肌萎缩性脊髓侧索硬化症

症狀和體徵

由於上、下運動神經元退化導致的身體肌肉萎縮，患病者最終可能喪失發起和控制一切自主運動的能力，但膀胱、腸道和負責眼球運動的神經一般到病情晚期才會受到影響。
對於大多數患者來說其認知功能並不受影響，但少數（大約5%）仍會出現額顳葉痴呆。大部分患者（30–50%）出現了難以察覺的認知變化，但這一變化經過詳細的神經心理學測驗檢測出來。極少數肌萎縮側索硬化症患者會同時出現痴呆症、退化性肌肉疾病、退行性骨疾病，這些症狀都屬於多系統蛋白病綜合徵的一部分。感覺神經和自主神經系統一般不受影響，也就意味著大多數肌萎縮側索硬化症患者的聽覺、視覺、觸覺、嗅覺和味覺都能維持正常。

早期症狀

肌萎縮側索硬化症的早期症狀很難以察覺。最早期的典型症狀通常是肌肉明顯的無力或/和萎縮。其他顯性的症狀包括吞嚥困難、痙攣或牽涉的肌肉僵硬。肌無力會影響四肢；或/和出現說話含糊和帶鼻音的現象。肌萎縮側索硬化症早期出現哪些症狀取決於最先受到影響的運動神經元是哪些。大約75%的患者罹患的是「四肢起病型」肌萎縮側索硬化症，即首發症狀出現在手臂和腿部。腿起病型患者會出現走路或跑步時跌到或絆倒，走路時明顯拖腿而行。臂起病型患者在做一些需要靈巧手工的事時可能會遇到困難，如扣襯衫的扣子、寫字或把鑰匙插入鎖中。少數患者這些單手或單腳的症狀會維持較長的一段時間，被稱為單體肌萎縮。
另外約25%的患者罹患的是「延髓起病型」肌萎縮側索硬化症，即以說話障礙或吞嚥困難為首要表現。說話開始變得含糊、帶有鼻音或失語。其他症狀包括吞嚥困難和舌頭喪失靈活性。很少一部分患者屬於「呼吸起病型」肌萎縮側索硬化症，即支持呼吸的肋間肌最先受到影響。也很少一部分患者可能伴隨出現額葉癡呆症，並最終發展為其他更典型的症狀。
隨著病情的發展，病人開始出現運動、吞嚥和構音障礙。上運動神經元受影響的症狀包括肌肉僵硬和痙攣、誇張的反射（反射亢進）以及過度的嘔吐反射。一個被稱為「巴賓斯基征」的異常反射也是上運動神經元受損的表現。下運動神經元退化的症狀包括肌肉無力和萎縮，可見的短暫的皮下肌肉抽搐（顫動）。大約15-45%的病人經歷假性延髓症狀——一種被稱為「情緒不穩」的神經系統疾病，症狀包括無法控制的大笑、哭泣或微笑。一個人只有在同時出現上下運動神經受損的症狀而又沒有其他的病因時，才應被診斷為肌萎縮側索硬化症。

病程

雖然發病的順序和程度因人而異，但是大部分病人最終都會無法行走或使用他們的雙手和手臂。他們也會喪失說話和吞嚥食物的能力，並最終需要依靠被稱為BiPAP的便攜式呼吸機。病情發展的程度可以透過《肌萎縮側索硬化症功能評定量表修訂版（ALSFRS-R）》來衡量。該測量方式是一個包含12個項目的臨床訪談或自我報告的問卷調查，評分為0分（重度殘疾）至48分（功能正常）。雖然有極少病人的發病過程緩慢，但是平均而言，病人每個月會喪失大約0.9的分數。一份對醫師的調查表明，他們認為20%的分數減少才會有臨床意義。不管哪部分機體首先受到影響，肌肉的無力和萎縮都會隨著病情的發展而蔓延到其他肢體。腿部起病的患者通常會從先發病的一隻腿蔓延到另一隻腿，而延髓起病的患者通常病症會先蔓延到手臂，再到腿。
40歲以下、輕度肥胖、並只有一肢起病、主要有上運動神經元症狀.的病人的病程會比較慢。相反，延髓起病、呼吸系統起病或前額葉癡呆起病的病人病程發展較快。
CX3CR1等位基因突變也會影響病人病程和存活的時間。

