HTRA1相關(guān)常染色體顯性遺傳腦小血管病1例☆

陳莉 劉歡 邢曉娜 陳曉虹

遺傳性腦小血管病 （cerebral small vessel disease，CSVD）根據(jù)遺傳形式可分為三類：顯性型、X連鎖型（Fabry病）和隱性型[1-5]。伴皮質(zhì)下梗死和白質(zhì)腦病的常染色體隱性遺傳性腦動(dòng)脈病（cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy，CARASIL）是由HTRA1的雙等位基因純合突變引起的，臨床特征是青年期（20～45歲）發(fā)病，神經(jīng)系統(tǒng)特點(diǎn)包括缺血性卒中（腔隙性腦梗塞、腦白質(zhì)病變、微出血、腦萎縮）、認(rèn)知障礙、情緒改變，非神經(jīng)系統(tǒng)特點(diǎn)包括腰痛或脊椎發(fā)育障礙和40歲前的脫發(fā)癥[6-7]。近年來，新發(fā)現(xiàn)的HTRA1基因雜合性突變可導(dǎo)致近5%的家族性CSVD，這些疾病呈現(xiàn)顯性遺傳模式，與CARASIL不同的是發(fā)病較晚、程度較輕且缺乏非神經(jīng)系統(tǒng)特征[8-10]。本文報(bào)告1例以反復(fù)發(fā)作輕型卒中為主要表現(xiàn)的患者，無傳統(tǒng)腦血管病危險(xiǎn)因素，既往發(fā)育正常，通過分析患者神經(jīng)影像及遺傳學(xué)特點(diǎn)，總結(jié)報(bào)告該基因的臨床表型。

1 臨床資料

患者，男，49歲，近5年來反復(fù)發(fā)作性小卒中表現(xiàn)伴輕度頸腰部疼痛及間斷頭暈發(fā)作，自發(fā)病以來出現(xiàn)焦慮、抑郁情緒。既往無高血壓病、糖尿病、冠心病等其他腦血管病危險(xiǎn)因素。個(gè)人史：運(yùn)動(dòng)和智力發(fā)育正常，無煙酒等不良嗜好。家族史：否認(rèn)父母近親婚配史；患者母親47歲患腦血管病于60歲死亡；患者母親的三個(gè)兄弟姐妹患腦血管病死亡（見圖 1）。

圖1 患者家系圖 箭頭為先證者；條紋符號(hào)為腦血管病患者；方形為男性；圓形為女性；斜線為死者。

體格檢查：血壓127 mmHg/84 mmHg。無明顯脫發(fā)表現(xiàn)。腰椎彎曲不受限，四肢關(guān)節(jié)無畸形和活動(dòng)受限。心、肺、腹體檢無異常。神經(jīng)系統(tǒng)檢查：雙上肢及左下肢肌力5級(jí)，右下肢肌力4+級(jí)；左側(cè)肌張力正常，右側(cè)肌張力稍高。雙上肢腱反射稍亢進(jìn)，右＞左；雙下肢腱反射亢進(jìn)。輪替動(dòng)作可完成，右側(cè)較左側(cè)稍笨。Babinski’s征（左-，右+），余神經(jīng)系統(tǒng)查體未見明顯異常。

輔助檢查：神經(jīng)心理學(xué)測試示MMSE評(píng)分為30/30分，MOCA為27/30分（扣分項(xiàng)目為延遲回憶-2，語言-1），F(xiàn)uld物品記憶測驗(yàn) 16分（＞11分）、詞語流暢性 35分（＞28分）、Rey聽覺詞語學(xué)習(xí)測驗(yàn)35分 （＞15分）、波斯頓命名30分（＞24 分）、Stroop 色詞測驗(yàn) 49 分（＞39 分）、數(shù)字廣度測試13分（＞7分）均完成良好，無認(rèn)知功能損害。眼底檢查顯示視乳頭邊界清，色淡紅，動(dòng)靜脈之比為2:3。血脂、血糖、甲狀腺功能等血液和相關(guān)免疫學(xué)檢查均無異常。頭MRI顯示在FLAIR像可見在腦干、大腦皮層下、基底節(jié)多發(fā)腔隙性梗死灶 （見圖2A、B）；DWI示左側(cè)腦室旁可見新發(fā)梗死灶 （見圖2C）；FLAIR像上雙側(cè)側(cè)腦室前后角旁見廣泛白質(zhì)異常信號(hào)（見圖2D）；T2WI可見血管周圍腔隙（見圖2E）；未見明顯腦萎縮（見圖2F）；SWI像上呈多發(fā)點(diǎn)狀微出血灶（見圖2G、H）；MRA示顱內(nèi)大血管未見明顯血管狹窄（見圖2I）。脊柱MRI檢查顯示（見圖3）頸椎、胸椎、腰椎的椎體及椎間盤退行性改變，各椎間盤不同程度突出，脊髓內(nèi)無異常信號(hào)。雙側(cè)頸動(dòng)脈、椎動(dòng)脈超聲及鎖骨下動(dòng)脈超聲未見明顯異常。心臟、肝、膽、胰、脾、甲狀腺彩超檢查未見異常。肌電圖及誘發(fā)電位示雙下肢脛、腓腸運(yùn)動(dòng)神經(jīng)未見異常。

