病理
1.中樞神經系統 FRDA在中樞神經系統表現特異性的病理學改變。脊髓后索變性萎縮是本病的一個標志。后索表面上看起來萎縮變細、呈淺灰色半透明狀。在薄束,纖維丟失、脫髓鞘及纖維性神經膠質增生比楔束嚴重。背側脊髓小腦束比腹側萎縮更明顯。Clarke柱顯示明顯神經元喪失,前角運動細胞基本正常,但皮質脊髓束可受累。腦干薄束核和楔束核出現萎縮、突觸變性、膠質增生,內側丘系髓鞘脫失、變細,腦神經中起源于I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的感覺神經可見神經纖維喪失、脫髓鞘。小腦萎縮并不是FRDA的特征。Purkinje細胞輕度喪失,深部小腦核中齒狀核神經元喪失、膠質增生,小腦上腳明顯萎縮。
丘腦、紋狀體、黑質看起來不象與FRDA疾病直接受累,基底節的殼核、下丘腦核在有些病例中表現為中度神經元喪失,大腦皮質除運動區可有大錐體細胞喪失外,一般正常。視神經及視束也呈現不同程度的受累。總之,FRDA的神經病理學主要表現中樞感覺傳導通路、小腦傳出通路以及皮質脊髓束的遠端部分的萎縮,這正與FRDA的臨床表現相對應。
2.周圍神經系統 在FRDA,多發感覺周圍神經軸索受損明顯,而運動周圍神經相對完整。早期可見背根神經節(DRG)中的感覺神經元喪失,特別是左腰骶部感覺神經中樞支軸索變性致背根神經萎縮變細、周圍支變性引起周圍神經有髓纖維喪失。
3.心臟 在FRDA,心臟的受累及亞臨床受累較常見。其中心臟擴大是典型的改變,伴有心室壁及室間隔增厚。心包粘連也較常見。顯微鏡下可見心肌肥厚,結締組織增生,心肌細胞內鐵沉積、炎癥細胞浸潤等。
4.其他 在FRDA,骨骼畸形如脊柱側彎、弓形足、馬蹄內翻足、爪形趾等十分常見。手部小肌肉、小腿遠端和足部肌肉的萎縮也是本病的一個共同特征。另外,約10%的FRDA病人有糖尿病。
臨床表現
典型的FRDA被認為于青春期左右起病,但在臨床上也存在很大的差別。有些病人在青春期以前(有些甚至只有2~3歲)就已表現明顯的癥狀,而少數病人在成年期很晚才發病。由Quebec Collaborative Group描述的"典型的FRDA"病人一般起病于20歲以前。后來Harding將這個診斷標準延長至25歲。發病年齡在家系之間比家系內部變化要大,但是偶爾在一個家系內部發病年齡也可見較大的差異。這在過去被認為是由于修飾基因或環境因素的作用,現在認為至少一部分是由于動態突變的結果。
通常首發癥狀為步態不穩(65%)或全身性笨拙(25%),偶爾在出現共濟失調以前顯示非神經系統表現,如脊柱側凸(5%)或心臟病(5%)。
1.神經系統癥狀和體征 FRDA主要的神經系統癥狀是進行性、持續性的共濟失調。這種共濟失調是混合性的小腦-感覺性共濟失調,其病理基礎是由于感覺通路以及小腦傳出和傳入通路的變性所致。最常見首發于步態蹣跚、易跌倒(軀干共濟失調),然后出現肢體不協調、辨距不良以及意向性震顫。疾病進展穩定,直到病人喪失行走、站立等運動能力。言語在發病后5年內受累,隨著疾病的進展變得越來越含糊。FRDA病人的構音障礙包括言語緩慢及爆發性言語。肌張力通常降低,有時表現正常,增加少見。肌無力尤其下肢無力常見且呈進行性,通常最開始影響遠端的肌肉。這被認為至少一部分是由于皮質脊髓束變性的結果。然而,當病人只能在輪椅上生活時,他們下肢仍然平均有正常人70%的肌力,這說明導致FRDA病人喪失行走能力的主要原因是共濟失調而不是肌無力。常可見下肢遠端肌及手部小肌肉的萎縮,即便在疾病的早期也可見到。在疾病的晚期,當病人只能在輪椅上生活時,便可出現廢用性萎縮。
感覺缺失是FRDA的另一個主要臨床表現。這是由于周圍神經及中樞感覺通路中較大的感覺纖維變性的結果。在發病時還常可見位置覺及震動覺的喪失。有時震動覺可以在出現共濟失調之前便喪失。輕觸覺、痛覺及溫度覺最初表現正常,但是隨著疾病的發展,大部分病人趨向于減退。軸索感覺性神經病的另一個后果是腱反射喪失,至少下肢腱反射消失。這種癥狀在發病時便出現已經被認為是建立疾病的診斷所必需的特征。四肢腱反射在幾年內幾乎在所有病人中均消失。然而,通過基因診斷確診的少部分FRDA病人在確診數年后腱反射仍能引出,有些甚至反射增強伴有陣攣。也許導致反射消失和肌張力減退的感覺性神經病以及導致跖反射伸性反應和痙攣的錐體束變性相對影響程度在病人之間都不一樣。
