馬沛沛,董玉茹,吳士文
Duchenne型肌營養(yǎng)不良(Duchenne's muscular dystrophy,DMD)是一種以進行性肌肉萎縮為主要臨床特征的X連鎖隱性遺傳的神經(jīng)肌肉病,是最常見的肌營養(yǎng)不良類型之一[1],新生兒男嬰中的發(fā)病率為1/3500[2]。Dystrophin基因的突變可引起Dystrophin蛋白表達的缺失,而Dystrophin蛋白對維持肌肉收縮時肌細胞膜的完整性非常重要,因此,其缺失可引起肌肉損傷、慢性炎癥反應(yīng)和肌肉纖維化[3],最終導致進行性的肌纖維壞死、萎縮。除了肌肉無力,DMD的另一個特點是非進展性認知損害。早在1868年Duchenne描述該病時就已經(jīng)提出DMD患者可出現(xiàn)認知功能的下降。Dystrophin蛋白在很多負責大腦高級執(zhí)行功能(如學習、記憶)的區(qū)域表達,如大腦皮質(zhì)、海馬和小腦[4]。DMD患者大腦中Dystrophin蛋白是缺失的,尸檢神經(jīng)病理學提示神經(jīng)膠質(zhì)細胞增生和神經(jīng)元丟失[5],異位和皮質(zhì)增厚[6]。一些神經(jīng)影像學的研究也發(fā)現(xiàn)了DMD患者大腦功能的異常,2002年一項用正電子發(fā)射斷層成像(positron emission tomography,PET)進行的研究發(fā)現(xiàn)DMD患者大腦中糖代謝降低,尤其在Dystrophin蛋白富集的區(qū)域,如大腦皮質(zhì)和小腦[7]。此外,既往報道約30%的DMD患者存在智力受損,其總平均智商較正常水平下降約一個標準差[8-9]。DMD患者智力缺陷可呈現(xiàn)從輕微的邊緣狀態(tài)到嚴重的智力缺陷,IQ<70者占19%~35%,而IQ<50者約3%[8-9]。國外研究表明,認知功能損害在DMD基因遠端突變的患者中表現(xiàn)更為突出,可能是由于DMD基因遠端缺失影響Dp140的表達,提示基因型與認知功能損害之間的關(guān)聯(lián)性[10]。國內(nèi)目前關(guān)于基因型與認知功能損傷相關(guān)性的研究較少,因此,本研究評估了DMD患兒的認知功能水平、特點及與Dp140表達的相關(guān)性,以明確DMD患兒智力水平,探討智力水平與基因突變位置的關(guān)系,幫助臨床早期發(fā)現(xiàn)智力受損患兒,及早給予干預(yù)和生活幫助。
1.1 研究對象 選取2014年10月-2017年12月在武警總醫(yī)院DMD多學科聯(lián)合門診就診,經(jīng)基因檢測或肌肉活檢確診為進行性肌營養(yǎng)不良的患兒143例。納入標準:①經(jīng)基因確診為進行性肌營養(yǎng)不良;②年齡6歲以上,能配合完成韋氏兒童智力量表測定;③3~6歲發(fā)病,臨床表現(xiàn)為進行性四肢近端肌肉無力,腓腸肌假性肥大,Gowers征陽性。排除標準:①存在精神病及其他神經(jīng)遺傳性疾病病史;②因肌無力等原因無法配合韋氏兒童智力量表檢查;③資料不完整的患者。最終納入DMD患兒122例,均為男性,年齡6.0~13.3歲,平均8.1歲。本研究經(jīng)武警總醫(yī)院倫理委員會審核批準,所有患兒及其監(jiān)護人均知情同意并簽署知情同意書。
1.2 研究方法
1.2.1 確診標準 所有患兒均通過基因檢測或肌肉活檢初步發(fā)現(xiàn)基因突變或者Dystrophin蛋白表達缺失,再由專業(yè)醫(yī)生根據(jù)患兒癥狀、體征、家族史等綜合診斷確診為DMD。采用多重連接探針擴增技術(shù)(multiplex ligation -dependent probe amplification,MLPA)及二代測序法檢測DMD基因79個外顯子的大片段缺失、重復(fù)及小的點突變等。
1.2.2 認知評估 在安靜的條件下,由同一名接受過專業(yè)培訓的醫(yī)生對符合條件的患兒進行評估,采用韋氏兒童智力量表第Ⅳ版測試版進行測試,30~40min完成測試。韋氏兒童智力量表第Ⅳ版于2003年出版,后由我國京美測驗公司與美國原出版公司合作,于2007年張厚粲先生主持下完成其中文版的修訂,現(xiàn)已通過中國心理學會專家鑒定[11],是目前中國市面上使用最多的一種韋氏評分方法。采用韋氏智力量表進行智力評估時,最終分數(shù)概括為全量表智商(full scale intelligence quotient,F(xiàn)SIQ),F(xiàn)SIQ包括兩部分:語言智商(verbal intelligence quotient,VIQ)和操作智商(perform intelligence quotient,PIQ)。