腓骨肌萎縮癥臨床表現(xiàn)、基因分型和分子發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

郭 鵬，翟 暉綜述，宋福聰審校

腓骨肌萎縮癥(Charcot-Marie-Tooth disease，CMT)是一組最常見的具有高度臨床和遺傳異質(zhì)性的遺傳性周圍神經(jīng)病，不同人群中CMT 的發(fā)病率略有不同，約在17/100，000～40/100，000 之間［1］。自1991 年發(fā)現(xiàn)由17 號染色體短臂11.2區(qū)(17p11.2)1.5Mb 的正向串聯(lián)重復(fù)突變導(dǎo)致CMT1A，1992 年P(guān)MP22 基因被克隆以來的二十年內(nèi)，目前已有39 個CMT 基因位點被定位，28 個疾病基因被克隆(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/OMIM/)。遺傳方式可為常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳和X 連鎖遺傳。常染色體顯性遺傳CMT 依據(jù)神經(jīng)病理學(xué)改變可分為CMT1(脫髓鞘型)和CMT2(軸索型)，常染色體隱性遺傳CMT 被命名為CMT4，X 連鎖遺傳的CMT 被命名為CMTX［2］，近幾年又發(fā)現(xiàn)一些中間型常染色體顯性遺傳CMT 病例，既有神經(jīng)脫髓鞘，又有神經(jīng)元軸突變性，被命名為DI-CMT［3］，各型又根據(jù)相關(guān)基因及特異臨床表現(xiàn)再分為若干亞型。本文就CMT 的臨床表現(xiàn)、基因分型和分子發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 CMT 的臨床表現(xiàn)

CMT 患者多在10 歲前發(fā)病，少數(shù)患者在成年發(fā)病，病程進(jìn)展緩慢。CMT 的臨床表現(xiàn)具有一些相似之處，常表現(xiàn)為進(jìn)行性對稱性肢體遠(yuǎn)端肌無力和肌萎縮，部分患者可伴遠(yuǎn)端感覺減退或缺失、骨骼畸形、腱反射減弱或缺失。肌萎縮常由下肢開始逐漸發(fā)展到上肢，大腿下1/3 以下肌肉無力和萎縮，形成“鶴腿”或倒置酒瓶樣畸形，行走和跑步困難，跨閾步態(tài)。手部骨間肌和大小魚際肌無力和萎縮，出現(xiàn)爪形手或猿手畸形，肌萎縮一般不超過肘關(guān)節(jié)以上，手的精細(xì)動作不能。四肢近端肌肉萎縮較為少見，僅出現(xiàn)在一些癥狀較重的患者中［4］。下肢比上肢更易出現(xiàn)末梢型感覺障礙，通常痛溫覺和振動覺均減退，位置覺較少受損，也是先累及足部，再向小腿延伸，然后累及手部。腱反射減弱或缺失，可伴自主神經(jīng)功能障礙和營養(yǎng)障礙。常伴弓形足、脊柱側(cè)彎等骨骼畸形。少數(shù)患者可先出現(xiàn)扁平足，然后轉(zhuǎn)變?yōu)楣巫?。晚期發(fā)病的CMT 患者往往無足部骨骼畸形。其他常見的癥狀和體征包括肌肉痛性痙攣、雙足發(fā)冷、發(fā)紺和過度角質(zhì)化等。發(fā)病極早的病例可導(dǎo)致肌張力低下，運(yùn)動發(fā)育遲緩，踮腳走路。

除上述CMT 共同的臨床特征外，一些類型CMT 可出現(xiàn)特有的神經(jīng)受累癥狀。如CMT1D 可出現(xiàn)腦神經(jīng)受損，CMT1X 可出現(xiàn)中樞神經(jīng)受損，CMT2A 可出現(xiàn)視神經(jīng)萎縮，CMT2C 可出現(xiàn)聲帶麻痹及呼吸受累，CMT2D 上肢受累嚴(yán)重，CMT2J 可出現(xiàn)Adie’s 瞳孔，CMT4B2 可出現(xiàn)早發(fā)性青光眼，CMT4C 可出現(xiàn)重度脊柱側(cè)彎，CMT4F 感覺缺失明顯，HMNSR可出現(xiàn)聽力喪失，DI-CMT B 可出現(xiàn)神經(jīng)痛。但不是所有該型CMT 患者均有這些特征癥狀。在同一CMT 家系中，不同個體出現(xiàn)的臨床癥狀輕重有所不一，有的個體出現(xiàn)典型的CMT 癥狀，而有的個體僅有輕微癥狀，甚至有的攜帶致病基因個體無癥狀。

根據(jù)周圍神經(jīng)電生理和病理特點可將CMT 分為兩型:CMT1(脫髓鞘型)，其正中神經(jīng)運(yùn)動傳導(dǎo)速度＜38m/s，神經(jīng)活檢示廣泛的節(jié)段性脫髓鞘和髓鞘增生形成洋蔥球樣結(jié)構(gòu);CMT2(軸索型)，其正中神經(jīng)運(yùn)動傳導(dǎo)速度正?；蜉p度減慢(＞38m/s)，神經(jīng)活檢示軸索變性。區(qū)別與經(jīng)典的CMT 臨床分型，中間型CMT 作為一組正中神經(jīng)傳導(dǎo)速度介于25～45m/s，神經(jīng)病理兼具脫髓鞘和軸索變性特點的CMT 變異型正逐步被認(rèn)識［5］。

