發(fā)作性過度運(yùn)動(dòng)誘發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙一家系臨床及基因突變分析

胡恕香 李 培 王央丹 黃種欽

廈門大學(xué)附屬婦女兒童醫(yī)院 廈門市婦幼保健院 （福建廈門 361003）

發(fā)作性過度運(yùn)動(dòng)誘發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙（paroxysmal exercise-induced dyskinesia，PED）是發(fā)作性運(yùn)動(dòng)障礙中最罕見的一種類型，主要由SLC2A1基因變異引起，為常染色體顯性遺傳。因長時(shí)間、持續(xù)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的非隨意性運(yùn)動(dòng)障礙，主要表現(xiàn)為肌張力障礙、舞蹈樣動(dòng)作、手足徐動(dòng)、投擲樣動(dòng)作等，每次發(fā)作持續(xù)5 分鐘到1 小時(shí)，發(fā)作間期無異常[1]。PED 是一類具有一定臨床和遺傳異質(zhì)性的罕見神經(jīng)系統(tǒng)疾病，根據(jù)患者是否有家族史，分為家族性PED 和散發(fā)性PED，臨床上以家族性PED為主。本文回顧分析一個(gè)中國漢族PED 家系的臨床特征、遺傳學(xué)特點(diǎn)。

1 臨床資料

先證者（Ⅲ-1），男，11歲，G1P1，足月順產(chǎn)。8歲左右出現(xiàn)癥狀，表現(xiàn)為持續(xù)運(yùn)動(dòng)后，如長時(shí)間走路1 小時(shí)以上或游泳后，雙下肢出現(xiàn)舞蹈樣動(dòng)作，有時(shí)累及雙上肢，不能行走，必須休息半小時(shí)以上癥狀漸消失。發(fā)作時(shí)患兒神志清楚，無頭暈、頭痛等不適，無抽搐。既往有“暈倒”史，未特殊診治。體格檢查：無特殊外貌，顱神經(jīng)檢查未見異常；四肢活動(dòng)無異常，無手足徐動(dòng)；四肢肌力Ⅴ級，肌張力無異常，膝腱反射對稱引出，雙側(cè)巴氏征陰性。實(shí)驗(yàn)室檢查：血生化、甲狀腺功能未見異常；腦脊液葡萄糖1.94 mmol/L，同期血糖4.97 mmol/L，比值0.299。頭顱CT未見異常。中國韋氏兒童智力量表評估，言語智商43，操作智商42，總智商36。

先證者之弟弟，2 歲3 個(gè)月。4 月齡開始出現(xiàn)反復(fù)抽搐發(fā)作，表現(xiàn)為突然口唇發(fā)紺、雙眼凝視、乏力，四肢無抖動(dòng)，最初約5 次/天，最長2 月余未發(fā)作，每次持續(xù)時(shí)間數(shù)秒至十余秒，可自行緩解，發(fā)作后表現(xiàn)基本如常。予左乙拉西坦口服液治療，服藥后至今未再發(fā)作。體格檢查：無特殊外貌，顱神經(jīng)檢查未見異常；四肢活動(dòng)無異常，無手足徐動(dòng)；四肢肌力Ⅴ級，肌張力無異常，膝腱反射對稱引出，雙側(cè)巴氏征陰性。實(shí)驗(yàn)室檢查：血生化、血氨、血乳酸、甲狀腺功能均無異常；血串聯(lián)質(zhì)譜、尿氣相質(zhì)譜未見異常；腦脊液葡萄糖1.97 mmol/L，同期血糖3.57 mmol/L，比值0.55。頭顱磁共振成像（MRI）未見異常。視頻腦電圖及腦干聽覺誘發(fā)電位未見異常。確診后，家長因經(jīng)濟(jì)等原因，不接受生酮飲食。隨訪到2 歲3 個(gè)月出現(xiàn)饑餓時(shí)可見步態(tài)不穩(wěn)、易摔。智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育落后于同齡兒，0～6歲小兒神經(jīng)心理檢查（2歲3個(gè)月）：大運(yùn)動(dòng)74，精細(xì)運(yùn)動(dòng)79，適應(yīng)能力79，語言55，社會(huì)行為57，總發(fā)育商69。

先證者之父親青年期有類似持續(xù)運(yùn)動(dòng)后運(yùn)動(dòng)障礙表現(xiàn)，小時(shí)候亦有暈倒史，未診治?，F(xiàn)40歲，已多年未發(fā)作。姑姑現(xiàn)34歲，約10歲左右出現(xiàn)類似運(yùn)動(dòng)障礙，現(xiàn)仍有發(fā)作。智力無異常。