晚期

雖然呼吸機可以緩解呼吸問題並延長生存期，但是卻不會減緩肌萎縮側索硬化症的病程。大部分肌萎縮側索硬化症患者從病發開始3至5年內死於呼吸衰竭。從發病到死亡的中位生存時間為39個月。只有約4%的病人存活超過10年。美國吉他手傑森·貝克於1989年發病至今，而英國物理學家史蒂芬·霍金存活了55年，他們都是十分罕見的病例。
咀嚼和吞嚥困難都會增加進食的難度，以及窒息和將食物吸入肺部的風險。在患病的晚期，吸入性肺炎會加重，而保持正常的體重也會越加困難，並有可能需要通過插管進食。隨著膈肌和肋間肌的無力，呼吸也會開始衰弱。肺功能指標，比如肺活量和吸氣壓力都會下降。呼吸起病患者，這些症狀可能在四肢發病前出現。
在患病的最後期，控制眼球運動的動眼神經以及眼外肌也會被影響。眼球運動直到最後期才受到影響很大一個原因是骨骼肌與眼外肌的差異。最終，病人的情況可能類似閉鎖綜合症。

眼球運動

肌萎縮側索硬化症患者可能會難以進行自發、快速的眼球移動。眼動速度會減慢，並且平滑追蹤眼動和收斂性眼動也會出現問題。通過檢測前庭眼反射可以幫助識別這些問題。眼電圖（EOG）技術可以測量視網膜的靜息電位。EOG結果顯示患者表現出了與疾病進展相關的漸進的變化，並為疾病進展對眼部運動的影響提供了臨床評價度量標準。此外，EOG也許可用於眼睛問題的早期檢測。
眼外肌的胚細胞系不同於體節衍生的肌肉的胚細胞系。眼外肌很獨特，因為它們在人的一生中會持續不斷地重塑並保持個體隨著年齡增長也能一直擁有活躍的衛星細胞。眼外肌明顯有著比四肢骨骼肌更多的生肌前體細胞。

SOD1基因

在1993年，科學家們發現基因（SOD1）突變所生產的銅/鋅超氧化物歧化酶（SOD1）與約20%的家族性肌萎縮性脊髓側索硬化症相關。該酶是一種很強的抗氧化劑，能保護機體免受來源於粒線體的自由基損傷。自由基是細胞在正常代謝過程中產生的高度活性分子。自由基可積聚並導致細胞內DNA和蛋白質的損傷。到目前為止，超過110種不同的SOD1突變已被發現與代謝失調相關，其中一些（如H46R）有一個很長的臨床過程；而另一些則異常迅猛，如A4V。若氧化應激防禦失敗，細胞則會走向凋亡。
SOD1缺陷可能是一種功能性缺失或增添。SOD1功能性缺失可能導致自由基積累。SOD1功能性增添則可能在其他方面作為毒物。
利用轉基因小鼠研究SOD1在SOD1變異導致的家族性肌萎縮側索硬化症中所扮演的角色方面已經取得了一些理論成果。SOD1基因完全缺失的小鼠通常不會罹患肌萎縮側索硬化症，儘管會表現出與年齡有關的肌肉萎縮加速和壽命縮短。這表明SOD1變異產生的毒蛋白會導致功能的增益而不是缺失。另外，蛋白質聚集已被發現是家族性和散發性肌萎縮側索硬化症的共同病理特徵。有趣的是，存在SOD1突變的小鼠（最常見的G93A突變），突變SOD1的聚集體（錯誤摺疊蛋白的積累）只出現於病變組織中，更多檢測於運動神經元的變性過程中。突變SOD1的總積累被懷疑會通過破壞粒線體、蛋白酶體、蛋白質摺疊的分子伴侶或其他蛋白質而引起細胞功能受損。以上任何一個環節如果被證實，將大大增加聚集體涉及突變SOD1毒性理論的可信度。批評人士指出，在人體中由SOD1突變導致的病例僅僅占所有病例的2%左右，並且發病機制可能不同於這些少數情況。到目前為止，ALS-SOD1小鼠仍然為臨床前研究該疾病的最好模型，但人們也希望能開發更多有用的模型。
已存為科學界和公眾提供有關肌萎縮側索硬化症遺傳學最新信息的在線資料庫ALSOD。這一網站最初是在1999年為SOD1基因而開發的，但逐漸升級為包括了超過40種與肌萎縮側索硬化症相關的基因。

