此条目使用数字符号(#),因为有证据表明亚历山大病(ALXDRD)是由染色体17q21上编码胶质纤维酸性蛋白(GFAP;137780)的基因的杂合突变引起的。
根据发病年龄,亚历山大病(ALXDRD)的发病率按降序排列,分为三种类型:婴儿型、青少年型和成人型。年轻患者通常表现为癫痫发作、巨脑症、发育迟缓和痉挛。在老年患者中,以延髓或假性延髓症状为主,经常伴有痉挛。该病呈进展性,大多数患者在发病后10年内死亡。大脑的成像研究通常显示大脑白质异常,优先影响额叶区域(Gorospe等人,2002年)。所有3种形式都被证明是由GFAP基因突变引起的。
亚历山大(Alexander,1949)首次描述了这种疾病,其临床特征是婴儿期出现巨脑症,伴有进行性痉挛和痴呆。这些特征与卡纳万病(271900)相似。
Gorospe等人(2002年)报告了12例遗传证实的亚历山大病病例。12人中有7人在婴儿期(2-18个月)发病,癫痫是最常见的症状,其次是发育迟缓和运动发育迟缓。五名患者出现青少年期发作(5至9岁),症状多变,从无症状(2名患者)到线性生长障碍、过度嗜睡和呕吐。两组患者均出现巨脑、延髓或假性延髓征、痉挛、认知功能障碍和发育迟缓。此外,所有患者的大脑额叶区域均出现弥漫性对称性白质异常。Gorospe等人(2002)建议将GFAP基因分析纳入MRI对额叶白质脑病患者的诊断评估中。
Bassuk等人(2003年)报告了一名患有亚历山大病的婴儿,他在出生的第一天出现喂养不良,随后出现呕吐和体重减轻。生命第21天的MRI显示额叶和基底节的信号异常。在接下来的12天里,患者变得越来越嗜睡和低张力,并在第33天出现癫痫发作。相隔14天进行的磁共振波谱(MRS)显示,右侧基底神经节的脂质/乳酸峰值间隔增加2倍。在25天的过程中,头部生长从第50个百分点增加到第75个百分点。这名儿童于第38天死于长期癫痫发作和呼吸衰竭。突变分析检测到GFAP基因的杂合突变(137780.0012)。Bassuk等人(2003年)评论了该病例的几个不寻常的方面,包括快速的临床下降、快速的头部生长以及MRS显示大脑中乳酸逐渐升高。
Stumpf等人(2003年)报告了一个常染色体显性成人型亚历山大病家族。临床表型在严重程度上有所不同,但在所有受累成员中的演变模式相似。虽然睡眠障碍和自主功能障碍(主要是便秘)开始于儿童时期,但主要的神经功能特征开始于生命的第三或第四个十年。特征包括延髓征、共济失调和锥体征。所有患者都有轻度畸形特征,包括进行性后凸、腭弓和短颈。老年患者MRI显示髓质萎缩,无信号异常。在所有受影响的成员中发现GFAP基因突变(137780.0013)。
Li等人(2005)报道了44例亚历山大病患者的详细临床特征,其中26例为婴儿期发作,15例为青少年期发作,3例为成人期发作。婴儿发病患者最常见的特征包括癫痫发作(92%)、认知缺陷(82%)、巨头(62%)、延髓征(62%,共济失调(58%)和痉挛(52%)。青少年和成人发病病例的表型不太严重。青少年患者的特征包括延髓征(73%)、认知缺陷(60%)、痉挛(53%)、共济失调(47%)、癫痫(27%)和巨头(20%)。成年发病的患者中没有一人出现过巨头、癫痫或认知缺陷。有迹象表明男性在这一疾病中占主导地位。
Sreedharan等人(2007年)报告了一例罕见的38岁女性亚历山大病病例。她有2年的渐进性阅读障碍病史,伴有震颤、构音障碍、窒息和结巴。既往病史对内分泌紊乱有重要影响,包括闭经、甲状腺功能减退、抑郁和体温过低,并伴有共济失调、面部抽搐和嗜睡。体格检查显示扭转性眼球震颤和腭部、舌部和颌骨震颤。她有症状性微出血、轻度左臂子宫内膜异位症、共济失调和下肢反射不足。脑MRI显示脑干萎缩,髓质和小脑出现对称信号变化。据报道,她的父亲患有微球菌,但拒绝参与。遗传分析发现先证者中存在杂合GFAP突变。Sreedharan等人(2007年)评论说,该病例代表了一种异常缓慢进展的成年亚历山大病。
