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赛业神经科学云课堂第四期:冰桶挑战背后的神经退行性疾病——渐冻症


    

2014年夏天,全球社交媒体突然风靡起一股“冰桶挑战”的热潮,为了帮助渐冻人协会募款,参加者必须将一桶冰水从头顶淋下,并将过程拍影片上传网络,而完成挑战后,可以点名3个人完成,被点名者可以选择完成或捐款100美元,或者是两者都做。

 

图1. 2014年夏天,风靡全球的“冰桶挑战”

图1. 2014年夏天,风靡全球的“冰桶挑战”
图片来源:unsplash

 

经过统计,该活动在2014年募集了1亿多美元,不过2015年下降到50万美元,以后每年也有一些人继续进行挑战,但规模和关注度都已经大大不如2014年了。但是,通过冰桶挑战,让人民大众真正了解到这个疾病以及饱受该疾病折磨的人群的存在,这才是该活动最大的意义所在。

 

患有渐冻症的名人和症状

 

渐冻症全称为肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),是自主运动神经元退行性疾病,这里注意与帕金森病的区别,帕金森病所影响的神经元是在大脑内部脑区的多巴胺神经元,而且不会直接引起肌肉萎缩。但ALS一经诊断,病患的生存时间基本就只有2-4年了,在这期间病情恶化速度极快,症状十分明显。“渐冻”一词生动地描述了ALS的某些症状,确诊后的主要症状有肌肉痉挛,肌肉萎缩并导致力量下降。外在的早期表现为手脚无力,并且无力症状逐月发生可感知的增加。从无力奔跑逐渐发展成走路困难,再到接下来走路也容易摔倒;说话也无法出声,再往后进食过程中也会发生吞咽困难。在中后期,一部分患者会有神经痛症状出现,也有一部分会发展出认知或行为障碍。最后随着肌肉力量消失殆尽,呼吸无法进行,体重严重下降,病人也走到了生命的终点。不过值得注意的是,纯粹的ALS患者一般肠道功能正常,膀胱仍然受到患者控制,而且眼部肌肉还能运动。

 

图2. ALS的症状[1]

图2. ALS的症状[1]

 

目前广为人知的ALS患者当属“时间简史”的作者,著名物理学家斯蒂芬·威廉·霍金了,霍金在1963年就被诊断出患有ALS,当时他才21岁啊,正是人生黄金时间的开始,这对年轻的霍金而言无疑是当头一棒。不过好在霍金没有被病魔吓倒,在轮椅上整整与ALS斗争了55年,这是有明确ALS记录以来与这种可怕疾病斗争时间最长的病例了。更令人佩服的是,霍金在这段时间内写下了《时间简史》,《果壳中的宇宙》等脍炙人口的物理学著作,也在量子宇宙论和黑洞的研究中颇有建树。霍金所患不是早发型学习认知功能障碍,而是运动功能疾病,患病后霍金的头脑还能继续造福人类,可以说是不幸中的万幸了。霍金于2018年去世,享年76岁,不得不说是一个传奇。

 

巧合的是,另一位名字也是史蒂芬的ALS患者—史蒂芬·海伦伯格,也在2018年因ALS去世。可能很多人没听过他的名字,但他的作品《海绵宝宝》可以说是风靡全球了,多才多艺的海伦伯格身兼海洋生物学家和动画制作人,同时还是一名成功的商人,不幸的是他在56岁时被确诊ALS,一年之后便溘然离世。

 

ALS的发现和命名

 

一位英国医生查尔斯贝尔在1824年对一种造成肌肉萎缩并导致患者死亡的疾病病症进行了详细描述。从当时的记录的症状来看,可以确定就是后来的ALS了。但当时并没有对此病进行准确的命名和定义。45年后,法国著名的神经科学家让-马丁·沙可(Jean-Martin Charcot,简称沙可)在研究中发现了ALS以及其相关的病理解剖症状,并经过一系列的修改,最终分析出这种疾病与很多其他的运动神经疾病的差异,并在1874年正式命名其为肌萎缩侧索硬化症。这种疾病虽然是致命的,症状也非常严重,但放在整个人群中发病率并不是很高。因此除了病患及其家属外,社会上对该病非常陌生。

 

直到1939年,美国著名棒球队纽约扬基队(虽然棒球不是中国的流行运动,但带有NY的纽约洋基队棒球帽却非常流行)的当红球星,绰号“铁马”的卢·格里克(Lou Gehrig)发表了他的告别演讲,离开了他曾创造无数记录的球场。其实在他退役的6年前,格里克就开始感受到肌肉力量的减退,且病情逐年加重,直到退役这年已经完全无法坚持了。不过即便退役,病魔也没有放过格里克,这位传奇球星1941年因ALS去世,享年39岁。纽约市在其去世后降半旗致哀,并在第二年就上映了关于格里克的记录电影《扬基之光》。可见这位运动员在美国人尤其是纽约人民心中的地位。因此,在很长一段时间之内,即便有了ALS这个正式名称,该病在美国一直被叫做“格里克病”。

