Duchenne型肌營養(yǎng)不良患兒認知功能特點及與Dp140表達的關系

馬沛沛，董玉茹，吳士文

Duchenne型肌營養(yǎng)不良(Duchenne's muscular dystrophy，DMD)是一種以進行性肌肉萎縮為主要臨床特征的X連鎖隱性遺傳的神經肌肉病，是最常見的肌營養(yǎng)不良類型之一[1]，新生兒男嬰中的發(fā)病率為1/3500[2]。Dystrophin基因的突變可引起Dystrophin蛋白表達的缺失，而Dystrophin蛋白對維持肌肉收縮時肌細胞膜的完整性非常重要，因此，其缺失可引起肌肉損傷、慢性炎癥反應和肌肉纖維化[3]，最終導致進行性的肌纖維壞死、萎縮。除了肌肉無力，DMD的另一個特點是非進展性認知損害。早在1868年Duchenne描述該病時就已經提出DMD患者可出現認知功能的下降。Dystrophin蛋白在很多負責大腦高級執(zhí)行功能(如學習、記憶)的區(qū)域表達，如大腦皮質、海馬和小腦[4]。DMD患者大腦中Dystrophin蛋白是缺失的，尸檢神經病理學提示神經膠質細胞增生和神經元丟失[5]，異位和皮質增厚[6]。一些神經影像學的研究也發(fā)現了DMD患者大腦功能的異常，2002年一項用正電子發(fā)射斷層成像(positron emission tomography，PET)進行的研究發(fā)現DMD患者大腦中糖代謝降低，尤其在Dystrophin蛋白富集的區(qū)域，如大腦皮質和小腦[7]。此外，既往報道約30%的DMD患者存在智力受損，其總平均智商較正常水平下降約一個標準差[8-9]。DMD患者智力缺陷可呈現從輕微的邊緣狀態(tài)到嚴重的智力缺陷，IQ＜70者占19%～35%，而IQ＜50者約3%[8-9]。國外研究表明，認知功能損害在DMD基因遠端突變的患者中表現更為突出，可能是由于DMD基因遠端缺失影響Dp140的表達，提示基因型與認知功能損害之間的關聯性[10]。國內目前關于基因型與認知功能損傷相關性的研究較少，因此，本研究評估了DMD患兒的認知功能水平、特點及與Dp140表達的相關性，以明確DMD患兒智力水平，探討智力水平與基因突變位置的關系，幫助臨床早期發(fā)現智力受損患兒，及早給予干預和生活幫助。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2014年10月－2017年12月在武警總醫(yī)院DMD多學科聯合門診就診，經基因檢測或肌肉活檢確診為進行性肌營養(yǎng)不良的患兒143例。納入標準：①經基因確診為進行性肌營養(yǎng)不良；②年齡6歲以上，能配合完成韋氏兒童智力量表測定；③3～6歲發(fā)病，臨床表現為進行性四肢近端肌肉無力，腓腸肌假性肥大，Gowers征陽性。排除標準：①存在精神病及其他神經遺傳性疾病病史；②因肌無力等原因無法配合韋氏兒童智力量表檢查；③資料不完整的患者。最終納入DMD患兒122例，均為男性，年齡6.0～13.3歲，平均8.1歲。本研究經武警總醫(yī)院倫理委員會審核批準，所有患兒及其監(jiān)護人均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 確診標準 所有患兒均通過基因檢測或肌肉活檢初步發(fā)現基因突變或者Dystrophin蛋白表達缺失，再由專業(yè)醫(yī)生根據患兒癥狀、體征、家族史等綜合診斷確診為DMD。采用多重連接探針擴增技術(multiplex ligation -dependent probe amplification，MLPA)及二代測序法檢測DMD基因79個外顯子的大片段缺失、重復及小的點突變等。