為明確病因，經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審查批準(zhǔn)，家長知情同意后，采集血液標(biāo)本。先證者行高通量測序，余家系成員作一代驗(yàn)證。采用QIAamp DNA提取試劑盒（QIAGEN公司）抽提基因組DNA。提取的DNA經(jīng)非接觸式超聲波破碎儀Bioruptor Pico（Diagenode Inc，Belgium）打斷后建庫。經(jīng)xGen?Inherited Diseases Panel（Integrated DNA Technologies Inc,USA）目標(biāo)區(qū)域捕獲后，使用NextSeq 500測序儀（Illumina Inc，USA）對Panel所捕獲基因的外顯子區(qū)進(jìn)行測序。對先證者的可疑致病變異位點(diǎn)設(shè)計(jì)PCR引物進(jìn)行擴(kuò)增及Sanger測序驗(yàn)證，并對父母、弟弟、姑姑相應(yīng)位點(diǎn)進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示，先證者SLC2A1基因第7外顯子存在c.940G＞A（p.gly314ser）雜合致病變異。其父親、弟弟、姑姑在同一位點(diǎn)存在相同的致病變異。其母親同一位點(diǎn)未見異常。見圖1、圖2。

圖1 家系圖

圖2 家系成員SLC2A1 基因測序圖

根據(jù)美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)（ACMG）遺傳變異與分類指南[2]：dbSNP 147 數(shù)據(jù)庫有收錄（rs 121909739），為中等致病性證據(jù)。多篇文獻(xiàn)報(bào)道SLC 2 A 1變異可導(dǎo)致PED，可以表現(xiàn)為癲癇、精神發(fā)育遲緩、肌張力障礙，腦脊液葡萄糖含量降低，為支持性證據(jù)；先證者的父親、姑姑均有相同的病史，弟弟目前以癲癇、精神發(fā)育遲緩、腦脊液葡萄糖含量降低為主要表現(xiàn)，且攜帶同樣的變異，變異與疾病在家系中共分離，為支持性證據(jù)；先證者的c.940 G＞A 為錯(cuò)義變異，使編碼蛋白第314位的氨基酸由Gly變?yōu)镾er，多款蛋白預(yù)測軟件（SIFT、LRT、MutationTaster）均預(yù)測其有害，為支持性證據(jù)；先證者及其父親、姑姑的基因型均符合PED常染色體顯性遺傳的發(fā)病特征，且均匹配臨床表型。綜上，判定檢出的變異為致病性變異。

2 討論

陣發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙性疾病是一組運(yùn)動(dòng)障礙性疾病，臨床特征為突發(fā)的運(yùn)動(dòng)異?；蜃藙莓惓?，如舞蹈-手足徐動(dòng)癥、肌張力不全、投擲樣動(dòng)作等，癥狀反復(fù)發(fā)作，持續(xù)數(shù)秒至數(shù)小時(shí)，發(fā)作間期正常。通常分為以下4 型：①發(fā)作性運(yùn)動(dòng)誘發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙（paroxysmal kinesigenic dyskinesia，PKD），由突然從靜止到運(yùn)動(dòng)或改變運(yùn)動(dòng)形式所誘發(fā)；②發(fā)作性非運(yùn)動(dòng)誘發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙（paroxysmal nonkinesigenic dyskinesia，PNKD），自發(fā)發(fā)生；③PED在長時(shí)間運(yùn)動(dòng)后誘發(fā)；④發(fā)作性睡眠狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)障礙（paroxysmal hypnongenic dyskinesia，PHD），在睡眠中發(fā)生[3]。其中，PED（OMIM：612126）于1977年發(fā)現(xiàn)并報(bào)道[4]，1984 年系統(tǒng)描述其臨床特點(diǎn)[5]。

目前，PED 的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)尚未明確，但具有以下共同特點(diǎn)：原發(fā)性 PED 的發(fā)病年齡2～30歲，兒童期起病者多見[6]，男女比例約為2:3[7]。PED 通常由長時(shí)間、持續(xù)運(yùn)動(dòng)（如30分鐘以上的走路或跑步）所誘發(fā)，寒冷、長時(shí)間肌肉顫動(dòng)、被動(dòng)運(yùn)動(dòng)、神經(jīng)電刺激以及過度通氣等亦可能誘發(fā)，但不被攝入酒精、咖啡 等因素誘發(fā)[8]。發(fā)作持續(xù)時(shí)間一般不超過1 小時(shí)。發(fā)作多局限于長時(shí)間運(yùn)動(dòng)后的肢體，其中約79%的患者為下肢受累，發(fā)作時(shí)影響行走，部分患者可發(fā)生跌倒[7,9]。研究提示，PED患者可能存在不同程度的精神-運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲滯、癲癇、交替性偏癱、偏頭痛、溶血性貧血等[10-11]。PED 患者腦脊液葡萄糖含量與血糖比值較正常水平輕度下降，或可作為臨床診斷依據(jù)之 一[12-14]。PED 藥物治療效果不佳，緩解因素包括休息、生酮飲食等，并隨年齡增長有自發(fā)緩解趨向[10]。本家系先證者8 歲左右發(fā)病，表現(xiàn)為持續(xù)運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)障礙，腦脊液葡萄糖與同期血糖比值0.299，臨床診斷依據(jù)充 分。

