ADO(显性型)
发病年龄:青少年至成年期。相对较轻。
别名:Albers-Schönberg病。主要由CLCN7基因突变引起。
主要问题:骨折、听力丧失、面神经麻痹、骨髓炎。
大理石骨病(Osteopetrosis)是由于破骨细胞形成或功能缺陷导致骨弥漫性硬化的遗传性代谢性骨病。1904年德国放射科医生Albers-Schönberg首次报道,最初称为“marble bone disease”,1926年命名为“osteopetrosis”。眼部症状主要由颅骨和眼眶骨过度生长引起。
ADO(显性型)
发病年龄:青少年至成年期。相对较轻。
别名:Albers-Schönberg病。主要由CLCN7基因突变引起。
主要问题:骨折、听力丧失、面神经麻痹、骨髓炎。
ARO(隐性型)
其他类型
中间型:儿童期发病。表现为身材矮小、骨折、骨髓炎、贫血、牙齿异常、面神经麻痹、听力丧失。
CA II缺乏症:伴有肾小管性酸中毒。
X连锁型:NEMO/IKBKG突变。最为罕见。
主要分为常染色体显性型(ADO)、常染色体隐性型(ARO)和X连锁型三种类型。此外还有中间型(儿童期发病)、伴有肾小管酸中毒的碳酸酐酶II缺乏症等亚型。ADO相对较轻,但ARO病情严重,需要早期治疗干预。
由于破骨细胞骨吸收障碍,未成熟的骨组织压迫神经管(视神经管、眶上裂、颅底孔)。视神经管逐渐狭窄,持续机械压迫视神经导致压迫性视神经病变,若不治疗可进展为视神经萎缩和失明。详见“病理生理学·详细发病机制”章节。
石骨症由参与破骨细胞形成和功能的基因突变引起,目前已鉴定出23个相关基因。遗传方式和责任基因的不同会显著影响治疗的适用性。
石骨症的致病基因大致分为“破骨细胞形成但功能缺陷型(osteoclast-rich型)”和“破骨细胞本身无法形成型(osteoclast-poor型)”。
| 基因 | 类型 | ARO中的频率 |
|---|---|---|
| TCIRG1 | osteoclast-rich | 约50%4) |
| CLCN7 | 破骨细胞丰富型(也是ADO-2的主要原因) | 13~16%3) |
| SNX10 | 破骨细胞丰富型 | 约4%1) |
| OSTM1 | 破骨细胞丰富型 | 2~6%3) |
| TNFSF11(RANKL) | 破骨细胞减少型 | 少数2) |
| TNFRSF11A(RANK) | 破骨细胞减少型 | 少数3) |
早期诊断和基因型鉴定直接决定治疗方案。
通过全外显子组测序(WES)鉴定致病基因对于确定治疗方案至关重要。2,3,4)
可出现全血细胞减少(贫血、血小板减少、白细胞异常)、ALP升高、LDH升高。1,3,4)
先天性巨细胞病毒感染因类似肝脾肿大、全血细胞减少、视神经异常而需注意。确诊需要基因检测。4)
因为不同致病基因对HSCT的适应性不同。RANKL(TNFSF11)突变或OSTM1突变时,HSCT无效甚至有害,未确认基因型即进行移植会带来不必要的风险。通过全外显子组分析确定致病基因,对制定治疗方案至关重要。
对于婴儿恶性型骨硬化症(IMO),这是唯一的根治性治疗。早期进行可提高维持或恢复视力的可能性。
HSCT无效的情况:
对于由TNFSF11(RANKL)基因突变导致的石骨症,重组RANKL蛋白的给药是一种治疗选择。在这种HSCT无效的疾病类型中,需要基于分子诊断的个体化治疗。
作为对症治疗,通过手术开放视神经管的骨组织。有报告称,在婴儿恶性型中早期实施可阻止视力恶化。为抑制神经症状的进展,早期诊断至关重要。
并非如此。HSCT对婴儿恶性型(ARO/IMO)有效,但对RANKL(TNFSF11)突变或OSTM1突变等部分基因型无效。对于RANKL突变病例,可考虑使用RANKL重组蛋白治疗。治疗前的基因诊断必不可少。
石骨症的基本病理是破骨细胞形成和功能障碍导致的骨吸收障碍。未被吸收的缺陷骨组织堆积,形成脆弱而致密的骨结构。骨髓腔被骨侵蚀后,造血空间减少,导致肝脾髓外造血(引起肝脾肿大)。6)
破骨细胞丰富型
主要致病基因:TCIRG1、CLCN7、OSTM1、SNX10等。
机制:存在破骨细胞,但骨吸收功能丧失。
TCIRG1:V-ATP酶a3亚基功能障碍→吸收腔酸化不足→骨吸收不能。3)
CLCN7:Cl⁻/H⁺交换功能障碍→与TCIRG1介导的氢离子转运协调丧失。3)
破骨细胞贫乏型
主要致病基因:TNFSF11(RANKL)、TNFRSF11A(RANK)。
机制:破骨细胞的分化与激活本身受到障碍。
RANKL:是破骨细胞分化与激活所必需的生长因子。除受体RANK外,还与LGR4结合,通过GSK3-β途径抑制破骨细胞分化。2)