圖2 患者頭MRI 顯示在FLAIR像可見在基底節(jié)、大腦皮層下多發(fā)腔隙性梗死灶 （A、B）；DWI示左側(cè)腦室旁可見新發(fā)梗死灶（C）；FLAIR像上雙側(cè)側(cè)腦室前后角旁見廣泛白質(zhì)異常信號(hào)（D）；T2WI可見血管周圍腔隙（E）；未見明顯腦萎縮（F）；SWI像上呈多發(fā)點(diǎn)狀微出血灶 （G、H）；MRA示顱內(nèi)大血管未見明顯血管狹窄（I）。

圖3 患者頸椎、胸椎和腰椎T2WI 多發(fā)椎體退行性變，椎間盤變性伴隨椎間盤突出。

基因測序：對患者及其女兒、患者的2個(gè)姐姐和1個(gè)哥哥均進(jìn)行了HTRA1基因直接測序，還對患者進(jìn)行Notch3基因直接測序。結(jié)果：患者HTRA1基因第1號(hào)外顯子存在C.267C＞A雜合突變，該無義突變（又稱截?cái)嗤蛔儯?dǎo)致其編碼蛋白第89位氨基酸（半胱氨酸）之后的392個(gè)氨基酸均無法翻譯，從而使HTRA絲氨酸肽酶1縮短了392個(gè)氨基酸。其女兒HTRA1基因第1號(hào)外顯子也存在同患者一致的C.267C＞A雜合突變，患者的2個(gè)姐姐及1個(gè)哥哥未發(fā)現(xiàn)HTRAl基因突變?；颊逳otch3基因第13號(hào)內(nèi)含子存在雜合突變C.2144+14T＞C，而內(nèi)含子突變是不會(huì)影響氨基酸編碼的。

2 討論

HTRA絲氨酸肽酶1（HTRA1）具有高度保守的類胰蛋白酶樣絲氨酸蛋白酶結(jié)構(gòu)域和至少1個(gè)C-末端PDZ結(jié)構(gòu)域，它參與多種細(xì)胞過程，尤其是在轉(zhuǎn)化生長因子-β信號(hào)通路中發(fā)揮重要的作用，通常被認(rèn)為是血管生成和血管內(nèi)穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)因子[11]。HTRA1基因突變與多種疾病及病理生理有關(guān)如年齡相關(guān)性黃斑變性[12]、關(guān)節(jié)炎、常染色體隱性遺傳性腦動(dòng)脈病及動(dòng)脈硬化伴皮質(zhì)下梗死及白質(zhì)腦?。╟erebral autosomal recessive arteriopathy/arteriosclorosis withsubcortical infarcts anleukoencephalopathy，CARASIL）、Loeys-Dietz綜合癥和遺傳性出血性毛細(xì)血管擴(kuò)張等[13]。在CARASIL中HTRA1基因突變導(dǎo)致HTRA1酶活性喪失，不能抑制轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）家族信號(hào)，使纖連蛋白EDA結(jié)構(gòu)域和多功能蛋白聚糖在患者腦小動(dòng)脈內(nèi)膜中積累使其增厚，進(jìn)而引起管腔狹窄、動(dòng)脈硬化和血管重塑，導(dǎo)致缺血性小血管疾病，TGF-β也調(diào)控頭發(fā)毛囊的發(fā)育和骨骼形成，導(dǎo)致了脊椎病和脫發(fā)的臨床表現(xiàn)[14]。

