宋 坤,柴 学,王 娟,朱海青,周金宝,张玉梅,严春燕
神经元核内包涵体病(neuronal intranuclear inclusion disease, NIID)又被称为神经元核内透明包涵体病(neuronal intranuclear hyaline inclusion disease, NIHID),或者是核内包涵体病(intranuclear inclusion body disease, INIBD)。NIID属于进展缓慢的神经退行性疾病,其特征是中枢、外周和自主神经系统细胞及体细胞中含有嗜酸性透明核内包涵体。因其临床表现异质性,易与其他神经系统疾病混淆。本文回顾性分析5例NIID的临床病理学特征、影像学表现、免疫表型、诊断及鉴别诊断等,旨在提高临床和病理医师的认识水平。
1.1 临床资料收集2019年12月~2021年5月南京医科大学附属脑科医院存档的5例NIID标本,患者男性3例,女性2例;年龄59~70岁,平均66岁。患者均为50岁以后发病;慢性起病4例,亚急性起病1例。
1.2 方法取患者右侧外踝上10 cm处皮肤活检,标本均经10%中性福尔马林固定,常规脱水、透明、石蜡包埋,4 μm厚连续切片,行HE染色。免疫组化染色及电镜检查均由解放军东部战区总医院病理科协助完成。免疫组化采用EnVision两步法染色,DAB显色。抗体p62(克隆号SC-28359,稀释度1 ∶200)购自Santa Cruz公司。免疫组化标记由全自动免疫组化染色仪完成,以胞核呈棕黄色且无背景染色为阳性。电镜检查采用2.5%戊二醛和1%锇酸双重固定,2.5%戊二醛固定,脱水、环氧树脂包埋,制成半薄切片,甲苯胺蓝染色定位,制成80 nm厚的超薄切片,铅-铀双染色,于透射电镜(JEM-1011)下观察。例1和例4进行FMR1基因分析(购自上海昂普生物公司和上海韦翰斯生物公司)。将正常等位基因定义为5~44个CGG重复。
2.1 临床特点5例患者临床表现复杂多样,其中记忆力下降为主2例,行走不稳为主2例,意识障碍为主1例。2例患者均以近期记忆力下降为主,查体均显示记忆力及计算力下降,理解力差,反应迟钝,1例伴右上肢姿势性震颤;2例患者中1例认知功能初筛示简易精神状态检查(mini-mental state examination, MMSE)量表为27分、蒙特利尔认知评估(montreal cognitive assessment, MoCA)量表为18分、日常生活活动能力(activity of daily living, ADL)量表为23分,显示有认知功能障碍;另1例认知功能初筛示MMSE量表为29分、MoCA量表为27分、ADL量表为20分,显示认知功能尚正常。行走不稳2例,其中1例伴大小便困难及呕吐症状,并伴性格改变;另1例伴肢体抖动、便秘、性格改变等症状;伴消化及泌尿系统症状的患者呈恶病质状态,查体示双下肢肌力4°,伴肢体抖动的患者查体示右侧肢体静止性震颤,上肢明显,肌张力铅管样增高,共济运动差,右侧明显。意识障碍1例,查体发现其计算力下降,远近记忆力尚可。本组5例患者有4例无父母系三代家族史,另1例患者母亲有“老年痴呆症”。MRI检查:DWI示4例双侧大脑半球、1例双侧额顶叶见对称性皮髓质交界区异常高信号影;T2、FLAIR序列出现脑白质高信号;其中4例脑室有扩大(图1)。
2.2 病理学检查5例皮肤活检标本中,均在真皮层及皮下组织的汗腺细胞、纤维母细胞中见核内嗜酸性透明包涵体。4例在皮下组织的脂肪细胞中见核内嗜酸性透明包涵体,另1例因脂肪细胞极少,未在其脂肪细胞中找到核内嗜酸性透明包涵体(图2)。
2.3 免疫表型5例NIID标本包涵体中p62均呈阳性(图3)。
2.4 电镜检查5例患者均行电子显微镜检测,在3例患者的皮肤纤维母细胞中见核内包涵体,为类圆形丝状无膜结构,直径1.5~3 μm(图4)。
①A①B②A②B②C③A③B③C④
2.5 基因分析2例患者行FMR1基因检测,CGG重复次数分别为29次和30次,均在正常范围内(图5)。
图5 FMR1基因为CGG重复29次
NIID是一种罕见的进展缓慢的神经退行性疾病,其特征是在中枢、外周和自主神经系统的神经元和胶质细胞以及体细胞中含有嗜酸性透明核内包涵体。于1968年由Lindenberg等[1]首次报道,2011年前由于检查手段的限制,文献报道较少,随着皮肤活检、基因检测等检查手段的发展,近年NIID病例报道逐年增多,仅2020年国内外报道合计100余例。
