腓骨肌萎縮癥2家系臨床及遺傳學(xué)分析

李文武,武豫冬,梁繼紅,董子梅,文雪歡,楊夢(mèng)詩,楊芳,張婷,孫浩

腓骨肌萎縮癥(CMT)是一組以進(jìn)行性外周運(yùn)動(dòng)及感覺神經(jīng)病變?yōu)樘卣鞯倪z傳性神經(jīng)病[1-2],又稱遺傳性運(yùn)動(dòng)感覺神經(jīng)病(HMSN),群體發(fā)病率為9.7/100000～82/100000[3]。傳統(tǒng)分類可根據(jù)周圍神經(jīng)病變的類型[基于神經(jīng)傳導(dǎo)速度(NCV)]及遺傳模式將CMT分為脫髓鞘型(CMT1,NCV<35 m/s)、軸索型(CMT2,NCV>45 m/s)及中間型(DI-CMT,NCV 35～45 m/s)[3]。由于基因檢測(cè)技術(shù)在臨床輔助診斷領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,基于致病基因種類的新型分類系統(tǒng),可以對(duì)上述3種CMT類型進(jìn)行細(xì)分,如CMT1X(1型CMT,對(duì)應(yīng)基因GJB1)等。當(dāng)前人類在線孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(OMIM)數(shù)據(jù)庫收錄的與CMT疾病明確相關(guān)基因已達(dá)62種(OMIM:PS118220)[4-9],這些基因在維持外周軸突、髓鞘、細(xì)胞信號(hào)和線粒體功能的結(jié)構(gòu)完整性和功能完整性方面發(fā)揮了重要作用,如參與構(gòu)成神經(jīng)絲(NFs)的3種相關(guān)蛋白基因——神經(jīng)絲輕鏈蛋白基因(NEFL)、神經(jīng)絲中鏈蛋白基因(NEFM)及神經(jīng)絲重鏈蛋白基因(NEFH),以及在線粒體融合及分裂狀態(tài)之間維持動(dòng)態(tài)平衡的MFN2基因。該4種基因?qū)τ谏窠?jīng)元軸突的生長(zhǎng)、軸突口徑的維持和電信號(hào)沿軸突的傳輸均具有不可或缺的作用,其異常表達(dá)均與神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)。本研究對(duì)1例罕見CMT2 CC型(CMT2CC)疾病家系及1例CMT2 A2A型(CMT2A2A)家系進(jìn)行臨床及遺傳學(xué)分析。其中,CMT2A2A家系攜帶MFN2基因NM_014874:c.746 C>G:p.S249C變異,該變異為首次報(bào)道,對(duì)MFN2致病性突變圖譜進(jìn)行了補(bǔ)充。在本文報(bào)道的CMT2CC疾病家系中,先證者攜帶NEFH基因NM_02107:c. 3057dupG:p.K1020Efs*43,該變異見于Ikenberg等[10]及Bian等[11]的發(fā)現(xiàn)。本研究為c.3057dupG變異致病性評(píng)價(jià)提供了更多臨床證據(jù)。

1 臨床資料

1.1 先證者

1.1.1 先證者1 患者,女性,33歲,因“進(jìn)行性雙下肢乏力三年余,加重半年余”于2021年5月20日入院。患者3年前出現(xiàn)進(jìn)行性雙下肢乏力,主要表現(xiàn)為上下樓梯費(fèi)力及下蹲站立困難。入院查體:雙下肢肌力Ⅲ+級(jí),肌張力正常,大腿及臀部肌肉輕度萎縮,雙下肢腱反射消失,弓形足,余未見明顯異常。實(shí)驗(yàn)室檢查:肌酸激酶292 U/L(參考范圍40～200 U/L)。雙側(cè)大腿肌肉MRI檢查:雙側(cè)大腿前肌群彌漫性萎縮(圖1)。EMG顯示上下肢周圍神經(jīng)源性損害(軸索為主)。對(duì)先證者1的基因組DNA進(jìn)行全外顯子捕獲測(cè)序(WES)檢測(cè)(武漢康盛達(dá)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所),WES分析表型關(guān)鍵詞匯為肌無力、高弓足、肌萎縮。結(jié)果顯示,先證者1攜帶NEFH基因NM_021076:c.3057dupG:p.Lys1020Glufs*43雜合變異。該變異依據(jù)美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)(ACMG)指南[12]評(píng)級(jí)為可能致病(Likely Pathogenic:PS3_mode-rate+PM4+PM2+PP1)。此外,WES分析亦提示受檢者攜帶表型相關(guān)但臨床意義不明的變異位點(diǎn)DAG1:NM_004393.6:exon2:c.220G>A:p.V74I。DAG1基因?qū)?yīng)疾病為抗肌萎縮相關(guān)糖蛋白性肌營(yíng)養(yǎng)不良A9型(先天性伴腦和眼畸形)及抗肌萎縮相關(guān)糖蛋白性肌營(yíng)養(yǎng)不良(肢帶)C9型,二者均為常染色體隱性遺傳,WES分析并未發(fā)現(xiàn)另一個(gè)構(gòu)成符合雜合突變的致病位點(diǎn)。同時(shí),兩種對(duì)應(yīng)疾病發(fā)病年齡均在新生兒期,與本案例家系疾病主訴不符。因此,排除該位點(diǎn)為先證者致病因素可能性。診斷為CMT2CC型,給予對(duì)癥支持及康復(fù)治療,目前患者病情穩(wěn)定。

