CACNA1A基因突變導(dǎo)致發(fā)作性共濟失調(diào)合并認知功能障礙1例家系報道

武強，嚴華，楊柳，王偉莉，舒雯，歐冬梅

[作者單位] 430070 武漢 解放軍武漢總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(武強、楊柳、王偉莉、舒雯、歐冬梅)，骨科(嚴華)

發(fā)作性共濟失調(diào)(episodic ataxia，EA)是一種罕見的常染色體顯性遺傳病，近年來的基因連鎖分析發(fā)現(xiàn)此類疾病是由于編碼離子通道的基因突變所致。根據(jù)臨床表現(xiàn)及基因定位EA可分為4型，其中，EA2型又稱發(fā)作性共濟失調(diào)伴眼球震顫(episodic ataxia，nystagmus-associated)，或乙酰唑胺反應(yīng)型周期性共濟失調(diào)(acetazolamide-responsive hereditary paroxysmal cerebellar 2 ataxia，APCA)，特征性表現(xiàn)為間歇性共濟失調(diào)、構(gòu)音障礙以及眩暈等。發(fā)作間期可見凝視誘發(fā)眼震，影像學檢查中部分患者可出現(xiàn)小腦萎縮(蚓部顯著)[1-2]。據(jù)國外文獻報道，EA2型主要與鈣通道基因(CACNA1A)突變有關(guān)[1]，國內(nèi)報道較少，且未見CACNA1A基因突變的EA2型合并認知功能障礙的文獻報道。現(xiàn)報告1例EA2型合并認知功能障礙的臨床特點。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 先證者，男，35歲，倉庫保管員，10年前出現(xiàn)波動性行走不穩(wěn)及吐詞不清，間斷發(fā)作頭暈、飄浮感，每次持續(xù)半小時至數(shù)小時不等，近3年來自覺記憶力減退，易忘事、不能勝任目前工作。既往體健，無煙酒嗜好。查體顯示構(gòu)音不清，雙眼側(cè)視時可見水平粗大性眼震，雙側(cè)指鼻、跟膝脛試驗欠穩(wěn)準，閉目難立征陽性。腦磁共振(MRI)檢查提示小腦萎縮，簡易智能精神狀態(tài)檢查量表(MMSE)評測29分，蒙特利爾認知評估量表(MoCA)測評12分。動態(tài)心電圖提示間歇性長R-R間期，最長2.2s，QRS波群形態(tài)改變，考慮早期復(fù)極綜合征。

先證者二姑，女，48歲，退休工人，25年前出現(xiàn)發(fā)作性行走不穩(wěn)及吐詞不清，亦伴有發(fā)作性頭暈、飄浮感，每次持續(xù)半小時可緩解。近5年自覺記憶力差，有時易迷路。既往體健。查體顯示言語稍含糊，雙眼側(cè)視可見不持續(xù)水平眼震，余神經(jīng)系統(tǒng)檢查未見明顯異常。腦MRI檢查提示腦輕度萎縮，小腦為著，MMSE 20分，MoCA 8分。心電圖正常。

先證者父親，男，27歲結(jié)婚后每年發(fā)作性頭暈，后出現(xiàn)行走不穩(wěn)及言語含糊，但程度較輕。35歲左右記憶力減退，45歲后認知障礙逐漸加重，性格改變易暴躁。48歲疑心臟病猝死。無煙酒嗜好。

