X連鎖遺傳的Emery-Dreifuss肌營(yíng)養(yǎng)不良一家系的臨床、病理及基因突變特點(diǎn)

趙丹華 趙運(yùn)濤 楊旭 溫宏峰 徐依成 王培福 李繼來(lái) 杜繼臣

X連鎖遺傳的Emery-Dreifuss肌營(yíng)養(yǎng)不良一家系的臨床、病理及基因突變特點(diǎn)

趙丹華 趙運(yùn)濤 楊旭 溫宏峰 徐依成 王培福 李繼來(lái) 杜繼臣

目的 報(bào)道1例X連鎖遺傳的Emery-Dreifuss肌營(yíng)養(yǎng)不良(X-EDMD)患者家系的臨床、病理及基因突變特點(diǎn)。方法 總結(jié)作者單位收治的1例X-EDMD患者的臨床及骨骼肌病理特點(diǎn)，并進(jìn)行EMD及LMNA基因突變檢測(cè)，同時(shí)對(duì)患者家系譜進(jìn)行分析。結(jié)果 該家系中有4例患者，主要表現(xiàn)為緩慢型心律失常，2例已猝死，先證者同時(shí)有輕度肘關(guān)節(jié)攣縮及肌萎縮。先證者心電圖檢查示房性心動(dòng)過(guò)速合并Ⅲ度房室阻滯，交界區(qū)逸搏心律；超聲心動(dòng)圖檢查示全心擴(kuò)大，二尖瓣及三尖瓣A峰消失，射血分?jǐn)?shù)60%。肌電圖檢查示右肱二頭肌、左第一骨間肌、左腓腸肌、左股四頭肌運(yùn)動(dòng)單位電壓均增高，神經(jīng)傳導(dǎo)未見(jiàn)異常。左肱二頭肌活檢示肌營(yíng)養(yǎng)不良樣改變，免疫組化染色顯示肌核無(wú)伊默菌素蛋白表達(dá)?；蚍治鲲@示先證者存在EMD基因插入突變c.650_654dupTGGGC，為已報(bào)道的致病性突變，LMNA基因均未發(fā)現(xiàn)致病性突變。結(jié)論EMD基因c.650_654dup TGGGC插入突變導(dǎo)致的X-EDMD患者心臟損害突出，以心房的電活動(dòng)-機(jī)械活動(dòng)及結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重受累為特征，而肌萎縮及關(guān)節(jié)攣縮癥狀相對(duì)輕微。

基因，X連鎖；肌營(yíng)養(yǎng)不良，Emery-Dreifuss型；EMD基因

Emery-Dreifuss肌營(yíng)養(yǎng)不良(Emery-Dreifuss muscular dystrophy，EDMD)是一種相對(duì)罕見(jiàn)的肌營(yíng)養(yǎng)不良，于1962年首次報(bào)道，1966年被Emery及Dreifuss確認(rèn)為一種獨(dú)立的疾病[1]。本病于兒童早期發(fā)病，臨床特征為早期出現(xiàn)的關(guān)節(jié)攣縮、緩慢進(jìn)展的肌無(wú)力和肌萎縮以及心臟傳導(dǎo)異常三聯(lián)征[2]。EDMD具有X連鎖遺傳(X-EDMD)、常染色體顯性(autosomal dominant，AD)或隱性遺傳(autosomal recessive，AR)3種不同的遺傳方式，致病基因具有明顯的異質(zhì)性。EMD及FHL1基因突變可導(dǎo)致X-EDMD，而LMNA、Nesprin-1、Nesprin-2及TMEM43基因突變則可以導(dǎo)致AD-EDMD和(或)AR-EDMD，另有50%～60%的患者致病基因不明[3-5]。EMD基因定位于Xq28，包含2100個(gè)堿基，編碼產(chǎn)物為伊默菌素(emerin)，該蛋白錨定于骨骼肌、心肌和平滑肌的核內(nèi)膜上。目前已知EMD基因致病突變超過(guò)200個(gè)，分布于整個(gè)基因，而國(guó)內(nèi)目前只報(bào)道了1個(gè)缺失突變(c.26_39delATACCGAGCTGACC)[6]。本文報(bào)道另一個(gè)已知EMD基因插入突變導(dǎo)致的X-EDMD家系，旨在探討該家系的臨床表型及骨骼肌病理改變特點(diǎn)。