2 CMT 的基因分型

CMT 的遺傳方式以常染色體顯性遺傳最多見，見于大部分CMT1 和CMT2 家系患者，其次為X 連鎖顯性遺傳;常染色體隱性遺傳較少見，而散發(fā)病例并不少見。依據(jù)CMT 的遺傳位點和疾病基因可將CMT 分為CMT1、CMT2、CMT4、CMTX 和DI-CMT5 類(見表1)。90% 以上的CMT 是 由PMP22、GJB1、MPZ 和MFN2 這4 種基因突變引起的。由17p11.2 區(qū)包含PMP22 基因在內(nèi)的1.5Mb 的正向串聯(lián)重復(fù)突變所致的CMT1A 約占CMT 患者總數(shù)的40%～50%，GJB1基因突變所致的CMTX1 約占CMT 總數(shù)的7%～12%，MFN2基因突變導(dǎo)致CMT2A 是CMT2 最常見的基因型，GDAP1 基因突變是CMT 常染色體隱性遺傳最常見的基因型。同一疾病基因突變可引起不同類型的CMT，如MPZ 基因突變可引起CMT1B、CMT2I、CMT2J，GDAP1 基因突變可引起CMT2H、CMT2K 和CMT4A，EGR2 基因突變可引起 CMT1D 和CMT4E。不同疾病基因突變也可引起相同類型CMT，如MFN2 和KIF1B 突變引起CMT2A，MTMR2 和SBF2 基因突變均可導(dǎo)致CMT4B。

3 CMT 的分子發(fā)病機(jī)制

3.1 髓鞘功能異常 周圍神經(jīng)是雪旺氏細(xì)胞、神經(jīng)元軸索和間質(zhì)細(xì)胞相互作用的整體，它們之間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是周圍神經(jīng)的正常發(fā)育和維持結(jié)構(gòu)完善和損失修復(fù)必不可少的，任何細(xì)胞成分的基因缺陷或其他損傷都將導(dǎo)致其他細(xì)胞成分的結(jié)構(gòu)和功能缺陷，從而出現(xiàn)周圍神經(jīng)的功能障礙。PMP22 為主要在雪旺氏細(xì)胞表達(dá)的跨膜蛋白，除作為髓鞘結(jié)構(gòu)蛋白外，尚參與調(diào)節(jié)雪旺氏細(xì)胞的增殖、分化和凋亡，過度表達(dá)的PMP22 不能進(jìn)行正常的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移而積聚在Golgi復(fù)合體中，影響雪旺氏細(xì)胞的正常增生和分化;也可能由于PMP22 與髓鞘蛋白零(myelin protein zero，MPZ)組成一個復(fù)合體以保持髓鞘的穩(wěn)定，在CMT1 患者中PMP22/MPZ 的比例升高，破壞了髓鞘的穩(wěn)定性［6］。MPZ 編碼周圍神經(jīng)髓磷脂的主要結(jié)構(gòu)蛋白即髓鞘蛋白0 蛋白，突變可影響MPZ 蛋白的所有成分，導(dǎo)致髓磷脂附著減少以及突變蛋白分布異常［7］。影響?zhàn)じ焦δ艿耐蛔兛蓪?dǎo)致嚴(yán)重早期發(fā)病的神經(jīng)病，而影響信號傳導(dǎo)功能的突變則與較輕的晚發(fā)神經(jīng)病相關(guān)。而EGR2是雪旺氏細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，它結(jié)合在DNA 的特定區(qū)域調(diào)節(jié)基因的活動，可以作用于與構(gòu)成髓鞘相關(guān)的幾個基因調(diào)節(jié)PMP22、MPZ 和CX32 等髓鞘蛋白的合成［8］。CX32 的周圍神經(jīng)表達(dá)位于郎飛結(jié)周和Schmidt 2 Lanterman 切跡處，相鄰細(xì)胞膜上CX32 六聚體之間形成的間隙連接通道在雪旺細(xì)胞近軸索和遠(yuǎn)軸索的胞漿之間信息傳遞和物質(zhì)交換中起重要作用。Preiaxin 特異表達(dá)于形成髓鞘的雪旺細(xì)胞，由于mRNA 的不同剪切形成L2Preiaxin 和S2Preiaxin，其中S2Preiaxin 彌散分布于胞質(zhì)，而L2Preiaxin 位于靠基底膜側(cè)的雪旺細(xì)胞膜，與肌萎縮相關(guān)蛋白2(dystrophin 2 related protein 2)和營養(yǎng)不良聚糖蛋白(dystroglycan)形成復(fù)合物，從而連接雪旺細(xì)胞的細(xì)胞骨架和基底膜，其生物學(xué)功能可能為穩(wěn)定

