ML I(唾液酸沉积症)
黏脂贮积症的眼部症状
一目了然的要点
Section titled “一目了然的要点”1. 黏脂贮积症的眼部症状
Section titled “1. 黏脂贮积症的眼部症状”黏脂贮积症(ML)是一组由溶酶体酶转运或功能缺陷引起的遗传性溶酶体贮积症1)。糖蛋白、糖脂和黏多糖样物质在细胞内积聚。估计发病率为每10万至20万人中1例。
主要亚型如下四种:
- ML I(唾液酸沉积症):NEU1 基因突变导致神经氨酸酶缺乏2)
- ML II(I细胞病):GNPTAB 基因突变导致GlcNAc-1-磷酸转移酶障碍3)
- ML III(假性Hurler多营养不良):与ML II相同基因的不同突变3)
- ML IV:MCOLN1 基因突变导致黏脂蛋白-1(TRPML1)缺乏1)
均为常染色体隐性遗传,在日本ML II和III被指定为疑难病。呈现类似黏多糖贮积症(MPS)的症状(特殊面容、骨骼异常、智力障碍等),但鉴别要点是黏多糖不积聚。
黏多糖贮积症(MPS)是由于分解糖胺聚糖(黏多糖)的酶缺乏,导致黏多糖积聚的疾病群。而黏脂贮积症(ML)是溶酶体酶转运机制本身异常,导致糖脂、糖蛋白等多种底物积聚。临床表现类似MPS,但积聚物质不同是区分点。
2. 主要症状和临床所见
Section titled “2. 主要症状和临床所见”自觉症状因亚型不同而有很大差异。
- ML I:可能表现为突然的无痛性视力下降。下降程度因人而异。
- ML II/III:通常无自觉视力障碍。ML III 有报告称随访11年未发现视力下降。
- ML IV:出生后10年内视网膜营养不良进展,至20多岁时导致严重视力丧失或法定盲。
临床所见(医生检查确认的所见)
Section titled “临床所见(医生检查确认的所见)”ML II(I细胞病)
角膜混浊:因角膜实质及上皮细胞质内包涵体引起的轻度混浊。通常不伴有视力障碍5)。
内眦赘皮:持续存在。
轻度眼球突出:可能观察到。
ML III(假性Hurler多发性营养不良)
ML IV
ML IV曾尝试角膜移植,但未成功,因为供体角膜上皮最终被异常的受体(宿主)上皮取代。MCOLN1基因突变导致的溶酶体转运障碍仍存在于宿主角膜上皮,使移植片也发生类似的蓄积异常。
3. 病因与风险因素
Section titled “3. 病因与风险因素”所有黏脂贮积症均由单个基因突变引起。
| 亚型 | 致病基因 | 缺陷酶/蛋白质 |
|---|---|---|
| ML I | NEU1 | 神经氨酸酶 |
| ML II/III | GNPTAB | GlcNAc-1-磷酸转移酶 |
| ML IV | MCOLN1 | 黏脂蛋白-1 (TRPML1) |
ML I 是由于神经氨酸酶缺乏,导致糖蛋白和寡糖上的唾液酸残基去除不足。唾液酸化化合物在溶酶体中积累。
ML II 和 III 是由于 GlcNAc-1-磷酸转移酶缺陷,导致溶酶体酶无法添加甘露糖-6-磷酸(M6P)标记。未标记的溶酶体酶被分泌到细胞外,导致溶酶体内酶缺乏。
ML IV 是由于溶酶体膜通道 TRPML1 缺乏,导致溶酶体运输和融合障碍。脂质和其他底物在溶酶体中积累1,8)。
4. 诊断和检查方法
Section titled “4. 诊断和检查方法”在所有亚型中,通过基因检测确认致病基因的双等位基因致病性变异即可确诊。
ML I 的检查
Section titled “ML I 的检查”- 酶活性测定:证明白细胞或培养的成纤维细胞中神经氨酸酶活性降低
- 脑电图(EEG):可能显示肌阵挛发作活动
- 脑部MRI:可能显示小脑、脑桥、大脑和胼胝体萎缩
- 眼底检查:确认黄斑部樱桃红斑
- 光学相干断层扫描(OCT):有助于评估视神经萎缩
注意,尿中唾液酸排泄增加并非一致表现。
ML II 和 III 的检查
Section titled “ML II 和 III 的检查”- UPLC-MS/MS:检测尿中游离寡糖和糖胺聚糖如硫酸角质素
- 血清酶活性:通过串联质谱检测溶酶体酶活性升高
- 骨骼X线检查:用于评估骨骼异常
- 超声心动图:评估瓣膜增厚和心室功能
- 听力检查:确认是否存在传导性听力损失
- 眼科检查:ML II患者建议在出生后6-12个月进行眼科评估。裂隙灯检查可确认角膜混浊。眼底检查通常无视网膜异常。
- 睫状肌麻痹下屈光检查:用于评估远视散光(ML III)。
- OCT:用于检测视乳头水肿和血管迂曲(ML III)。
ML IV的检查
Section titled “ML IV的检查”- 血浆胃泌素:继发于胃酸缺乏的降低。
- 全血细胞计数:可能显示因铁吸收不良导致的贫血。