其他因素

目前大約90%的病例沒有家族病史，即不能明確病因。尚不確定的潛在病因包括頭部外傷，兵役，頻繁用藥和參與身體接觸性運動。
研究還集中於穀氨酸在運動神經元變性中的作用。穀氨酸是大腦中的一種神經遞質。科學家發現與健康人相比肌萎縮側索硬化症患者的血清和腦脊液中的穀氨酸含量更高。利魯唑是目前唯一的經FDA批准用於治療肌萎縮側索硬化症及目標穀氨酸運載體的藥物。它對患者生存只有少量的的影響，然而研究表明過量的穀氨酸並不是導致疾病的唯一原因。
某些研究表明在少數ALS病例中，尤其是運動員，其患病與富含支鏈胺基酸的飲食，常見導致細胞過度興奮的膳食補充劑之間存在聯繫。所提出的潛在機制是細胞過度興奮導致了細胞對鈣的吸收增加，進而導致了對鈣緩衝能力極差的神經細胞死亡。
一些證據支持超氧化物歧化酶1（SOD1）蛋白在錯誤摺疊傳播上類似於朊毒體。同樣，也有人提出藍藻毒素β-甲基-1-丙氨酸（BMAA）的結合導致了其他脘狀蛋白質錯誤摺疊的傳播。
另一個非常常見的病因是運動神經元系統病變，諸如額顳葉。這些地方的病變經常在早期就可表現出功能缺損的跡象，這一點可用來預測運動功能喪失的方向，同時這也是造成了肌萎縮側索硬化症惡化的原因。 肌萎縮側索硬化症的病理變化在出現任何明顯的跡象或症狀前就已存在。在病程中，大約三分之一的運動神經元在肌肉萎縮變得明顯之前就已死亡。
對其他一些潛在原因，包括化學品接觸，電磁場暴露，職業因素，身體創傷和電擊，也已進行了調查，但並未達成一致的結論。

病理生理學

肌萎縮側索硬化症的典型特徵是在大腦皮層，腦幹和脊髓的上下運動神經元的死亡。在死亡之前，運動神經元在胞體和軸突中會產生富含蛋白質的包裹體。這可能是由於蛋白質降解缺陷造成的。這些包裹體通常含有泛素，並且通常包括與肌萎縮側索硬化症相關的蛋白中的一種，可能是SOD1，TAR DNA結合蛋白（TDP-43或TARDBP），或/和FUS。

乳酸和肉桂酸

乳酸是糖酵解的最終產品，可導致肌肉疲勞。乳酸脫氫酶（LDH）可發揮雙重功能，並能夠將乳酸氧化為丙酮酸，從而被三羧酸循環利用。在眼外肌中，乳酸通路能夠在活動量增加的情況下能維持肌肉收縮。因此，眼外肌中高活性的乳酸脫氫酶被認為可抵抗肌萎縮側索硬化症。
肉桂酸是乳酸運輸和攝入以耐疲勞性的外源乳酸的抑制劑。肉桂酸能夠引起眼外肌疲勞，同時減少眼外肌耐力和殘餘力量；然而，肉桂酸對腿部的趾伸長肌沒有影響。相比之下，以外源乳酸代替葡萄糖代謝增加了趾伸長肌的疲勞狀況，而非減輕。眼外肌的易疲勞性僅在當外源性乳酸和肉桂酸酯共同取代葡萄糖時才會顯現出來。