成熟的周圍神經(jīng)髓鞘［9］。

表1 CMT 基因型及疾病基因一覽表

3.2 軸索運(yùn)輸和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能缺陷 KIF1B 編碼驅(qū)動蛋白，屬于運(yùn)動蛋白家族成員，在軸索運(yùn)輸中起重要作用［10］。突變蛋白與微管結(jié)合后的ATP 酶不能被激活或激活后活性明顯降低，軸突的快速運(yùn)輸受到限制，所需的營養(yǎng)物質(zhì)和結(jié)構(gòu)蛋白供給受限，從而導(dǎo)致軸突變性引起CMT2A1 臨床表型。MFN2 基因的突變多數(shù)位于其功能區(qū)，改變了MFN2蛋白的空間結(jié)構(gòu)，破壞了其調(diào)節(jié)線粒體動態(tài)平衡的功能，引起線粒體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞和能量代謝障礙［11］。軸突不能合成物質(zhì)，所需的營養(yǎng)物質(zhì)和結(jié)構(gòu)蛋白需由胞體提供，MFN2 基因突變導(dǎo)致的能量代謝障礙限制了軸突營養(yǎng)物質(zhì)的獲得，從而引起軸突變性，臨床上表現(xiàn)為CMT2A2 表型。

SIMPLE 編碼的蛋白位于膜周溶酶體，可能為E3 泛素連接酶通過泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解途徑，參與蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)的降解。盡管SIMPLE 基因在體內(nèi)很多種組織和細(xì)胞中表達(dá)，但其突變后僅引起脫髓鞘性神經(jīng)病，提示可能跟PMP22基因突變一樣由于雪旺細(xì)胞中特定的蛋白降解受阻所［12］。RAB7 編碼的蛋白位于細(xì)胞內(nèi)間隙，在囊泡運(yùn)輸和細(xì)胞內(nèi)吞通路中起重要作用。RAB7 蛋白調(diào)節(jié)從細(xì)胞表面到溶酶體的轉(zhuǎn)運(yùn)，是維持溶酶體正常功能所必需的［13］。

3.3 小分子熱休克蛋白相關(guān)的退行變 小熱休克蛋白(small heat shock p roteins，sHSPs)的共同結(jié)構(gòu)特點為均含有一個α-晶體蛋白區(qū)，該區(qū)是位于蛋白C 端一段含85～100 個氨基酸的高度保守序列。到目前為止共發(fā)現(xiàn)10 種小熱休克蛋白。HSP22 和HSP27 基因突變導(dǎo)致遺傳性周圍神經(jīng)病的發(fā)現(xiàn)為CMT 發(fā)病機(jī)制研究提供了新思路。sHSPs 的生物學(xué)功能包括參與細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗凋亡、穩(wěn)定細(xì)胞骨架蛋白和分子伴侶功能［14］。研究證實，突變Hsp27 蛋白可降低神經(jīng)元細(xì)胞的生存能力，它可以破壞神經(jīng)絲蛋白的組裝，并進(jìn)一步形成細(xì)胞內(nèi)蛋白聚集物，神經(jīng)絲為軸突細(xì)胞骨架的主要成分，對軸突直徑和軸突轉(zhuǎn)運(yùn)起關(guān)鍵作用，Evgrafov 等［15］認(rèn)為Hsp22 與Hsp27 存在相互作用，Hsp22 參與Hsp27 蛋白活性的調(diào)節(jié)，Hsp27 蛋白突變后引起軸突細(xì)胞骨架的崩潰和軸突轉(zhuǎn)運(yùn)障礙，最終導(dǎo)致軸突變性、死亡而致病。

3.4 其他機(jī)制 CMT2D 與編碼甘氨酸t(yī)RNA 合成酶的GARS 基因突變相關(guān)，該酶在蛋白質(zhì)合成過程中負(fù)責(zé)把甘氨酸加入到蛋白質(zhì)氨基酸鏈適當(dāng)位置。神經(jīng)細(xì)胞的正常功能需要含有豐富甘氨酸的蛋白質(zhì)，而這些蛋白質(zhì)的活性都可能由于GARS 基因的突變而降低。Antonellis 等［16］研究證實，GARS 基因的突變降低了甘氨酰tRNA 合成酶的活性，使甘氨酸合成受阻，從而導(dǎo)致了神經(jīng)沖動傳導(dǎo)受阻或富含甘氨酸的神經(jīng)元受損，這可能是GARS 基因突變導(dǎo)致CMT2D 表型的發(fā)病機(jī)制。

綜上所述，CMT 的診斷依據(jù)的是臨床、電生理和病理資料，但是由于CMT 具有明顯的臨床異質(zhì)性，不同基因突變所致的CMT 患者從表型上很難區(qū)分，而且并非所有患者都有典型的臨床或電生理改變，另外，神經(jīng)活檢的損傷比較大，患者接受程度低。相比之下基因診斷的準(zhǔn)確性高，無損傷，并且在病程早期即可做出診斷確定基因型。

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