提高对溶酶体贮积症诊断与治疗的认识
溶酶体贮积症（lysosomal storage disorders，LSD）是由于溶酶体中糖苷酶、蛋白酶、膜蛋白、转运蛋白、酶修饰剂或激活剂等缺陷，使酶的底物不能降解而在溶酶体内贮积所导致的一 组疾病。LSD多为常染色体隐性遗传，表现为多组织或器官受累，病情进行性加重。约2/3的LSD以进行性神经退行性病变为主，又称为神经性LSD。 LSD尚无有效治疗方法，部分LSD可采用酶替代治疗、造血干细胞移植、骨髓移植等，但各有其局限性，难以缓解患儿所有症状。随着酶学分析和基因检测技术 的普及，临床中越来越多的LSD患儿得到确诊，但仍存在临床医师对LSD认识不足，对确诊疾病的相关治疗手段了解有限等问题。现对LSD的疾病特征以及治 疗进展进行简述，为进一步提高临床医师对LSD诊疗的认识水平。
一、LSD的疾病特征
1.发病机制复杂，并非单纯的酶缺陷与底物累积的关系：LSD是由于编码溶酶体蛋白的基因变异，影响了编码蛋白的功能，导致溶酶体功能异常，溶酶体内 酶的底物累积而引起的疾病。但LSD并非单纯某种酶缺陷与底物累积的关系，还涉及复杂的细胞信号机制功能障碍。溶酶体内含有60多种酸性水解酶，不仅是降 解生物大分子（核酸、蛋白质、脂质、黏多糖及糖原等）所必需的，同时还参与自噬、吞噬、膜修复、骨和组织重塑、免疫、神经传递、细胞内信号转导、离子稳态 和凋亡等许多细胞过程。溶酶体酶的损伤或缺乏导致底物在溶酶体内贮积，进而引起一系列其他生化途径的继发性损害和多种细胞功能障碍。如可引起氧化应激，改 变信号通路和钙稳态，诱导炎症过程，导致细胞死亡。而死亡或受损的细胞还可激活小胶质细胞引起炎症反应，这种炎症反应在GM1神经节病、GM2神经节病、 黏多糖贮积症ⅢB型、尼曼－匹克病C型（Niemann－Pick type C， NPC）等某些神经性LSD的神经退行性变以及戈谢病肝脾肿大的病理生理中起着重要作用。
2.种类繁多，发病率高：已报道的LSD逾70种，根据主要积累底物的生化类型（如鞘脂、糖胺多糖和糖蛋白）、潜在机制或缺陷酶的类型，LSD可分为 糖原降解障碍（如庞贝病）、黏多糖贮积病、黏脂贮积症、寡糖贮积病、鞘脂代谢障碍、多肽降解障碍、胆固醇和复杂脂类转运和降解障碍、溶酶体酶多发缺陷、溶 酶体膜蛋白缺陷以及溶酶体相关细胞器病等。其中大多为常染色体隐性遗传。法布雷病、黏多糖贮积症Ⅱ型、溶酶体膜相关蛋白2缺陷为X连锁遗传；成人起病的神 经元蜡样脂褐质沉积症为常染色体显性遗传。尽管单一LSD均较罕见，但LSD总体发病率1/8 000~1/5 000活产新生儿。部分LSD发病具有种族特异性。如戈谢病Ⅰ型、尼曼－匹克病A型、黏脂贮积症Ⅳ型在德系犹太人中发病率较高，而Salla病和天冬氨酸 氨酰基葡萄糖胺尿在芬兰人群中发病率较高。
3.临床表现复杂，大多缺乏特异性，临床诊断相对困难：LSD的起病年龄广泛，从产前到成人期均可发病，通常在婴儿期或儿童期起病。临床症状可涉及多 系统多器官，如中枢神经系统和周围神经系统（智力落后、小头畸形、癫痫、肌阵挛、周围神经病变、小脑共济失调、攻击行为和精神问题等）；骨骼（身材矮小、 多发性骨发育障碍、关节活动受限等）；消化系统（肝脾肿大）；心血管系统（瓣膜增厚、动脉管壁狭窄、心肌病、传导系统紊乱等）；呼吸系统（气道狭窄、睡眠 呼吸暂停、肺浸润等）；血液系统（全血细胞减少、贫血、血小板减少等）。患儿还可具有面部粗陋、眉毛浓密、鼻梁扁平等面部特征以及白内障、角膜浑浊、听力 障碍、复发性中耳炎、皮肤多毛、“蒙古斑”等表现。病情多呈进行性进展，预后不良。部分LSD具有特异性临床特征，可据此考虑到相应疾病。如肾上腺脑白质 营养不良头颅磁共振成像显示双侧三角区周围呈现“蝶形病灶”，异染性脑白质营养不良头颅磁共振成像显示半卵圆中心可见“虎纹”或“豹斑”征。某些神经性 LSD可出现特征性异常眼球运动，如戈谢病Ⅱ型和Ⅲ型可见水平核上凝视性麻痹；NPC可见垂直核上凝视麻痹等。而有些特征则可在几种LSD中观察到。如黏 脂病和大多数黏多糖贮积症均可表现为发育迟缓、面部粗陋、角膜混浊、肝脾肿大和多发性骨化不良。