1個肯尼迪病家系臨床與分子遺傳學特征

陳長春，曹　麗,孫中武

(1.安徽醫科大學第一附屬醫院神經內科，安徽 合肥　230022;2.安徽省第二人民醫院神經內科，安徽 合肥　230001)

?

1個肯尼迪病家系臨床與分子遺傳學特征

陳長春1，2，曹麗2,孫中武1

(1.安徽醫科大學第一附屬醫院神經內科，安徽 合肥230022;2.安徽省第二人民醫院神經內科，安徽 合肥230001)

摘要:目的探討肯尼迪病的臨床特點及分子遺傳學特征。方法收集1個肯尼迪病家系的臨床資料，分析患者的臨床表現、血清雄激素、肌酶水平、神經電生理檢查結果及雄激素受體基因第1外顯子的分子生物學特點。結果該家系患者均青年起病，緩慢進展，表現為肢體無力、不自主抖動及肌肉萎縮等下運動神經元損害特點，其中除先證者未婚外家族中其他患者均正常生育，先證者的弟弟肌酸肌酶水平增高，先證者及其弟弟經肌電圖檢查均呈神經源性損害。經基因檢測先證者及其弟弟的雄激素受體的CAG基因重復次數均為50次。 結論肯尼迪病主要表現為下運動神經元損害并伴有感覺障礙，基因學檢測是肯尼迪病的確診依據。

關鍵詞:肯尼迪病；雄激素受體基因；基因檢測

肯尼迪病(Kennedydisease,KD)是多聚谷氨酰胺病(polyglutaminedisease,PolyQdisease)中最早發現的疾病之一，該病是X連鎖隱性遺傳疾病，由編碼雄激素受體(androgen receptor,AR)的第一外顯子CAG異常擴增(擴增次數超過40次)導致臨床發病。本文報道1個KD家系，并對其臨床特點及分子遺傳學特征進行討論。

1對象與方法

1.1臨床資料先證者，男性，46歲，系“漸進性四肢活動無力10年，加重3個月”入院。患者自10年前在無明顯誘因下出現行走緩慢，上樓費力，易跌跤，癥狀漸加重，約5年前出現飲水嗆咳、言語不清，3個月前癥狀進一步加重，并有頭暈、頭痛，曾就診于多家醫院，一直未明確診斷，進一步就診于我院門診，擬“四肢無力原因待查”收住我科。病程中患者有雙上肢不自主抖動，伴有手腳麻木感，無胸悶、呼吸困難，無復視及視物模糊，精神、食欲尚可，大小便正常。入院時查體：血壓：132/88 mmHg，神清，精神可，查體合作，對答切題，言語含糊，雙瞳孔等大等圓，直徑3 mm，對光反射靈敏，眼球各項運動正常，雙鼻唇溝對稱，口角無偏斜，咽反射減弱，舌肌萎縮明顯，伸舌居中，頸軟，四肢肌力IV級，肌張力正常，雙手可見輕度肌肉萎縮，雙側針刺痛覺對稱正常，四肢腱反射減弱，雙側病理征陰性。入院后頭顱MRI示多發性腔隙性腦梗死，兩側腦白質脫髓鞘改變。

家族史：家族中一兄一弟均有行動不利，另有一個弟弟和一個妹妹目前無癥狀，父親已故，母親健在。患者外公外婆無類似表現，現均已故；患者舅舅有類似表現，育有3子，體健，見圖1。

患者弟弟臨床表現與患者相似，上肢肌肉萎縮及無力較下肢明顯，肢體不自主抖動相對較輕，伴有雙手感覺麻木。

注：■男性患者，□ 健康男性，○健康女性，先證者，/已死亡。1.2研究方法

1.2.1神經電生理檢查應用日本光電肌電圖儀進行神經傳導速度及肌電圖檢查，神經傳導速度包括雙側正中神經、尺神經、腓總神經及脛神經運動，雙側正中神經、尺神經及腓腸神經感覺。肌電圖觀察的內容包括靜息狀態下有無纖顫電位、束顫電位、正銳波，肌肉輕收縮時動作電位時程、波幅、相位，重收縮時募集電位。

