特發(fā)性震顫的遺傳學(xué)研究

林雨潔，劉 紅，王 鈺

（1.長治醫(yī)學(xué)院附屬和平醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，山西 長治 046000；2.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，天津 300052）

特發(fā)性震顫（essentialtremor，ET）是成人常見的運(yùn)動障礙疾病，全世界的發(fā)病率約為0.9%，其特征為雙側(cè)上肢孤立的姿勢和/或運(yùn)動性震顫，伴或不伴其他部位（如頭部、聲音或下肢）的震顫[1]，頻率一般在4～12 Hz?；疾÷孰S著年齡的增長而顯著增加，65歲或65 歲以上人群的患病率為4.6%。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為ET 是單一的運(yùn)動障礙疾病，然而其具有復(fù)雜的臨床特征，除了運(yùn)動癥狀，非運(yùn)動癥狀也越來越受到人們的關(guān)注。最常見的伴隨著神經(jīng)心理特征，例如，認(rèn)知障礙、抑郁、焦慮、睡眠障礙和疲勞[2，3]。ET 常嚴(yán)重影響個(gè)人的生活質(zhì)量，且初步診斷為ET 后發(fā)展為帕金森?。≒D）的風(fēng)險(xiǎn)是正常人的4 倍[4]。因此，對其發(fā)病機(jī)理的研究顯得尤為重要。ET 的遺傳模式是孟德爾常染色體顯性遺傳，且有50%～70%的ET 為家族性的[5]。研究表明[6]，ET 在同卵雙生子中的發(fā)生率為69%～93%，在異卵雙生子中的發(fā)生率為27%～29%。其發(fā)病很可能是由于復(fù)雜的遺傳因素與各種細(xì)胞和環(huán)境因素相互作用而導(dǎo)致涉及小腦-丘腦-皮質(zhì)通路的回路功能異常所導(dǎo)致的結(jié)果[7]。連鎖分析和全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWASs）已經(jīng)確定了幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)變異。到目前為止，在ET 家系中發(fā)現(xiàn)了3 個(gè)基因位點(diǎn)：3q13 上 的ETM1、2p24.1 上 的ETM2 和6p23 上的1 個(gè)。這些位點(diǎn)上的多個(gè)候選基因包括多巴胺D3 受體基因（DRD3）和HS1 結(jié)合蛋白3 基因（HS1BP3）的變異增加了ET 的風(fēng)險(xiǎn)[8]。然而，這些基因還沒有在其他ET 家族或隊(duì)列中產(chǎn)生一致的結(jié)果。病理學(xué)和遺傳學(xué)的研究，為ET 的發(fā)病機(jī)制提供了新的思路，遺傳易感性很可能是其主要的致病原因。因此，進(jìn)行ET 遺傳學(xué)分析有助于進(jìn)一步研究其病理生理機(jī)制，為ET 的診斷和治療奠定基礎(chǔ)，也能為將來新型藥物的研究，提供一定的依據(jù)。

1 LINGO1

富含亮氨酸重復(fù)序列和含勿動蛋白lg 域的受體作用蛋白基因成員1（leucine rich repeat and Ig domain containing 1，LINGO1）由染色體15q24 上的1 個(gè)基因編碼，該基因有12 個(gè)富含亮氨酸的重復(fù)結(jié)構(gòu)域、1 個(gè)免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域和1 條短的細(xì)胞質(zhì)尾巴。LINGO1 是一種跨膜蛋白，選擇性地在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞上表達(dá)[9]，與富亮氨酸重復(fù)蛋白激酶2 基因（LRRK2；OMIM ref*609007）在結(jié)構(gòu)上有相似之處，后者已與家族性PD 連鎖[10]。LINGO1 對神經(jīng)元存活有很強(qiáng)的負(fù)性調(diào)節(jié)作用，其除了影響成人的少突膠質(zhì)細(xì)胞成熟或軸突延伸抑制外，還可能參與神經(jīng)元發(fā)育的活動[11]。全基因組與LINGO1 基因標(biāo)記的顯著相關(guān)性表明，ET 的一個(gè)致病機(jī)制可能與LINGO1 缺陷引起的軸突功能受損有關(guān)，這些缺陷通過結(jié)合與Nogo-66 受體（NgR1）結(jié)合，改變了軸突生長、髓鞘形成或神經(jīng)元存活[9]。

