特發性震顫的遺傳學研究

林雨潔，劉 紅，王 鈺

（1.長治醫學院附屬和平醫院神經內科，山西 長治 046000；2.天津醫科大學總醫院神經內科，天津 300052）

特發性震顫（essentialtremor，ET）是成人常見的運動障礙疾病，全世界的發病率約為0.9%，其特征為雙側上肢孤立的姿勢和/或運動性震顫，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%。傳統觀點認為ET 是單一的運動障礙疾病，然而其具有復雜的臨床特征，除了運動癥狀，非運動癥狀也越來越受到人們的關注。最常見的伴隨著神經心理特征，例如，認知障礙、抑郁、焦慮、睡眠障礙和疲勞[2，3]。ET 常嚴重影響個人的生活質量，且初步診斷為ET 后發展為帕金森?。≒D）的風險是正常人的4 倍[4]。因此，對其發病機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生率為69%～93%，在異卵雙生子中的發生率為27%～29%。其發病很可能是由于復雜的遺傳因素與各種細胞和環境因素相互作用而導致涉及小腦-丘腦-皮質通路的回路功能異常所導致的結果[7]。連鎖分析和全基因組關聯研究（GWASs）已經確定了幾個風險變異。到目前為止，在ET 家系中發現了3 個基因位點：3q13 上 的ETM1、2p24.1 上 的ETM2 和6p23 上的1 個。這些位點上的多個候選基因包括多巴胺D3 受體基因（DRD3）和HS1 結合蛋白3 基因（HS1BP3）的變異增加了ET 的風險[8]。然而，這些基因還沒有在其他ET 家族或隊列中產生一致的結果。病理學和遺傳學的研究，為ET 的發病機制提供了新的思路，遺傳易感性很可能是其主要的致病原因。因此，進行ET 遺傳學分析有助于進一步研究其病理生理機制，為ET 的診斷和治療奠定基礎，也能為將來新型藥物的研究，提供一定的依據。

1 LINGO1

富含亮氨酸重復序列和含勿動蛋白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 個基因編碼，該基因有12 個富含亮氨酸的重復結構域、1 個免疫球蛋白結構域和1 條短的細胞質尾巴。LINGO1 是一種跨膜蛋白，選擇性地在中樞神經系統的神經元和少突膠質細胞上表達[9]，與富亮氨酸重復蛋白激酶2 基因（LRRK2；OMIM ref*609007）在結構上有相似之處，后者已與家族性PD 連鎖[10]。LINGO1 對神經元存活有很強的負性調節作用，其除了影響成人的少突膠質細胞成熟或軸突延伸抑制外，還可能參與神經元發育的活動[11]。全基因組與LINGO1 基因標記的顯著相關性表明，ET 的一個致病機制可能與LINGO1 缺陷引起的軸突功能受損有關，這些缺陷通過結合與Nogo-66 受體（NgR1）結合，改變了軸突生長、髓鞘形成或神經元存活[9]。

一些獨立的研究中已經觀察到LINGO1 基因的遺傳變異與患ET 的風險之間存在一定的聯系。一項對冰島ET 患者進行的GWASs 表明，位于LINGO1基因內含子區域的2 個SNPs rs9652490 和rs11856808 與該病有關。隨后的研究分析了來自歐洲和美國另外4 個ET 家系中的LINGO1 SNPs，表明只有rs9652490 與ET 的遺傳關聯仍然顯著[12]。另外有研究顯示[13]，rs9652490 的G 等位基因不僅與家族性ET 的關聯，同時發現攜帶2 個G 等位基因的個體至少有3 倍的風險，而與散發性ET 無關。然而，隨后對亞洲、西班牙、加拿大家族性ET 患者進行的研究，并不支持該位點變異與ET 的相關性[6]。即使LINGO1 rs9652490 在最初的研究中顯示出與ET 很高的關聯性，但在后來的研究中，未發現有準確的顯著相關性。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，FUS）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 個外顯子，編碼1 個由526 個氨基酸組成的蛋白質，其屬于FET 蛋白家族，還包括Ewing RN結合蛋白（EWS）和TATA 結合蛋白相關因子2N（由TAF15 編碼）。雖然FUS 的確切生理功能尚未完全闡明，但越來越多的證據表明，FUS 參與了多種細胞過程，包括細胞增殖、DNA 修復、轉錄調控以及多水平的RNA 和microRNA 過程[14]。編碼RNA 結合蛋白的FUS 基因變異已被確認為肌萎縮側索硬化癥（ALS）、ET 和罕見形式的額顳葉變性（FTLD）的致病或危險因素[15]。這些發現表明FUS 可能在神經退行性疾病中起普遍作用。

