家族性肌萎縮側(cè)索硬化癥一家系兩例

李 曾，章軍建

武漢大學(xué)中南醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科（武漢 430071）

隨著遺傳學(xué)研究的進(jìn)展，越來越多的肌萎縮側(cè)索硬化癥（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）被證明與基因突變相關(guān)。不同的基因有不同的臨床表型，了解這些致病基因有助于疾病的精確診斷、預(yù)后判斷等。本文報告了兩例家族性ALS患者，均為SOD1基因p.Gly148Asp突變，癥狀在一年內(nèi)快速進(jìn)展，危及生命。本文對其臨床表現(xiàn)和遺傳評估進(jìn)行分析，有助于加深對ALS的認(rèn)識。

1 臨床資料

先證者，女，28歲。于2016年出現(xiàn)無明顯誘因的左下肢與右上肢無力、言語不清、飲水嗆咳、吞咽困難，無大小便障礙、肢體麻木等。家族中無近親結(jié)婚史及神經(jīng)肌肉疾病家族史。查體見延髓麻痹、呼吸肌無力，四肢及軀干肌肉萎縮，四肢遠(yuǎn)端肌力4-級、近端肌力4+級；四肢腱反射活躍，雙下肢巴賓斯基征陽性，余無明顯異常。肌電圖見高波幅、寬時限的運動電位，累及球段、頸段、胸段、腰段，提示廣泛神經(jīng)源性病變?；驒z測提示SOD1基因存在c.443G＞A雜合突變。完善頭部及脊髓MRI、腦脊液相關(guān)檢查，均未見明顯異常。排除其他疾病后，根據(jù)修訂版El Escorial診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]考慮為擬診型ALS。后患者癥狀進(jìn)行性加重，于2017年出現(xiàn)全身肌肉嚴(yán)重萎縮，咽喉肌和舌肌無力、萎縮，呼吸困難，以呼吸機(jī)維持通氣。發(fā)病2年后死于呼吸衰竭。

先證者母親，女，54歲。于2020年6月出現(xiàn)無明顯誘因左上肢無力，伴全身肉跳感，不伴感覺障礙。既往糖尿病病史、腸息肉手術(shù)史、女兒ALS病史，家族無近親結(jié)婚史。查體：體溫36.7℃，脈率79次/min，呼吸 20次/min，收縮壓/舒張壓111/68 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）。神志清楚，左上肢近端肌力3級、遠(yuǎn)端肌力4+級，右上肢近端肌力5級、遠(yuǎn)端肌力4+級，雙下肢近端肌力4級、遠(yuǎn)端肌力5級。左側(cè)肩胛肌萎縮，左側(cè)肱二頭肌、雙側(cè)第一骨間肌肌容積減少，可見肌束震顫。雙上肢腱反射（++），雙下肢腱反射等稱降低，腹壁反射消失。無巴賓斯基征、霍夫曼征等病理反射征。其他神經(jīng)系統(tǒng)評估包括認(rèn)知、顱神經(jīng)功能、感覺系統(tǒng)、言語和吞咽

均未發(fā)現(xiàn)異常。血常規(guī)、血生化、血脂、風(fēng)濕免疫全套、微量元素、腫瘤全套未見明顯異常。腦脊液蛋白輕度增高（0.476 g/L），腦脊液壓力、常規(guī)、免疫、細(xì)菌檢查未見明顯異常。頸椎平掃與臂叢神經(jīng)MRI檢查提示頸椎退行性病變，頸椎間盤（C3/4、C4/5、C5/6）稍突出。頭部彌散張量成像未見雙側(cè)皮質(zhì)脊髓束明顯異常。肌電圖可見大的運動單位電位、纖維性顫動和正銳波的去神經(jīng)支配電位，四肢周圍神經(jīng)神經(jīng)源性損害，主要累及運動髓鞘（包括球段、頸段、胸段、腰段）。肌電圖提示ALS或其他運動神經(jīng)元疾病。獲患者知情同意后進(jìn)行基因檢測，結(jié)果與先證者相同，SOD1基因存在c.443G＞A雜合突變，導(dǎo)致其編碼氨基酸發(fā)生p.Gly148Asp錯義突變（圖1）。根據(jù)患者隱匿性起病，病程進(jìn)行性加重，臨床癥狀如上、下運動神經(jīng)元均受累并累及多個部位，肌電圖呈典型的神經(jīng)源性損害，有陽性家族史，基因檢測提示SOD1基因突變，排除其他相關(guān)疾病，診斷為家族性肌萎縮側(cè)索硬化癥（familial amyotrophic lateral sclerosis，fALS）。發(fā)病2個月時ALS功能評分為38分。一年后隨訪，患者癥狀迅速進(jìn)展，包括全身肌肉萎縮、構(gòu)音障礙、吞咽與呼吸困難，于當(dāng)?shù)蒯t(yī)院重癥監(jiān)護(hù)室內(nèi)以呼吸機(jī)輔助通氣等維持生命，ALS功能評分下降到5分。