Mura等人(2021年)描述了21名意大利儿科亚历山大病患者的临床特征,并根据疾病的临床特征和演变对疾病进行了分类。17例患者被归类为I型疾病,其中1例为新生儿发病,16例为婴儿发病。这些患者被进一步分为4组:1例新生儿发病,疾病进展迅速,8个月龄死亡的患者被归类为Ia型;5例5岁时出现发育迟缓和临床恶化的患者被归类为Ib型;2例6岁后出现发育迟缓和临床恶化的患者被归类为Ic型;5例表现为发育迟缓且在青春期后仍保持临床稳定的患者被归类为Id型。4例患者由于年龄较小,尚未出现神经功能衰退,因此无法归类为Ic型或Id型。四名有青少年首发症状、发育正常、无或轻度认知障碍的患者被归类为II型;II型患者的症状包括延髓体征和自主神经功能障碍。
通过文献检索,Vaia等人(2023年)确定了205名儿科亚历山大病患者,其中65名患者有足够的临床数据,供作者评估Mura等人(2021年)建议的疾病演变分类。他们发现17名患者符合Ia型标准(发病时间为出生后的头几个月,无姿势获得,2岁时死亡);15名患者符合Ib型(平均发病年龄5.9个月,实现了一定程度的头部和躯干控制);6名患者符合Ic型(运动发育迟缓,行走困难,平均6岁时病情恶化);5例患者符合Id型(运动和言语发育迟缓,但在青春期获得行走和稳定的神经状态);19名患者符合II型(神经发育正常,后期神经功能恶化)。三名患者在最后评估时年龄太小,无法归入一个明确的类别。
病理学发现
组织学上,亚历山大病的特征是罗森塔尔纤维(Rosenthal fibers),即均质嗜酸性肿块,形成长达30微米的细长锥形杆,散布在皮质和白质中,最多见于顶盖下、血管周围和室管膜下区。这些纤维位于与血管密切相关的星形胶质细胞中。脱髓鞘通常是一个显著特征。少数病例患有脑积水(亚历山大,1949年)。罗森塔尔纤维常见于星形细胞瘤、视神经胶质瘤和慢性反应性胶质增生症,但在亚历山大病中尤为明显。Herndon等人(1970年)认为,在这种情况下发现的Rosenthal纤维是星形胶质细胞细胞质和细胞质突起变性变化的结果。
Iwaki等人(1989年)发现,α-B-晶体蛋白(CRYAB;123590)在亚历山大病患者的大脑中积聚。
Van der Knaap等人(2001)提出了诊断亚历山大病的特定MRI标准:广泛、对称的白质异常,具有额叶优势;室周信号改变;基底节和丘脑信号改变;脑干病变;大脑多个区域的对比度增强。
Van der Knaap等人(2005年)报告了9例经遗传分析证实的亚历山大病患者,他们具有非典型MRI特征。亚历山大病并不是所有患者的初始诊断,并且没有一名患者符合van der Knaap等人(2001年)提出的基于MRI的标准。8例患者的MRI表现主要为后颅窝病变,尤其是多发肿瘤样脑干病变。一名患者有不对称的额叶白质异常和基底节异常。Van der Knaap等人(2005年)得出结论,DNA诊断在仅提示亚历山大病的非典型MRI特征患者中是有保证的。
Van der Knaap等人(2006年)报告了7例遗传证实的Alexander病患者,他们没有或不明显的脑白质异常,也没有或只有轻微的脑MRI对比增强。所有患者都是青少年发病,有脑干或脊髓功能障碍的迹象,包括膀胱和步态障碍。MRI表现主要是髓质和脊髓的信号改变或萎缩。四名患者沿着心室壁有一种“花环”。Van der Knaap等人(2006年)得出结论认为,亚历山大病并不一定是一种白质脑病,晚发性疾病的患者可能具有更不寻常的表型变异。
