李文武,黃立凡,張小超,李志宏,黃小琴,孫 浩
(1.云南省楚雄彝族自治州人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)一科,云南楚雄675000;2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院&北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所,遺傳室,云南昆明650118;3.昆明醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,云南省天然藥物藥理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南昆明650500)
腓 骨 肌 萎 縮 癥(charcot-m arie-tooth,C M T)是一組以慢性、進(jìn)行性外周運(yùn)動及感覺神經(jīng)病變?yōu)樘卣鞯倪z傳性神經(jīng)病,又稱遺傳性運(yùn)動感覺神經(jīng)病,總體發(fā)病率僅為40/100 000[1]。C M T 主要表現(xiàn)為四肢對稱性、進(jìn)展緩慢的遠(yuǎn)端運(yùn)動神經(jīng)病變,通常開始于第一個十年到第三個十年,可導(dǎo)致腳和/或手的肌肉無力及萎縮。肌肉無力常伴有輕至中度的感覺喪失,如對振動、疼痛、溫度等感覺的敏感性降低。然而,感覺缺失并不意味著無痛,其神經(jīng)病變本身可能伴隨著巨大的疼痛[2]?;颊叩湫捅憩F(xiàn)為肢體遠(yuǎn)端肌無力和萎縮,足背屈受限,肌腱反射減弱及高弓足畸形。該疾病的分型依據(jù)由神經(jīng)傳導(dǎo)速度(nerve conduction velocity,N C V)確定的周圍神經(jīng)病變類型、家族史確定的遺傳方式以及所涉及的突變基因來確定(如C M T 1E 、C M T 2A、D IC M T B)[3]。
目前,已知可引起C M T 的突變基因達(dá)100多個。這些突變常引起神經(jīng)髓鞘(腓骨肌萎縮癥1 型,C M T 1)或軸突(腓骨肌萎縮癥2 型,C M T 2)的結(jié)構(gòu)異常。 腓骨肌萎縮癥2A 型(charcot-m arie-tooth neuropathy type 2A,C M T 2A)屬于典型的軸突型C M T(C M T 2),遺傳模式為常染色體顯性遺傳(少數(shù)為隱性遺傳),線粒體融合蛋白基因2(m itofusin-2,M F N 2)是引起該疾病的主要基因。特征臨床表現(xiàn)為下肢受累比上肢更早出現(xiàn)并更加嚴(yán)重,運(yùn)動缺陷比感覺缺陷更加突出,N C V 正常(>42 m/s)或僅有輕微降低。在C M T 2A 患者中,相比于早發(fā)型患者(<10 歲),晚發(fā)型患者(≥10 歲)往往缺乏明顯的臨床表型[4],這使得晚發(fā)型患者在與其他肌病相鑒別時出現(xiàn)困難。臨床與明確的基因檢測結(jié)果相結(jié)合對該疾病與其他肌病鑒別診斷具有指導(dǎo)性的作用。本研究對一家系10 名成員中4名晚發(fā)型C M T 2A 征象患者進(jìn)行了報導(dǎo),并做了初步的遺傳學(xué)分析。
先證者,女,15 歲,因雙下肢乏力3 年余,加重半年余收住入院。臨床表現(xiàn)為雙側(cè)高足弓,雙下肢小腿、大腿及臀部肌肉萎縮,雙上肢肌力5級,雙下肢近端肌力4 級,遠(yuǎn)端肌力3 級,四肢肌張力正常,雙上肢腱反射減弱,雙下肢腱反射消失,深淺感覺正常,病理反射未引出,腦膜刺激征陰性。肌酸激酶無明顯增高(272 U/L),雙小腿、大腿、臀部M R I 檢查:雙側(cè)臀部、雙側(cè)大腿肌群萎縮,雙小腿后組肌群明顯萎縮。心臟彩超(圖1A):左心房擴(kuò)大,二尖瓣中等量返流,三尖瓣及肺動脈瓣微量返流。肌電圖顯示正中N C V正常,雙下肢神經(jīng)源性損害(軸索為主)。先證者父親20 歲時出現(xiàn)雙下肢乏力,查體結(jié)果雙下肢小腿及大腿肌肉萎縮,雙上肢肌力5 級,雙下肢肌力4 級,雙上肢腱反射正常,雙下肢腱反射減弱,深淺感覺正常,病理征陰性。
根據(jù)癥狀及臨床預(yù)判(遠(yuǎn)端型肌病、肌營養(yǎng)不良肌病、先天性肌無力綜合征、先天性疾?。?,采用二代測序(N G S)的方法對先證者的外周血樣本進(jìn)行相關(guān)基因外顯子捕獲檢測(上海昂樸生物科技有限公司)。其樣本中發(fā)現(xiàn)M F N 2 基因第9 外顯子存在序列變異N M _014874:c.839G >A(p.R 280H)雜合突變。該位點(diǎn)為錯義突變,人類基因突變數(shù)據(jù)庫已有此位點(diǎn)報導(dǎo)。隨后對先證者及其父母進(jìn)行該位點(diǎn)一代測序驗(yàn)證,結(jié)果顯示先證者及父親攜帶此位點(diǎn)突變而母親未攜帶(圖1B)。
結(jié)合家族史及基因分析,得出家系圖。該家系C M T 2A 呈常染色體顯性遺傳(圖1C)先證者為女性,其父親也為患病者。祖母(Ⅰ2)已經(jīng)去世,經(jīng)過先證者父親口述,祖母25 歲出現(xiàn)癥狀,小腿肌肉萎縮行走困難,伯父(Ⅱ1)23 歲時出現(xiàn)相似癥狀。其它家系成員均沒有觀察到病癥,最小年齡為18,均大于先證者。其他家族成員通過S anger 測序,未檢測到N M _014874:c.839G >A 突變。