智力評分70分以下定義為智力缺陷,70~79分為臨界狀態(tài),80~89分為中下(遲鈍),90~109分為中等狀態(tài),110~119分為中上(聰明),120~129分為優(yōu)秀,130分及以上為非常優(yōu)秀。本研究正常兒童智力(90~110)按平均值100計算;國外數(shù)據(jù)來自于Cotton等[9]對1960-1999年的32項共1146例患者IQ數(shù)據(jù)進行Meta分析的結(jié)果:FSIQ為(80.2±19.3)分,VIQ為(80.4±18.8)分,PIQ為(85.4±16.9)分。
1.2.3 疾病嚴重程度評估 根據(jù)Vignos量表[12]進行疾病嚴重程度評估:1級,能夠獨立行走,上下樓梯不需要協(xié)助;2級,可以獨立行走,爬樓梯需要扶護欄協(xié)助;3級,可獨立行走,爬樓梯需要協(xié)助,且四階梯試驗時間>12s;4級,可獨立行走,不能爬樓梯;5級,可獨立行走,不能爬樓梯,也不能從椅子上站起來;6級,無法獨立行走。
1.2.4 分組 根據(jù)患者基因分析結(jié)果,將突變發(fā)生在51號外顯子遠端的突變定義為Dp140陰性突變[Dp140(-)組],將突變發(fā)生在45號外顯子近端的定義為Dp140陽性突變[Dp140(+)組][13],而位于44~51外顯子的突變由于不能預(yù)測是否影響Dp140的表達均不納入兩組[10]。
1.2.5 分析方法 本研究分析了122例DMD受試者的智力水平,并與正常兒童和國外既往研究報道的數(shù)據(jù)進行對比;同時將本組患者的智力水平與年齡、疾病嚴重程度進行相關(guān)性分析。此外,將DMD-Dp140(+)組和DMD-Dp140(-)組患兒的FSIQ、VIQ、PIQ進行比較,以探討Dp140表達對智力的影響。
1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計量資料以表示,受試者與正常兒童或國外研究的FSIQ、VIQ、PIQ智力的比較采用單樣本t檢驗;IQ與年齡、疾病嚴重程度的相關(guān)性分析采用Pearson雙變量相關(guān)分析;DMD-Dp140(+)組患兒與DMD-Dp140(-)組患兒FSIQ、VIQ、PIQ的比較采用獨立樣本t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 突變類型 122例DMD患兒中缺失突變89例,重復(fù)突變11例,小缺失突變10例,無義突變9例,剪切突變、錯義突變、小插入突變各1例。
2.2 認知功能水平 122例患兒的FSIQ、VIQ、PIQ均低于正常兒童水平100分(P<0.01),F(xiàn)SIQ得分為[54~131(93.34±16.31)分],其中FSIQ<70者共13例(10.66%),低于國際上1/3水平[8];VIQ得分為[57~130(91.52±15.97)]分,其中VIQ<70者共13例(10.66%);PIQ得分為[57~145(96.70±17.37)分],其中PIQ<70者共10例(8.20%,圖1,表1)。
圖1 DMD患兒FSIQ、VIQ、PIQ分布表Fig.1 FSIQ, VIQ and PIQ distribution in DMD children
表1 DMD患兒韋氏兒童智力量表結(jié)果及比較(n=122)Tab.1 Results and comparison of Wechsler Intelligence Scale results in DMD children (n=122)
2.3 認知水平與年齡和疾病嚴重程度的相關(guān)性患兒年齡與Vignos量表等級呈正相關(guān)(r=0.365,P<0.01)。年齡與FSIQ、PIQ呈負相關(guān),與VIQ和VIQ-PIQ無相關(guān)性。疾病嚴重程度與FSIQ、VIQ、PIQ呈負相關(guān),與VIQ-PIQ無相關(guān)性(表2)。
表2 DMD患兒IQ與年齡/Vignos量表評分等級相關(guān)性檢驗結(jié)果(n=122)Tab.2 Correlation between DMD children IQ and age/Vignos score grade (n=122)
2.4 Dp140(+)與Dp140(-)患兒智力水平的比較Dp140(-)組患兒的FSIQ、VIQ、PIQ得分均明顯低于Dp140(+)組患兒,差異有統(tǒng)計學意義(表3)。
