Kennedy病和遺傳性痙攣性截癱的臨床和遺傳學研究.pdf

1、第一部分 Kennedy病的臨床和遺傳學研究
　　背景：
　　Kennedy病又稱脊髓延髓肌萎縮癥(spinal and bulbar muscular atrophy，SBMA)，是一種X連鎖隱性遺傳的神經(jīng)系統(tǒng)遺傳變性病，患病率為1/40000，主要臨床表現(xiàn)為緩慢進行性加重的面部肌肉、舌肌、頸部肌肉、四肢肢體近端或遠端對稱性或非對稱性肌無力、肌萎縮，尤其以舌肌萎縮最具特征性，多有肌肉跳動，有時伴感覺障礙，常伴不完全性雄激素

2、不敏感綜合征，如男性乳房發(fā)育、性功能障礙、睪酮或黃體酮升高等。血清肌酸激酶可輕到重度升高，肌電圖提示下運動單位損害，有時伴異常的感覺傳導速度，肌肉活檢示神經(jīng)源性改變，偶有肌源性改變。該病是由于雄激素受體(androgen receptor，AR)基因第1外顯子CAG重復序列異常擴增引起。正常健康人AR基因第1外顯子CAG重復次數(shù)為14～32個，平均21個，而Kennedy患者達40～55次，平均47次，＞40個即可確診。AR基因含8個外

3、顯子，跨越約90kb; AR蛋白由919個氨基酸組成，是甾體激素受體超家族成員之一。因此Kennedy病屬于多聚谷氨酰胺病，該類疾病均是由于致病基因的CAG重復序列異常擴增，引起疾病蛋白內(nèi)多聚谷氨酰胺異常延長，最終導致該蛋白結構和功能異常而致病，統(tǒng)稱polyQ擴增疾病。目前認為Kennedy病患者AR基因CAG數(shù)目異常擴增，轉(zhuǎn)錄翻譯出含異常擴增多聚谷氨酰胺尾的AR蛋白，產(chǎn)生雄激素依賴性毒性作用。突變AR蛋白在細胞核內(nèi)異常聚集被認為導致神

4、經(jīng)變性的第一個步驟，同時突變AR蛋白翻譯后的異常修飾、相關基因的轉(zhuǎn)錄失調(diào)、神經(jīng)元軸突轉(zhuǎn)運障礙、線粒體功能障礙，以及運動神經(jīng)元非細胞自主變性、異常內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激、細胞死亡通路的激活等，均在Kennedy病的發(fā)病過程中起重要作用，上述綜合因素最終導致腦干運動神經(jīng)元和脊髓前角細胞變性死亡而發(fā)病。Kennedy病目前尚無有效的治療，根據(jù)其發(fā)病機制，雄激素剝奪療法的研究最為深入并已成功進行動物實驗，但臨床療效不理想。
　　目的：
　　探討

5、Kennedy病患者的AR基因突變特點，為Kennedy的基因診斷奠定基礎;研究Kennedy病的臨床特點，進一步提高對該病的認識。
　　方法：
　　應用聚合酶鏈反應(PCR)結合DNA序列分析方法，對家系1的先證者及其大姐、家系2的先證者及其兄、家系3的散發(fā)患者進行AR基因第1外顯子CAG重復序列長度檢測;對5例Kennedy病患者（來自上述2個家系和1例散發(fā)患者）的臨床表現(xiàn)、輔助化驗檢查資料進行回顧性分析，并研究患者CA

6、G重復次數(shù)與其發(fā)病年齡的相關性。
　　結果：
　　1.遺傳學方面，2個Kennedy病家系和1例散發(fā)患者家系的遺傳方式符合X連鎖隱性遺傳特征。通過對AR基因第1外顯子三核苷酸CAG重復序列長度測定顯示，家系1先證者的CAG序列重復次數(shù)為48次，其大姐的重復次數(shù)為22次;家系2先證者及其兄的重復次數(shù)均為43次，家系3散發(fā)患者的重復次數(shù)為44次，所有患者AR基因CAG重復次數(shù)均大于40次，達到診斷Kennedy病的標準。