Wohlwill等人(1959年)描述了一个9岁的同胞,其中一个姐姐和三个哥哥有一个被称为脑积水的大脑袋,分别死于4岁、5岁、6岁和3岁。亚历山大病最后通过组织学证实。虽然这一同胞关系表明可能存在常染色体隐性遗传,但所有的分子遗传学证据都支持常染色体显性遗传,即新生杂合子突变为病因。对引起亚历山大病(137780.0003)的GFAP基因中的一种突变进行的体外研究发现,突变蛋白通过一条涉及纤维聚集以及α-B-结晶蛋白和HSP27结合的途径积聚到罗森塔尔纤维中(602195)。数据证实,特定GFAP突变的影响占主导地位;在杂合子突变体中,基因产物在联合组装实验中占优势(Der Perng等人,2006)。
Brenner等人(2001年)在亚历山大病婴儿型、Sawaishi等人(2002年)在少年型和Namekawa等人(2002)在成人型中发现了GFAP基因突变。
Brenner等人(2001年)在11名亚历山大病患者中的10名患者(137780.0001-137780.0005)中确定了GFAP基因的从头杂合突变。Rodriguez等人(2001)同样根据提示性神经影像学异常,在15名亚历山大病候选患者中的14名患者中发现了外显子1或外显子4中的从头杂合错义GFAP突变。这些患者中包括无巨头畸形的患者。父母未受影响的患病同胞,包括1个神经病理学证实的亚历山大病家族(Wohlwill等人,1959年),可能代表显性突变的常染色体隐性遗传或生发嵌合体。因此,Rodriguez等人(2001年)建议,在亚历山大病患者出生后,GFAP基因发生新的突变,应建议对所有后续妊娠进行产前诊断。在2个家族中描述的亚历山大病的遗传显性形式,均在25岁后发病较晚(Howard等人,1993年;Schwankhaus等人,1995年),是否也有GFAP突变,仍有待确定。
在13例符合亚历山大病的MRI白质异常患者中,Gorospe等人(2002年)发现12例有GFAP突变。9个变化中有4个是新的突变。
Li等人(2006年)确定,在所分析的28例亚历山大病(Alexander disease)无关病例中,有24例父系染色体携带GFAP突变,这表明大多数突变发生在精子发生过程中,而不是胚胎中。未观察到父亲年龄的影响。
在13名非血缘关系的意大利亚历山大病患者中,包括8名婴儿患者、2名少年患者和3名成人患者,Caroli等人(2007年)确定了GFAP基因中的11种不同突变(例如,见137780.0005),包括4种新突变。10个突变发生在杆状结构域,1个发生在尾部结构域。
Karp等人(2019年)报告了一名成年期亚历山大病患者,在排除GFAP-alpha亚型突变后,他们确定GFAP-epsilon亚型外显子7A中错义突变(c.1289G-a,R430H)的杂合性。作者注意到,Melchionda等人(2013)在一对成年发病的兄弟姐妹半同胞中发现了GFAP-epsilon的相同突变,其中排除了GFAP-alpha的突变。该兄弟的HDAC6基因(300272)也发生突变(c.2566C-T,P856S)。
Hagemann等人(2009年)指出,亚历山大病特征复杂星形细胞内含物中的罗森塔尔纤维含有GFAP、波形蛋白(VIM;193060)、plectin(PLEC1;601282)、泛素(UBB;191339)、HSP27和α-B-结晶蛋白。CRYAB调节GFAP组装,CRYAB升高是亚历山大病的一贯特征;然而,其在罗森塔尔纤维和疾病病理学中的作用尚不清楚。在亚历山大病小鼠模型中,Hagemann等人(2009年)表明,Cryab的缺失导致死亡率增加,而Cryab水平的升高使动物免于绝症发作。当含有GFAP过度表达诱导的Rosenthal纤维的小鼠杂交到Cryab-null背景时,半数以上的小鼠在1个月大时死亡。通过GFAP启动子恢复Cryab表达逆转了这种结果,表明这种作用是星形胶质细胞特异性的。相反,在携带亚历山大病相关突变的小鼠和过度表达野生型GFAP的小鼠中,尽管Cryab的自然诱导也在1个月时死亡,但Cryab转基因过度表达导致CNS应激反应显著降低,谷氨酸转运体Glt1(SLC1A2;600300)的表达恢复,保护这些动物免遭死亡。