遺傳性骨骼肌疾病相關心臟病研究.pdf

1、遺傳性骨骼肌疾病屬于單基因遺傳病，遺傳方式包括:常染色體隱性遺傳(autosomal recessive inheritance，AR)、常染色體顯性遺傳(autosomaldominant inheritance，AD)、X連鎖遺傳(X-linked inheritance)以及散發(fā)。發(fā)病機制為:致病基因變異、編碼骨骼肌細胞相關蛋白缺失或功能異常，導致肌細胞膜破壞、胞漿蛋白結構異常、代謝紊亂、細胞膜離子通道異常，引發(fā)肌無力、肌萎縮、肌

2、強直等骨骼肌受累臨床表現(xiàn)，可伴有心、腦、肝、骨關節(jié)、內分泌、周圍神經等多系統(tǒng)受累。遺傳性骨骼肌疾病疾病譜廣泛，包括:進行性肌營養(yǎng)不良、先天性肌病、先天性肌營養(yǎng)不良、離子通道肌病、代謝性肌?。ň€粒體肌病、糖原貯積癥、脂質沉積?。⒓≡w維病，依據(jù)致病基因、編碼蛋白、特征性臨床及病理表現(xiàn)，每類疾病分為若干亞型。臨床表型、活檢骨骼肌病理分析是診斷、研究遺傳性骨骼肌疾病的基礎，致病基因檢測是確診疾病的重要方法。
　　遺傳性骨骼肌疾病，以進

3、行性加重的肌無力、肌萎縮為主要臨床表現(xiàn)，多于兒童、青壯年起病，肌無力、肌萎縮主要累及骨骼肌，甚至累及平滑肌、心肌，肌無力、肌萎縮逐漸加重至生活不能自理，病程晚期，累及呼吸肌、心肌——呼吸衰竭和/或心力衰竭導致死亡。近年，無創(chuàng)機械通氣的應用，明顯改善了晚期遺傳性骨骼肌疾病患者的呼吸功能，降低了因呼吸衰竭致死的風險，心肌損害成為遺傳性骨骼肌疾病致死的首要原因。遺傳性骨骼肌疾病繼發(fā)/伴發(fā)心肌損害主要表現(xiàn)為:擴張/肥厚/限制型心肌病、房性/室性

4、心律失常、心臟傳導阻滯、心力衰竭、心源性猝死。目前，電生理及影像學技術廣泛應用于遺傳性骨骼肌疾病相關心臟病研究或臨床評判，為早期診斷、早期干預和治療心肌病變及心功能異常提供診斷學依據(jù)。提高心臟內科及神經內科醫(yī)生對遺傳性骨骼肌疾病繼發(fā)/伴發(fā)心臟病的認識及診斷意識，減少誤診、漏診，早期干預、施治，延長生命，提高患者的生存質量。
　　本研究從骨骼肌遺傳資源標本庫中篩選dystrophinopathy（133例）、疑診Sarcoglyca

5、nopathy（9例）、Emery-Dreifuss型肌營養(yǎng)不良（3家系）三類繼發(fā)/伴發(fā)心臟病的遺傳性骨骼肌疾病進行臨床、病理分析，分子生物學研究;心電圖、超聲心動圖及99Tcm-MIBI門控心肌灌注顯像對其心肌損害、心臟傳導及心臟功能進行評價，分析上述遺傳性骨骼肌疾病相關心臟病的特點及演變規(guī)律。
　　第一部分、Dystrophinopathy及Sarcoglycanopahty相關心臟病研究
　　目的:Dystrophin

6、opathy為DMD基因變異導致肌纖維膜dystrophin蛋白缺陷所致的一組疾病，臨床表型包括Duchenne型肌營養(yǎng)不良(Duchenne muscular dystrophy, DMD)、貝克型肌營養(yǎng)不良(Beckermuscular dystrophy, BMD)、X連鎖擴張型心肌病及dystrophin基因變異攜帶者，其中DMD、BMD發(fā)病率最高，二者區(qū)別在于肌纖維膜dystrophin蛋白缺陷程度，DMD為dystrophi

7、n蛋白完全缺失，BMD為部分缺失。肌聚糖病(Sarcoglycanopathy)為肢帶型肌營養(yǎng)不良(limb-girdle type musculardystrophy, LGMD)2C、2D、2E、2F統(tǒng)稱，分別由肌聚糖蛋白(sarcoglycans，SGC)γ、α、β、δ四個亞基表達缺陷所致。α、β、γ、δ四個SGC蛋白亞基編碼基因分別為SGCA(17q21)、SGCB(4q12)、SGCG(13q12)及SGCD(5q33)。