7、　　2.臨床方面，5例Kennedy病患者分別是家系1患者Ⅲ2、Ⅲ4和Ⅲ6，家系2先證者Ⅲ2，家系3散發(fā)患者Ⅱ2。所有患者均為男性，平均年齡55.80±12.97歲;平均發(fā)病年齡48.20±8.70歲，發(fā)病平均5.33±1.53年后出現(xiàn)言語不清，1例散發(fā)患者發(fā)病11年后出現(xiàn)飲水嗆咳、輕度吞咽困難;平均病程7.60±5.32年。所有患者均為緩慢起病，逐漸出現(xiàn)肢體或全身肌肉力量下降，面部、肢體或全身的肌肉萎縮。常有肌肉跳動;4例患者有性功能

8、障礙，家系2患者出現(xiàn)輕度乳腺發(fā)育。上述癥狀緩慢進行性加重。查體示所有5例患者的面部、頸部、軀干及四肢肌肉萎縮，以舌肌萎縮最明顯，有舌肌纖顫，軀干及四肢可見肌束震顫，四肢肌力Ⅳ-Ⅴ級。家系2患者Ⅲ1，現(xiàn)年50歲，同樣存在AR基因CAG重復突變，但目前無臨床癥狀，可能為癥狀前患者。2例患者乳酸脫氫酶、肌酸激酶、肌酸激酶同工酶、羥丁酸脫氫酶輕度升高。3例化驗血清睪酮，僅1例輕度升高。神經(jīng)電生理檢查1例右側正中神經(jīng)復合肌肉動作電位波幅輕度降低，

9、1例左側腓腸神經(jīng)感覺傳導速度輕度降低;3例行肌電圖提示廣泛神經(jīng)源性損害。1例行右上臂MR平掃檢查示右上臂外側肌群萎縮，脂肪浸潤。通過對3例先證者的CAG重復次數(shù)與發(fā)病年齡進行直線相關分析顯示二者呈負相關，但二者間無直線相關關系。
　　結論：
　　Kennedy病患者AR基因第1外顯子CAG序列重復次數(shù)顯著增多為其基因突變的特點，其臨床特點為中年男性出現(xiàn)進行性延髓肌和脊髓肌無力、萎縮，伴有不完全性雄激素不敏感綜合征。
　

10、　第二部分遺傳性痙攣性截癱的臨床和遺傳學研究
　　背景：
　　遺傳性痙攣性截癱（hereditary spastic paraplegia，HSP或SPG）是一組以雙下肢進行性肌張力增高和無力為特征的神經(jīng)系統(tǒng)遺傳病。該病患病率為2/10萬～10/10萬。按臨床表現(xiàn)不同，SPG可分為單純型和復雜型，單純型只表現(xiàn)為痙攣性截癱，復雜型合并脊髓外損害表現(xiàn)，如智能障礙、癲癇、椎體外系障礙、共濟失調(diào)、視神經(jīng)病變、周圍神經(jīng)病、皮膚魚鱗病等

11、;按遺傳方式不同，SPG可分為常染色體顯性遺傳(autosomal dominant，AD)、常染色體隱性遺傳(autosomal recessive，AR)和X-連鎖隱性遺傳(X-linked recessive，XR)，其中以AD遺傳最多見。目前該病已發(fā)現(xiàn)超過70個疾病基因位點，其中超過50個疾病基因已被克隆，其中SPG4基因型是最常見的AD遺傳性SPG，約占所有SPG的40％，疾病基因為spastin基因，目前已發(fā)現(xiàn)超過400種s