1 家系報(bào)告

先證者男性，38歲，主因“間斷乏力半年”于2015-08-12就診于航天中心醫(yī)院心內(nèi)科。患者半年前無(wú)明顯誘因間斷出現(xiàn)一過(guò)性乏力，無(wú)胸痛、胸悶，無(wú)頭暈及雙眼黑矇，無(wú)肢體力弱及肌肉萎縮，伴體重進(jìn)行性下降10 kg，于當(dāng)?shù)蒯t(yī)院查心電圖結(jié)果顯示：Ⅲ度房室阻滯，交界區(qū)逸搏心律(心率40次/min)，為求進(jìn)一步診治遂至作者醫(yī)院就診?；颊咦阍马槷a(chǎn)，出生時(shí)無(wú)異常，滿月后即被家人發(fā)現(xiàn)雙側(cè)肘關(guān)節(jié)輕度屈曲，未診治，自幼智力及運(yùn)動(dòng)發(fā)育均無(wú)異常，平時(shí)活動(dòng)耐力較同齡人稍差，但不影響日常運(yùn)動(dòng)。家族中外公(Ⅰ-1)年輕時(shí)猝死，原因不詳；大舅(Ⅱ-1)74歲時(shí)訴“心臟不好”，具體不詳；大姨(Ⅱ-2)50歲時(shí)發(fā)現(xiàn)心率慢，當(dāng)?shù)蒯t(yī)院建議行心臟起搏器治療，但未予采納，后猝死，其長(zhǎng)子(Ⅲ-4)10余歲時(shí)發(fā)現(xiàn)心率慢，未治療，現(xiàn)45歲?；颊吣赣H、另1位姨媽、另3位舅舅及其余同輩表兄妹均無(wú)明確心臟疾病史。除先證者外，其余家族成員均否認(rèn)肌無(wú)力、肌肉萎縮及關(guān)節(jié)攣縮史(家系圖譜見(jiàn)圖1)。入院查體：雙肘關(guān)節(jié)輕度攣縮。心尖搏動(dòng)位于第5肋間左鎖骨中線外1 cm，心率40次/min，心律齊，心音有力。實(shí)驗(yàn)室檢查：血肌酸激酶(CK)308.0 IU/L，CK-MB同工酶20.3 IU/L；心電圖檢查示房性心動(dòng)過(guò)速合并Ⅲ度房室阻滯，交界區(qū)逸搏心律(心率38次/min)，因P波振幅極低，故進(jìn)一步行食道心電圖檢查證實(shí)患者存在房性心動(dòng)過(guò)速；心臟彩超檢查顯示，靜息狀態(tài)下全心擴(kuò)大，二尖瓣、三尖瓣及肺動(dòng)脈瓣少量反流，二尖瓣及三尖瓣A峰消失，肺動(dòng)脈收縮壓43 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，射血分?jǐn)?shù)60%；心臟MRI檢查結(jié)果顯示，左、右心房增大，左心室增大；心肌灌注成像顯示心肌各節(jié)段未見(jiàn)明確灌注缺損及延遲；心肌活性掃描顯示心肌各節(jié)段未見(jiàn)明確延遲強(qiáng)化影。于心內(nèi)科行心臟起搏器植入術(shù)，術(shù)后轉(zhuǎn)入神經(jīng)內(nèi)科進(jìn)一步行病因診斷。神經(jīng)系統(tǒng)查體：意識(shí)清楚，言語(yǔ)流利，高級(jí)皮層功能及腦神經(jīng)檢查無(wú)異常，四肢肌力5級(jí)，雙側(cè)岡上肌、岡下肌輕度萎縮，雙側(cè)腓腸肌略肥大，四肢腱反射對(duì)稱(chēng)引出，病理征陰性。針極肌電圖檢查示：右肱二頭肌、左第一骨間肌、左腓腸肌、左股四頭肌運(yùn)動(dòng)單位電壓均增高，所檢神經(jīng)傳導(dǎo)未見(jiàn)異常。經(jīng)患者知情同意，行左肱二頭肌活檢，骨骼肌病理結(jié)果示：肌束衣內(nèi)結(jié)締組織輕度增生，可見(jiàn)散在分布的部分小圓狀及個(gè)別小角狀萎縮肌纖維，部分肌纖維肥大變圓，可見(jiàn)個(gè)別新鮮壞死及再生肌纖維，伴隨明顯的肌纖維分裂及核內(nèi)移現(xiàn)象，肌纖維內(nèi)肌核數(shù)目明顯增多；ATP酶染色顯示兩型肌纖維在個(gè)別區(qū)域呈小片狀分布，肥大及萎縮肌纖維均累及兩型；免疫組織化學(xué)染色顯示Dystrophin-N、C、R，Dysferlin及α、β、γ-Sarcoglycan染色均正常，Desmin染色可見(jiàn)萎縮肌纖維深染，肌核上無(wú)Emerin表達(dá)(圖2)。進(jìn)一步行基因檢測(cè)顯示，先證者EMD基因存在有害插入突變c.650_654dupTGGGC(圖3)，為已報(bào)道的致病性突變，導(dǎo)致正常的p.219-p.254氨基酸缺失，被19個(gè)異常的氨基酸取代；LMNA基因未見(jiàn)致病性突變。