8、r>　　Sarcoglycanopathy與dystrophinopathy臨床癥狀十分相似，主要表現(xiàn)為進行性加重的肌無力、肌萎縮，病程晚期，呼吸肌、心肌受累導致呼吸衰竭和/或心力衰竭是患者死亡重要原因，近年來由于非創(chuàng)傷性機械通氣治療技術應用，很大程度改善了患者呼吸功能，降低了呼吸衰竭致死風險，心肌損害成為導致患者死亡的首要原因，早期干預和治療心肌病變及心功能異常，成為提高患者生存率的重要治療目的。
　　核素心肌灌注顯像圖像分辨率

9、、靈敏度及可重復性均較好，已廣泛應用于臨床，不僅可定量分析心肌灌注病變的位置、程度、范圍和類型，還可準確判斷心臟功能及心肌細胞活性。正確認識和合理使用核素心肌灌注顯像對于DMD/BMD、sarcoglycanopathy早期心肌受累的評估，病情進展、藥物治療效果的隨訪觀察具有重要價值。
　　本研究從骨骼肌遺傳資源標本庫中篩選疑診sarcoglycanopathy患者9例，分析報道其臨床、骨骼肌病理及基因變異特點;采用99Tcm-M

10、IBI門控心肌灌注顯像對133例dystrophinopathy患者（DMD119例，BMD14例）及9例疑診sarcoglycanopathy患者心肌受累進行評價，總結分析其心肌受累特點及規(guī)律。
　　方法:
　　1.臨床病例資料
　　1.1 病例資料收集篩選2007年至2013年骨骼肌遺傳資源標本庫中疑診sarcoglycanopathy9例，確診DMD119例，BMD14例。119例DMD患者中未經激素治療77例，

11、激素治療42例。DMD/BMD確診標準:1）檢測出DMD基因變異;2）活檢骨骼肌抗dystrophin(-R、-C、-N)單克隆抗體免疫組化染色，肌細胞膜dystrophin蛋白完全缺失(DMD)，或部分缺失（BMD）;符合二者之一作為入組條件。疑診Sarcoglycanopathy入選標準:1）臨床表現(xiàn):緩慢進行性加重的四肢近端肌無力、萎縮，腓腸肌假肥大，Gowers'征(+);2)高CK血癥，肌電圖肌源性損害為主;3）活檢骨骼肌組織

12、化學染色呈肌營養(yǎng)不良改變，抗α-，β-，δ-，γ-sarcoglycan單克隆抗體免疫組織化學染色，肌細胞膜sarcoglycan蛋白表達完全/部分缺失。
　　1.2 臨床輔助檢查常規(guī)檢測血肌酸激酶CK（creatine kinase，CK）、肌電圖（electromyography, EMG）、12導聯(lián)心電圖（electrocardiogram，ECG）、靜息99Tcm-MIBI門控心肌灌注顯像(gated myocardial

13、 perfusion imaging，G-MPI)。其中28例DMD及3例疑診sarcoglycanopathy患者行雙下肢骨骼肌MRI檢查。
　　2.歸納分析133例dystrophinopathy患者臨床資料，包括:發(fā)病年齡、血CK值，半定量評估、統(tǒng)計學分析下肢近/遠端肌力，99Tcm-MIBI G-MPI定量分析左室功能，心肌灌注缺損部位、程度和范圍。
　　3.總結分析dystrophinopahty患者99Tcm-M

14、IBI G-MPI心肌灌注異常及左室功能變化特點及其與年齡、血CK及骨骼肌受累程度的相互關系。
　　4.活檢骨骼肌病理分析入選病例行開放式左肱二頭肌活檢，組織化學染色，抗-dystrophin-N，-C，-R及抗α-，β-，δ-，γ-sarcoglycan單克隆抗體免疫組織化學染色，病理分析。
　　5.基因分析
　　5.1 9例疑診sarcoglycanopathy患者SGCA、SGCB、SGCD、SGCG基因突變位點

15、檢測。
　　5.2 SGCA、SGCB、SGCD、SGCG基因檢測未發(fā)現(xiàn)臨床意義突變位點的4例患者多重變性高效液相色譜（denature high performance liquidchromatography，DHPLC）檢測DMD基因外顯子缺失和重復突變。
　　結果:
　　1.9例疑診sarcoglycanopathy患者臨床、病理、基因檢測結果
　　1.1 臨床資料9例疑診sarcoglycanopath

16、y患者中男性5例、女性4例，血CK值均重度升高，EMG呈肌源性損害。3例患者行雙下肢骨骼肌MRI示大腿股四頭肌受累，余大腿肌群及小腿肌群無明顯受累。
　　1.2 心臟評估9例患者ECG未見明顯異常;99Tcm-MIBI G-MPI結果:患者3左室下壁、心尖灌注減低;患者5左室下壁、前壁及心尖灌注輕度減低;余7例患者心肌灌注未見明顯異常。
　　1.3 活檢骨骼肌病理分析9例疑診sarcoglycanopathy患者活檢骨骼肌組