 

图2. ALS的症状[1]

图3. ALS的发现和命名[2]

 

ALS的流行病学研究

 

ALS是最常见的运动神经元疾病(帕金森病受损的是大脑,运动神经元并未受损),也是神经退行性疾病中的“老三”,“二哥”帕金森之前介绍过了(可以戳此处回顾),大哥“阿尔茨海默”还未登场。ALS的发病率(每年新增病人比例)为1.9/100000,而患病率(现有病人占总人口比例)则为4.5/100000。该疾病在欧美等国家发病率较高,为2.6/100000,患病率则增加到7-9/100000左右。和帕金森病一样,男性的发病率高于女性。同时白种人的发病率也是要高于其他有色人种的,而白人内部也是盎格鲁-撒克逊和日耳曼人要显著高于拉丁人种。相较之下,我们东亚黄种人的发病率只有0.8/100000,南亚更是低到了0.7/100000。正是因为如此,欧美关于ALS的研究投入较大,占到全世界研究项目的80%以上。上述数据大部分的来源只有欧洲,北美,东亚和南亚,其他地区的数据则比较匮乏。部分研究发现关岛,纪伊半岛,西新几内亚的ALS发病率为世界平均发病率的50-100倍,个人瞎猜是不是因为岛屿相对封闭,习俗相对落后,近亲通婚所致?

 

图4. ALS发病率[3]

图4. ALS发病率[3]

 

治疗ALS的手段

 

目前市场上针对ALS的药物只有两种。一种是利鲁唑(Riluzole),该药物能使患者生存期平均延长2-3个月,对延髓性ALS的效果较好。但其机理并未得到充分的阐明,目前的研究只能暂时把效果归结到利鲁唑对突触前谷氨酸的抑制作用上。但是药三分毒,抑制了兴奋性神经递质的后果就是会造成患者严重的精神和运动的衰弱。而且这个药物也是在早期效果较好。由于并发症复杂,因此还需要很多药物控制并发症的发生。

 

另一种则是来自日本的依达拉奉(Edaravone),该药物能减轻ALS中各种身体机能的失能,但只在一小部分早发型ALS中有效。机理方面则可能是通过抑制细胞过度氧化损伤对神经元进行保护。但也有严重的副作用,而且费用达到了14万美元一年,比利鲁唑贵多了。

 

剩余的药物就是针对ALS病症减轻痛苦的药物了,主要功能包括减轻神经痛,缓解疲惫,放松肌肉,抗痉挛,抑制口水和痰等外在症状。还有抗抑郁,抗焦虑等精神药物;以及一些对认知功能有帮助的药品。这里就不一一举例了。

 

虽然治疗ALS的药物不多,但是还有一些辅助手段可以对ALS进行缓解。其中无创通气(Non-invasive ventilation, NIV)就是一种针对晚期失去自主呼吸能力ALS病人的辅助手段。其原理很简单,就是通过一定的频率将空气用泵通过一个盖口鼻的面罩,从口鼻压入患者的肺中,起到辅助呼吸的作用。这种方法一般在患者睡眠的时候进行,因为失去意识的晚期患者此时更有可能因无法主动呼吸窒息而亡。但这种方式需要经常监控患者的呼吸装填而调整通气间隔和强度。有研究表明单独使用NIV对患者寿命的延长作用要好过利鲁唑,并且对患者的生存质量评估结果也较好。但约25-30%的伴有认知功能严重障碍和延髓功能严重受损的患者无法接受这种治疗。

 

另一种非药物治疗手段就是我们俗称的“插管”了,需要切断气管直接插入外部气体输送装置,适合于NIV无效的呼吸系统功能更弱的患者。同样,这种方式也只能是让患者“活着”而已,生活质量会大大降低,而且该方法费用极高。不同的国家不同文化不同价值观对这种疗法的接受程度不一,在日本,30%的ALS患者能接受“插管”,而在欧美,只有5%的患者愿意以这种方式多活几个月。

 

图5.  ALS的治疗手段[2]

图5. ALS的治疗手段[2]

 

老规矩,赛业神经科学云课堂下一篇介绍病理和模式动物。敬请期待!

 

往期回顾

1 赛业生物云课堂第一期:无药可救的神经退行性疾病

2 赛业神经科学云课堂第二期:带你了解发病率第二的神经退行性疾病—帕金森综合症

3 赛业神经科学云课堂第三期:寻找造成帕金森病的凶手,重现案发过程

 

参考文献及图片来源:

1.Galvin M, Gaffney R, Corr B, et alFrom first symptoms to diagnosis of amyotrophic lateral sclerosis: perspectives of an Irish informal caregiver cohorta thematic analysisBMJ Open 2017;7:e014985. doi: 10.1136/bmjopen-2016-014985.

2.https://en.wikipedia.org/

3.https://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/ss6307_brief.htm?s_cid=ss6307_brief_w

 

关于赛业

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