表3 Dp140(+)與Dp140(-)患兒智力水平比較(±s)Tab.3 Comparison on intelligence levels between Dp140 positive/negative DMD children (±s)
表3 Dp140(+)與Dp140(-)患兒智力水平比較(±s)Tab.3 Comparison on intelligence levels between Dp140 positive/negative DMD children (±s)
Group FSIQ VIQ PIQ Dp140(+) (n=45) 96.71±16.52 95.09±14.97 98.96±18.13 Dp140(-) (n=37) 85.30±15.20 83.65±16.30 89.22±15.48 t 3.226 3.308 2.583 P 0.002 0.001 0.012 95% CI (4.373, 18.454) (4.558, 18.32) (2.236, 17.242)
3.1 認知功能水平 DMD患者的認知行為學研究始于20世紀60年代。Cohen等[14]在1968年報道,從IQ得分來看,DMD患兒出現(xiàn)智力受損的比率比正常兒童高很多(20.9%±3.0%),該研究的有效性有限,因為部分測試是由家長、醫(yī)師或者教師完成的;1969年P(guān)rosser等[15]的研究再次驗證了這個觀點。這些研究都排除了經(jīng)濟社會學的影響,比如家庭收入、父母受教育程度等。Cotton等[9]Meta分析比較了DMD患者智力水平和智力缺陷的發(fā)生率及嚴重程度。他們將1146例患者的FSIQ、VIQ、PIQ與給定的標準值進行比較,發(fā)現(xiàn)患者FSIQ、VIQ、PIQ這三項的平均值較正常水平均低一個標準差(MFSIQ=80.2,MVIQ=80,MPIQ=85.4),其中智力缺陷占34.8%。進一步證實了早期幾十年關(guān)于DMD患者一般智能下降的結(jié)論。
國內(nèi)外關(guān)于DMD患者VIQ與PIQ水平的報道不全一致。部分研究認為,DMD患者言語智力與操作智力大致持平[16],但多數(shù)研究報道認為DMD患者言語智力比操作智力差[17-19]。Cotton等[9]的Meta分析的結(jié)果不僅證實DMD患者一般智能下降,同時支持DMD患者言語智力受損較操作智力受損更為嚴重。本組DMD患兒PIQ為(96.70±17.37)分,VIQ為(91.52±15.97)分,支持言語能力受損較執(zhí)行能力更重,與Cotton等[9]的研究一致。
既往研究認為,DMD患者IQ<70的占比19%~35%,IQ<50的患者約3%[8]。本研究中IQ<70僅有13例,占10.66%,明顯低于國際上1/3水平。而本組DMD患兒FSIQ平均值93.34,明顯高于國外的平均水平[9,17-19]。
造成這種差異考慮與以下幾方面有關(guān): 數(shù)據(jù)來源的差異。我們收集的DMD患兒認知功能數(shù)據(jù)是2014-2017年來聯(lián)合門診就診的患兒,隨著近年來經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高,DMD患兒受教育程度顯著提高,父母文化程度也相對較高,這些均會影響到認知功能評估。而Cotton等[9]2001年發(fā)表的Meta分析結(jié)果是基于過去40年間DMD患者的認知數(shù)據(jù)。入組年齡的差異:Cotton的Meta分析納入的1146例患者的年齡在2~27歲,使用智力測試量表版本也不一樣,且隨著患者年齡增大,運動功能下降,會影響智力量表測試得分。而本研究納入的122例患兒年齡6.0~13.3歲,大多集中在8~10歲,該年齡段的患兒運動功能保存尚好,肌力受損較輕,大多仍在接受學校教育,可較好地完成智力量表的測試;?種族和地域的差異:既往有報道黑種人與白種人的IQ值相差達15分,提示種族之間有明顯的智力水平差異[20]。
3.2 認知水平與年齡和疾病嚴重程度的相關(guān)性國外很多報道認為年齡與患者認知功能減退沒有相關(guān)性[8],而本研究結(jié)果提示,DMD患兒認知功能與年齡有一定的相關(guān)性:FSIQ、PIQ與年齡呈負相關(guān),而VIQ與年齡無相關(guān)性。分析原因可能是隨著年齡增長,患兒的運動功能減退,導致在進行智能評估時其配合度下降,同時隨著運動功能的下降,社會參與度減少、接受教育機會的限制和環(huán)境剝奪越來越嚴重,這些均會影響智力測試的結(jié)果。