圖1 先證者1肌肉MRI檢查 雙側(cè)大腿T1WI示前肌群(股直肌、股中間肌、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、縫匠肌)彌漫性萎縮。

1.1.2 先證者2 患者,男性,6歲8個(gè)月。因“進(jìn)行性行走困難伴頻繁跌倒一年余”于2021年12月8日入院。家屬發(fā)現(xiàn)患兒一年前行走時(shí)左右擺動(dòng),并進(jìn)行性出現(xiàn)行走困難伴頻繁跌倒。入院查體:神清語利,頭顱五官正常,心肺腹未見異常,脊柱向右側(cè)彎(圖2),小腿中下1/3肌肉萎縮,四肢肌力及肌張力正常,雙下肢腱反射消失。頭顱MRI、心臟彩色多普勒檢查正常。對(duì)先證者2的基因組DNA進(jìn)行WES檢測(cè)(武漢康盛達(dá)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所),表型關(guān)鍵詞匯為扁平足、脊柱側(cè)彎、下肢肌萎縮。結(jié)果顯示,先證者2攜帶MFN2基因NM_014874:c.746C>G:p.S249C雜合變異,依據(jù)ACMG規(guī)制評(píng)級(jí)為可能致病(Likely Pathogenic:PM1+PM2+PM5+PP3)。未見其他與表型相關(guān)的疑似致病性變異。診斷為CMT2A2A型,給予對(duì)癥支持及康復(fù)治療,目前患兒病情穩(wěn)定。

圖2 先證者2胸部DR檢查 胸片示脊柱向右側(cè)彎。

1.2 家系調(diào)查

1.2.1 家系1 家系圖見圖3。先證者父親、二姑及弟弟分別在40歲、41歲、29歲時(shí)出現(xiàn)相似癥狀,血肌酸激酶均增高,EMG提示上下肢周圍神經(jīng)源性損害(軸索為主)。先證者大姑已經(jīng)去世,經(jīng)先證者父親口述大姑38歲時(shí)出現(xiàn)相似癥狀,雙下肢乏力,加重伴行走不能兩年余。先證者母親無明顯臨床表型。一代驗(yàn)證結(jié)果顯示(圖4):先證者的父親、二姑及弟弟均攜帶NEFH基因NM_021076:c.3057dupG:p.

圖3 家系1 CMT2CC型家系系譜圖

圖4 家系1 NEFH基因NM_021076:c.3057dupG:p.Lys1020Glufs*43一代驗(yàn)證結(jié)果

Lys1020Glufs*43雜合變異,而臨床未見異常的母親未攜帶該變異。

1.2.2 家系2 家系圖見圖5。先證者父親自幼步態(tài)異常,扁平足,鴨步;血肌酸激酶68 U/L,EMG檢查示神經(jīng)源損害,胸片正常。先證者母親及姐姐臨床表型未見異常。一代驗(yàn)證結(jié)果顯示(圖6),父親同樣攜帶MFN2基因NM_014874:c.746C>G:p.S249C雜合變異,而母親及姐姐并未攜帶。

圖5 家系2 CMT2A2A型家系系譜圖

圖6 家系2 MFN2基因NM_014874:c.746C>G:p.S249C一代驗(yàn)證結(jié)果

2 討 論

CMT常在20歲之前發(fā)病,主要臨床表現(xiàn)為遠(yuǎn)端肌無力、肌肉萎縮、腱反射減弱或消失、進(jìn)行性對(duì)稱性遠(yuǎn)端輕中度感覺減退,CMT臨床進(jìn)展緩慢,一般不會(huì)影響預(yù)期壽命[4]。本文報(bào)道了2個(gè)CMT2型腓骨肌萎縮癥家系:CMT2CC(NEFH基因)及CMT2A2A(MFN2基因)。這兩種類型均可出現(xiàn)遠(yuǎn)端肌肉萎縮、足畸形、NCV正?；蜉p度降低等臨床表型,但因涉及基因不同,患者受累的器官及表型可存在自身的特點(diǎn)。2016年Rebelo等[13]首先報(bào)道CMT2CC,其呈常染色體顯性遺傳,由NEFH基因的致病性變異所致。目前在人類基因突變數(shù)據(jù)庫(HGMD)數(shù)據(jù)庫中收錄的疾病致病性突變(DM)位點(diǎn)僅15處,且均位于NEFH基因4號(hào)外顯子。無論是國(guó)外或是國(guó)內(nèi),該型CMT報(bào)道極其罕見,該疾病同其他類型CMT均起因于周圍神經(jīng)病變。臨床特征包括進(jìn)行性肌肉無力和肌肉萎縮,并主要影響下肢,常伴有輕度感覺缺陷和深部肌腱反射缺失。電生理學(xué)檢測(cè)可見對(duì)稱性的遠(yuǎn)端和近端感覺運(yùn)動(dòng)軸突神經(jīng)病。除上述典型的CMT特征外,患者可有血清肌酸激酶增加(如本研究中家系1中受累成員)以及可能提示肌源性病變的EMG變化[10]。大部分患者在疾病的早期首先出現(xiàn)近端肌萎縮,而非遠(yuǎn)端[14],并且部分患者的臨床表型可能更類似于脊髓性肌萎縮(SMA),而不是經(jīng)典的CMT。本組家系1先證者攜帶NEFH基因NM_021076:c.3057dupG:p.Lys1020Glufs*43雜合變異。該變異可導(dǎo)致原有終止密碼子喪失,造成蛋白編碼序列的延長(zhǎng)(PM4)。家系中患者表型與CMT2CC疾病表型相符,且先證者弟弟、父親、二姑存在表型與變異共分離(PP1)。該變異在基因組聚合數(shù)據(jù)庫(gnomAD)東亞人群中并無收錄(PM2)。同時(shí),功能研究提示c.3057dupG可造成NEFH蛋白產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)的異常集聚(PS3_moderate)[10]。依據(jù)ACMG對(duì)變異位點(diǎn)解釋的規(guī)則,對(duì)c.3057dupG變異評(píng)級(jí)為可能致病。