診斷方法

雖然單一肢體的上、下運動神經元症狀強烈暗示患肌萎縮側索硬化症的可能，但是仍沒有測驗能為肌萎縮側索硬化症提供確切的診斷。相反，肌萎縮側索硬化症的診斷主要根據醫生對個體臨床症狀和體徵的觀察及一系列測試以排除其他疾病的可能。醫生需要獲得病人的全部病史，並通常經過定期的神經系統檢測，評估如肌肉無力，肌肉萎縮，反射亢進，痙攣等症狀是否惡化。
因為肌萎縮側索硬化症的症狀可能類似於大量其他更可治癒的疾病或症狀，所以必須進行適當的測試以排除患其他疾病的可能。其中一項測試是肌電圖（EMG），一種檢測肌肉電活動的特殊記錄技術。某些肌電圖結果可支持肌萎縮側索硬化症的診斷。另一項常見的測試測量神經傳導速度（NCV）。但是神經傳導速度結果異常也可能是由於周圍神經病變（周圍神經損傷）或肌病（肌肉疾病）而不是肌萎縮側索硬化症。肌萎縮側索硬化症常進行磁共振成像（MRI）檢查，以排除脊髓腫瘤、多發性硬化症、頸部椎間盤突出、脊髓空洞症及頸椎病。
除了根據病人的症狀和測試結果進行判斷外，醫生還可以進行血液和尿液樣本檢測以排除其他疾病的可能性。在某些情況下，如果醫生懷疑病人可能有肌病而不是肌萎縮側索硬化症可進行肌肉活檢。
某些病毒性疾病可能會導致與肌萎縮側索硬化症類似的症狀，如人類免疫缺陷病毒（HIV）、人類T細胞白血病病毒（HTLV）、萊姆病、梅毒和蜱傳腦炎病毒。神經系統疾病的某些方面也與其類似，如多發性硬化症、脊髓灰質炎後綜合徵、多灶性運動神經病、慢性炎症性脫髓鞘性多發性神經病、脊髓性肌萎縮症和脊髓延髓肌萎縮症。
肌萎縮側索硬化症必須與「肌萎縮側索硬化症類似綜合症」區分開，這是一種臨床表現和特徵與肌萎縮側索硬化症或其變體類似的無關疾病。由於其症狀與早期肌萎縮側索硬化症相似，所以患者應聽取神經學專家的意見，從而排除一些臨床可能。
但是，大多數肌萎縮側索硬化症病例很容易診斷，大型肌萎縮側索硬化症診所的誤診率小於10%。在一項研究中，190位患者符合MND / ALS的診斷標準按照研究規程和定期監測進行實驗。三十例患者（16%）在臨床觀察發展階段得出了與之前完全不同的診斷。在同一項研究中，三名患者出現假陰性的診斷——重症肌無力（MG），一種自身免疫性疾病。重症肌無力症狀類似於肌萎縮側索硬化症和其他神經系統疾病，所以有時會導致延誤診斷和治療。重症肌無力是可以治療的；肌萎縮側索硬化症卻不能。肌無力綜合徵，也被稱為伊頓-蘭伯特綜合徵，類似於肌萎縮側索硬化症並且其初期症狀與肌萎縮側索硬化症相似。

處置方法

肌萎縮側索硬化症的處置以緩解症狀與延長壽命為目的。該支持治療最好由多學科的專業醫護人員進行，儘可能的保持患者可運動及舒適。

藥物治療

利魯唑是可略微提高肌萎縮側索硬化症患者生存率的藥物。其可延長數月生存期，並可能對延髓起病型患者延長生存期更有效。利魯唑還可以推遲患者惡化至需要機械通氣支持。服用利魯唑的患者必須監測肝損害（發生於約10%的用藥患者）。利魯唑由美國食品藥品監督管理局批准，並由英國國家衛生與臨床優化研究所推薦。但利魯唑不能修復已有的運動神經元損傷。
而Nusinersen為近期研發的新藥，是第一個用於治療脊髓性肌肉萎縮症及肌萎縮側索硬化症的藥物。Nusinersen是一種反義寡核苷酸藥物，能夠藉著穩定SMN的信使核糖核酸來提升SMN蛋白的生產量。它能降低患者的死亡率以及因疾病失去呼吸功能的風險，並能改善患者的運動功能。2016年12月nusinersen在美國通過優先審查後取得上市許可，稍後在歐洲聯盟、加拿大、巴西、日本、南韓、紐西蘭等國也被核准為處方藥。Nusinersen在美國與歐盟都被視為孤兒藥。Nusinersen 因為其高昂的價格受到一些批評。基於成本考量，歐洲有部分國家雖然已經核准其上市，但目前並沒有將其列為脊髓性肌肉萎縮症的常規治療方法。
其他藥物可用來幫助減輕疲勞，緩解肌肉痙攣，控制痙攣狀態，減少過多的唾液和痰。藥物也可以幫助患者緩解疼痛，抑鬱，睡眠障礙，吞咽困難，便秘等症狀。巴氯芬和安定（地西泮）常被用來控制肌萎縮側索硬化症引起的痙攣，當肌萎縮側索硬化症患者出現吞咽口水困難時，可用苯海索或阿米替林。