圖1 X-EDMD患者的家系譜圖

2 討論

本文先證者為中年男性，主要表現(xiàn)為房性心動(dòng)過(guò)速合并Ⅲ度房室阻滯，交界區(qū)逸搏心律，伴輕度的肌萎縮及肘關(guān)節(jié)攣縮，CK輕度升高，左肱二頭肌活檢病理檢查示肌營(yíng)養(yǎng)不良樣改變，Emerin蛋白在肌核上無(wú)表達(dá)，EMD基因檢測(cè)證實(shí)存在致病性插入突變c.650_654dupTGGGC，故診斷為EDMD。家系中先證者、先證者的外公及表哥均發(fā)病，而先證者的母親臨床表型正常，符合X-連鎖遺傳的特點(diǎn)。先證者的大姨為女性攜帶者，也出現(xiàn)了心臟損害。這與文獻(xiàn)報(bào)道一致，故女性攜帶者應(yīng)定期進(jìn)行心電圖及心臟超聲的檢查[7]，以便及早進(jìn)行干預(yù)治療。

注：A：HE染色示肌束衣內(nèi)結(jié)締組織輕度增生，肌纖維直徑變異加大，可見(jiàn)肌纖維分裂及核內(nèi)移；B：ATP酶染色示I型肌纖維呈小片狀分布(pH 4.4)；C：ATP酶染色示Ⅱ型肌纖維呈小片狀分布(pH 10.7)；D：NADH染色顯示壞死及分裂肌纖維；E：Emerin染色顯示肌核無(wú)著色；F：Emerin染色顯示肌核深染(陽(yáng)性對(duì)照) 圖2 先證者左肱二頭肌病理檢查結(jié)果

注：A：PCR產(chǎn)物直接測(cè)序顯示先證者EMD基因存在c.650_654dupTGGGC插入突變；B：正常對(duì)照 圖3 先證者EMD基因測(cè)序分析結(jié)果

