糖原累积病

一、i疾病概述

糖原累积病(glycogenosis)是一组由于遗传性糖原代谢障碍致使糖原在组织内过多沉积而引起的疾病。根据引起糖原代谢的酶缺陷和过量糖原在体内沉积的组织不同,l可区分为11个亚型(见下表)。本章列举几种常见的类型分述如下。

(一)糖原累积病Ⅰ型

本型又称Von1Gierke病,l由Von1Gierke(1929年)首先报道,l系由葡萄糖-6-磷酸酶活性缺乏所致.属常染色体隐性遗传,l临床表现为低血糖、i肝肾肿大、i发育迟滞、i高血脂、i高尿酸血症等。

【病因】

本病的代谢缺陷是肝肾组织中缺乏葡萄糖-6-磷酸酶活性。在全身内脏中所沉积的糖原结构仍正常,l仅其浓度可超过正常组织量的4%以上。由于葡萄糖-6-磷酸酶是调节血中游离葡萄糖进入肝脏中起重要作用的酶,l因此该酶活性缺乏可引起血中葡萄糖含量的减低。近年有发现了Ⅰ1b型糖原累积病,l患者肝肾中的磷酸酶活性完全正常,l而是肝脏微粒体中此酶的移位酶活性缺乏,l致使6磷酸酶不能进入内质同而起酶促作用。

【临床表现】

本病婴儿多见,l亦可见于儿童及成人,l症状随发病年龄而异,l其主要症状为:i①肝、i肾肿大。肾虽肿大,l但肾功能正常,l脾脏一般不大;②低血糖。婴儿反复发生惊厥、i抽搐、i昏迷,l并继发智能减退;③生长发育迟缓,l体态矮胖或瘦小。全身皮下脂肪增多,l尤其是在臀、i胸、i面颊等部位更明显;④肢体极易疲劳,l以下肢为甚;⑤高尿酸血症,l10岁以下儿童发生痛风,l常为本病的早期症状;⑥出血倾向,l以鼻出血及齿龈出血等为本病的常见症状,l出血原因与血小板内葡萄粹-6-磷酸酶的缺乏有关;⑦高脂血症,l包括胆固醇、i甘油三酯、iβ-脂蛋白等均可见异常增高,l以致出现奶油状血浆、i乳化视网膜、i臀部及四肢出现黄色瘤病等。

本病预后差,l多在2岁前夭折。Ⅰ1b型的患儿临床与经典的Ⅰ1a大致相似,l仅易于反复感染。

【诊断】

诊断本型疾病最确切的方法是直接检测肝组织中葡萄糖-6-磷酸酶活性或从肝活检中用组化方法检测糖原。

(二)糖原累积病Ⅱ型

糖原累积病Ⅱ型(Pompe病)是以肌肉糖原累积为主的类型,l属常染色体隐性遗传,l亦有散发,l病因为酸性麦芽糖酶(acid1maltase)在肌肉(骨骼肌、i心肌)中的活性缺乏,l据临床表现可分为婴儿型、i婴儿晚期型和成年型,l各型症状差异较大。

【病因殛发病机制】

酸性麦芽糖酶属溶酶体酶,l其基因定位在染色体17q23 。本病系由酸性麦芽糖酶缺乏而引起糖原在溶酶体内沉积、i溶酶体增生、i破坏,l甚至释放不正常的溶酶体酶而致一系列的血细胞结构破坏。

【病理】

婴儿型的主要改变是空泡型肌病,l在肌纤维内聚集大量的PAS阳性物质,l同时还结合有糖蛋白或粘脂类的异染性物质,l间质中偶见有散在的淋巴细胞浸润,l有时心肌和肝脏也可见有类似改变。电镜下见肌膜中存积有大量单颗粒或多颗粒糖原,l同时溶酶体中也见有膜结合的糖原颗粒存在。婴儿晚期型和成年型则仅有中等度的糖原累积,l用HE染色也可显示许多空泡。

【临床表现】

1.婴儿型11又称经典型Pompe病。病儿在出生时多正常,l约在3~6个月时出现呼吸窘迫、i进食后发绀、i全身肌无力、i肌张力降低、i心脏扩大、i巨舌、i肝肿大、i皮下脂肪少、i肌肉触诊小而质硬等症状和体征。心电图检查可有P-R间期缩短,lS-T段下降,lT渡倒置等改变。

2.婴儿晚期型11又称Pompe变异型。以四肢肌无力为主,l通常于2岁以后才出现下肢近端无力,l走路摇摆,l蹲坐和上楼都有困难。肢体有假肥大,l从躺卧位起立时出现典型的GoWers现象,l与假肥大型肌病非常相似。腰椎可前凸,l跟腱易于挛缩而用趾走路。血液涂片可见泡沫细胞。