呼吸支持

當協助呼吸的肌肉逐漸衰弱，可通過協助通氣（間歇正壓通氣，雙水平正壓通氣（BiPAP），或雙相胸甲通氣（BCV））輔助呼吸。這些裝置通過這些直接應用於面部或身體可人為地增加患者的肺功能。當肌肉無力維持氧氣和二氧化碳的水平時，這些設備就必須全天使用。雙相胸甲通氣可通過高頻振盪及積極的呼氣性呼吸協助，有增加清除呼吸道分泌物的優勢。人們最終可能會考慮機械通氣的方式（呼吸器），即使用機器幫助肺收縮和膨脹的方式。為了使得效果更加理想，可能需要從鼻或口連接一個管子至氣管。若要長期使用，這可考慮通過氣管切開術，用一個塑料呼吸管通過頸部的開口直接插在病人的氣管上。
當患者及家屬決定是否及何時使用以上某一方法時，應該考慮以下幾個方面。通氣設備對患者生活質量的作用及所需費用因人而異。儘管呼吸支持可以緩解患者的呼吸問題並延長生存期，但它並不能阻止肌萎縮側索硬化症病程。在作出進行通氣支持的決定前，患者需充分了解這些因素以及不能移動對生活造成的長期影響，並應對生活質量問題進行深入討論。
運用雙水平正壓通氣的外部通氣設備常被用於支持呼吸，最初用於晚上，之後也用於白天。 雙水平正壓通氣的使用（更多時候被稱為無創通氣，NIV）只是一個暫時性治療措施，在BPAP失效前，患者需決定是否進行氣管切開術並長期機械通氣。關於這一點，一些患者選擇了姑息治療。

物理治療 / 職能治療

物理治療在肌萎縮側索硬化症患者的病情改善上起到了很大作用。具體來說，物理及職業治療師可以設定康複目標，並通過延長力量衰退的時間，維持耐力，減緩疼痛，預防併發症的發生，促進功能自理能力等方面提升肌萎縮側索硬化症患者的身體素質。
職能治療和特殊設備等輔助技術也可以提高患者在肌萎縮側索硬化症進程中的自理和安全。溫和的低強度有氧運動，如日常生活自理活動、散步、游泳、騎自行車都可以鍛鍊未受影響的肌肉，改善心血管健康，並可幫助患者對抗疲勞和憂鬱。由職能治療師設計的功能性運動和關節伸展可以幫助患者預防痛苦的痙攣和肌肉的縮短（攣縮）。職能治療師可協助病患在肌肉無超過負荷的情況下得到鍛鍊。他們建議使用如坡道、吊帶、代步車、衛浴設備（淋浴椅，廁所扶手等）和輪椅來幫助患者轉位移動。職能治療師可以提供或推薦設備並且可調整使人們能安全地自理日常生活。
說話困難的肌萎縮側索硬化症患者或許能夠在語言病理學家那裡獲得幫助。這些專業保健人員可以教病人自適應策略，如一些能幫助他們說話更響亮、更清楚的方法。隨著肌萎縮側索硬化症惡化，語音病理學家會推薦使用一些強化和替代性交流的設備，如擴聲器，語音發生裝置（或語音輸出通信設備）和/或低技術含量的通信技術，如字母板或是/否的信號。

營養治療

肌萎縮側索硬化症患者患者和護理人員可以向營養師學習如何計劃和準備大量的小餐，保證每天可提供足夠的熱量，纖維和流質食物以及如何改善吞咽困難。患者可能已經開始使用吸痰器來吸除多餘的液體或唾液以防止窒息。職業治療師可以協助推薦一些適合的設備使患者自我進食更容易些。語言病理學家可推薦一些食物，以迎合他們特殊的缺陷和能力。當患者不能通過自主進食而攝取足夠營養時，醫生可以建議使用胃管。使用胃管可以減少因將液體吸入肺部而引起窒息和肺炎的風險。進食管不會帶來疼痛，也不會妨礙病人自主進食。
研究人員表示，「肌萎縮側索硬化症患者長期能量攝入不足，建議增加能量攝入」並伴有嚴重的食欲不振。有關動物表明，應鼓勵肌萎縮側索硬化症患者消耗儘可能多的熱量，且不要限制他們的熱量攝入。截至2012年，對於體重減輕的管理依舊存在"干預措施缺乏堅實的診據"的問題。