1.2.2 認知評估 在安靜的條件下，由同一名接受過專業(yè)培訓的醫(yī)生對符合條件的患兒進行評估，采用韋氏兒童智力量表第Ⅳ版測試版進行測試，30～40min完成測試。韋氏兒童智力量表第Ⅳ版于2003年出版，后由我國京美測驗公司與美國原出版公司合作，于2007年張厚粲先生主持下完成其中文版的修訂，現已通過中國心理學會專家鑒定[11]，是目前中國市面上使用最多的一種韋氏評分方法。采用韋氏智力量表進行智力評估時，最終分數概括為全量表智商(full scale intelligence quotient，FSIQ)，FSIQ包括兩部分：語言智商(verbal intelligence quotient，VIQ)和操作智商(perform intelligence quotient，PIQ)。智力評分70分以下定義為智力缺陷，70～79分為臨界狀態(tài)，80～89分為中下(遲鈍)，90～109分為中等狀態(tài)，110～119分為中上(聰明)，120～129分為優(yōu)秀，130分及以上為非常優(yōu)秀。本研究正常兒童智力(90～110)按平均值100計算；國外數據來自于Cotton等[9]對1960－1999年的32項共1146例患者IQ數據進行Meta分析的結果：FSIQ為(80.2±19.3)分，VIQ為(80.4±18.8)分，PIQ為(85.4±16.9)分。

1.2.3 疾病嚴重程度評估 根據Vignos量表[12]進行疾病嚴重程度評估：1級，能夠獨立行走，上下樓梯不需要協助；2級，可以獨立行走，爬樓梯需要扶護欄協助；3級，可獨立行走，爬樓梯需要協助，且四階梯試驗時間＞12s；4級，可獨立行走，不能爬樓梯；5級，可獨立行走，不能爬樓梯，也不能從椅子上站起來；6級，無法獨立行走。

1.2.4 分組 根據患者基因分析結果，將突變發(fā)生在51號外顯子遠端的突變定義為Dp140陰性突變[Dp140(-)組]，將突變發(fā)生在45號外顯子近端的定義為Dp140陽性突變[Dp140(+)組][13]，而位于44～51外顯子的突變由于不能預測是否影響Dp140的表達均不納入兩組[10]。

1.2.5 分析方法 本研究分析了122例DMD受試者的智力水平，并與正常兒童和國外既往研究報道的數據進行對比；同時將本組患者的智力水平與年齡、疾病嚴重程度進行相關性分析。此外，將DMD-Dp140(+)組和DMD-Dp140(-)組患兒的FSIQ、VIQ、PIQ進行比較，以探討Dp140表達對智力的影響。

1.3 統計學處理 采用SPSS 19.0軟件對數據進行統計分析。計量資料以表示，受試者與正常兒童或國外研究的FSIQ、VIQ、PIQ智力的比較采用單樣本t檢驗；IQ與年齡、疾病嚴重程度的相關性分析采用Pearson雙變量相關分析；DMD-Dp140(+)組患兒與DMD-Dp140(-)組患兒FSIQ、VIQ、PIQ的比較采用獨立樣本t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 突變類型 122例DMD患兒中缺失突變89例，重復突變11例，小缺失突變10例，無義突變9例，剪切突變、錯義突變、小插入突變各1例。

2.2 認知功能水平 122例患兒的FSIQ、VIQ、PIQ均低于正常兒童水平100分(P＜0.01)，FSIQ得分為[54～131(93.34±16.31)分]，其中FSIQ＜70者共13例(10.66%)，低于國際上1/3水平[8]；VIQ得分為[57～130(91.52±15.97)]分，其中VIQ＜70者共13例(10.66%)；PIQ得分為[57～145(96.70±17.37)分]，其中PIQ＜70者共10例(8.20%，圖1，表1)。

圖1 DMD患兒FSIQ、VIQ、PIQ分布表Fig.1 FSIQ, VIQ and PIQ distribution in DMD children

表1 DMD患兒韋氏兒童智力量表結果及比較(n=122)Tab.1 Results and comparison of Wechsler Intelligence Scale results in DMD children (n=122)

2.3 認知水平與年齡和疾病嚴重程度的相關性患兒年齡與Vignos量表等級呈正相關(r=0.365，P＜0.01)。年齡與FSIQ、PIQ呈負相關，與VIQ和VIQ-PIQ無相關性。疾病嚴重程度與FSIQ、VIQ、PIQ呈負相關，與VIQ-PIQ無相關性(表2)。

表2 DMD患兒IQ與年齡/Vignos量表評分等級相關性檢驗結果(n=122)Tab.2 Correlation between DMD children IQ and age/Vignos score grade (n=122)