本研究結(jié)果提示,認知與Vignos量表等級呈負相關(guān)。而國外關(guān)于認知功能與年齡、疾病相關(guān)程度的關(guān)系的研究結(jié)果不一致。Cohen[14]和Prosser等[15]認為智力水平與疾病嚴重程度無明顯的相關(guān)性,也不會隨著年齡的增長逐漸惡化,并指出患者智力水平的下降不是由于肌力的減退或者環(huán)境的剝奪(受教育和社交機會減少)引起的,而是與中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損有關(guān)。為了闡明DMD智力受損與肌力減退、環(huán)境剝奪的關(guān)系,Ogasawara等[21]比較了兩組來自同一個住宅區(qū)/校區(qū)的脊髓性肌萎縮癥(SMA)患者與DMD患者,結(jié)果發(fā)現(xiàn)DMD患者的FSIQ得分明顯低于SMA患者的得分。該結(jié)果是對DMD患者原發(fā)性智力損害的最強有力的支持,提示DMD患者智力損害不能歸因于骨骼肌功能障礙、運動損傷,或者其他社會、環(huán)境剝奪。當然也有研究與本研究結(jié)果一致,認為隨著年齡的增長和疾病嚴重程度的加深,DMD患者的認知評分會更低,認知損害會更重[22-23]。
3.3 Dp140對智力的影響 Dystrophin蛋白的表達由7個高度復(fù)雜的啟動子調(diào)控,負責表達3個全長的Dystrophin蛋白亞型Dp427c(主要在大腦皮層表達),Dp427m(主要在骨骼肌和心肌表達),Dp427p(主要在小腦浦肯野細胞表達)和4個較小的亞型Dp260(主要在視網(wǎng)膜表達),Dp140(主要在腦、腎和視網(wǎng)膜表達),Dp116(主要在嬰兒腦和成人的周圍神經(jīng)表達),Dp71(除了肌肉,在各組織中廣泛表達)[3]。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,全長的Dystrophin蛋白主要在皮質(zhì)神經(jīng)元和小腦浦肯野細胞中表達,關(guān)于它們的功能知之甚少[24]。4種較小亞型的Dystrophin蛋白起源于不同的組織特異的啟動位點,氨基末端(N端)也各不相同,如:exon30為Dp260的起始外顯子,exon45為Dp140的起始外顯子,exon56為Dp116的起始外顯子,exon63為Dp71的起始外顯子[25]。
既往關(guān)于DMD的研究提出,發(fā)生在DMD基因遠端的突變由于影響Dp140和Dp71的表達,更容易引起認知缺陷[26-28]。也有部分研究證實Dp140表達的缺失與DMD患者顱腦磁共振改變的相關(guān)性[10,29],同時,缺乏Dp140亞型的DMD與保留Dp140亞型的DMD患者相比,不僅在全智力和言語智力上表現(xiàn)更差,同時在語言學習、記憶、執(zhí)行功能上表現(xiàn)也更差[30-32]。更有一項DMD患者頭顱MRI的研究表明,缺乏Dp140亞型的DMD患者其大腦灰質(zhì)減少[13]。
本研究通過對DMD患者認知功能與Dp140表達相關(guān)性的分析,探討了DMD基因突變位點與認知功能的相關(guān)性,結(jié)果顯示,Dp140(+)組患兒FSIQ、VIQ、PIQ得分[分別為(96.71±16.52)分,(95.09±14.97)分,(98.96±18.13)分]明顯高于Dp140(-)組患兒[分別為(85.30±15.20)分,(83.65±16.30)分,(89.22±15.48)分],且與國外多項研究[9,17]結(jié)果一致。這些數(shù)據(jù)提示,DMD基因遠端的突變尤其是影響Dp140表達的突變與DMD患者智力受損有一定的相關(guān)性。
綜上所述,本研究DMD患兒智力水平較正常兒童水平下降,但比國外一般水平高;DMD患兒言語智力受損較操作智力受損更嚴重;Dp140表達與否與患者智力水平明顯相關(guān),由此我們可以推測,DMD患兒智力受損主要與中樞Dystrophin蛋白表達缺失有關(guān),而運動功能的減退、社會參與度減少或者環(huán)境剝奪可能是智力測試的影響因素而非智力受損的決定因素。因此,當神經(jīng)科或兒科醫(yī)生面對DMD患兒時,需要更加關(guān)注患兒的智力發(fā)展情況,以早期發(fā)現(xiàn)異常并及時采取針對性的康復(fù)、干預(yù)措施及治療,提高患兒的生存質(zhì)量。由于本研究樣本量偏少,有關(guān)智力水平與Dp71表達相關(guān)性的研究無法開展,未來有待擴大樣本量進行進一步研究。同時,所有患兒來自門診,結(jié)果可能存在一定局限性,尚需在以后的研究予以進一步完善。