圖1 SOD1基因中c.443G＞A雜合突變Figure 1. C.443G＞A heterozygous mutation in SOD1 gene

2 討論

ALS是運動神經(jīng)元病中一種致死性的神經(jīng)退行性疾病，主要累及上、下運動神經(jīng)元，導(dǎo)致進(jìn)行性肌肉萎縮和痙攣，上肢遠(yuǎn)端尤其突出。流行病學(xué)研究表明，ALS平均發(fā)病年齡為65歲，其中男性為55歲，女性為60歲，80歲以上人群發(fā)病率迅速下降，35歲前發(fā)病為早發(fā)性ALS[2]。ALS患病存在性別差異，男女患病比例約為1.3∶1。絕大多數(shù)病例為散發(fā)性ALS（sporadic amyotrophic lateral sclerosis，sALS），但仍有約5%～10%的患者為fALS，呈常染色體顯性或隱性遺傳模式。該病為節(jié)段性起病，隨著病情的發(fā)展，患者逐漸出現(xiàn)典型的上下運動神經(jīng)元損害體征，表現(xiàn)為嚴(yán)重且廣泛的全身肌肉萎縮、肌張力增高、病理征陽性，并在發(fā)病3～5年后死于呼吸衰竭或肺部感染[3]。神經(jīng)肌肉電生理改變主要表現(xiàn)為廣泛的神經(jīng)源性損害，通常累及3個及以上區(qū)域（延髓、頸髓、胸髓、腰骶髓）。頭部及脊髓MRI無特征病灶。目前臨床上主要應(yīng)用修訂版El Escorial標(biāo)準(zhǔn)診斷ALS，其根據(jù)患者的臨床表現(xiàn)、體征、病變累及范圍和肌電圖分為確診型、擬診型、實驗室支持的擬診型及可能型四個等級。對于fALS的診斷除依賴上述檢查手段外還需結(jié)合家族史、基因檢測等。該病應(yīng)與多灶性運動神經(jīng)病、脊髓空洞癥、脊髓型頸椎病、平山病、ALS綜合征相區(qū)別。本文討論的兩名患者均以肢體遠(yuǎn)端無力起病，病程進(jìn)展迅速，一年內(nèi)累及球部、頸髓、腰髓三個部位，肢體及軀干肌肌肉萎縮，下運動神經(jīng)元受損嚴(yán)重。上運動神經(jīng)元受損體征不明顯，僅表現(xiàn)為腱反射活躍、病理征陽性。肌電圖提示神經(jīng)源性損害，累及三個區(qū)域?；颊呔哂绣F體束受損表現(xiàn)，可排除多灶性運動神經(jīng)病。無節(jié)段性痛溫覺缺失、無感覺障礙，可排除脊髓空洞癥及脊髓性頸椎病。患者無物理因素影響、無代謝異常、無免疫異常、無伴發(fā)腫瘤，可排除ALS綜合征。在一年期隨訪時，先證者母親已出現(xiàn)嚴(yán)重的咽喉肌萎縮、呼吸困難、肢體肌肉廣泛萎縮，結(jié)合兩名患者的病程、體征、肌電圖、家族史、基因檢測結(jié)果，排除其他疾病， 最終診斷為SOD1基因突變的fALS。