2.4 Dp140(+)與Dp140(-)患兒智力水平的比較Dp140(-)組患兒的FSIQ、VIQ、PIQ得分均明顯低于Dp140(+)組患兒，差異有統計學意義(表3)。

表3 Dp140(+)與Dp140(-)患兒智力水平比較(±s)Tab.3 Comparison on intelligence levels between Dp140 positive/negative DMD children (±s)

表3 Dp140(+)與Dp140(-)患兒智力水平比較(±s)Tab.3 Comparison on intelligence levels between Dp140 positive/negative DMD children (±s)

Group FSIQ VIQ PIQ Dp140(+) (n=45) 96.71±16.52 95.09±14.97 98.96±18.13 Dp140(-) (n=37) 85.30±15.20 83.65±16.30 89.22±15.48 t 3.226 3.308 2.583 P 0.002 0.001 0.012 95% CI (4.373, 18.454) (4.558, 18.32) (2.236, 17.242)

3 討 論

3.1 認知功能水平 DMD患者的認知行為學研究始于20世紀60年代。Cohen等[14]在1968年報道，從IQ得分來看，DMD患兒出現智力受損的比率比正常兒童高很多(20.9%±3.0%)，該研究的有效性有限，因為部分測試是由家長、醫(yī)師或者教師完成的；1969年Prosser等[15]的研究再次驗證了這個觀點。這些研究都排除了經濟社會學的影響，比如家庭收入、父母受教育程度等。Cotton等[9]Meta分析比較了DMD患者智力水平和智力缺陷的發(fā)生率及嚴重程度。他們將1146例患者的FSIQ、VIQ、PIQ與給定的標準值進行比較，發(fā)現患者FSIQ、VIQ、PIQ這三項的平均值較正常水平均低一個標準差(MFSIQ=80.2，MVIQ=80，MPIQ=85.4)，其中智力缺陷占34.8%。進一步證實了早期幾十年關于DMD患者一般智能下降的結論。

國內外關于DMD患者VIQ與PIQ水平的報道不全一致。部分研究認為，DMD患者言語智力與操作智力大致持平[16]，但多數研究報道認為DMD患者言語智力比操作智力差[17-19]。Cotton等[9]的Meta分析的結果不僅證實DMD患者一般智能下降，同時支持DMD患者言語智力受損較操作智力受損更為嚴重。本組DMD患兒PIQ為(96.70±17.37)分，VIQ為(91.52±15.97)分，支持言語能力受損較執(zhí)行能力更重，與Cotton等[9]的研究一致。

既往研究認為，DMD患者IQ＜70的占比19%～35%，IQ＜50的患者約3%[8]。本研究中IQ＜70僅有13例，占10.66%，明顯低于國際上1/3水平。而本組DMD患兒FSIQ平均值93.34，明顯高于國外的平均水平[9,17-19]。

造成這種差異考慮與以下幾方面有關： 數據來源的差異。我們收集的DMD患兒認知功能數據是2014－2017年來聯合門診就診的患兒，隨著近年來經濟的發(fā)展和生活水平的提高，DMD患兒受教育程度顯著提高，父母文化程度也相對較高，這些均會影響到認知功能評估。而Cotton等[9]2001年發(fā)表的Meta分析結果是基于過去40年間DMD患者的認知數據。入組年齡的差異：Cotton的Meta分析納入的1146例患者的年齡在2～27歲，使用智力測試量表版本也不一樣，且隨著患者年齡增大，運動功能下降，會影響智力量表測試得分。而本研究納入的122例患兒年齡6.0～13.3歲，大多集中在8～10歲，該年齡段的患兒運動功能保存尚好，肌力受損較輕，大多仍在接受學校教育，可較好地完成智力量表的測試；?種族和地域的差異：既往有報道黑種人與白種人的IQ值相差達15分，提示種族之間有明顯的智力水平差異[20]。

3.2 認知水平與年齡和疾病嚴重程度的相關性國外很多報道認為年齡與患者認知功能減退沒有相關性[8]，而本研究結果提示，DMD患兒認知功能與年齡有一定的相關性：FSIQ、PIQ與年齡呈負相關，而VIQ與年齡無相關性。分析原因可能是隨著年齡增長，患兒的運動功能減退，導致在進行智能評估時其配合度下降，同時隨著運動功能的下降，社會參與度減少、接受教育機會的限制和環(huán)境剝奪越來越嚴重，這些均會影響智力測試的結果。