CMT2A2A對(duì)應(yīng)基因MFN2,為常染色顯性遺傳,常于兒童期起病。該型CMT為CMT2型分類中較為常見的一種[15]。HGMD數(shù)據(jù)庫中對(duì)該基因收錄的、已報(bào)道的DM位點(diǎn)達(dá)212處。其臨床異質(zhì)性較大,特征表現(xiàn)為患者下肢肌肉萎縮較上肢嚴(yán)重,并隨著周圍神經(jīng)病變的進(jìn)展而不斷加重。上肢病變常從遠(yuǎn)端開始受累,運(yùn)動(dòng)障礙較感覺障礙明顯。神經(jīng)傳導(dǎo)速度正常(NCV>42 m/s)或僅略有下降,體位性震顫常見。部分患者可出現(xiàn)聽力損失、視神經(jīng)萎縮,早發(fā)患者出現(xiàn)脊柱側(cè)彎及認(rèn)知衰退[16-17]。本組家系2先證者表型與CMT2A2A臨床特征相符?；驒z測(cè)顯示,先證者攜帶MFN2基因NM_014874:c.746C>G:p.S249C雜合變異,一代驗(yàn)證提示變異來自父親。盡管其父親并無明顯肌萎縮癥狀,但步態(tài)異常、扁平足等提示神經(jīng)-肌肉病理改變表型。c.746C>G變異經(jīng)查詢HGMD、ClinVar等相關(guān)專業(yè)數(shù)據(jù)庫,目前未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道及收錄。該變異發(fā)生在MFN2基因關(guān)鍵功能結(jié)構(gòu)域Dynamin-type guanine nucleotide-binding (G) domain,且該區(qū)域缺少良性變異(PM1)。該位點(diǎn)在gnomAD數(shù)據(jù)庫的東亞人群中無收錄(PM2)。軟件預(yù)測(cè)SIFT、Polyphen2、MutationTaster均提示有害(PP3)。有研究[18-19]報(bào)道,在同一位置其他類型堿基替換為致病性變異(NM_014874:c.746C>T: p.S249F)(PM5)。依據(jù)ACMG對(duì)變異位點(diǎn)解釋的規(guī)則,對(duì)c.746C>G變異評(píng)級(jí)為可能致病。

目前,本病除了理療、定制矯形支架或外科手術(shù)外,臨床尚缺乏有效的治療手段,藥物治療亦常用于神經(jīng)性疼痛的緩解。本組病例均以對(duì)癥支持治療及康復(fù)訓(xùn)練為主,病情穩(wěn)定。

本次研究進(jìn)一步支持了NEFH基因NM_021076:c.3057dupG:p.Lys1020Glufs*43變異位點(diǎn)的致病性,為CMT2CC的臨床診斷補(bǔ)充更多表型信息。MFN2基因NM_014874:c.746C>G:p.S249C變異可能為CMT2A2A新的致病位點(diǎn)。基因檢測(cè)可為表型無特異性指證的神經(jīng)肌肉疾病提供鑒別診斷依據(jù)。同時(shí),更多的病例報(bào)道也為變異位點(diǎn)的致病性評(píng)級(jí)及解釋提供有力的證據(jù)支持。

作者貢獻(xiàn)說明李文武提出選題,設(shè)計(jì)、實(shí)施研究,采集、分析、解釋數(shù)據(jù),撰寫、修改文章;武豫冬采集、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù),指導(dǎo)文章修改;梁繼紅、董子梅采集、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù),指導(dǎo)文章修改;文雪歡、楊夢(mèng)詩指導(dǎo)文章修改、研究設(shè)計(jì);孫浩指導(dǎo)選題、設(shè)計(jì)研究,指導(dǎo)起草、修改文章,提供研究經(jīng)費(fèi)、技術(shù)材料;楊芳、張婷指導(dǎo)文章修改,提供技術(shù)材料