在一些CARASIL的病例報(bào)道中發(fā)現(xiàn)先證者的HTRA1基因雜合子突變的親屬都具有不同程度的腦白質(zhì)病變[15-17]、輕度脫發(fā)[17]及腦血管病等臨床表現(xiàn)[15-17]。此外在一些HTRA1基因雜合突變相關(guān)性CSVD的病例報(bào)告[18-22]中也發(fā)現(xiàn)患者有類似CARASIL的臨床表現(xiàn)，尤其是頭MRI上表現(xiàn)出的多發(fā)腦白質(zhì)及微出血改變[14]，隨訪研究中發(fā)現(xiàn)此類患者在神經(jīng)系統(tǒng)檢查、頭MRI和神經(jīng)心理檢查中具有一定的臨床和影像學(xué)的穩(wěn)定性[21]。在一些對大量不明原因的家族性CSVD進(jìn)行的研究[8-10]中發(fā)現(xiàn)有些HTRA1基因突變表現(xiàn)為顯性突變，雜合子攜帶者在臨床上受到影響，其頻率預(yù)計(jì)遠(yuǎn)高于隱性型突變，這些突變占家族性腦小血管病的近5%。還發(fā)現(xiàn)這些HTRA1基因雜合突變體發(fā)病年齡遲于、臨床表現(xiàn)不同、致病等級(jí)不同且遠(yuǎn)低于具有雙等位突變的后代，這些表現(xiàn)為顯性遺傳模式，與CARASIL不同之處在于晚發(fā)和有時(shí)缺乏非神經(jīng)學(xué)特征，即CARASIL雜合患者的所謂“弱”表型。

本病例是新型雜合HTRA1基因突變的攜帶者，為顯性遺傳模式，先證者的兄弟姐妹都無該基因突變，遺憾的是由于患者父母及母親的兩個(gè)兄弟已經(jīng)死亡，缺少檢測信息，無法判斷遺傳共分離。先證者女兒存在與其相同的HTRA1基因雜合突變，可能是從先證者那里繼承而來，也有可能是突變而來。先證者的雜合突變體為新發(fā)現(xiàn)的突變位點(diǎn)（在MAF數(shù)據(jù)庫中未收錄），根據(jù)美國醫(yī)學(xué)遺產(chǎn)學(xué)和基因組學(xué)與分子病理學(xué)協(xié)會(huì)指定的解讀指南進(jìn)行的分級(jí)提示其具有致病作用，符合三個(gè)證據(jù)PM、PM2和PVS1。先證者臨床表現(xiàn)為反復(fù)小卒中伴輕微腰痛，類似CARASIL的臨床表現(xiàn)但程度較輕且發(fā)病較晚，頭MRI具有典型的腦小血管病神經(jīng)影像學(xué)表現(xiàn)包括廣泛腦白質(zhì)病變、多發(fā)腔隙性腦梗死、腦微出血、周圍血管間隙，頸、胸及腰椎多發(fā)椎間盤突出，因此本研究支持這種HTRA1基因雜合突變相關(guān)CSVD表現(xiàn)為典型CARASIL較輕和遲發(fā)表型的理論。

雜合HTRA1相關(guān)CSVD的分子機(jī)制尚不完全清楚，學(xué)者們對家族性CSVD進(jìn)行基因分析后[8-10]認(rèn)為不同位點(diǎn)、部位、突變類型都會(huì)導(dǎo)致HTRA1酶活性喪失或降低，但降低程度不同，失活機(jī)制也不同。對HTRA1酶活性降低或喪失機(jī)制的提出了一些猜測[8]認(rèn)為一些錯(cuò)義突變可能是占優(yōu)勢的負(fù)突變，突變的等位基因是功能缺失突變體，擾了剩余野生型等位基因的正常功能，導(dǎo)致酶活性進(jìn)一步下降；也可能其中一些錯(cuò)義突變是半顯性突變；或者突變導(dǎo)致過早終止密碼子將導(dǎo)致突變的mRNA的衰變，突變等位基因編碼的蛋白質(zhì)缺乏合成，從而導(dǎo)致單倍功能不全，其本身不足以引起CSVD，這可以解釋有些雜合攜帶者在臨床上不受影響。有研究統(tǒng)計(jì)35個(gè)雜合突變發(fā)現(xiàn)氨基酸最接近250-300的氨基酸受到的影響最大，其次是氨基酸150-200，突變位點(diǎn)區(qū)域集中的趨勢可能與這些區(qū)域中負(fù)責(zé)HTRA1相關(guān)常染色體顯性CSVD發(fā)病機(jī)理的關(guān)鍵位點(diǎn)的濃度有關(guān)[22]。本病例HTRA1基因的該無義突變導(dǎo)致其編碼的蛋白第89位氨基酸之后的392個(gè)氨基酸均無法翻譯，因此其發(fā)病機(jī)制可能為半顯性突變導(dǎo)致HTRA1酶活性降低，也可能與其無法翻譯的氨基酸恰巧位于負(fù)責(zé)HTRA1相關(guān)常染色體顯性CSVD發(fā)病機(jī)理的關(guān)鍵位點(diǎn)有關(guān)。

本病例擴(kuò)大了與常染色體顯性小血管病臨床表型有關(guān)的HTRA1基因中新雜合突變的范圍，為攜帶HTRA1基因雜合突變的CSVD患者的臨床模式提供了一定的資料。雜合HTRA1基因突變可能是CSVD的病因，因此建議對所有不明原因的CSVD患者都應(yīng)進(jìn)行HTRA1基因的篩選。