1.2.2血清雄激素及肌酶譜化驗血清睪酮應用美國貝克曼原裝試劑采用化學發光免疫法進行檢測；肌酶譜應用日本日立公司原裝進口試劑采用速率法檢測。

1.2.3基因學檢測用QIAamp DNA Blood Mini Kit試劑盒抽提先證者及先證者弟弟外周血白細胞中的脫氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)，在擴增型耐熱DNA聚合酶等存在的條件下應用聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction， PCR)技術擴增雄激素受體基因第l外顯子中的CAG重復片段，引物序列為:上游引物(5’-GCTGTGAAGGTTGCTGTTCCTCAT-3’);下游引物(5’-TCCAGAATCTGTTCCAGAGCGTGC-3’)，變性、退火及延伸溫度分別為94℃、55℃和72℃，經過28個循環后獲取PCR產物，產物經SAP純化后進行測序PCR，然后用測序儀對所得的產物進行測序，計算樣本的CAG數。

2結果

2.1神經電生理檢查結果先證者的四肢神經傳導速度提示左正中神經、右尺神經及右腓總神經運動傳導速度稍慢，左右脛神經運動傳導速度減慢，左右正中神經、左側尺神經感覺傳導速度減慢；肌電圖示雙側拇短展肌、小指展肌、肱二頭肌、股四頭肌、脛骨前肌、胸鎖乳突肌、胸脊旁肌、右三角肌及右舌肌均呈神經源性損害。

先證者弟弟的四肢神經傳導速度提示左側正中神經運動傳導速度減慢，雙側脛神經運動機左側尺神經感覺傳導速度稍慢。肌電圖示雙側小指展肌、三角肌、肱二頭肌、胸鎖乳圖肌、舌肌、股四頭肌、右拇短展肌及左脛骨前肌均呈神經源性損害。

2.2血清雄激素及肌酶譜化驗結果先證者的血清睪酮水平為7.76 μg·L-1，高于正常范圍，肌酶譜在正常范圍；先證者弟弟血清睪酮水平為6.39 μg·L-1，屬正常范圍，肌酶譜示肌酸肌酶1191 U·L-1，肌酸激酶同工酶69 U·L-1。

2.3基因學檢測結果先證者及先證者弟弟的AR基因第一外顯子CAG重復次數均為50次。

3討論

肯尼迪病(KD)又稱為脊髓延髓肌肉萎縮癥(Spinal and Bulbar Muscular Atrophy,SBMA)，最早在1897年由日本的神經病學學家Kawahara描述[1]，是一種X連鎖隱性遺傳疾病，研究發現編碼AR的第一外顯子CAG異常擴增導致臨床發病。

攜帶KD等位基因的女性常常有感覺異常或肌肉不自主跳動等表現，對肌肉力量的影響不明顯，多為亞臨床患者。男性KD患者的運動系統累及肢體表現為肢體的不自主活動、肌肉跳動、肌無力，影響患者的日常生活包括行走無力、上樓困難、持重能力下降，很多患者在達到KD診斷之前的數年或數十年即可有肌肉跳動的亞臨床癥狀；累及面部及咽喉肌表現為吞咽困難、咀嚼無力、言語不清。本研究中KD家系中患者均為男性，先證者起病隱襲，表現為下運動神經元損害的表現，出現肢體不自主抖動、無力、構音障礙、舌肌萎縮、咽反射消失、四肢腱反射減弱及雙手肌肉萎縮，均表現為下運動神經元損害。先證者弟弟也存在肢體無力、不自主抖動及肌肉萎縮，但臨床癥狀均較先證者輕。目前KD具體發病機制不明，影響KD發病的因素較多。有研究認為KD患者發病的早晚可能與CAG異常擴增次數相關，CAG異常擴增次數越多，發病可能越早[2]。但即使相同CAG重復次數的KD患者，其發病年齡也會相差數年甚至十年以上，提示KD發病早晚除CAG異常擴增次數之外，還存在其他的影響因素。目前臨床研究表明，KD患者多為男性，女性KD基因攜帶者或純合子臨床上僅僅表現肌肉顫搐、感覺異常的亞臨床癥狀[3]，達不到KD的臨床診斷，提示KD病具有性別差異，僅有CAG的異常擴增并不足以導致患者發病。雄激素可能是KD發病的另一個重要影響因素，通過動物實驗研究發現對KD雄鼠模型青春期或成年后摘除睪丸可以有效改善癥狀，而對KD轉基因雌鼠模型注射雄激素后也可導致其臨床發病[4]，證實了雄激素在KD的發病中的重要作用。先證者及其弟弟的CAG擴增次數相同，但先證者的血清睪酮水平相對較高，提示雄激素可能在先證者的疾病發生發展中起著重要作用，可能是先證者臨床癥狀較重的原因之一。