治疗意义:HSCT无效。重组RANKL蛋白成为治疗选择。
骨吸收障碍导致未成熟骨堆积,使神经管变窄是根本原因。
在胎儿和婴儿期骨骼发育过程中,视神经管、眶上裂等神经通过的孔道,需依靠破骨细胞的骨吸收作用形成并维持适当大小。破骨细胞功能异常时,未成熟骨组织无法被吸收而堆积,导致这些孔道逐渐狭窄。视神经管变窄会压迫视神经,从压迫性视神经病变发展为视神经萎缩和失明。
自体造血干细胞基因治疗作为同种异体HSCT的替代方案备受关注。它有可能避免移植前预处理引起的并发症和GVHD(移植物抗宿主病)的风险。4)
Xian等人(2020)成功从大理石骨病iPSC生成了基因修正的破骨细胞。Moscatelli等人(2020)在IMO基因治疗的临床前研究综述中,展示了表型逆转的概念验证。4)
目前已鉴定出23个致病基因,但新突变的报告仍在持续。
Zhou T, Zeng C, Xi Q, Yang Z. SNX10 gene mutation in infantile malignant osteopetrosis: A case report and literature review. Zhong nan da xue xue bao. Yi xue ban = Journal of Central South University. Medical sciences. 2021;46(1):108-112. doi:10.11817/j.issn.1672-7347.2021.190322. PMID:33678645; PMCID:PMC10878291.
Lertwilaiwittaya P, Suktitipat B, Khongthon P, Pongsapich W, Limwongse C, Pithukpakorn M. Identification of novel mutation in RANKL by whole-exome sequencing in a Thai family with osteopetrosis; a case report and review of RANKL osteopetrosis. Molecular genetics & genomic medicine. 2021;9(7):e1727. doi:10.1002/mgg3.1727. PMID:34056870; PMCID:PMC8372087.
Liang H, Li N, Yao RE, Yu T, Ding L, Chen J, et al. Clinical and molecular characterization of five Chinese patients with autosomal recessive osteopetrosis. Molecular genetics & genomic medicine. 2021;9(11):e1815. doi:10.1002/mgg3.1815. PMID:34545712; PMCID:PMC8606217.
Jin X, Wang W, Pan Z, Jiang M, Zhu Y. Osteopetrosis misdiagnosed as congenital cytomegalovirus infection: A case report and literature review. Medicine. 2025;104(45):e45583. doi:10.1097/MD.0000000000045583. PMID:41204604; PMCID:PMC12599749.
Lu K, Cheng B, Shi Q, et al. Anterior cruciate ligament rupture in a patient with Albers-Schonberg disease. BMC Musculoskelet Disord. 2022;23(1):719. doi:10.1186/s12891-022-05687-x.
Khsiba A, Nasr S, Hamzaoui L, Mahmoudi M, Mohamed AB, Yaakoubi M, et al. Osteopetrosis: a rare case of portal hypertension. Future science OA. 2022;8(8):FSO817. doi:10.2144/fsoa-2022-0028. PMID:36457539; PMCID:PMC9704036.