圖1 先證者心臟彩超,基因檢測及家系圖Fig 1 Color Doppler ultrasound image,genetic testing result and family diagram of the proband
近幾年的文獻(xiàn)報導(dǎo)顯示,C M T 2A 呈現(xiàn)出廣泛的臨床表型圖譜,除了典型的骨骼肌病理及電生理改變之外,還可存在白質(zhì)改變[5]、聽力喪失[6]、錐體征、急性發(fā)作性腦病、膈肌無力[7]、嚴(yán)重的脊柱側(cè)凸[8]和認(rèn)知功能受損[9]等病理改變。因此,對C M T 2A 進(jìn)行早期的臨床診斷需要更為細(xì)致的分析。
本研究中先證者主要表現(xiàn)為軸索性神經(jīng)源性損害并具有家族聚集屬性。在排除其他環(huán)境因素之后,筆者考慮該臨床表征可能存在遺傳誘因。由于患者癥狀與其他遺傳性神經(jīng)退行性疾?。ㄈ邕z傳性痙攣性截癱、遺傳性共濟(jì)失調(diào)和線粒體疾?。┯邢喈?dāng)多的重疊。筆者除了對已知CMT 相關(guān)基因的基因panel 進(jìn)行檢測之外,同時適當(dāng)擴(kuò)大二代測序的檢測范圍。在本案例中,二代測序篩查及隨后的Sanger 測序驗(yàn)證顯示,先證者及其父親的MFN2 基因第9 外顯子存在序列變異c.839G>A(p.R280H)雜合突變。該突變位點(diǎn)曾被Zuchner 等[10]報導(dǎo)過。他們對歐洲不同CMT2A 家系群體進(jìn)行了研究分析。測序結(jié)果表明,先證者可能的臨床診斷為CMT2A。盡管該位點(diǎn)已被報導(dǎo),但對于罕見疾病而言,多個家系的重復(fù)對其診斷非常重要。
MFN2 蛋白是一種類似于發(fā)動蛋白的鳥苷三磷酸酶(GTPase),表達(dá)于線粒體外膜,在調(diào)節(jié)線粒體融合和細(xì)胞代謝中起著核心作用(如脂質(zhì)代謝、鈣穩(wěn)態(tài)、線粒體動態(tài)變化和自噬/線粒體吞噬)[11]。近年來,MFN2 相關(guān)的CMT2A 疾病研究表明,疾病的發(fā)生與細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體關(guān)聯(lián)的特殊結(jié)構(gòu)區(qū)域-線粒體相關(guān)膜(mitochondria-associated membranes,MAM)相關(guān)。在該區(qū)域中,MFN2 蛋白將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體銜接并與鈣蛋白酶抑制蛋白(calpastatin)共存。研究顯示,MFN2 在MAM 中調(diào)節(jié)鈣蛋白酶抑制蛋白在神經(jīng)元軸突中的運(yùn)輸,該項(xiàng)作用可防止骨骼肌中的神經(jīng)肌肉突觸的消融[12]。通過轉(zhuǎn)基因的方式在神經(jīng)元中過表達(dá)R94Q 突變,可得到病理特征最接近于遲發(fā)型CMT2A 的小鼠模型[13]。Bernard-Marissal 等[14]對該模型的進(jìn)一步研究顯示,在初級神經(jīng)元中,R94Q 可誘導(dǎo)軸突變性、MAM 丟失、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)異常和線粒體動力學(xué)受損等表現(xiàn)。
MFN2 不僅與神經(jīng)退行性疾病相關(guān),同時還與心臟疾病密切關(guān)聯(lián)。線粒體的分裂和融合直接影響心肌細(xì)胞的整體收縮力和功能。正常的MFN2蛋白可參與線粒體融合,維持線粒體質(zhì)量,在一定程度上保護(hù)心肌細(xì)胞免受氧自由基的損害[15,16]。然而,Givvimani 等[17]研究顯示,MFN2 表達(dá)異常不僅能破壞這種平衡,還會改變細(xì)胞鈣離子水平,最終影響心肌細(xì)胞的收縮能力。CMT2A 較少引起神經(jīng)系統(tǒng)以外的組織損傷,也未見心肌損傷案例。然而,在本研究中,先證者出現(xiàn)較明顯的心臟發(fā)育不全表現(xiàn),但該類癥狀并未在其他成員中出現(xiàn)。同時,在全外顯子基因分析中并未發(fā)現(xiàn)與心肌損傷具有致病性提示的突變。因此,初步的分析難以解釋先證者心肌損傷與R280H 突變的關(guān)聯(lián)性,還需要做進(jìn)一步的研究探討。
腓骨肌萎縮癥相關(guān)報道非常罕見,晚發(fā)型患者在就診時往往難以與其他神經(jīng)肌肉疾病相鑒別。本研究為CMT2A 的基因診斷提供更多證據(jù)。家族譜系調(diào)查結(jié)合臨床及基因檢測是診斷晚發(fā)型CMT2A 的可靠方法,有助于明確診斷不同類型的神經(jīng)肌肉疾病。然而,MFN2 基因位點(diǎn)R280H 突變與心肌受損的關(guān)聯(lián)性還有待進(jìn)一步的研究探討。