- 脑MRI:显示胼胝体发育不全(压部缺损/发育不良)、白质信号异常、丘脑和基底节铁蛋白沉积增加。
- 电子显微镜检查:结膜活检可见多形性溶酶体包涵体。
- 斜视检查:遮盖-去遮盖试验检测显性斜视,交替遮盖试验检测隐性斜视,三棱镜交替遮盖试验测量偏斜角度。
- 裂隙灯检查:用于评估白内障和角膜混浊。比直接检眼镜更准确。
- 多模态成像:SD-OCT与眼底自发荧光(FAF)联合使用是评估视网膜变化最全面的方法4,7)。
5. 标准治疗方法
Section titled “5. 标准治疗方法”目前尚无根治性治疗方法,以对症治疗为主。
ML I的治疗
Section titled “ML I的治疗”- 抗癫痫药物:对于肌阵挛发作,使用丙戊酸、左乙拉西坦、唑尼沙胺、托吡酯、拉莫三嗪、拉考沙胺等。
- 眼科治疗:目前尚无特定的眼科治疗方法。
ML II 和 III 的治疗
Section titled “ML II 和 III 的治疗”- 作业疗法:进行互动和刺激性活动,以提高觉醒度、模仿能力和积极性。
- 牙龈切除术:治疗因牙龈肥厚引起的口腔疼痛、感染和脓肿。
- 双膦酸盐:有助于减轻疼痛性骨质疏松症(ML III)的疼痛并改善活动能力。
- 眼科干预:通常不需要,因为角膜混浊和眼球突出程度较轻,不影响视力。仅需长期随访即可。
ML IV 的治疗
Section titled “ML IV 的治疗”- 缺铁性贫血:口服硫酸亚铁。
- 肌张力低下和痉挛:物理治疗、康复和肉毒杆菌注射。
- 进食困难:饮食治疗或胃造口管置入。
- 眼部刺激症状:使用人工泪液、凝胶或软膏进行局部润滑。
- 斜视:手术矫正。
- 角膜移植:尚未成功,因为供体角膜上皮会被异常的宿主上皮取代。
针对ML I的AAV(腺相关病毒)介导的基因治疗在小鼠模型中显示出有希望的结果。通过同时表达NEU1及其伴侣保护蛋白/组织蛋白酶A,在包括大脑在内的多个组织中恢复了NEU1活性并逆转了溶酶体蓄积。然而,尚未实现人体临床应用。
6. 病理生理学与详细发病机制
Section titled “6. 病理生理学与详细发病机制”在黏脂贮积症中,几乎所有溶酶体酶活性都缺乏,导致各种糖脂和糖蛋白在溶酶体内蓄积。
细胞水平的损伤机制
Section titled “细胞水平的损伤机制”当底物在眼细胞内蓄积时,溶酶体肿胀并破坏正常的细胞结构。这会损害以下主要过程:
- 自噬:细胞内不需要物质的降解停滞
- 线粒体更新:能量产生减少
- 膜运输:细胞内外物质运输受损
- 溶酶体钙信号:细胞内信号传导受阻
这些缺陷导致代谢应激和氧化应激,破坏正常的稳态。
亚型特异性分子病理
Section titled “亚型特异性分子病理”ML I:神经氨酸酶缺乏导致唾液酸化化合物在溶酶体内蓄积。在视网膜神经节细胞中蓄积导致樱桃红斑,即缺乏神经节细胞的中心凹呈红色隆起。
ML II/III:M6P标记缺乏导致溶酶体酶分泌到细胞外,造成溶酶体内酶缺乏。结果,糖胺聚糖、脂质和寡糖在溶酶体内蓄积。角膜基质中的沉积导致角膜混浊。
ML IV:TRPML1通道缺乏损害溶酶体与内体之间的脂质和蛋白质运输。在包括角膜上皮、视网膜色素上皮和晶状体在内的广泛眼组织中发生蓄积,导致多种眼部症状。
7. 最新研究与未来展望
Section titled “7. 最新研究与未来展望”基因治疗的进展
Section titled “基因治疗的进展”针对ML I的AAV介导基因治疗备受关注。在小鼠模型中,同时递送NEU1及其伴侣蛋白保护蛋白/组织蛋白酶A(PPCA)的载体已报告以下成果:
- 包括大脑在内的多个组织中NEU1活性恢复
- 溶酶体蓄积的逆转
- 神经炎症的正常化
针对ML IV,MCOLN1基因替代疗法的临床前研究也在推进,通过AAV9脑室内给药已证实可改善Mcoln1−/−小鼠的运动功能和髓鞘形成,并减少溶酶体蓄积9)。此外,同一领域的综述(Jezela-Stanek et al. 2020)10)全面总结了病理和临床特征。目前尚未应用于人类临床,但有望成为未来的治疗选择。对于ML II和III,包括基因治疗在内的新疗法研究也在进行中。
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Misko A, Grishchuk Y, Goldin E, Schiffmann R. Mucolipidosis IV. In: GeneReviews® [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 2005 Jan 28 [updated 2021 Feb 11]. Bookshelf ID: NBK1214.