緩和醫療

社會工作者、家庭護理和臨終關懷護士會幫助肌萎縮側索硬化症患者，他們的家人和照顧者應對醫療、情感、經濟方面的問題，特別是在疾病的晚期。社會工作者可提供，如經濟援助、安排律師，準備遺囑、為病人和醫護人員的尋找支持團體等方面提供支持。家庭護士不僅可以提供醫療保健，而且會教導照顧者如何使用呼吸器、餵食，及在移動病人時避免皮膚疼痛問題和攣縮。家庭臨終關懷護士會諮詢醫生，以確保適當的藥物治療，控制疼痛，和其他會提高希望留在家裡的患者的生活質量。家庭臨終關懷團隊也對病人及照顧者就臨終問題提供專業諮詢。

流行病學

在世界上許多地區，肌萎縮側索硬化症的發病率都還是未知的。在歐洲，每年每十萬人中約有2.2人確診。在美國，每年有超過5600人確診，有超過3萬患者。肌萎縮側索硬化症每年約導致十萬中2人死亡。
雖然肌萎縮側索硬化症被歸入罕見疾病，但其卻是最常見的運動神經元疾病。所有種族及民族背景都可能患病。每年每十萬人中就有一到二人罹患肌萎縮性側索硬化症。據估計每十萬白種人中有1.2至4.0人罹患肌萎縮性側索硬化症，其他種族患病率則較低。菲律賓人肌萎縮性側索硬化症發病率僅次於白人，為每十萬人中有1.1至2.8人患病。
有一些關於「集群」患病的報導，包括舊金山49人隊的三名橄欖球運動員，義大利的超過50個足協球員，英國南部的足協球員的三個朋友，以及法國南部的一對配偶（丈夫和妻子）。儘管一些人認為肌萎縮性側索硬化症是基因和環境共同作用的結果，但除了隨年齡增長風險更高外，仍未確認環境對該病的影響。

歷史

肌萎縮性側索硬化症至少可以追溯至1824年查爾斯·貝爾的描述。
英國科學家奧古斯都·沃勒在1850年描述了萎縮神經纖維的外觀。1869年，法國醫生讓-馬丁·沙可首次將這些症狀與神經系統病變聯繫在一起，並在1874年發表論文以肌萎縮性側索硬化症為名介紹此病。1881年，該論文被翻譯成了英語，出版在《神經系統疾病講座》（Lectures on the Diseases of the Nervous System）第三卷。
美國傳奇棒球運動員盧·賈里格在1939年發生罹患此病，於7月4日發表了告別演說，肌萎縮性側索硬化症就此在美國而聞名。兩年後盧·賈里格即離世。2014年，因冰桶挑戰而在全世界聞名。
在20世紀50年代，一次肌萎縮性側索硬化症疫情於關島的查莫羅人中爆發。
1991年，研究者發現了21號染色體與家族性肌萎縮性側索硬化症（FALS）聯繫在一起。1993年，發現21號染色體的SOD1基因在某些家族性肌萎縮性側索硬化症病例中發揮的作用。1996年，利魯唑成為第一個美國食品藥品監督局批准用於肌萎縮性側索硬化症的藥物。
1998年，埃斯科里亞爾標準（El Escorial）被確定為肌萎縮性側索硬化症患者臨床研究分類的標準。第二年，修訂後的肌萎縮性側索硬化症功能評分量表發表，並很快成為肌萎縮性側索硬化症患者臨床研究惡化評級的黃金標準。2011年，發現C9ORF72中非編碼的重複序列擴增是導致肌萎縮性側索硬化症和額顳葉痴呆的主要原因。

詞源

肌萎縮性側索硬化症的學名來源於希臘文「amyotrophia」：其中「a-」表示「不」，「myo」指「肌肉」，trophia意思是「營養」；因此「amyotrophia」表示「沒有肌肉營養」，描述了患者肌肉組織的萎縮特徵。脊髓橫向識別領域是受影響的神經細胞所在部位。在這一地區的退化會導致疤痕或硬化。