目前發(fā)現(xiàn)與ALS有關(guān)的基因有上百種[4]，但相關(guān)致病基因僅30余種。研究表明，約68%的fALS和11%的sALS與致病基因相關(guān)。約三分之一的fALS病例中未發(fā)現(xiàn)非特異性基因突變[5]。已發(fā)現(xiàn)的致病基因中，最常見的是SOD1、TARDBP、FUS和C90ORF72[6]。其中SOD1基因是于1993年發(fā)現(xiàn)的第一個ALS致病基因[7]。SOD1基因位于21號染色體短臂，負(fù)責(zé)編碼銅鋅超氧化物歧化酶（Cu/Zn-superoxide dismutase，Cu/Zn-SOD）。Cu/Zn-SOD是細(xì)胞內(nèi)清除自由基和抗氧化的重要酶，在將高反應(yīng)性活性氧超氧化物轉(zhuǎn)化為氧分子和過氧化氫方面發(fā)揮著重要作用[8]。SOD1基因突變在ALS病例中占比較高，約25%的fALS和部分sALS均與其相關(guān)[9]。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了SOD1基因180多種不同的突變，經(jīng)典的突變包括p.D90A、p.A4V、p.G93A等。大部分突變?yōu)殄e義點突變，呈常染色體顯性遺傳模式，它們并非聚集在基因的特定部分，而是散布在整個編碼區(qū)，且多發(fā)生在外顯子上，從而導(dǎo)致SOD1編碼蛋白的功能失常。SOD1基因突變相關(guān)的ALS患者病程進(jìn)展緩慢，發(fā)病年齡較早，以下運動神經(jīng)元體征為主，較少出現(xiàn)認(rèn)知障礙[10]。但SOD1基因不同位點的突變會導(dǎo)致患者臨床特點、發(fā)病年齡、病程發(fā)展速度及生存期長短等有所不同。如攜帶p.A4V、p.H43R、p.L84V、p.G85R、p.N86S和 p.G93A等突變的患者，疾病往往進(jìn)展迅速，平均生存期小于3年；而攜帶p.G93C、p.D90A或p.H46R等突變患者，以下運動神經(jīng)元損害為主要表現(xiàn)，進(jìn)展緩慢，生存期可達(dá)10年或更長。不同的突變方式臨床表現(xiàn)差異顯著，例如本文中兩例患者的基因突變類型均是將SOD1蛋白的148號密碼子上的甘氨酸替換為天冬氨酸，為G147D突變。該突變類型在國外fALS病例中已被報道，但尚未有關(guān)于此突變臨床特點的闡述。本文中兩名患者的臨床表現(xiàn)類似，不同于大多數(shù)的SOD1突變表型，其病程進(jìn)展迅速，均在發(fā)病一年內(nèi)嚴(yán)重累及呼吸肌和全身肌肉。一定程度上說明，該位點突變導(dǎo)致的臨床癥狀較一般SOD1突變更為嚴(yán)重，病程進(jìn)展較快，以下運動神經(jīng)元受損為主，引起全身肌肉特別是呼吸肌萎縮，且存活時間更短。但本文中兩例患者發(fā)病年齡存在差異，即使為同一基因相同位點的突變，其臨床表型，如臨床癥狀、發(fā)病年齡、病程的進(jìn)展速度等也有一定的家族間或家族內(nèi)的顯著區(qū)別。

ALS的治療方式包括藥物干預(yù)以及呼吸管理、營養(yǎng)支持、生活護(hù)理等綜合治療，一定程度上可延長患者的生存時間，提高患者的生活質(zhì)量。利魯唑與依達(dá)拉奉聯(lián)用是目前唯一被批準(zhǔn)治療ALS的藥物[11]，但其只能延緩部分患者的病情進(jìn)展，不能逆轉(zhuǎn)疾病。迄今為止，ALS尚無根治的方法[12]。相關(guān)治療的研究方向主要包括抗興奮毒性藥物、抗氧化和自由基清除劑、神經(jīng)營養(yǎng)因子、基因治療等?，F(xiàn)階段對于基因治療的研究較多，部分動物實驗已初顯成效，如在由SOD1編碼基因突變導(dǎo)致的fALS動物模型中，抑制突變基因可以提高存活率[13-14]。分子遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)遺傳因素在ALS疾病發(fā)生發(fā)展中起了重要作用。ALS-SOD1突變基因在脊髓運動神經(jīng)元和中間神經(jīng)元表達(dá)異常標(biāo)志物，因此成為潛在的臨床靶標(biāo)。Bravo-Hernandez等研究顯示在某些ALS發(fā)病前，軟脊膜下注射AAV9-shRNA-SOD1點基因治療，能顯著延長存活時間，大幅度保留運動神經(jīng)元功能和運動能力，甚至在疾病發(fā)生后使用，也能阻止病程進(jìn)展[15-16]。

隨著研究的深入，越來越多的ALS致病及風(fēng)險基因被發(fā)現(xiàn)，相關(guān)基因治療臨床試驗的開展，促進(jìn)了基因診斷應(yīng)用于ALS臨床實踐的必要性。深入了解這些基因型對應(yīng)的臨床表型，有助于疾病的精準(zhǔn)診斷、預(yù)后判斷，并為今后的基因治療提供依據(jù)。