有研究對一個大的ET 家系進行了外顯子組測序，發現FUS 的突變是導致該家系ET 的原因[16]。然而，對北美早發性ET 患者的測序分析并未得出支持性的結果。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 年一項對歐洲家族性ET 患者進行的FUS基因測序研究并沒有發現影響FUS 蛋白結構或位于剪接位點的新的錯義變異或其他變異[18]。隨后，Yan YP 等[19]對我國東部的ET 患者進行FUS 基因測序后，檢測到2 個同義編碼SNPs（rs741810 和rs1052352），該研究發現FUS 基因中的rs1052352增加了華東地區ET 的風險。盡管如此，這種同義變異是否會導致ET 的發生仍是未知數。FUS 突變的病例顯然是零星的，這種突變相關疾病的外顯率很低，其與ET 的相關性有待于進一步研究。

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，與凋亡抑制蛋白結合，啟動細胞凋亡[20]。多條證據表明HTRA2 與PD 有關。在mnd2 小鼠模型中，HtrA2 p.S275C 導致蛋白酶活性喪失，并導致運動神經元變性表型，表現為共濟失調、重復運動和運動不穩[21]。此外，由于紋狀體神經元的丟失，HTRA2基因敲除的小鼠表現出PD 的特征[21，22]?；谶@些功能，由于2 個錯義突（HTRA2p.G399S 和HTRA2p.A141S）都導致線粒體功能障礙、線粒體形態改變和蛋白酶活性降低[23]。Unal Gulsuner H 等[24]在1 個土耳其ET 家系中研究發現，HTRA2 的1 個變異[c.1195G>A（p.G399S）；rs72470545]能引起ET。在雜合子和純合子狀態下均可發現p.G399S 替換，且拷貝數與純合子個體發病年齡較早、震顫程度較重相關。然而，一項對挪威西部PD 和ET 患者的研究，并不支持HTRA2 p.G399S 替換與震顫之間的聯系[25]。同樣，Renaud M 等[26]進行的隊列研究，也并不支持HTRA2p.G399S 變異是ET 的危險因素。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）是軸突引導和髓鞘形成的調節因子，TENM4 基因敲除的小鼠表現出ET 表型，這表明軸突引導在ET 中很重要[27]。Hortmann M 等[20]通過結合全外顯子測序和靶向測序，在西班牙多代家系中發現了3 個與疾病表型部分分離的不同錯義突變，并在病例中發現了另外9個罕見的錯義變異。隨后的一項對加拿大人的研究，觀察到2 例ET 患者分別攜帶突變c.4895G>A 和c.5287G>A，此外，還發現了單個患者攜帶的34 號外顯子（p.Q2552X）的1 個新的無義變異。然而，一項對法國ET 患者進行HTRA2 基因測序分析，并未發現任何突變位點[26]。隨后，Houle G 等[28]在加拿大ET患者中發現了許多罕見的錯義變異，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。這可能是因為TENM4 是1 個包含34 個外顯子的大基因，總共編碼2769 個氨基酸。這里發現的TENM4 變異的性質，以及它們在ET 病例和對照個體中的分布缺乏相關性，表明大多數變異不會顯著影響它們編碼的蛋白質的功能。需要對世界范圍內更多的ET 人群進行進一步的研究，以進一步確定TENM4 在ET 發病機制中的相關性。