一些獨(dú)立的研究中已經(jīng)觀察到LINGO1 基因的遺傳變異與患ET 的風(fēng)險(xiǎn)之間存在一定的聯(lián)系。一項(xiàng)對冰島ET 患者進(jìn)行的GWASs 表明，位于LINGO1基因內(nèi)含子區(qū)域的2 個(gè)SNPs rs9652490 和rs11856808 與該病有關(guān)。隨后的研究分析了來自歐洲和美國另外4 個(gè)ET 家系中的LINGO1 SNPs，表明只有rs9652490 與ET 的遺傳關(guān)聯(lián)仍然顯著[12]。另外有研究顯示[13]，rs9652490 的G 等位基因不僅與家族性ET 的關(guān)聯(lián)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)攜帶2 個(gè)G 等位基因的個(gè)體至少有3 倍的風(fēng)險(xiǎn)，而與散發(fā)性ET 無關(guān)。然而，隨后對亞洲、西班牙、加拿大家族性ET 患者進(jìn)行的研究，并不支持該位點(diǎn)變異與ET 的相關(guān)性[6]。即使LINGO1 rs9652490 在最初的研究中顯示出與ET 很高的關(guān)聯(lián)性，但在后來的研究中，未發(fā)現(xiàn)有準(zhǔn)確的顯著相關(guān)性。因此，需要使用更大樣本量的GWASs 來評估普通遺傳變異是否易患ET。

2 FUS

肉瘤融合基因（fused in sarcoma，F(xiàn)US）基因位于16 號染色體上，是人類脂肪肉瘤中的融合癌基因，其包含15 個(gè)外顯子，編碼1 個(gè)由526 個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，其屬于FET 蛋白家族，還包括Ewing RN結(jié)合蛋白（EWS）和TATA 結(jié)合蛋白相關(guān)因子2N（由TAF15 編碼）。雖然FUS 的確切生理功能尚未完全闡明，但越來越多的證據(jù)表明，F(xiàn)US 參與了多種細(xì)胞過程，包括細(xì)胞增殖、DNA 修復(fù)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及多水平的RNA 和microRNA 過程[14]。編碼RNA 結(jié)合蛋白的FUS 基因變異已被確認(rèn)為肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）、ET 和罕見形式的額顳葉變性（FTLD）的致病或危險(xiǎn)因素[15]。這些發(fā)現(xiàn)表明FUS 可能在神經(jīng)退行性疾病中起普遍作用。

有研究對一個(gè)大的ET 家系進(jìn)行了外顯子組測序，發(fā)現(xiàn)FUS 的突變是導(dǎo)致該家系ET 的原因[16]。然而，對北美早發(fā)性ET 患者的測序分析并未得出支持性的結(jié)果。Rajput A 等[17]對加拿大ET 患者的研究，為FUS 突變在ET 中的作用提供了支持。然而在2015 年一項(xiàng)對歐洲家族性ET 患者進(jìn)行的FUS基因測序研究并沒有發(fā)現(xiàn)影響FUS 蛋白結(jié)構(gòu)或位于剪接位點(diǎn)的新的錯(cuò)義變異或其他變異[18]。隨后，Yan YP 等[19]對我國東部的ET 患者進(jìn)行FUS 基因測序后，檢測到2 個(gè)同義編碼SNPs（rs741810 和rs1052352），該研究發(fā)現(xiàn)FUS 基因中的rs1052352增加了華東地區(qū)ET 的風(fēng)險(xiǎn)。盡管如此，這種同義變異是否會導(dǎo)致ET 的發(fā)生仍是未知數(shù)。FUS 突變的病例顯然是零星的，這種突變相關(guān)疾病的外顯率很低，其與ET 的相關(guān)性有待于進(jìn)一步研究。

3 HTRA2

HTRA2 絲氨酸肽酶2 基因（HtrA serine peptidase 2，HTRA2）編碼458aa 的絲氨酸蛋白酶，位于線粒體膜間隙。在凋亡刺激下，HTRA2 蛋白從線粒體釋放到胞漿中，與凋亡抑制蛋白結(jié)合，啟動細(xì)胞凋亡[20]。多條證據(jù)表明HTRA2 與PD 有關(guān)。在mnd2 小鼠模型中，HtrA2 p.S275C 導(dǎo)致蛋白酶活性喪失，并導(dǎo)致運(yùn)動神經(jīng)元變性表型，表現(xiàn)為共濟(jì)失調(diào)、重復(fù)運(yùn)動和運(yùn)動不穩(wěn)[21]。此外，由于紋狀體神經(jīng)元的丟失，HTRA2基因敲除的小鼠表現(xiàn)出PD 的特征[21，22]?；谶@些功能，由于2 個(gè)錯(cuò)義突（HTRA2p.G399S 和HTRA2p.A141S）都導(dǎo)致線粒體功能障礙、線粒體形態(tài)改變和蛋白酶活性降低[23]。Unal Gulsuner H 等[24]在1 個(gè)土耳其ET 家系中研究發(fā)現(xiàn)，HTRA2 的1 個(gè)變異[c.1195G>A（p.G399S）；rs72470545]能引起ET。在雜合子和純合子狀態(tài)下均可發(fā)現(xiàn)p.G399S 替換，且拷貝數(shù)與純合子個(gè)體發(fā)病年齡較早、震顫程度較重相關(guān)。然而，一項(xiàng)對挪威西部PD 和ET 患者的研究，并不支持HTRA2 p.G399S 替換與震顫之間的聯(lián)系[25]。同樣，Renaud M 等[26]進(jìn)行的隊(duì)列研究，也并不支持HTRA2p.G399S 變異是ET 的危險(xiǎn)因素。通過以上一系列研究，HTRA2 可能不是家族性ET 或PD 的1 個(gè)原因。仍需要更大樣本量的研究來分析HTRA2 在我國和世界其他地方的ET 和PD 中的作用。