AR在被激活前在細胞質中與熱休克蛋白結合存在，內部包裹核定位信號，當其配基即雄激素與其結合時，AR與熱休克蛋白分離，構象發生變化，暴露核定位信號，繼而向細胞核內轉移，與相應雄激素依賴的基因相結合并激活該基因。整個過程的完成需要多種激酶及抑制蛋白的參與，其中部分激酶及蛋白負責AR翻譯后修飾以控制其功能。變異的AR在細胞核內異常堆積、轉錄后修飾功能異常及分子伴侶包括Hsp70和Hsp90都可能在KD的病理中起到重要作用[5]。

本研究中先證者及其弟弟的神經電生理檢查提示肌肉呈神經源性損害，同時還觀察到先證者弟弟肌酸肌酶有顯著增高。KD的AR受體異常如何導致神經系統改變機制不詳，研究顯示敲除了AR的小鼠運動功能不受累[6]，提示雄激素依賴基因轉錄水平降低會導致患者出現男性乳房發育、睪丸萎縮、精子減少及不育；但可能不會導致患者出現神經系統病變。既往的神經傳導速度及肌電圖研究顯示肯尼迪病是一個下運動神經元性疾病，肌電圖中出現巨大電位也提示肌肉呈失神經改變[7]；然而KD患者肌肉病理結果顯示除有失神經支配改變外，還可見原發性肌病的表現[8]；部分KD患者肌酸激酶的顯著增高也提示KD可能不僅僅是下運動神經元病變。先證者弟弟的血清肌酸激酶水平顯著增高，提示除下運動神經元受累外，還可能合并存在肌源性改變，也支持Soraru等[8]研究結果。

KD患者常常出現感覺異常，電生理檢查提示相對于運動神經元病及正常人，KD的感覺神經傳導波幅有顯著下降[9]，提示感覺系統也有受累。本研究中先證者有肢體麻木的主訴，神經傳導速度提示左右正中神經、左側尺神經感覺傳導速度減慢；KD存在感覺異常也是與運動神經元病的重要鑒別點之一。

KD患者另一個表現為內分泌系統的改變，表現為男性乳房發育、睪丸萎縮、毛發脫落等，本家系中未觀察到先證者的乳房異常發育、毛發異常脫落表現及睪丸萎縮，因先證者未婚，生育能力有無影響不詳，但本家系中其他發病者婚后均已生育。

目前，KD的治療仍處于研究階段，通過對抗血清雄激素的治療可能緩解患者的臨床癥狀。亮丙瑞林是一種促黃體激素釋放激素，能夠抑制雄激素的分泌而減少血清雄激素的水平，有研究表明亮丙瑞林能夠顯著改善KD患者的運動功能及吞咽功能[10-12]。 KD患者退化的運動神經元表達高水平的5-α還原酶，具有將雄激素轉化為具有活性更強的二羥睪酮的作用，提示通過抑制5-α還原酶可能也是有效的治療方法之一。另外通過促進變異AR的降解、RNA干擾進行基因沉默技術減少變異AR的生成及通過干細胞取代異常或死亡的神經細胞也是今后KD治療研究方向。

參考文獻：

[1]Kawahara H.A family of progressive bulbar palsy[J].Aichi Medical Journal,1897,16: 3-4.

[2]魯明,王小竹,趙海燕,等.肯尼迪病三核苷酸序列數目與發病年齡關系[J].中華內科雜志,2009,48(4): 284-286.