FRDA最常見的眼球運動異常是固定不穩,表現為方波急跳(square-wave jerks)。病人還可表現小腦性、前庭性以及腦干性眼球運動體征的不同組合。FRDA病人無眼肌麻痹,而且眼球震顫也不常見。
大約30%的病人存在視神經萎縮伴有或不伴有視覺損害,這尤其出現于疾病的晚期。神經性耳聾,通常在疾病晚期才較常見,大約在20%的病人中可以見到。
2.心臟病 FRDA可以導致心肌病,甚至可以由于心律失常及心力衰竭而導致早逝。然而有一部分FRDA病人心臟病一直保持著無癥狀。心臟受累在發病年齡早的病人中更常見。當癥狀出現時,病人最常見的主訴為氣促(大約40%的病人)和心悸(約11%的病人)。偶可見傳導異常和室上性異位搏動(在10%的病人中)。典型的心電圖異常包括普遍T波倒置以及心室肥厚的體征。房顫對預后并無意義,因為在有致命性心臟并發癥的病人當中,約1/4的病人在6個月或6個月以前便已存在房顫。心電圖隨著時間的不同而改變,偶爾可記錄到正常圖形,這導致有時低估了心電圖的異常。然而如果能反復記錄,心電圖看起來是FRDA心肌病的最敏感的檢查手段。超聲心動圖檢查以及多普勒超聲心動圖檢查能夠顯示心室的向心性肥厚(62%)或非對稱性的室間隔肥厚(29%),還能夠顯示心臟舒張功能的異常。隨著疾病的進展,已經有肥厚型心肌病向擴張型心肌病轉變的報道。
3.糖尿病 大約10%的FRDA病人有糖尿病,另外有20%左右有糖耐量異常。糖尿病通常出現于神經系統癥狀之后,雖然有些病人最初可以通過口服降糖藥得到控制,但是最終還得通過胰島素來解決。糖尿病可以通過增加糖尿病性神經病的并發癥(如遠端感覺缺失)而加重神經系統的癥狀,甚至引起潛在的致死性并發癥,因此常規檢查FRDA病人血糖從而了解糖尿病的發展十分重要。
4.其他表現 大部分病人具有骨骼的畸形,甚至見于疾病的早期,脊柱后側凸見于85%~100%的FRDA病人,在10%的病人(尤其起病于青春期前的)可能表現很嚴重。通常畸形進展緩慢,與肌無力的程度幾乎無相關性,但可引起疼痛和心肺功能異常。雖然弓形足和馬蹄內翻足在50%以上的病人中存在,但不是FRDA的典型特征,而在其他如腓骨肌萎縮癥(CMT)等神經疾病中更常見些。自主神經功能異常最常見于腿及足發冷、發紺,隨著疾病進展而日趨頻繁。也有報道副交感異常,包括心率變異性下降。尿急少見。
5.表型變異 偶爾有報道有些病人除一、兩點不符合FRDA的診斷標準外,別的方面均符合,這些病人的親屬有時卻表現為典型的FRDA,而有時卻表現為相同的變異型。Que/bec Collaborative Group描述為"不完全的FRDA"及"非典型的 FRDA",但是不能明確他們與典型FRDA之間的關系。僅僅在FRDA基因定位于9號染色體之后,通過連鎖分析這些臨床變異型才搞清楚他們與典型 FRDA位于同一位點。這些臨床變異型包括晚發病的共濟失調(Late-onset Friedreich/s ataxia, LOFA)、保留反射的共濟失調(Friedreich/s ataxia with retained reflexes,FARR)以及Acadian FRDA。其中,LOFA一般于25歲以后發病,整個臨床表現較輕,且進展緩慢。
FARR指在出現神經系統癥狀后,下肢腱反射仍保留的病人。Acadian FRDA是指發生于在17世紀定居于加拿大東部法國殖民者后裔中的一種變異型,這種變異型比典型的FRDA要輕,進展較緩慢,而且較少影響心臟,即便有影響也沒典型FRDA嚴重。在基因直接測序成為可能之后,越來越多的變異型被發現,包括純感覺性共濟失調等的非典型表型。