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Tripathy K, Patel BC. Cherry Red Spot. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; [updated 2023 Aug 25]. PMID: 30969663. Bookshelf ID: NBK539841.
-
Leroy JG, Cathey SS, Friez MJ. GNPTAB-Related Disorders. In: GeneReviews® [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 2008 Aug 26 [updated 2019 Aug 29]. Bookshelf ID: NBK1828.
-
Daich Varela M, Zein WM, Toro C, Groden C, Johnston J, Huryn LA, d’Azzo A, Tifft CJ, FitzGibbon EJ. A sialidosis type I cohort and a quantitative approach to multimodal ophthalmic imaging of the macular cherry-red spot. Br J Ophthalmol. 2021;105(6):838-843. PMID: 32753397.
-
Libert J, Van Hoof F, Farriaux JP, Toussaint D. Ocular findings in I-cell disease (mucolipidosis type II). Am J Ophthalmol. 1977;83(5):617-628. PMID: 868962.
-
Traboulsi EI, Maumenee IH. Ophthalmologic findings in mucolipidosis III (pseudo-Hurler polydystrophy). Am J Ophthalmol. 1986;102(5):592-597. PMID: 3777077.
-
Smith JA, Chan CC, Goldin E, Schiffmann R. Noninvasive diagnosis and ophthalmic features of mucolipidosis type IV. Ophthalmology. 2002;109(3):588-594. PMID: 11874766.
-
Grishchuk Y, Stember KG, Matsunaga A, Olivares AM, Cruz NM, King VE, Humphrey DM, Wang SL, Muzikansky A, Betensky RA, Thoreson WB, Haider N, Slaugenhaupt SA. Retinal Dystrophy and Optic Nerve Pathology in the Mouse Model of Mucolipidosis IV. Am J Pathol. 2016;186(1):199-209. PMID: 26608452.
-
DeRosa S, Salani M, Smith S, Sangster M, Miller-Browne V, Wassmer S, Xiao R, Vandenberghe L, Slaugenhaupt S, Misko A, Grishchuk Y. MCOLN1 gene therapy corrects neurologic dysfunction in the mouse model of mucolipidosis IV. Hum Mol Genet. 2021;30(10):908-922. PMID: 33822942.
-
Jezela-Stanek A, Ciara E, Stepien KM. Neuropathophysiology, Genetic Profile, and Clinical Manifestation of Mucolipidosis IV—A Review and Case Series. Int J Mol Sci. 2020;21(12):4564. PMID: 32604955; PMCID: PMC7348969.