五、脑瘫的病理
在对临床诊断为脑瘫的病例进行分析时,可以看出造成脑瘫的主要原因以脑的先天性异常和围产期脑损伤后遗症最为多见。脑先天性异常的种类较多,无特征性的病理学改变;围产期脑损伤后遗症也有很多种类,与后天性脑损伤后遗症要进行鉴别。
马拉默德(Malamud)等对2357例智力低下及小儿脑瘫病理诊断进行分析时发现,脑的先天发育异常最多,为1590例,占总数的2/3(67.5%);其次为损伤性疾病后遗症约占1/3(25.4%),代谢性疾病(5.7%)及增殖性疾病(1.4%),见表1-6、1-7。
表1-6 2357例智力低下及小儿脑瘫的神经病理学诊断
表1-7 1590例先天性异常的脑瘫病理诊断
续表
*同样数量的病例见于脑积水项下Arnold-Chiari畸形
**胼胝体发育不全为主要异常,不伴有其他明显的大体解剖异常
从表1-7可见,以非特异性脑异常(1209例,占76%)为最常见,其中易位型21-三体综合征333例、标准型21-三体综合征876例;其次为脑脊液循环通道发育障碍(164例,占10.3%)及脑回移行障碍(150例,占9.33%)。
患儿尸检报道的资料非常少,其中日本岛田疗育园、府中疗育中心及东京小儿疗育医院报道了184例脑瘫病理情况分析,见表1-8。
表1-8 184例脑瘫成因
先天性脑异常、围产期脑损伤各占1/3。其中63例先天性脑异常,以各种脑畸形及21-三体综合征占多数,见表1-9。
表1-9 63例先天性脑异常病理分类
(一)先天性脑异常
先天性脑异常,以胎儿早期神经管闭锁障碍所致的畸形,无脑儿最严重。出生后很快死亡,多不列入脑瘫的统计之内。
全前脑症是前脑发育障碍,左右两侧大脑半球不分离,这类患者尸检机会极少。
先天性脑异常从发育方式看,是神经元发生及移行障碍,多在胎生3个月后形成。一种为脑表面光滑,沟回不明显,称为无脑回症(agyria);一种为脑回可以形成,但不完全,脑回幅度变宽,称为巨脑回症(pachygyria);胎生后期发生的脑回异常,主要是脑回形成不正常,皮质表面浅表凹陷形成细小脑回,称小多脑回症。
无脑回症多在顶叶及枕叶,而额叶及海马多正常。巨脑回症从剖面上看,灰质增厚可达数厘米,脑室扩大而脑体积缩小。组织学上增厚的灰质由以下四层构成:第一层,细胞核少,边缘由神经突起组成;第二层,无层状结构,是神经细胞的集聚;第三层,少数的神经细胞散在于有髓纤维间;第四层,不规则散在神经细胞的增厚层,可见从脑室壁白质发出、放射状走行的有髓纤维束。
前两层为皮质,第三层相当于皮质下的弧形纤维。第四层为未到达皮质的神经细胞异位层,相当于胎生3~4个月移行的神经元。斯图尔特(Stewart)等认为,第三层以上是胎生4个月时大脑主干动脉末端血液运行障碍发生的层状坏死,此时端脑皮质因有发自脑膜的多数血管吻合支供血而免于坏死;皮质下白质因血流末端供血不足而发生层状坏死。
厚脑回症多合并延髓橄榄核异位。正常时在胎生3~4个月,未成熟的神经细胞由第四脑室底增殖,向脑干外缘移行形成橄榄核。厚脑回则不能移行到最终的部位,在延髓背侧残留,呈异位岛状。
小多脑回症从剖面上看,灰质呈不规则的弯曲状态,形成复杂的脑回。有四层结构:第一层,分子层;第二层,小细胞及锥体细胞层;第三层,神经元少,有髓神经纤维稀疏;第四层,锥体细胞与多形细胞层,与厚脑回不同,是神经元移行后发生的。
里奇曼(Richman)认为,27周的胎儿大脑半球已呈现四层结构,第五层因选择性,病理表现相当于细胞较少的第三层。由于血肿、低氧血症,使第五层的神经元坏死消失,上一层的神经元继续分化,上下两层增殖不均等,使上部皮质形成不规则皱褶,表面凹凸不平。德罗克(Drorak)及费特(Feit)经过动物试验,将大鼠大脑皮质速冻数秒,使脑膜及皮质表面完全坏死,使与其相邻的第五层神经元血流障碍完全坏死而消失,使从血管及脑室壁上行的放射状神经胶质细胞残留形成坏死灶。第六层残留,神经母细胞残留,胶质细胞移向坏死灶,使坏死部位缩小、凹陷形成微小脑回。
