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CLCN2相关脑白质病

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在中枢神经系统疾病的诊断中,核磁共振无疑是最有价值的辅助检查。该种检查不仅安全无辐射,图像清晰,老少皆宜外,更重要的是能通过多序列、多方位、多参数的检查,对大脑、小脑、脑干和脊髓等部位的定性研究提供相当丰富的信息。临床上有很多疑难杂病,其实如果掌握了特征性的磁共振表现,秒杀几乎不费吹灰之力,但前提是你要先认识一下!

患者男性,48岁,因“发作性头痛7年”就诊于圣哥门诊。

现病史:患者自年开始反复出现头痛,右侧为主,为搏动样剧烈头痛,伴恶心,每次可持续3-5天,每年发作约3-4次。年1月头痛加重,右侧枕部为著,程度较重,影响睡眠,头痛时自觉眼球突出,持续5天后好转。

既往史:否认高血压和糖尿病史,父母亲为近亲结婚(姨表亲),无特殊疾病。

查体:神清,语利,眼球轻度突出,双侧瞳孔等大等圆,眼球各方向运动灵活,余颅神经未见异常,四肢肌张力适中,肌力5级,双侧腱反射活跃,双侧掌颌反射阳性,双侧足跖中性,双侧指鼻不准,跟膝胫试验欠稳,感觉未见异常,颈软,克氏征阴性。

该患者青年男性,反复发作性头痛,单纯根据临床表现考虑“偏头痛”应该不算错。但查体有双侧眼球突出,锥体束受累和共济失调,因此进行头部磁共振检查是必须的。

头核磁显示:

影像学上如此对称的双侧锥体束及小脑受累,首先考虑遗传代谢性疾病,可是苦思冥想,却不知啥病!在遗传性脑白质病中,有锥体束受累和小脑性共济失调的疾病可见于成人多糖体病(APBD)、白质消融性脑病(VWM)、脑腱黄瘤病(CTX)等(见下表),可是该患者的影像学似乎又都不符合。

到底啥病竟有如此影像学表现?其实圣哥已帮我们找到了答案,基因检测结果如下:

该患者在CLCN2基因24号外显子发现一处纯合突变:c.GC(鸟嘌呤胞嘧啶),导致氨基酸改变p.RP(精氨酸脯氨酸),家系验证结果显示此纯合突变分别来自于其父母。患者父母为姨表亲关系……唉!啥也别说了,什么近亲结婚亲上加亲,全是骗人的鬼话,宝玉娶了宝钗原本就是个杯具!

复习文献,CLCN2基因突变对应的疾病为脑白质病伴共济失调(leukoencephalopathywithataxia,LKPAT),也称CLCN2相关脑白质病(CLCN2-relatedleukoencephalopathy,CC2L),该病为常染色体隐性遗传,因此纯合或复合杂合突变均可致病。该病年才由Depienne等首次报道,至今共报道14例(见下表)[一说16例],包括中山大学第三附院邱主任新近报道的1例。可见该病确实罕见,对面相逢不相识,本不是你我的错!

现有的报道显示CLCN2相关脑白质病在女性更常见(12:2),儿童或成人均可发病,平均发病年龄为28岁。该病相对良性,进展缓慢。患者大部分有共济失调表现,虽有协调或平衡障碍,但走路一般不需支具,很多患者可出现频繁的头痛。儿童期发病者常存在学习困难,成人期发病者则多有视觉障碍(由于视网膜或视神经病变)。此外,一些患者可能出现肌肉痉挛,男性患者常有不育。邱伟团队总结已报道的14例患者临床表现如下:

CLCN2相关脑白质病MRI表现非常具有特征性:沿内囊后肢、中脑大脑脚、小脑中脚出现明显的信号异常,T2及Flair高信号,DWI高信号,ADC相应低信号。脑白质异常也可见于额顶枕叶及胼胝体,中脑被盖,小脑和小脑上脚交叉纤维(decussationofthesuperiorcerebellarpeduncle,DSCP)等处,若行DTT(diffusiontensortractography)检查,则可发现皮质脊髓束、桥横纤维和小脑齿状核纤维明显变薄。文献中典型影像表现如下。