經(jīng)典的EDMD的臨床三聯(lián)征包括：(1)早于肌無(wú)力出現(xiàn)的關(guān)節(jié)攣縮，包括肘關(guān)節(jié)、跟腱及頸后伸肌，后期可發(fā)展至整個(gè)脊柱活動(dòng)受限；(2)緩慢進(jìn)展的肌無(wú)力及肌萎縮，早期呈特征性的肱腓型分布，后期發(fā)展成肢帶型分布，但肌無(wú)力相對(duì)較輕；(3)心臟傳導(dǎo)異常，包括竇性心動(dòng)過(guò)緩、PR間期延長(zhǎng)及房室阻滯，嚴(yán)重時(shí)心臟驟停，需植入心臟起搏器，且可并發(fā)擴(kuò)張型心肌病[8]。本家系先證者的臨床表現(xiàn)符合X-EDMD的臨床特點(diǎn)，但與典型臨床表現(xiàn)相比又存在以下不同：首先，患者雖有輕度的肘關(guān)節(jié)攣縮，但沒(méi)有出現(xiàn)跟腱攣縮及脊柱強(qiáng)直，這與文獻(xiàn)中報(bào)道的輕微關(guān)節(jié)攣縮相似[9]；其次，患者僅有肩帶肌輕度萎縮，而四肢肌力正常，不符合經(jīng)典的肱腓型分布，但EMD基因突變導(dǎo)致的肢帶型肌無(wú)力及肌萎縮其實(shí)并不少見(jiàn)，而患者出現(xiàn)雙側(cè)腓腸肌肥大，這一特點(diǎn)更常見(jiàn)于LMNA基因突變[7]；第三，先證者的心臟損害十分突出，存在房性心動(dòng)過(guò)速，提示心房電活動(dòng)異常，雙心房擴(kuò)大提示心房結(jié)構(gòu)異常，超聲心動(dòng)圖示二/三尖瓣無(wú)A峰，提示雙房機(jī)械靜止，故心房在電活動(dòng)、結(jié)構(gòu)及機(jī)械活動(dòng)3個(gè)層面上均發(fā)生了嚴(yán)重?fù)p害，其受累嚴(yán)重程度遠(yuǎn)大于心室。心房靜止合并房室阻滯可見(jiàn)于X-EDMD患者，本文先證者雖然無(wú)心房機(jī)械活動(dòng)，但仍有心房電活動(dòng)。由于房性心動(dòng)過(guò)速合并Ⅲ度房室阻滯非常罕見(jiàn)，因此這一表現(xiàn)也許是X-EDMD患者心臟受累的特征性改變。

EDMD患者的骨骼肌病理以肌營(yíng)養(yǎng)不良樣改變?yōu)橹?，核?nèi)移及核鏈常見(jiàn)，且肌纖維內(nèi)肌核的數(shù)目明顯增多，伴隨核肥大、核萎縮及核周空泡[10]。電鏡下可見(jiàn)核內(nèi)染色質(zhì)聚集，染色質(zhì)及核膜之間的連接斷裂。本文先證者的病理改變除有上述特點(diǎn)以外，還可見(jiàn)明顯的肌纖維分裂及小的肌源性群組化，而其肌電圖顯示不同部位、多塊肌肉的運(yùn)動(dòng)單位電位波幅升高，提示肌纖維密度增加，推測(cè)可能是肌纖維分裂所致[11]，并非只見(jiàn)于神經(jīng)源性損害，故先證者的電生理改變與其病理改變一致。

目前研究認(rèn)為2/3的X-EDMD患者為EMD基因突變所致[12]。EMD基因編碼254個(gè)氨基酸，前220個(gè)氨基酸構(gòu)成蛋白的氨基端，位于核內(nèi)，最后23個(gè)氨基酸組成羧基端，為一段跨膜蛋白，位于核內(nèi)膜上。剛合成的Emerin嵌入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后修飾，然后彌散到至核內(nèi)，通過(guò)羧基端與核纖層蛋白結(jié)合，其主要功能是在肌肉收縮過(guò)程中對(duì)抗機(jī)械性壓力以穩(wěn)定核膜。本文先證者EMD基因存在插入突變c.650_654dupTGGGC，導(dǎo)致正常的p.219-p.254氨基酸缺失，被19個(gè)異常的氨基酸取代，由此整個(gè)羧基端的長(zhǎng)度和構(gòu)象均發(fā)生改變，其疏水性明顯降低，由此可能引起Emerin蛋白被降解或是被錯(cuò)誤定位在胞漿中而致病[13]。