17、織化學染色典型肌營養(yǎng)不良改變，抗α-，β-，δ-，γ-sarcoglycan單克隆抗體免疫組化染色，肌細胞膜sarcoglycan蛋白表達完全/部分缺失，其中7例抗dystrophin-N、-C、-R單克隆抗體免疫組化染色，細胞膜dystrophin蛋白表達缺失/減弱。
　　1.4 基因分析
　　1.4.1 SGCA、SGCB、SGCD、SGCG基因測序患者1、2致病突變基因為SGCG，患者3、4、5致病突變基因分別為SGC

18、B、SGCA、SGCD，余4例患者未發(fā)現(xiàn)有臨床意義突變位點。5例患者共發(fā)現(xiàn)10個致病基因突變，包括:無義突變2個、缺失突變1個、錯義突變7個;其中7個突變位點為目前未見文獻報道的新發(fā)突變。
　　1.4.2 DHLPC檢測DMD基因外顯子缺失和重復突變患者6 DMD因exon46-48 del;患者9DMD基因exon47-49del。患者7、8，因骨骼肌標本量不足，未行DMD基因檢測，有待進一步確診。
　　2.99Tcm-M

19、IBI門控心肌灌注顯像評估DMD/BMD心肌受累結果分析
　　2.1 Dystrophinopathy99Tcm-MIBI G-MPI LVEF、EDVI、ESVI、SRS與年齡的關系DMD/BMD患者SRS與年齡呈正相關(rs=0.533/0.784);DMD/BMD患者LVEF與年齡呈負相關(rs=-0.542/-0.622); DMD患者EDVI/ESVI與年齡呈正相關(rs=0.408/0.474);BMD患者EDVI/E

20、SVI與年齡無相關性。
　　2.2 DMD/BMD心肌受累程度與骨骼肌受累程度、血CK值的關系骨骼肌肌力、下肢骨骼肌MRI評分或血CK值與SRS間均不存在相關性。
　　2.3 心肌損害部位統(tǒng)計學分析左室各壁、各節(jié)段均可受累，以左室心尖、下壁最易受累，DMD以心尖、下壁近心尖部、前壁近心尖部受累最重;BMD以下壁中部、下壁近心尖部受累最重。
　　2.4 糖皮質激素治療DMD核素心肌灌注顯像動態(tài)觀察因病例數(shù)有限，僅將7、8

21、、9、10歲四個年齡段患者分為激素治療組和非激素治療組，對比兩組心肌損害程度。各年齡段激素治療組與非激素治療組SRS存在統(tǒng)計學差異，激素治療可明顯改善DMD心肌灌注;各年齡段激素治療組與非激素治療組LVEF、EDVI及ESVI間差異不具有統(tǒng)計學意義，不能認為激素治療組LVEF、EDVI及ESVI較非激素治療組有所改善。
　　結論:
　　1.骨骼肌MRI、活檢骨骼肌病理分析有助于臨床診斷sarcoglycano-pathy，判

22、斷臨床表型和疾病預后。Sarcoglycanopathy確診、臨床分型及其與dystrophinopathy鑒別診斷依靠基因檢測。
　　2.Sarcoglycanopathy心臟受累程度與缺陷蛋白關系密切，β和δ-SGC蛋白亞基突變常導致嚴重擴張型心肌病，α和γ-SGC蛋白亞基突變心臟受累程度較輕或無明顯心肌受累。
　　3.99Tcm-MIBI G-MPI評估DMD/BMD心肌損害靈敏度及陽性率高，適用于早期診斷dystro

23、phinopathy亞臨床期心肌病變;重復性好，方便用于反復心臟檢查，動態(tài)觀察心肌病變進展;可滿足激素等藥物治療前后隨訪療效評價。
　　第二部分、Emery-Dreifuss型肌營養(yǎng)不良臨床及分子生物學研究
　　目的: Emery-Dreifuss型肌營養(yǎng)不良(Emery-Dreifuss musculardystrophy，EDMD)是一組進行性肌營養(yǎng)不良，基本臨床表現(xiàn)為典型三聯(lián)征:早期多關節(jié)攣縮、進行性加重的肌無力和肌萎

24、縮、不同程度心臟受累。遺傳方式分為X連鎖遺傳(X-linked inheritance，XL)，常染色體顯性遺傳(autosomal dominant inheritance，AD)及常染色體隱性遺傳(autosomalrecessive inheritance，AR)。其中EMD突變、編碼emerin蛋白缺陷為XL-EDMD最常見病因，但約35％XL-EDMD患者EMD基因測序無陽性發(fā)現(xiàn)，預示可能存在新致病基因。2009年Guenea

