999,46(2):224-233.
[6]Ironside JW,Bishop MT,Connolly K,et al.Variant Creutzfeldt-Jakob disease:prion protein genotype analysis of positive appendix tissue samples from a retrospective prevalence study[J].BMJ,2006,332(7551):1186-1188.
[7]Le Pera M,Urso E,Sprovieri T,et al.Contribution of cerebrospinal fluid thymosinβ4levels to the clinical differentiation of Creutzfeldt-Jakob disease[J].Arch Neurol,2012,69(7):868-872.
[8]张淑青,包颖颖,宋水江.散发型克雅病临床、脑电图及影像学研究[J].浙江医学,2012,34(2):95-98.
[9]Mao-Draayer Y,Braff SP,Nagle KJ,et al.Emerging patterns of diffusion-weighted MR imaging in Creutzfeldt-Jakob disease:case report and review of the literature[J].AJNR Am J Neuroradiol,2002,23(4):550-556.
[10]Shiga Y,Miyazawa K,Sato S,et al.Diffusion-weighted MRI abnormalities as an early diagnostic marker for Creutzfeldt-Jakob disease[J].Neurology,2004,63(3):443-449.
[11]Global Surveillance,Diagnosis and Therapy of Human Transmissible Spongiform Encephalopathies[EB/OL].Diagnostic Criteria for Creutzfeldt-Jakob Disease(CJD).Geneva:WHO.1998.
[12]Sala I,MarquiéM,Sánchez-Saudinós MB,et al.Rapidly progressive dementia:experience in a tertiary care medical center[J].Alzheimer Dis Assoc Disord,2012,26(3):267-271.
[13]Chitravas N,Jung RS,Kofskey DM,et al.Treatable neurological disorders misdiagnosed as Creutzfeldt-Jakob disease[J].Ann Neurol,2011,70(3):437-444.
[14]Edler J,Mollenhauer B,Heinemann U,et al.Movement disturbances in the differential diagnosis of Creutzfeldt-Jakob disease[J].Mov Disord,2009,24(3):350-356.