NIID发病年龄跨度较大,从婴儿到老人(2~78岁)均可发病[2-3]。Takahashi-Fujigasaki等[2]将NIID根据患者发病年龄分为三型:(1)婴儿型,在婴儿期发病,临床病程相对较短(<5岁发病,病程不超过10年);(2)青少年型,在婴儿期或青少年期发病,临床病程长达10年或10年以上;(3)成人型,>50岁以后发病。
成人型NIID临床表现多样,无特异性,呈慢性或亚急性过程,表现为中枢神经系统以及自主神经受累等。Sone等[4]分析57例成人NIID的临床和病理特点,根据遗传学特点将其分为散发型和家族型。散发性NIID患者发病年龄51~76岁,以痴呆症状最为突出(94.7%),其次为瞳孔缩小(94.4%)、共济失调(52.8%)和意识障碍(39.5%)。家族性NIID患者中,发病年龄小于40岁者,以四肢无力最常见(100%),被称为肢体无力组;在发病年龄超过40岁,以痴呆症状最为突出(100%),被称为痴呆组。Tian等[5]根据临床表现将家族型NIID又增加新分组 —— 帕金森组。Chen等[6]分析51例NIID患者,发现除神经系统症状(行为异常、认知功能障碍、帕金森病、周围神经症状、脑病等)外,其他系统的临床表现非常显著且多样,呼吸系统(刺激性干咳)、消化系统(便秘、恶心呕吐)、泌尿系统(尿频、尿急)、循环系统(动脉瘤样胸痛、体位性低血压)、生殖系统(前列腺增生症状、阴道不规则出血、不孕)、运动系统(肌无力、关节疼痛)等均有不同的临床表现。因此,Chen等[6]认为系统性核内包涵体病(systemic intranuclear inclusion disease, SIID)比NIID更适合此类疾病的描述。本组5例患者发病年龄均为50岁以上,其中4例无父母系三代家族史,属于成人散发性病例,而另1例表现为记忆力下降,其母亲有痴呆病史,疑似为家族型NIID。5例患者临床表现各不相同,并且同一患者常伴多种神经系统症状以及其他系统症状。高度异质的临床表现,给临床医师诊断带来挑战。随着NIID病例的积累,对NIID的临床表现会有更深入的认识。
NIID的尸检病例中,发现核内包涵体存在于中枢神经系统的大脑皮质、基底节、脑干和脊髓的神经元及星形胶质细胞、少突胶质细胞中,并伴不同程度神经元丢失,但并不是所有尸检病例都能见到神经元丢失[2,4,7]。在成人患者中,包涵体主要见于星形胶质细胞[3,7]。具有核内包涵体的星形胶质细胞功能障碍,可能导致脑白质髓鞘和轴突的继发性损伤,引起海绵样变,这些细胞的功能紊乱可以改变神经元功能,可能是导致痴呆症的原因[7]。在内脏器官中,临床病理相关性尚不完善,自主神经功能障碍最可能是由核内包涵体引起的。Sone等[8]报道2例表现为运动感觉和自主神经病变的NIID尸检病例,发现在交感神经、肠肌丛神经节神经元、背根神经节神经元及脊髓运动神经元中广泛存在核内包涵体。本组例1及例4患者便秘,推测可能与其肠肌丛神经节神经元中含有核内包涵体有关。多样的临床症状是否与NIID的核内包涵体直接相关,需积累更多病例进行分析。
成人型NIID患者影像学表现相对具有特征性,DWI序列上可见沿着皮质-髓质交界区分布的特征性异常高信号病变,在病程初期病变主要局限于额叶,随着病程进展,DWI高信号逐渐向其他区域发展,但仅限于皮髓质交界,并不向深部白质进展;T2加权像及FLAIR像上的双侧对称弥漫的脑白质病变,且早期更多以额叶受累为主;脑室扩大。但这些影像学改变并非仅见于NIID,其他多种神经系统性疾病包括各种遗传代谢相关的脑白质病、脆性X染色体综合征及脑炎等疾病均可出现类似的影像学表现。Yokoi等[9]认为皮质下白质呈多发性病理性海绵状改变与影像学上皮质下线性DWI高信号病变有关。虽然Sone等[4]报道的NIID中,100%的散发病例有DWI高信号。有文献报道[10],患者持续4年复发性呕吐,DWI显示无明显异常,直到7年后右额叶皮质延髓交界处出现轻微异常强度病变。Kawarabayashi等[11]报道1例患者发病5年后DWI高信号消失,推测持续的神经元丢失和胶质增生可能是其消失的原因。DWI高信号常被用作NIID的诊断指征,但不出现高信号或者高信号的消失可能导致NIID的误诊。本组5例均可见DWI序列上双侧对称性皮髓质交界区高信号,T2、FLAIR序列均出现脑白质高信号,显示脑白质变性,其中4例伴脑室扩大。