除本文報(bào)道的家系外，目前共報(bào)道了2例EMD基因c.650_654dupTGGGC插入突變所致的散發(fā)X-EDMD患者。1例為17歲男性，表現(xiàn)為肘部及頸部關(guān)節(jié)攣縮、肢帶型肌無(wú)力以及房室阻滯[14]，另1例患者臨床表型不詳[7]。由于病例數(shù)較少，該基因突變所致的臨床特點(diǎn)尚不明確。但有文獻(xiàn)報(bào)道，EMD基因突變所致的臨床表型主要為心臟受累，而肌無(wú)力及關(guān)節(jié)攣縮可以相對(duì)較輕[7]。本家系患者即符合這一特點(diǎn)。需注意的是，本文先證者的心臟損害以心房電活動(dòng)-機(jī)械活動(dòng)及結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重受累為特征，表現(xiàn)為罕見(jiàn)的房性心動(dòng)過(guò)速合并Ⅲ度房室阻滯，這一特殊的臨床表型是否是X-EDMD患者的特征性表現(xiàn)有待進(jìn)一步探討。

志謝：感謝北京大學(xué)第一醫(yī)院神經(jīng)病理室張秋榮、左越換及劉婧技師給予的病理技術(shù)支持。

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(本文編輯：時(shí)秋寬)

The clinical, myopathological and genetic features of a family with X-linked Emery-Dreifuss muscular dystrophy

ZHAODanhua,ZHAOYuntao,YANGXu,WENHongfeng,XUYicheng,WANGPeifu,LIJilai,DUJichen*.

#Department of Neurology, Aerospace Center Hospital，Aerospace Clinical Medical College Affiliated to Peking University, Beijing 100049, China

Corresponding author：DU Jichen, Email：djc189@tom.com

Objective To report the clinical，pathological and genetic features of a Chinese family with X-linked Emery-Dreifuss muscular dystrophy (X-EDMD). Methods The clinical and muscular pathological features of a family with X-EDMD were summarized. The sequence ofEMDandLMNAgene was analyzed after genomic DNA was extracted from the white blood cells of the proband. Results The four affected members in the family mainly manifested as bradycardia, two of which underwent sudden cardiac death. The proband also had mild contracture of elbow and muscular atrophy. Electrocardiogram showed atrial tachycardia accompanied by third-degree atrioventricular block with a junctional escape rhythm. Echocardiography revealed enlargement of the whole heart and lack of “A” wave in the Doppler mitral/ tricuspid flow pattern, with an ejection fraction of 60%. Electromyography disclosed high potential of motor unit in right biceps, left first dorsal interosseous, left gastrocnemius muscles and left quadriceps, with normal nerve conduction velocities. The biopsy of left biceps disclosed muscular dystrophy. Immunohistochemistry showed deficient expression of emerin in all nuclei of muscle fibers. Genetic analysis revealed a pathogenic insertion mutation, c.650_654dupTGGGC, inEMDgene in the proband, and no mutation inLMNAgene. Conclusions The insertion mutation of c.650_654dupTGGGC inEMDgene resulted in a family with X-EDMD. The affected members suffered from severe cardiac involvement which was characterized by serious damage of atrial electrical activity, mechanical activity and structure, as well as mild muscular atrophy and joint contracture.

genes, X-linked; muscular dystrophy, Emery-Dreifuss;EMDgene

10.3969/j.issn.1006-2963.2017.03.011

100049北京大學(xué)航天臨床醫(yī)學(xué)院 航天中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(趙丹華、楊旭、溫宏峰、徐依成、王培福、李繼來(lái)、杜繼臣)，心內(nèi)科(趙運(yùn)濤)

杜繼臣，Email：djc189@tom.com

R746.4

A

1006-2963(2017)03-0197-04

2016-10-02)