1.2 方法 獲得先證者及其二姑知情同意后，抽取2人外周靜脈血2ml，提取全血基因組DNA。檢測受檢樣本SCA1、SCA2、SCA3、SCA6、SCA7、SCA8、SCA12、SCA17致病基因(CAG/CTG)重復(fù)序列區(qū)域。應(yīng)用IDT xGen? Exome Research Panel進行目標區(qū)域捕獲，使用illumina Hiseq X-ten二代測序儀對富集的文庫進行PE150測序，平均測序深度為100X，95%以上的區(qū)域達到20X以上的覆蓋度。測序后得到FASTQ格式的原始數(shù)據(jù)，通過軟件確定短序列在基因組上的位置，進行排序和轉(zhuǎn)換，尋找樣本測序數(shù)據(jù)與參考基因組差異的位點(包括SNV和InDel)。使用gnomAD、ExAC、1000 Genomes Project、ESP6500等普通人公共數(shù)據(jù)庫及In-House Database數(shù)據(jù)庫過濾突變，對于常染色體顯性或X連鎖顯性的變異位點，保留普通人數(shù)據(jù)庫中頻率小于0.01的變異；對于常染色體隱性或X連鎖隱性的變異位點，保留普通人數(shù)據(jù)庫中頻率＜0.05的變異。去除不影響剪接的同義變異位點，剩余的位于外顯子及外顯子附近20bp內(nèi)的變異位點，結(jié)合SIFT、polyphen2等軟件預(yù)測的有害性得分進行排序，再根據(jù)疾病表型及家系信息篩選得到可能的致病突變位點。在檢測出的突變位點中進行Sanger驗證排除假陽性，并在全部家系成員中驗證是否出現(xiàn)共分離現(xiàn)象。

2 結(jié) 果

先證者及其二姑應(yīng)用毛細管電泳基因分析受檢樣本SCA1、SCA2、SCA3、SCA6、SCA7、SCA8、SCA12、SCA17致病基因(CAG/CTG)重復(fù)序列區(qū)域未見異常擴增。利用靶向捕獲-高通量測序方法，檢測到先證者錯義變異位點(CACNA1A基因的c.835C＞T p.R279C變異，染色體位置chr19:13470563)。同時亦檢測到先證者二姑存在一個相同錯義變異位點(CACNA1A基因的c.835C＞T p.R279C變異，染色體位置chr19:13470563)(圖1)。

圖1 該家系先證者及其二姑基因測序結(jié)果Fig.1 The results of Sanger sequence of the proband and his paternal aunt

查閱相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)CACNA1A基因的c.835C＞T p.R279C變異在ExAC普通人數(shù)據(jù)庫東亞人群中的頻率為0，生物信息學軟件SIET和Polyphen2預(yù)測該變異分別為有害或可能有害變異，有文獻報道該變異在多名EA 2型患者中檢出，在一個已報道的家系中與疾病共分離[3-5]?；谝陨献C據(jù)，我們考慮CACNA1A基因的c.835C＞T p.R279C變異為該家系的致病性突變。

3 討 論

EA具有遺傳異質(zhì)性，為常染色體顯性遺傳，該病曾被稱為急性短暫性普遍性小腦協(xié)調(diào)障礙，臨床表現(xiàn)為發(fā)作性眩暈、共濟失調(diào)和眼震，發(fā)作持續(xù)數(shù)秒或數(shù)周。運動、勞累、激素水平的變化和驚嚇、姿勢改變可誘發(fā)或加重發(fā)作[6]。EA是由編碼離子通道的基因突變致病，其中EA2型致病基因定位于19p13，為CACNA1A基因突變引起。研究發(fā)現(xiàn)EA2型CACNA1A有許多突變形式：可有錯義突變、截斷突變、3端CAG重復(fù)擴增等。其中該基因突變導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄后剪接或成熟前截斷的改變，造成蛋白功能的喪失，是EA2的主要發(fā)病機制。