25、u等研究報告FHL1(four-and-a-half-LIM domains1 gene)基因突變及其編碼FHL1蛋白缺陷為XL-EDMD新發(fā)致病基因，目前國內尚無關于FHL1基因突變導致XL-EDMD病例報道。
　　心臟受累是EDMD最嚴重并發(fā)癥，主要表現(xiàn)為房性/室性心律失常、房室傳導阻滯、擴張型心肌病、充血性心力衰竭及猝死，為導致患者死亡的首要原因。LMNA基因突變、編碼lamin A/C蛋白表達缺陷為AD-EDMD最常見病因

26、，心臟受累程度最重，約21％患者發(fā)生心源性猝死，惡性心律失常發(fā)生率高達53％，明顯高于其他表型EDMD，目前對LMNA基因突變EDMD相關心臟病報道少見，國內尚無相關病例報道。
　　本研究報道、分析了3個EDMD家系臨床、骨骼肌病理及分子生物學特點;評價、總結了EDMD相關心臟病心臟電生理、心臟結構及功能損害特點。
　　方法:
　　1.臨床病例資料
　　1.1 收集2006年10月至2013年9月就診于河北醫(yī)科大

27、學第三醫(yī)院神經肌肉病科7例患者及所屬3家系臨床資料，詳細家系調查。
　　1.2 心臟評估常規(guī)行血肌酸激酶(creatine kinase CK)、12導聯(lián)心電圖（electrocardiogram，ECG）、24小時Holter、超聲心動圖(ultrasoniccardiogram，UCG)及99Tcm-MIBI門控心肌灌注顯像(99Tcm-MIBI gatedmyocardial perfusion imaging,99Tcm-

28、MIBI G-MPI)檢查。
　　2.活檢骨骼肌病理分析3例先證者及家系1先證者之女行開放式左肱二頭肌活檢，組織化學及抗emerin，laminA/C單克隆抗體免疫熒光染色，病理分析。
　　3.基因分析:EMD、FHL1、LMNA基因突變位點檢測。
　　結果:
　　1.臨床資料
　　1.1 家系1呈常染色體顯性遺傳，家系2散發(fā)病例，家系3呈X連鎖顯性遺傳。血CK檢測結果:家系1先證者女兒輕度升高，家系3先證

29、者顯著升高，余患者正常。家系3先證者下肢骨骼肌MRI:小腿比目魚肌明顯受累，余小腿肌群及大腿肌群無明顯受累。7例患者EMG均示肌源性損害。
　　1.2 心臟評估
　　1.2.1 ECG、Holter檢查家系1先證者:Ⅲ度房室傳導阻滯，室性逸搏，室性早搏56次/24h;家系1先證者女兒:竇性心動過速、房性早搏;家系2先證者:心房撲動、2-4:1下傳;家系3先證者:竇性心動過速;其祖母、母親及胞妹ECG無異常。
　　1.2

30、.2 心臟影像學檢查家系1先證者UCG示全心增大、二三尖瓣少量返流、左室舒張功能減低，左室射血分數(shù)減低(LVEF45％);99Tcm-MIBI G-MPI示左室腔增大，左室壁心肌呈“花斑樣”改變。家系2先證者UCG檢查未見明顯異常，99Tcm-MIBI G-MPI示左室前壁中段血流灌注減低。家系1先證者女兒、家系3中4例患者UCG及99Tcm-MIBI G-MPI均未見異常。
　　2.活檢骨骼肌病理分析3家系先證者及家系1先證者女

31、兒活檢骨骼肌組織化學染色呈肌營養(yǎng)不良改變，抗emerin、laminA/C單克隆抗體免疫熒光染色，emerin、laminA/C蛋白核膜表達正常。
　　3.基因分析
　　家系1、2中3例患者基因檢測結果均為LMNA基因9號外顯子C1583G(T528R)雜合錯義突變，家系中其他人員無該突變位點。家系3先證者EMD基因檢測結果未發(fā)現(xiàn)具有臨床意義的突變位點;FHL1基因3'端非編碼區(qū)(3'-UTR)發(fā)現(xiàn)C.*33G/T純合突變;

32、先證者祖母、母親及胞妹HL1基因3'-UTR發(fā)現(xiàn)C.*33G/T復合雜合突變;家系中其他人未發(fā)現(xiàn)該位點基因變異。
　　結論:
　　1.FHL1基因3'-UTR C.*33 G＞T突變可能為XL-EDMD新發(fā)致病基因突變;
　　2.活檢骨骼肌病理分析對伴有脊柱強直的遺傳性骨骼肌肌病分型診斷提供可靠的依據(jù);抗emerin單克隆抗體免疫熒光染色可指導XL-EDMD分型診斷及基因檢測方向。
　　3.LMNA基因突變，編碼