小多脑回症多由在妊娠5~6个月时因一氧化碳中毒、巨细胞包涵体病、先天性肌营养不良及脑白质变性等引起。
在大脑的小多脑回中,合并小脑回畸形的并不少见。小脑的分子层、浦肯野细胞(Purkinje cell)、颗粒层虽然保持一定关系,但皮层呈不规则的弯曲状,形成没有脑沟的团块状结构。虽然可涉及小脑两半球,但多局限于小脑动脉供血的区域,多由于低氧血症使浦肯野细胞被破坏,颗粒层细胞增殖不均等,造成小叶沟回迂曲,出现严重的结构紊乱。
大脑回异常最严重的是侧脑室壁完全消失,脑室与脑表面相通,形成脑穿通畸形,多为缺氧及脑坏死所致。严重的脑穿通畸形为无脑性脑积水(无脑症),大脑上部完全缺损,只保留脑底的结构。大脑回异常临床上多为痉挛形脑瘫。
胼胝体缺损多合并其他畸形,由风疹病毒等感染及脑白质严重发育不良所致。正常时胼胝体在胎儿5个月时形成;缺损多因胎儿3个月时,神经元在形成脑室壁向脑膜移行时发生异常所致。
小脑发育不全(颗粒细胞型),临床上主要表现为智力低下、四肢瘫痪,多在婴幼儿时死亡,有家族史。小脑很小,大脑也小,几乎看不到颗粒细胞,个别的在小脑蚓部可见颗粒细胞,浦肯野细胞少,位置异常,排列不规则,树突走行不规则,呈星状、车轮状变形,坏死部分可见神经胶质细胞增生。
(二)核黄疽后遗症
由于新生儿医学的发展,围产期预防保健工作的开展,核黄疸的发病率明显下降,因而尸检率也减少。核黄疸急性期死亡的病例,肉眼下脑组织呈淡黄色,丘脑下核、苍白球、海马、动眼神经核、橄榄核、小脑齿状核被染成橙黄色。切片上可见弥漫性黄色颗粒聚集。间接胆红素侵犯线粒体和内质网,使细胞变性坏死。
由核黄疸引起的脑瘫,主要为丘脑苍白球病变。表现为手足徐动型脑瘫,病变部位神经细胞减少,有髓纤维减少,星状胶质细胞增生肥大,纤维形成。锥体束发育不良,有髓纤维数量减少,未成熟儿更明显,通过髓鞘染色可见大脑白质着色不良。
(三)分娩后脑损伤后遗症
分娩后脑损伤后遗症多为缺氧与机械损伤所致。病理表现为细胞减少或消失,胶质增生,组织破坏,产生空洞为多发性、对称性,以皮质为主,严重者涉及皮质下部。
1. 大脑皮质 多发生在大脑主干动脉供应的区域,如额中回(大脑前、中动脉)、顶枕叶交界区(大脑中、后动脉),呈对称性分布。
新生儿窒息,大脑主干动脉的末梢部分血流障碍,使该部受到损伤。如大脑后动脉供血的枕叶视区常受侵害,急性期出现坏死灶、胶质瘢痕、脑回凹陷、皮质结构消失、有空泡及含铁血黄素的吞噬细胞、第三层和第五层细胞消失、细胞钙化、纤维胶质细胞增生。
2. 中心白质 多见于侧脑室外侧壁,急性期发生小坏死灶,形成空洞,白质被增生的胶质细胞围绕,多由大脑大静脉血流障碍引起。严重时白质被大小不等的空洞占据。神经胶质增生,顶叶脑皮质只剩下第一层并逐渐消失,空洞清晰,称为囊泡变性,是由于低氧血症,中心白质多处出血以后溶解造成。白质神经胶质增生,被壳呈大理石样变性,扣带回及中央回等处的大脑皮质形成瘢痕。
围产期脑损伤出现运动障碍,主要表现为运动神经受累,锥体系变性的痉挛型脑瘫。
3. 基底神经节 两侧纹状体发生大理石样变性,肉眼观呈大理石条纹,有髓纤维残存,血管周围可见髓鞘束形成较细的髓鞘。基底神经节是神经细胞存在的部位,正常时无有髓纤维,因而有髓纤维出现时应视为异常。有时有假性钙化及胶质纤维增生,这不是轴索而是有髓神经纤维异常的再生。
4. 丘脑 最容易受损伤的部位是丘脑背内侧核,其次为丘脑外侧后部的核群、腹侧核群、视丘枕部等,丘脑前核及中心核多不受累。主要为神经细胞脱落、神经胶质增生及大理石样变性。
5. 小脑皮质 与大脑相比,小脑病变较少,多为小脑的深部受累。如半月叶,因是小脑上、下动脉血流的末梢部位,而常发生损伤。
(四)痉挛脑
痉挛脑是由于抽搐痉挛引起的脑损伤,很多脑瘫是由抽搐痉挛引起,在海马及丘脑可见神经胶质增生。婴儿痉挛症时可见大脑回异常。
急性脑病多由循环障碍、脑水肿所致,病理上有缺氧、缺血性改变,海马及丘脑有胶质增生。