本研究結果提示，認知與Vignos量表等級呈負相關。而國外關于認知功能與年齡、疾病相關程度的關系的研究結果不一致。Cohen[14]和Prosser等[15]認為智力水平與疾病嚴重程度無明顯的相關性，也不會隨著年齡的增長逐漸惡化，并指出患者智力水平的下降不是由于肌力的減退或者環(huán)境的剝奪(受教育和社交機會減少)引起的，而是與中樞神經系統受損有關。為了闡明DMD智力受損與肌力減退、環(huán)境剝奪的關系，Ogasawara等[21]比較了兩組來自同一個住宅區(qū)/校區(qū)的脊髓性肌萎縮癥(SMA)患者與DMD患者，結果發(fā)現DMD患者的FSIQ得分明顯低于SMA患者的得分。該結果是對DMD患者原發(fā)性智力損害的最強有力的支持，提示DMD患者智力損害不能歸因于骨骼肌功能障礙、運動損傷，或者其他社會、環(huán)境剝奪。當然也有研究與本研究結果一致，認為隨著年齡的增長和疾病嚴重程度的加深，DMD患者的認知評分會更低，認知損害會更重[22-23]。

3.3 Dp140對智力的影響 Dystrophin蛋白的表達由7個高度復雜的啟動子調控，負責表達3個全長的Dystrophin蛋白亞型Dp427c(主要在大腦皮層表達)，Dp427m(主要在骨骼肌和心肌表達)，Dp427p(主要在小腦浦肯野細胞表達)和4個較小的亞型Dp260(主要在視網膜表達)，Dp140(主要在腦、腎和視網膜表達)，Dp116(主要在嬰兒腦和成人的周圍神經表達)，Dp71(除了肌肉，在各組織中廣泛表達)[3]。在中樞神經系統中，全長的Dystrophin蛋白主要在皮質神經元和小腦浦肯野細胞中表達，關于它們的功能知之甚少[24]。4種較小亞型的Dystrophin蛋白起源于不同的組織特異的啟動位點，氨基末端(N端)也各不相同，如：exon30為Dp260的起始外顯子，exon45為Dp140的起始外顯子，exon56為Dp116的起始外顯子，exon63為Dp71的起始外顯子[25]。

既往關于DMD的研究提出，發(fā)生在DMD基因遠端的突變由于影響Dp140和Dp71的表達，更容易引起認知缺陷[26-28]。也有部分研究證實Dp140表達的缺失與DMD患者顱腦磁共振改變的相關性[10,29]，同時，缺乏Dp140亞型的DMD與保留Dp140亞型的DMD患者相比，不僅在全智力和言語智力上表現更差，同時在語言學習、記憶、執(zhí)行功能上表現也更差[30-32]。更有一項DMD患者頭顱MRI的研究表明，缺乏Dp140亞型的DMD患者其大腦灰質減少[13]。

本研究通過對DMD患者認知功能與Dp140表達相關性的分析，探討了DMD基因突變位點與認知功能的相關性，結果顯示，Dp140(+)組患兒FSIQ、VIQ、PIQ得分[分別為(96.71±16.52)分，(95.09±14.97)分，(98.96±18.13)分]明顯高于Dp140(-)組患兒[分別為(85.30±15.20)分，(83.65±16.30)分，(89.22±15.48)分]，且與國外多項研究[9,17]結果一致。這些數據提示，DMD基因遠端的突變尤其是影響Dp140表達的突變與DMD患者智力受損有一定的相關性。

綜上所述，本研究DMD患兒智力水平較正常兒童水平下降，但比國外一般水平高；DMD患兒言語智力受損較操作智力受損更嚴重；Dp140表達與否與患者智力水平明顯相關，由此我們可以推測，DMD患兒智力受損主要與中樞Dystrophin蛋白表達缺失有關，而運動功能的減退、社會參與度減少或者環(huán)境剝奪可能是智力測試的影響因素而非智力受損的決定因素。因此，當神經科或兒科醫(yī)生面對DMD患兒時，需要更加關注患兒的智力發(fā)展情況，以早期發(fā)現異常并及時采取針對性的康復、干預措施及治療，提高患兒的生存質量。由于本研究樣本量偏少，有關智力水平與Dp71表達相關性的研究無法開展，未來有待擴大樣本量進行進一步研究。同時，所有患兒來自門診，結果可能存在一定局限性，尚需在以后的研究予以進一步完善。