但前者发病年龄更早，病情更严重，出生时即可发现异常，而 尿黏多糖筛查阴性。即使同一种酶的缺陷，临床表现严重程度亦有不同，又可划分为不同的亚型。LSD临床表现的复杂性以及异质性增加了临床识别及诊断的难 度。对于有多器官多系统受损特别是有骨骼发育障碍、智力落后、肝脾肿大等特征者应警惕LSD的可能性。另外，60％~70％的LSD患儿有神经症状，对难 以解释的神经退行性症状的患儿也应想到LSD的可能。LSD的确诊需基于临床表现、家族史，依赖生物标志物、酶活性以及基因分析等，而小分子遗传代谢病的 常规生化检测方法如尿有机酸分析、血氨基酸分析、血串联质谱分析等对LSD的诊断意义不大。LSD常用的生物标志物尿和（或）血糖胺聚糖、血壳三糖苷酶和 鞘氨糖苷、血清神经酰胺三己糖苷等对黏多糖贮积症、戈谢病、法布雷病的诊断具有重要意义。通过酶活性测定及基因分析则可对LSD作出诊断、杂合子检出和产 前诊断。
二、LSD治疗进展
LSD病程 呈进行性进展，早期诊断和早期治疗可减缓或防止溶酶体内底物的积聚，从而改善临床和预后。LSD的治疗目的是提高酶活性，减少底物累积或增加底物降解。主 要的治疗方式为特异性治疗以及支持性治疗。特异性治疗包括外源性重组酶替代治疗、造血干细胞移植和骨髓移植、基因治疗、分子伴侣等。美国食品药品监督管理 局（food and drug administration， FDA）和（或）欧洲药品管理局已批准了13种LSD特异性治疗方法。
（一）酶替代治疗（enzyme replacement therapy， ERT）
自1991年阿糖苷酶被批准用于戈谢病Ⅰ型的治疗，ERT已经成为多种LSD的推荐治疗。除戈谢病外，FDA已批准ERT用于法布雷病、黏多糖贮积症 （Ⅰ型、Ⅱ型、ⅣA型、Ⅵ型和Ⅶ型）、庞贝病、溶酶体酸性脂肪酶缺乏症、NPC以及晚发婴儿型神经元蜡样质脂褐沉积症（三肽氨基肽酶TPP1缺乏症）等的 治疗。
ERT可改善LSD患儿的脏器肿大、心脏病理、呼吸功能、关节活动度和运动能力、血液学参数以及生活质量等。但ERT并不能完全缓解或预防LSD患儿 的症状，其局限性在于：（1）ERT不能透过血脑屏障，难以有效改善神经系统症状；（2）ERT对骨骼、心脏瓣膜和角膜等部位穿透性较低，难以改善相应组 织器官的受累症状；（3）价格昂贵；（4）输注过程中可产生输液相关反应；（5）具有一定免疫原性，可诱导IgG介导的免疫反应而产生抗药物抗体。另外， ERT也难以改善由自噬和炎症等其他机制引起的的临床症状。针对上述问题的相关研究已取得一定进展。（1）为克服血脑屏障的穿透限制，针对神经性LSD患 儿可直接进行目标器官ERT。2017年Cerliponase alfa获FDA批准可通过脑室内注射治疗三肽氨基肽酶TPP1缺乏症。针对黏多糖贮积症Ⅰ型、Ⅱ、ⅢA和 Ⅵ型的鞘内ERT治疗正在进行中。（2）提高ERT的剂量对戈谢病和庞贝病病情缓解有益。（3）通过免疫耐受诱导可预防或抑制抗药物抗体。
（二）造血干细胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）和骨髓移植（bone marrow transplantation，BMT）
HSCT和（或）BMT是治疗部分遗传代谢病（LSD、过氧化物酶体病）的有效手段，可用于ERT无效或不可用的情况，特别是神经性LSD。HSCT 和（或）BMT可为患儿提供代谢正常的细胞，这些细胞定植于特定的组织中可永久性地产酶并恢复其生化功能，从而能改善受体细胞的代谢异常。供体来源的细胞 可透过血脑屏障进入大脑，然后分化为小胶质细胞，因此可改善中枢神经系统症状。
在黏多糖贮积症 IH型（又称Hurler 综合征）、克拉伯病患儿中，HSCT对神经症状的改善作用已得到证实。HSCT是2岁以下、发育商>70的Hurler 综合征患儿首选治疗方案；是克拉伯病唯一可能有效的治疗方法。另外，HSCT在其他类型黏多糖贮积症（Ⅱ型、Ⅳ型）、α－甘露糖苷病、黏脂病Ⅰ型等疾病中 的作用也已被报道。