4 TENM4

固生跨膜蛋白4 基因（TENM4）是軸突引導(dǎo)和髓鞘形成的調(diào)節(jié)因子，TENM4 基因敲除的小鼠表現(xiàn)出ET 表型，這表明軸突引導(dǎo)在ET 中很重要[27]。Hortmann M 等[20]通過結(jié)合全外顯子測序和靶向測序，在西班牙多代家系中發(fā)現(xiàn)了3 個(gè)與疾病表型部分分離的不同錯(cuò)義突變，并在病例中發(fā)現(xiàn)了另外9個(gè)罕見的錯(cuò)義變異。隨后的一項(xiàng)對加拿大人的研究，觀察到2 例ET 患者分別攜帶突變c.4895G>A 和c.5287G>A，此外，還發(fā)現(xiàn)了單個(gè)患者攜帶的34 號外顯子（p.Q2552X）的1 個(gè)新的無義變異。然而，一項(xiàng)對法國ET 患者進(jìn)行HTRA2 基因測序分析，并未發(fā)現(xiàn)任何突變位點(diǎn)[26]。隨后，Houle G 等[28]在加拿大ET患者中發(fā)現(xiàn)了許多罕見的錯(cuò)義變異，但ET 患者與對照組之間的并不存在顯著差異。

雖然一些研究報(bào)告在ET 病例中TENM4 的編碼序列中有多種罕見的變異，但這種突變在普通人群中也相對常見。這可能是因?yàn)門ENM4 是1 個(gè)包含34 個(gè)外顯子的大基因，總共編碼2769 個(gè)氨基酸。這里發(fā)現(xiàn)的TENM4 變異的性質(zhì)，以及它們在ET 病例和對照個(gè)體中的分布缺乏相關(guān)性，表明大多數(shù)變異不會顯著影響它們編碼的蛋白質(zhì)的功能。需要對世界范圍內(nèi)更多的ET 人群進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以進(jìn)一步確定TENM4 在ET 發(fā)病機(jī)制中的相關(guān)性。

5 STK32B

絲氨酸/蘇氨酸激酶32B 基因（serine/threonine kinase 32B，STK32B）位于520kb 的缺失區(qū)域，其生物功能尚不清楚，但它已被證明與PHF21A 發(fā)生物理作用，PHF21A 是BRAF-組蛋白去乙酰化酶抑制復(fù)合物（BHC）的成員，在神經(jīng)發(fā)育過程中高度表達(dá)。STK32B 蛋白是人類N-肉豆蔻化蛋白之一，已知其在不同的信號和轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中發(fā)揮著作用[29]。GWAS 發(fā)現(xiàn)了STK32B 的1 個(gè)重要位點(diǎn)，并發(fā)現(xiàn)ET 患者與健康對照組相比在小腦組織中過度表達(dá)STK32B，這表明STK32B 在ET 中具有潛在的意義[30]。一項(xiàng)對ET患者的研究，發(fā)現(xiàn)ET 患者腦組織中STK32B 的表達(dá)顯著高于對照組[31]。然而，歐洲的一項(xiàng)研究，僅在對照個(gè)體的STK32B 中發(fā)現(xiàn)了1 個(gè)罕見的非移碼缺失，對從家族性ET 病例隊(duì)列中獲得的數(shù)據(jù)檢查和病例對照研究分析均未發(fā)現(xiàn)與ET 相關(guān)STK32B 基因的變異[32]。為了解過度表達(dá)STK32B mRNA 的影響，并確定與ET 相關(guān)的潛在途徑，Liao C 等[33]在人小腦DAOY 細(xì)胞中過度表達(dá)了STK32B RNA，發(fā)現(xiàn)軸突引導(dǎo)、鈣離子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)和嗅覺轉(zhuǎn)導(dǎo)等幾條通路顯著豐富。過度表達(dá)的STK32B，可能參與了相關(guān)的ET 途徑和基因。此外，還鑒定了先前涉及的ET 基因，這些基因通過STK32B 的過度表達(dá)而表達(dá)失調(diào)，這表明過度表達(dá)的STK32B 可能具有相關(guān)的下游效應(yīng)。