12、pastin基因突變，主要包括錯義、無義、剪切位點、插入、缺失突變等，大多數(shù)spastin蛋白突變均位于AAA區(qū)。Spastin基因含17個外顯子，跨越約110kb。Spastin蛋白由616個氨基酸組成，是AAA蛋白家族成員之一。該病主要病理改變?yōu)榧顾桦p側皮質(zhì)脊髓束變性和脫髓鞘，胸髓和腰髓處最明顯，雙側脊髓小腦束和薄束也有受累，脊髓Clarke柱顯著的神經(jīng)元缺失，少數(shù)情況下大腦皮質(zhì)運動區(qū)錐體細胞減少，如患者臨床表現(xiàn)為復雜型則存在其他病

13、理改變，如周圍神經(jīng)病、大腦海馬神經(jīng)元缺失等。目前認為SPG的發(fā)病機制為基因突變后導致疾病蛋白單體型不足、疾病蛋白毒性獲得功能、顯性負效應或閾效應模型學說，進一步引起軸突轉(zhuǎn)運障礙、線粒體功能障礙、軸突和髓鞘發(fā)育異常、蛋白降解障礙、囊泡形成和膜轉(zhuǎn)運紊亂、脂質(zhì)代謝紊亂等，最終導致神經(jīng)元變性死亡而發(fā)病。對于SPG4，生理狀態(tài)下，spastin蛋白可通過N末端與微管發(fā)生結合，通過AAA區(qū)ATP酶活性調(diào)控ATP的水解，使微管分解。Spastin蛋白

14、突變后，不能激活ATP酶，使長軸微管細胞骨架受損，同時特異性的破壞軸突內(nèi)線粒體和膜性細胞器的順向軸漿運輸，引起線粒體、微管、神經(jīng)絲等在軸突內(nèi)聚集，最終導致軸突轉(zhuǎn)運障礙、神經(jīng)元變性死亡。目前該病尚無有效治療方法。
　　目的：
　　對常染色體顯性遺傳性痙攣性截癱2個家系和1例散發(fā)患者進行spastin基因突變分析，為該病的基因診斷打下基礎;探討SPG患者的臨床特點，重點分析存在spastin基因突變家系的臨床特點，以加深對該病的

15、認識。
　　方法：
　　應用聚合酶鏈反應(PCR)結合DNA序列分析方法，對包括先證者在內(nèi)的2個家系的成員和1例散發(fā)患者進行spastin基因突變分析。對5例SPG患者（來自上述2個家系和1例散發(fā)患者）的臨床資料進行回顧性分析，重點對存在spastin基因突變的家系內(nèi)的2例患者的臨床表現(xiàn)進行詳細描述。
　　結果：
　　1.遺傳學方面，通過DNA序列分析證實，家系1內(nèi)所有患者即先證者(Ⅲ1)及其母親(Ⅱ2)存在sp

16、astin基因第10外顯子c.1291C→T突變，突變導致spastin蛋白第431位氨基酸即精氨酸的密碼子CGA變成了未成熟終止密碼子TGA，從而產(chǎn)生截短Mrna及截短spastin蛋白，因此為無義突變。家系2先證者Ⅱ1和家系3散發(fā)患者Ⅱ2均未檢測到spastin基因突變。
　　2.臨床方面，5例SPG患者來自2個AD遺傳SPG家系和1例散發(fā)患者，3男2女，平均年齡為41.60±21.87歲，平均發(fā)病年齡為23.40±17.44

17、歲，平均病程為18.20±13.94年，所有患者均以雙下肢僵硬無力為首發(fā)癥狀，緩慢進行性加重，2例患者存在尿頻癥狀。查體均示雙下肢肌張力增高，腱反射亢進，病理征陽性，1例患者髕陣攣陽性，3例患者踝陣攣陽性，4例患者為剪刀步態(tài)，2例存在骨骼畸形，如足內(nèi)翻和弓形足。在發(fā)現(xiàn)spastin基因c.1291C→T突變的家系中，包括先證者在內(nèi)2例存活患者Ⅱ2、Ⅲ1，男女各1例，平均發(fā)病年齡為42.00±2.83歲;平均病程為15.00±12.73年