HSCT和（或）BMT的时机至关重要，其疗效与患儿的年龄、神经系统受累程度密切相关。年龄小，症状前、早期或轻症患儿进行HSCT和 （或）BMT，比有症状个体或重度患儿对神经系统症状的改善作用好。若移植在2岁前进行，症状的改善通常比较显著。3~9月龄进行HSCT可以减缓认知功 能衰退的速度，维持正常的认知发育。而在26月龄患儿中，HSCT对神经系统症状无明显改善作用。但HSCT也有其局限性，如产生移植相关的排斥反应，无 法改善已经受损的中枢神经系统症状，对已发生的骨骼受累没有明显改善作用，对角膜、心脏瓣膜的作用有限等。另外，移植后相关症状的改善速度较慢，难以抵消 疾病的快速进展所带来的损害。在移植后的第1年，由于供体来源的小胶质细胞在中枢神经系统中的转换过程缓慢，患儿的病情可能仍会持续恶化。
（三）基因治疗
通过体外或体内基因治疗纠正溶酶体缺陷以提供永久和连续的酶源，从而改善LSD的临床症状。基于慢病毒的基因治疗已在异染性脑白质营养不良和黏多糖贮积症Ⅰ型患儿进行临床前试验研究。首个基因组编辑试验正在黏多糖贮积症 Ⅰ型和Ⅱ型中进行。
（四）其他特异性治疗
1.分子伴侣和蛋白质稳态调节剂：分子伴侣是一种小分子膜透性配体，能透过血脑屏障，可通过加强重新折叠和促进酶进入溶酶体而增强酶的活性，对由于酶 折叠错误引起的LSD有效。分子伴侣在戈谢病、法布雷病、庞贝病、黏多糖贮积症ⅢB型和GM1和（或）GM2神经节病的动物模型和临床试验均有研究。另 外，戈谢病的动物研究发现，氨溴索能够透过血脑屏障，可增加葡萄糖脑苷酶活性。蛋白质稳态调节剂是一种作用于降解过程的膜渗透配体，可通过改变蛋白质降解 的折叠平衡，并通过分泌途径将蛋白质运输到溶酶体。蛋白质稳态调节剂Arimoclomol在 NPC和戈谢病患儿中正在进行临床试验。
2.减少底物治疗（substrate reduction therapy，SRT）：抑制积累底物的合成，从而减少缺陷溶酶体酶的底物量。FDA已批准美格鲁特和依利格鲁司特两种SRT药物。美格鲁特可透过血脑 屏障，减缓神经性LSD患儿的神经症状进展，已被批准用于戈谢病1型和NPC的治疗。依利格鲁司特是一种葡糖神经酰胺合成酶抑制剂，不能跨越血脑屏障，仅 被作为成人戈谢病1型的一线治疗药物。上述药物可口服，且无免疫原性。
3.促进底物运输的小分子治疗：如半胱胺，可与胱氨酸结合形成半胱氨酸和半胱氨酸－半胱胺复合物转运出溶酶体，从而减少溶酶体中的胱氨酸水平，已被批准用于治疗胱氨酸病。
（五）抗炎治疗
抗炎和免疫抑制剂治疗在戈谢病、法布雷病和黏多糖贮积症等LSD也在研究中。
动物研究显示聚硫戊聚糖皮下注射可以减少炎症，改善骨骼病理和关节的灵活性；还可通过抑制糖胺聚糖合成或促进糖胺聚糖降解来减少糖胺聚糖的积累；可直 接上调Ⅱ型胶原和蛋白聚糖，下调Ⅰ型胶原，从而促进软骨形成。其在黏多糖贮积症Ⅰ和Ⅱ型的临床试验正在进行中。另外，抗肿瘤坏死因子α英夫利昔单抗可改善 黏多糖贮积症Ⅵ型小鼠的关节和骨骼病理；阿达木单抗可用于治疗黏多糖贮积症Ⅰ和Ⅱ型。
（六）支持性和对症治疗
虽然部分LSD有特异性治疗方法，但并不能消除所有症状，甚至部分症状在治疗后仍会恶化。对症支持治疗仍是必需的。因LSD可累及多系统多器官，对 LSD的诊治和管理最好由多学科专家组成，包括儿科遗传、神经、心血管、呼吸、整形外科、五官科专家以及营养学家、心理学家等组成多学科治疗团队。
在诊治过程中，除病史、全面的神经系统检查和发育评估在内的体格检查外，尚需进行特殊评估，如听力测试、肺功能测试、多导睡眠监测、耐力测试（如6 min步行测试）等。在实验室检测方面，常规检测和疾病特异性检测均是必要的。常规监测了解疾病的进展，并确定患儿对特定的治疗是否有反应。而特殊的实验 室检测，如生物标志物和可更好地评估病情和治疗效果。神经肌肉或神经退行性疾病和严重多发性骨化障碍的患儿通常需监测脊柱和四肢的骨密度和磁共振成像。
LSD种类繁多，临床表现复杂且缺乏特异性，确诊需依赖酶学及基因分析。特异性治疗仅适用于某些LSD，尽管症状前和早期治疗可以减缓部分LSD的进 展，但没有任何一种治疗方法能成功治愈LSD的神经和骨骼症状或消除所有的临床表现。随着对疾病分子生物学和发病机制认识的不断加深，新型治疗如基因治 疗、分子伴侣等在不断发展中，也有望作为LSD患儿的特异性治疗选择。