5 STK32B

絲氨酸/蘇氨酸激酶32B 基因（serine/threonine kinase 32B，STK32B）位于520kb 的缺失區域，其生物功能尚不清楚，但它已被證明與PHF21A 發生物理作用，PHF21A 是BRAF-組蛋白去乙?；敢种茝秃衔铮˙HC）的成員，在神經發育過程中高度表達。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導途徑中發揮著作用[29]。GWAS 發現了STK32B 的1 個重要位點，并發現ET 患者與健康對照組相比在小腦組織中過度表達STK32B，這表明STK32B 在ET 中具有潛在的意義[30]。一項對ET患者的研究，發現ET 患者腦組織中STK32B 的表達顯著高于對照組[31]。然而，歐洲的一項研究，僅在對照個體的STK32B 中發現了1 個罕見的非移碼缺失，對從家族性ET 病例隊列中獲得的數據檢查和病例對照研究分析均未發現與ET 相關STK32B 基因的變異[32]。為了解過度表達STK32B mRNA 的影響，并確定與ET 相關的潛在途徑，Liao C 等[33]在人小腦DAOY 細胞中過度表達了STK32B RNA，發現軸突引導、鈣離子跨膜轉運和嗅覺轉導等幾條通路顯著豐富。過度表達的STK32B，可能參與了相關的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 的過度表達而表達失調，這表明過度表達的STK32B 可能具有相關的下游效應。

盡管在STK32B 基因中發現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?？紤]到ET 的遺傳異質性，可能并不是所有的ET 患者都有STK32B 的過度表達，可以增加對更大隊列的檢測能力，以進一步驗證這些基因。并且DAOY 細胞是一種癌細胞系，可能不是理解浦肯野細胞轉錄組的理想模型。未來關于STK32B 過度表達的影響的研究可能會利用誘導的多能干細胞分化成具有浦肯野細胞特性的細胞，并且進一步研究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，其結構與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），它們在人類皮質祖細胞中高度表達。Noch 信號對大腦發育至關重要，它決定了神經前體細胞增殖和神經元分化的時間和持續時間。NOTCH2NL 基因的缺失和復制與神經發育表型有關，1q21.1 位點基因組穩定性的喪失，會導致神經發育障礙[34]。NOTCH2NLC 重復擴增的存在與神經元核內包涵體病相關，神經元核內包涵體病是一種神經退行性疾病，其特征是神經元和膠質細胞中的嗜酸性核內包涵體。NIID 的臨床表現包括癡呆、尿失禁和神經病變；有時還會伴有震顫和共濟失調[35]。NOTCH2NLC 基因除GGC 序列重復擴增超過65 次外，還有GGA 和AGC 兩種重復中斷形式[36-38]而攜帶致病性NOTCH2NLC GGC41 到64 個重復序列的擴增的散發性PD 病患者可以出現典型的帕金森病，且這部分患者對低劑量左旋多巴反應良好，不出現藥物相關的并發癥[39]。Ng ASL 等[40]在ET 患者中檢測到NOTCH2NLC 基因GGC 序列重復擴增（＞80 個單位）。且發現GGC 重復擴增可與散發性ET相關，出現純ET 表型的攜帶者可能會也可能不會在最初震顫開始后40 年內轉為神經元核內包涵體病。Sun QY 等[41]也觀察到，NOTCH2NLC 基因50 區GGC 序列的擴增與ET 有關，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 重復擴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 重復擴增為何導致不同表型，其機制仍不清楚。GGC重復擴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。這些都有待于進一步研究。

7 總結

ET 相關致病基因/易感基因的研究仍缺乏一致性的結果，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 缺乏嚴格與精準的診斷標準；ET 缺乏可靠的生物標記物（病理，影像等）；ET 臨床表現的高度異質性；ET 家系內較高的擬表型化；更加復雜的遺傳模式。希望以后的基因測序技術，可以闡明ET 的遺傳結構、發病機制、分型等，為ET 的診斷和治療奠定基礎，為將來新型藥物的研究，提供一定的依據。