PED主要由SLC2A1基因變異引起。SLC2A1基因定位于1p34.2，編碼的鈉依賴葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子1（glucose transporter 1，Glut-1）蛋白具有492 個(gè)氨基酸。神經(jīng)系統(tǒng)的Glut-1分布在血管內(nèi)皮細(xì)胞膜和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞膜上。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞通過細(xì)胞膜上的Glut-1攝取葡萄糖，葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑轉(zhuǎn)化成乳酸，乳酸通過單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)入神經(jīng)元細(xì)胞，參與線粒體氧化代謝，為腦組織提供能量[15]。當(dāng)Glut-1表達(dá)異常時(shí)，葡萄糖不能有效通過血腦屏障，導(dǎo)致腦組織持續(xù)缺乏能量供應(yīng)，進(jìn)而引起一系列神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。因血-腦屏障Glut-1 殘余功能的不同而表現(xiàn)出極大的臨床異質(zhì)性，表現(xiàn)為多種運(yùn)動(dòng)障礙、癲癇發(fā)作和發(fā)育遲緩，運(yùn)動(dòng)障礙可為持續(xù)性或發(fā)作性[16]。本家系患者的表現(xiàn)以持續(xù)性運(yùn)動(dòng)障礙為主，先證者父親已自發(fā)緩解；先證者及其姑姑仍存在發(fā)作性運(yùn)動(dòng)障礙；先證者弟弟以癲癇首發(fā)，隨訪至2歲3月齡，已出現(xiàn)饑餓時(shí)步態(tài)不穩(wěn)、易摔的運(yùn)動(dòng)障礙，暫未表現(xiàn)為典型的PED。因PED 的 發(fā)病年齡2～30歲，兒童期起病者多見，故繼續(xù)隨訪觀察。

在已報(bào)道的PED病例中，發(fā)現(xiàn)存在SLC2A1基因變異者約20%，還有PRRT2、PNKD、GCH1等基因變異的報(bào)道[8-10]。因此對臨床診斷為 PED并且SLC2A1基因檢測結(jié)果為陰性的患者，還應(yīng)進(jìn)行其他相關(guān)致病基因的篩查[15]。家族性PED呈常染色體顯性遺傳，外顯率與年齡有關(guān)，無遺傳早現(xiàn)[17-19]。

對于SLC2 A1基因相關(guān)性PED，生酮飲食療法可能有效[20]。由于PED可能影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育，故一經(jīng)確診應(yīng)及早開始生酮飲食，并至少持續(xù)至青春期[12]。應(yīng)用生酮飲食治療期間，如有復(fù)發(fā)，則需考慮藥物協(xié)同治療[20]。單純型PED患者，可嘗試使用氯硝西泮；伴有癲癇發(fā)作患者，卡馬西平效果較好[10]。本家系患者以成人及青少年為主，且家庭經(jīng)濟(jì)不理想，家長不接受先證者弟弟實(shí)施生酮飲食。先證者弟弟嬰兒期初診時(shí)未明確病因，選用左乙拉西坦治療后未再發(fā)作，故暫未更換抗癲癇藥，仍在隨訪觀察中。先證者及其姑姑考慮氯硝西泮等藥物的不良反應(yīng)，未接受相應(yīng)治療。

綜上，PED 發(fā)病機(jī)制目前尚未完全明確，但隨著更多病例的表型與基因型的報(bào)道，PED致病基因被相繼發(fā)現(xiàn)，對PED的認(rèn)識與研究也在不斷深入，其臨床癥狀復(fù)雜多樣及遺傳異質(zhì)性之謎將被解開。引起本家系PED的基因變異為SLC2A1第7外顯子c.940G＞A（p.Gly314Ser）的雜合錯(cuò)義變異，ESP數(shù)據(jù)庫、千人數(shù)據(jù)庫中均未收錄該變異位點(diǎn)，豐富了PED致病基因變異譜，并展現(xiàn)了高通量測序在診斷PED等遺傳性疾病中的實(shí)用性。