3.成人型常于20岁~30岁以后发病,l表现为缓慢进行的四肢肌肉萎缩、i力弱,l近端较远端重,l以躯干肌和骨盆带肌群萎缩为著,l有时还可影响呼吸肌。预后良好。

【诊断】

本病的诊断依赖于临床症状和血清酶活性升高,l但确诊需要从肌肉或肝活检中检出大量糖原的累积。

(三)糖原累积病V型

糖原累积病V型又称McArdle病,l由肌磷酸化酶缺乏所致,l主要临床特征为全身肉无力、i易疲劳、i在运动后出现严重的肌肉痉挛和疼痛。

【病因和发病机制】

肌肉收缩需要消耗能量,l而能量主要由肌肉中的糖原分解成葡萄糖并进行有氧分解产生大量的ATP来提供。静息时,l肌肉中贮存有少量的磷酸肌酸和ATP,l在数次肌肉收缩后即消耗完毕。本病的代谢缺陷是肌肉组织中缺少磷酸化酶,l当糖原分解的第一步所必需的磷酸化酶缺乏时,l糖原不能还原成葡萄糖而进行代谢。因此,l所贮存的有限磷酸肌酸和ATP消耗完毕之后,l肌肉即处于强直样痉挛而不能放松。

【临床表现】

1.本病起病于儿童或少年期,l通常缓慢发病,l逐渐感觉肌肉易于疲劳,l耐久力差,l以后远侧肌群易于在活动后痉挛和疼痛,l特别是在强体力劳动后出现肌红蛋白尿(尿色深)。发育到青年或成年期后,l肌无力症状更为明显,l也可出现肌萎缩。如频发肌红蛋白尿,l有时可致肾功能不全,l出现心脏症状者不多见。

2.心电图检查可有QRS综合波幅增高,lP-R间歇延长,lT波倒置,l心率减慢等非特异性变化;肌电图正常或呈肌源性改变,l重复电刺激后诱发电位下降和肌肉痉挛;肌肉活检可见在肌膜下有中等的糖原累积,l电镜检查显示Ⅰ带部分结构紊乱,l肌原纤维扭曲,l肌纤维组化染色可见磷酸化酶染色檄淡或完全不着色。

【诊断】

根据运动后肌肉痉挛、i疼痛及肌力减退等临床特点,l结合血清酶水平增高,l可拟诊本病,l肌肉缺血运动试验有助于本病的诊断,l而肌肉活检的组化检查是确诊的必要步骤。

二、i检验诊断

糖原累积病及其各类型的诊断与鉴别有赖于酶学等实验室检查。鉴别各型糖原累积病的生化检查及试验有:i空腹血糖与乳酸、i血脂与血酮体、i胰高血糖素试验、i乳糖负荷试验、i口服葡萄糖负荷试验等。

【一般检验项目】

本病空腹血糖定量低于正常;葡萄糖耐量试验类似于糖屎病患者耐量曲线;肝功能轻中度受损;血乳酸升高;血胆固醇、i甘油三酯升高。

【特殊检验项目】

1.束臂运动试验(肌肉缺血运动乳酸试验)

(1)检测方法:i用两条止血带分别绑住患者手腕和肘以上。然后用气球充气到收缩压以上维持3min,l同时让患者用该侧手紧捏皮球运动,l并在运动前、i运动后5min、i10min、i15min、i20min各在同侧肘静脉抽血1次,l测乳酸水平。

(2)标本;全血。

(3)参考范围:i患者在运动后30s感肌肉痉挛和疼痛,l而且运动后血中乳酸不升高。

(4)临床诊断价值和评价:i对糖原累积病V型有诊断价值。

2.功能试验法(血糖诱发试验)

(1)检测方法:i空腹抽血,l给一定剂量肾上腺素、i胰高血糖素或半乳糖(或果糖)后10min和20min各抽血1次,l测定血糖。

(2)标本:i血清。

(3)参考范围:i正常人血糖升高。

(4)临床诊断价值和评价:i糖原累积病Ⅰ型患者缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,l在应用促使糖原分解或使其他己糖转变为葡萄糖的方法时,l血糖不升高。在三个实验中分别表现为:i①肾上腺素试验:i注射肾上腺素1h血糖上升的数值不超过空腹血糖的30%;②胰高血糖素试验:i注射胰高血糖素后血糖在1h内不升高,l而血乳酸却显著升高,l同时血浆pH和重碳酸盐下降;③半乳糖(或果糖)耐量试验:i诊断价值较高,l无假阳性。注射这二种糖后血液中葡萄糖都不升高,l而乳酸明显上升,l用果糖比半乳糖上升更多。胰高血糖素试验对Ⅰ型患者可用于组织活检前的筛选试验。