最后让我们看看CLCN2基因所编码的蛋白—ClC-2是个啥东东。ClC-2即氯离子通道的一种,而氯离子是体内主要的阴离子,是Na+、K+和Ca2+等阳离子移动时的重要对冲(补偿)离子。中枢神经系统Clˉ的功能包括:控制膜电位,平衡细胞容积,调节细胞增殖和平衡。细胞外Clˉ浓度固定在96-mM,细胞内Clˉ浓度变化较大,与跨膜电位和活化的Clˉ转运蛋白的存在有关。因此,不同的脑细胞内不同的氯离子通道和转运蛋白及其功能将决定Clˉ流动的方向和细胞的功能状态。

ClC-2通道为电压门控氯离子通道和转运蛋白(voltage-gatedchloridechannelsandtransporters,CLC)9家族成员之一。CLC-2同其他成员一样,为同源二聚体双筒结构,每个单体形成一个完全相同的孔/结合位点,每个亚基由18个跨膜螺旋形成的膜蛋白组成,胞浆C-末端包含两个保守的胱硫醚合酶(cystathionine-synthase,CBS))域,CBS对通道蛋白合成后在细胞内正确运输非常重要,也参与通道闸门的调节。CLC-2对离子的通透顺序为ClˉBrˉIˉFˉ。ClC-2通道在膜超极化时被激活,表现为慢时程内向校正电流,其电压门控效应被Clˉ和H+所调节。此外ClC-2也可被低渗诱导的细胞肿胀所活化。

ClC-2通道在很多组织均有表达,包括脑,胰腺,肾脏,肝脏,心脏,肺,骨骼肌和胃肠道。在中枢神经系统,ClC-2主要位于GFAP阳性的星型胶质细胞的足突(围绕血管),少突胶质细胞周边的缝隙连接,以及海马的锥体神经细胞。生理状态下,ClC-2在上皮细胞转运,离子平衡及细胞的兴奋性调节方面发挥重要作用。ClC-2的破坏或异常可影响这些器官或组织,导致各种疾病状态,即离子通道病。人类CLCN2基因如果发生loss-offunction突变将导致动作电位触发的离子转运障碍,引起渗透性髓鞘内水肿,临床上出现脑白质病,男性不育,视觉损伤等;如果CLCN2基因发生gain-of-function突变则可出现家族性醛固酮增多症II型。

ClC-2离子通道镶嵌在大部分细胞的外膜。研究发现,星型胶质细胞的ClC-2与GlialCAM和MLC形成三元复合体。GlialCAM作为MLC1的伴侣,可引导ClC-2定位于细胞-细胞连接,并调节ClC-2氯离子通道活性。MLC1也参与氯电流,为细胞肿胀后星型细胞调节其体积缩小所必需。ClC-2的功能对大脑的神经细胞也特别重要,通过摄入或释放水以及维持细胞正常的离子平衡,以调节神经细胞的体积。

CLCN2基因突变可损伤蛋白的稳定性,降低通道功能。有的CLCN2突变则导致通道蛋白不能到达细胞膜或者没有通道功能而迅速崩解。ClC-2通道活性下降的结果,是使某些脑细胞和髓鞘内充填大量水,不能实施正常功能,而充满液体的髓鞘则不能有效传递神经冲动,从而出现共济失调等症状和体征。

神奇的是,同样是氯离子和水平衡通路的组分,CLC-2基因CLCN2隐性突变(与GJB1相同)可引起内囊、脑干和小脑的白质水肿,而GLIALCAM和MLC1突变则引起巨头脑白质病伴皮层下囊变(megalencephalicleukoencephalopathywithsubcorticalcysts),该病特征为脑白质内髓鞘空泡形成,而胼胝体、内囊、脑干和小脑不受累。

目前已知,MLC1、GlialCAM、connexin32和ClC-2的缺陷均可导致以髓鞘内水肿为特征的脑白质病。有学者发现GJB1突变所致的X-连锁CMT和GLIALCAM突变所致的MLC可改善或恢复正常,其鞘内水肿是可逆的,提示离子和水平衡通路的组分是潜在的治疗靶。

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