目前,NIID的发病机制尚不清楚。Takahashi-Fujigasaki等[12]研究发现NIID中核内包涵体的形成可能与多聚谷氨酰胺疾病具有相似的病理、生理途径。NIID和多聚谷氨酰胺疾病中的核内包涵体均是泛素化的,并且含有与泛素-蛋白酶体-蛋白质降解系统相关的其他成分。核内包涵体被认为是由过度积聚在细胞核内的降解蛋白质形成的。未知的异常蛋白的聚集或核内蛋白降解系统的功能障碍,可能NIID是疾病进展的原因。虽然NIID中的神经元核内包涵体对识别异常扩增多聚谷氨酰胺的单克隆抗体1C2具有免疫反应性,但频率较低。在NIID中没有发现导致多聚谷氨酰胺扩增的原因,也没有证据表明NIID是一种多聚谷氨酰胺疾病。2019年,关于NIID分子机制的研究取得重大突破。Sone等[13]在某家族性NIID中发现NOTCH2NLC基因5′区的GGC异常重复扩增,随后在另外8个家族性NIID及40个散发性NIID中发现相似的扩增。NOTCH2NLC基因是位于1q21.1的三个人类特异性NOTCH2相关基因(NOTCH2NLA、NOTCH2NLB和NOTCH2NLC)之一,其在各种胶质细胞中高表达,被认为与人类大脑皮层的进化扩展有关。2019年,Tian等[5]报道来自4个家族性及5个散发病例中NOTCH2NLC基因GGC重复扩增,并发现家族型NIID中肌无力组GGC重复数为118~517次;帕金森组GGC重复数为66~102次;痴呆症组GGC重复数为91~268次;而散发病例GGC重复数为86~133次。NIID临床表现的多样性可能与NOTCH2NLC基因5′区域GGC病理性重复次数相关,一般认为GGC重复扩增次数超过60次具有致病性。
2011年Sone等[14]提出皮肤活检有助于神经核内包涵体疾病诊断。此前,诊断NIID通常依靠尸检、脑活检或直肠活检及腓肠神经活检,费用高,且常发生复杂的穿透性损伤。皮肤活检是NIID的一种有效的、微创的诊断工具,临床建议取外踝10 cm处、3 mm厚皮肤活检进行病理检查,取至真皮层及皮下脂肪组织,以便观察到汗腺细胞、纤维母细胞及脂肪细胞中的核内包涵体。光镜下汗腺细胞、纤维母细胞及脂肪细胞中可见核内嗜酸性透明包涵体,呈圆形,直径为1.5~10 μm,位于核仁附近[4]。免疫组化染色核内包涵体呈泛素及泛素相关蛋白,如NUB1(NEDD8 ultimate buster 1)、小泛素修饰物-1(small ubiquitin modifier-1, SUMO-1)、小泛素修饰物-2(small ubiquitin modifier-2, SUMO-2)和p62均阳性。本组5例均行外踝10 cm处皮肤活检,镜下见真皮层及皮下组织的汗腺细胞、纤维母细胞中找到核内嗜酸性透明包涵体,其中4例在皮下组织的脂肪细胞中找到核内嗜酸性透明包涵体,经免疫组化染色核内包涵体p62呈阳性。电镜观察纤维母细胞中有核内包涵体,为类圆形丝状无膜结构,与文献报道一致[4,15]。
NIID易与脆性X相关震颤/共济失调综合征(fragile X-associated tremor/ataxia syndrome, FXTAS)混淆,其临床症状和病理学表现与NIID类似,且影像学上亦可出现DWI上的皮髓交界区高信号[16],FMR1基因CGG扩增可确诊FXTAS。Sone等[17]报道FXTAS中的神经元丢失仅限于浦肯野细胞,并且少突胶质细胞中未观察到核内包涵体,而NIID中的神经元丢失广泛分布于中枢神经系统和周围神经系统,少突胶质细胞中存在p62阳性的核内包涵体。目前,尚未有关于FXTAS患者的皮肤组织学检查的研究报道。本组例1和例4行FMR1基因检测,结果显示CGG重复数均在正常范围内,可排除FXTAS;另外3例虽未行基因检测,但典型的影像学表现及皮肤活检可见细胞核内包涵体,支持NIID的诊断。
目前,NIID尚无有效的治疗方法[18],但对于周围神经受累、痴呆、帕金森综合征等,对症用药可以延缓某些症状的发展。现阶段尚无大宗临床病例报道,还需积累更多病例进一步分析。
NIID是一种罕见的进展缓慢的神经退行性疾病,临床具有高度异质性,易误诊。NIID的诊断需结合特征性的影像学改变,皮肤活检行HE染色及p62、泛素等免疫组化染色,以及电镜检查,必要时可行FMR1基因及NOTCH2NLC基因检测。
(本文病例承蒙解放军东部战区总医院病理科李南云主任会诊及程凯老师提供电子显微镜检查,特此致谢!)