(5)方法学评价和问题;应用促使糖原分解或使其他糖转变为葡萄糖的方法,l均能使正常人血糖升高,l但不能使葡萄糖-6-磷酸酶缺乏的患者血糖升高,l反而会产生过量的乳酸,l其量是以使原有的酸中毒加重,l因而进行试验时应特别小心。①肾上腺素等对心血管系统的副作用可有心动过速及心律失常,l在哮喘同时合并有心血管症状明显者或哮喘缺氧严重者,l皮下或肌肉注射肾上腺素后可引起休克;②胰高血糖素试验效果比肾上腺素试验好。因为高血糖素只作用于肝磷酸化酶,l对肌肉无影响,l也没有肾上腺素的副作用;③半乳糖试验易受其他肝功能不良的干扰,l有时反应差。这类功能试验虽有避免作肝组织活体检查的优点,l但由于本病患者对此类试验反应的个体变异较大,l故仍应以肝组织的糖原定量和葡萄糖-6-磷酸酶活性测定作为确诊依据。

3.肝中葡萄糖-6-磷酸酶

(1)检测方法:i比色法。

(2)标本:i活检肝穿组织。

(3)参考范围:i正常人肝葡萄糖-6-磷酸酶活性为27单位。

(4)临床诊断价值和评价:i肝组织的糖原定量和葡萄糖-6-磷酸酶活性的明显减少或缺失是Ⅰ型糖原累积病确诊依据。

(5)方法学评价和问题:i这类疾病的确诊常需要进行组织活检,l不仅造成损伤,l亦不易为患者所接受。

4.红细胞糖原

(1)检测方法:i微量酶法。

(2)标本:i抗凝全血。

(3)参考范围:i50g/gHb~137g/gHb。

(4)临床诊断价值和评价:i红细胞中糖原升高见于Ⅲ、iⅣ型糖原贮积病。红细胞糖原测定也用于观察红细胞对保持血液葡萄糖的稳定中的作用。

(5)方法学评价和问题:i组织活检存在许多困难,l且属损伤性检查,l特别是对肝脏和心肌组织。有鉴于此,l建立取材容易、i灵敏的糖原测定方法具有重要意义。红细胞糖原微量酶法测定灵敏度高,l准确可靠,l稳定性和重复性较好。临床应用显示,l红细胞糖原测定具有较高的特异性,l可以代替肝糖原测定,l作为GSD患儿的筛查手段。

5.组织活检

(1)检测方法:i改良糖原染色PAS法。

(2)标本:i活检肝穿组织。

(3)临床诊断价值和评价

1)糖原是由葡萄糖组成的带分支的大分子多糖,l主要储存于肝脏和肌肉的胞质内。糖原染色可以对心肌病及其他心血管疾病、i糖原累积病等疾病进行确诊。

2)肝穿刺活组织检查在光镜下可见肝细胞肿胀,l胞浆空淡,l核小而居中,l酷似植物细胞。肝窦狭窄或消失,l呈现出镶嵌状图像。空泡核明显,l常见脂肪变,l轻至重度不等。纤维化一般比较轻。PAS染色显示肝细胞中大量的阳性物质,l肝脏中糖原定量明显升高为(5~15)g/100g湿肝,l葡萄糖-6-磷酸酶活性测定在正常的10%以下,l此为糖原累积病的确诊依据。

(4)方法学评价和问题

1)取材要新鲜并立即固定,l以免组织内糖原分解丢失。固定前不能用蒸馏水或生理盐水冲洗组织。因糖原易溶于水,l避免用水溶性固定液进行固定。可选用酒精性固定液(如Gendre液、iCarnoy液),l能较好地保存糖原,l但有使糖原流动到细胞一侧的现象。

2)糖原染色应作消化对照.取2张连续切片,l其中1张于脱蜡脱水后用1%淀粉酶于37℃消化30min,l若不经淀粉酶消化的组织切片显红色而消化者无红色显示,l红色则为阳性结果,l说明糖原存在;消化与不消化组均不显红色或均显红色提示糖原阴性。

6.葡萄糖-6-磷酸酶基因突变

(1)检测方法:iPCR结合直接测序。

(2)标本:iEDTA-K2抗凝全血。

(3)临床诊断价值和评价:i到目前为止,l在300个不相关的患者中,l至少已发现葡萄糖-6-磷酸酶酶基因56个突变点。基因诊断更适于患者家族中无症状的杂合子诊断。

【应用建议】

1.肝活检组织匀浆液在试管内测定相应酶的活力,l可用于确定多种类型的肝糖原病。

2.在患者白细胞或皮肤纤维细胞组织培养液中,l进行酶活性测定可用于Ⅱ、iⅢ、iⅣ、iⅨ等型的确诊。

3.在肝活检组织匀浆液中加人5’-AMP,l测定磷酸化酶的活性,l有明显升高者为Ⅸ型;如虽有上升,l但仍显著低于正常者为Ⅵ型。

4.葡萄糖-6-磷酸酶基因检测可确诊糖原累积病Ⅰ型,l并可替代通过肝活检酶学测定。