[3]Schmidt B,Greenberg C,Allingham-Hawkins D,et al.Expression of X-linked bulbospinal muscular atrophy (Kennedy disease) in two homozygous women[J].Neurology,2002,59: 770-772.

[4]Katsuno M,Adachi H,Kume A,et al.Testosterone reduction prevents phenotypic expression in a transgenic mouse model of spinal and bulbar muscular atrophy[J].Neuron,2002,35: 843-854.

[5]Mariotti C,Castellotti B,Pareyson D,et al.Phenotypic manifestations associated with CAG-repeat expansion in the androgen receptor gene in male patients and heterozygous females: a clinical and molecular study of 30 families[J].Neuromuscul Disord,2000,10: 391-397.

[6]Sato T,Matsumoto T,Yamada T,et al.Late onset of obesity in male androgen receptor deficient (AR KO) mice[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2003,300(1): 167-171.

[7]Mariotti C,Castellotti B,Pareyson D,et al.Phenotypic manifestations associated with CAG-repeat expansion in the androgen receptor gene in male patients and heterozygous females: a clinical and molecular study of 30 families[J].Neuromuscul Disord,2000,10: 391-397.

[8]Soraru G,D'Ascenzo C,Polo A,et al.Spinal and bulbar muscular atrophy: skeletal muscle pathology in male patients and heterozygous females[J].J Neurol Sci,2008,264: 100-105.

[9]Hama T,Hirayama M,Hara T,et al.Discrimination of spinal and bulbar muscular atrophy from amyotrophic lateral sclerosis using sensory nerve action potentials[J].Muscle Nerve,2012,45(2): 169-174.

[10] Banno H,Katsurio M,Suzuki K,et al.Phase 2 trial of leuprorelin in patients with spinal and bulbar muscular atrophy[J].Annals of Neurology,2009,65(2): 140-150.

[11] Shimohata T,Kimura T,Nishizawa M,et al.Five year follow up of a patient with spinal and bulbar muscular atrophy treated with leuprorelin[J].Journal of Neurology,Neurosurgery and Psychiatry,2004,75(8): 1206-1207.

[12] Katsuno M,Banno H,Suzuki K,et al.Efficacy and safety of leuprorelin in patients with spinal and bulbar muscular atrophy (JASMITT study): a multicentre,randomised,doubleblind,placebo-controlled trial[J].The Lancet Neurology,2010,9(9): 875-884.

The clinical and molecular genetics studies of a family with Kennedy disease

CHEN Chang-chun1，2,CAO Li2,SUN Zhong-wu1

(1.TheFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei230022,China;

2.TheSecondHospitalofAnhui，Hefei230001,China)

Abstract:ObjectiveTostudythepathogenesis,moleculargenetics,andclinicalfeaturesofKennedydisease.MethodsTheclinicalfeatures,electrophysiologicalcharacters，serumtestosterone,creatinekinaselevelsandthefirstexonofandrogenreceptorareanalyzedinafamilywithKennedydisease.ResultsTheonsetagewasyounginthisfamilyandthediseasedevelopedslowly.Clinicalsymptomsaremainlypresentedasthelowermotorneurondamageincludingmuscleweakness,limbstwitchingandmuscleatrophy.Whiletheproposituswasunmarried,otherpatientsinthefamilywereallnormalfertile.Thecreatinekinaselevelissignificantlyabovenormalinoneyoungerbrotherofthepropositus.Theelectromyographysuggeststhatthemusclefibersaredenervated.TheCAGrepeatnumberinARgenewere50timesinthepropositusandhisyoungerbrother.ConclusionsKennedydiseaseismainlypresentedasspinalandbulbarmuscleatrophyandweakness.TheKennedydiseaseshouldbediagnosedbygenetictest.

Keywords:Kennedydisease;androgenreceptor;genetictest

(收稿日期：2014-06-09，修回日期：2014-08-12)

通信作者：孫中武，男，主任醫師，博士生導師，研究方向：老年醫學，E-mail:sunzhwu@mail.hf.ah.cn

doi:10.3969/j.issn.1009-6469.2015.02.031