盡管在STK32B 基因中發(fā)現(xiàn)了一些罕見的編碼變異，但并沒有揭示這些變異對ET 有累積效應(yīng)?？紤]到ET 的遺傳異質(zhì)性，可能并不是所有的ET 患者都有STK32B 的過度表達(dá)，可以增加對更大隊(duì)列的檢測能力，以進(jìn)一步驗(yàn)證這些基因。并且DAOY 細(xì)胞是一種癌細(xì)胞系，可能不是理解浦肯野細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的理想模型。未來關(guān)于STK32B 過度表達(dá)的影響的研究可能會利用誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞分化成具有浦肯野細(xì)胞特性的細(xì)胞，并且進(jìn)一步研究STK32B 可能如何與其他基因相互作用是有必要的。

6 NOTCH2NLC

NOTCH2NLC 基因編碼一種分泌性多肽，其結(jié)構(gòu)與NOTCH2 基因N 端相似，具有四種同源基 因：NOTCH2NLA，NOTCH2NLB，NOTCH2NLC 和NOTCH2NLR（14%的人缺乏），它們在人類皮質(zhì)祖細(xì)胞中高度表達(dá)。Noch 信號對大腦發(fā)育至關(guān)重要，它決定了神經(jīng)前體細(xì)胞增殖和神經(jīng)元分化的時(shí)間和持續(xù)時(shí)間。NOTCH2NL 基因的缺失和復(fù)制與神經(jīng)發(fā)育表型有關(guān)，1q21.1 位點(diǎn)基因組穩(wěn)定性的喪失，會導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育障礙[34]。NOTCH2NLC 重復(fù)擴(kuò)增的存在與神經(jīng)元核內(nèi)包涵體病相關(guān)，神經(jīng)元核內(nèi)包涵體病是一種神經(jīng)退行性疾病，其特征是神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞中的嗜酸性核內(nèi)包涵體。NIID 的臨床表現(xiàn)包括癡呆、尿失禁和神經(jīng)病變；有時(shí)還會伴有震顫和共濟(jì)失調(diào)[35]。NOTCH2NLC 基因除GGC 序列重復(fù)擴(kuò)增超過65 次外，還有GGA 和AGC 兩種重復(fù)中斷形式[36-38]而攜帶致病性NOTCH2NLC GGC41 到64 個(gè)重復(fù)序列的擴(kuò)增的散發(fā)性PD 病患者可以出現(xiàn)典型的帕金森病，且這部分患者對低劑量左旋多巴反應(yīng)良好，不出現(xiàn)藥物相關(guān)的并發(fā)癥[39]。Ng ASL 等[40]在ET 患者中檢測到NOTCH2NLC 基因GGC 序列重復(fù)擴(kuò)增（＞80 個(gè)單位）。且發(fā)現(xiàn)GGC 重復(fù)擴(kuò)增可與散發(fā)性ET相關(guān)，出現(xiàn)純ET 表型的攜帶者可能會也可能不會在最初震顫開始后40 年內(nèi)轉(zhuǎn)為神經(jīng)元核內(nèi)包涵體病。Sun QY 等[41]也觀察到，NOTCH2NLC 基因50 區(qū)GGC 序列的擴(kuò)增與ET 有關(guān)，并且與NIID 相比，家族性ET 患者中GGA 中斷的頻率要低得多。臨床上，GGC 重復(fù)擴(kuò)增異常的先證者震顫表型較重，日常生活活動能力較低。NOTCH2NLC 基因中GGC 重復(fù)擴(kuò)增為何導(dǎo)致不同表型，其機(jī)制仍不清楚。GGC重復(fù)擴(kuò)增和中斷的頻率是否在這些表型中是否起重要作用尚不清楚。這些都有待于進(jìn)一步研究。

7 總結(jié)

ET 相關(guān)致病基因/易感基因的研究仍缺乏一致性的結(jié)果，主效基因仍不明確，在不同種族人群中ET 致病基因/易感基因存在較大差異。其可能原因有：ET 缺乏嚴(yán)格與精準(zhǔn)的診斷標(biāo)準(zhǔn)；ET 缺乏可靠的生物標(biāo)記物（病理，影像等）；ET 臨床表現(xiàn)的高度異質(zhì)性；ET 家系內(nèi)較高的擬表型化；更加復(fù)雜的遺傳模式。希望以后的基因測序技術(shù)，可以闡明ET 的遺傳結(jié)構(gòu)、發(fā)病機(jī)制、分型等，為ET 的診斷和治療奠定基礎(chǔ)，為將來新型藥物的研究，提供一定的依據(jù)。