EA2型多在20歲前起病，可持續(xù)到成年。發(fā)作持續(xù)時間較EA1型長，可為數(shù)小時至數(shù)日。發(fā)作性主要特征是發(fā)作性共濟失調(diào)、平衡障礙、構(gòu)音障礙，50%以上的患者伴有眩暈惡心，約有一半患者出現(xiàn)偏頭痛，約1/3患者出現(xiàn)特征性的自發(fā)性眼震，此外還可有耳鳴、眼瞼下垂、復(fù)視，偶有振動幻覺。個別患者可有精神發(fā)育遲滯、癲癇發(fā)作。通常不伴有肌纖維顫搐。發(fā)作間期常有特征性的凝視誘發(fā)性眼震，下視、外視時尤為明顯。有些患者后期可出現(xiàn)進行性小腦性共濟失調(diào)，臨床表現(xiàn)與脊髓小腦變性相似，后期可出現(xiàn)小腦萎縮。乙酰唑胺治療EA2型一般有較好的療效。本家系中共有3個家庭成員受累，臨床均表現(xiàn)為發(fā)作性眩暈、共濟失調(diào)及構(gòu)音障礙，存活的2例中神經(jīng)?？企w檢均見誘發(fā)性水平眼震，從臨床表現(xiàn)上均符合EA2型。先證者及其二姑在發(fā)作間期仍有共濟失調(diào)的體征并呈持續(xù)性，同時兩人的影像學也均有小腦萎縮?？紤]是由于這兩人病程較長，已造成了小腦進行性的損害所致。本家系3例患者除了發(fā)作性共濟失調(diào)外，后期均出現(xiàn)了不同程度的記憶力下降、視空間障礙等認知功能障礙，除先證者父親猝死外，另兩人客觀認知測評包括MMSE、MoCA量表分值明顯減低，臨床上也出現(xiàn)不同程度的認知功能障礙。

上述特點與以往研究不同，也未檢索到類似病例。我們考慮CACNA1A基因編碼Cavl.2蛋白，形成P/Q型鈣通道的孔道形成亞基，位于神經(jīng)細胞膜上，此類通道廣泛分布于腦部和神經(jīng)肌肉接頭處的神經(jīng)末梢，主要功能是介導(dǎo)突觸和神經(jīng)末梢的遞質(zhì)釋放。而Cavl.2蛋白是L型電壓門控鈣通道的主要組成部分，介導(dǎo)鈣離子進入細胞內(nèi)，在記憶形成、學習和行為中以及神經(jīng)元存活、樹突發(fā)育、突觸可塑性等方面起著關(guān)鍵作用[7]?？赡苷怯捎陂L期Cavl.2蛋白的異常，造成疾病后期認知功能障礙，但具體的發(fā)病機制還有待深入研究。另外本研究的家系中先證者父親猝死，我們也查閱了相關(guān)文獻，發(fā)現(xiàn)CACNA1A基因可能與以QT間期延長的間隔肥厚性心肌病、先天性心臟缺陷和心源性猝死為特征的心臟疾病有關(guān)。CACNA1A是長QT綜合征的10種遺傳相關(guān)基因之一[8]，也有學者發(fā)現(xiàn)，在13例癲癇患者猝死的危險基因突變中，有4例檢測到CACNA1A基因的突變[9]。因此，可認為先證者的父親有可能也是因為CACNA1A基因突變引起的發(fā)作性共濟失調(diào)并猝死。另外先證者動態(tài)心電圖見間歇性長R-R間期、QRS波群形態(tài)改變，提示先證者存在心臟疾患，是否會出現(xiàn)心源性猝死還有待觀察和隨訪。

我們報道的這個由CACNA1A基因突變所致的EA2家系中共有3個家庭成員受累，臨床表現(xiàn)除了具有典型的發(fā)作性共濟失調(diào)外，2例查體發(fā)現(xiàn)有典型的誘發(fā)性眼震，先證者心電圖見間歇性長R-R間期，QRS波群形態(tài)改變，1例可疑心源性猝死，3例均合并有認知功能障礙。2例基因測序結(jié)果提示CACNA1A基因的c.835C＞T p.R279C變異，本研究提示CACNA1A基因的c.835C＞T p.R279C突變很可能是一種新型的合并認知功能障礙甚至猝死的EA 2型。