SOD1基因p.H44R罕見位點突變致肌萎縮側索硬化癥1例報告并文獻復習

王雅歡， 楊 偲， 劉洪雨， 何金婷， 王姣琦

運動神經元病（motor neuron disease，MND）是一組起病隱匿的慢性進行性神經系統變性疾病，病因尚不十分清楚，可能與遺傳或環境因素相關。該病主要侵犯大腦皮質錐體細胞、腦干運動神經核及脊髓前角運動神經元。肌萎縮側索硬化癥（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）是最常見的一種，根據是否有家族史分為家族性肌萎縮硬化癥（familial amyotrophic lateral sclerosis，fALS）和散發性肌萎縮硬化癥（sporadic amyotrophic lateral sclerosis，sALS）。該病的早期表現是進行性肌萎縮、肌無力和延髓麻痹，最終常累及呼吸肌導致呼吸衰竭死亡。5%～10%的患者有家族史，但大多數患者的病因仍不清楚［1］。該病不可逆轉，且缺乏有效治療手段，其診斷為排除性診斷，需與表現相似的其他運動神經元病相鑒別［2］，早期診斷困難。現將吉林大學中日聯誼醫院神經內科收治的1 例以右下肢疼痛、無力為首發癥狀，通過肌電圖及全外顯子測序診斷的SOD1罕見位點突變致ALS 病例進行回顧分析及文獻復習，希望對該病在臨床上的早期診斷及預后評估有所幫助。

1 病例資料

患者，男，40 歲，因右下肢疼痛5 個月，無力4 個月，于2022年2月入院，5 個月前接種疫苗后出現右下肢肌肉酸痛，因未影響肢體活動而未在意，4 個月前出現右下肢無力、肉跳，逐漸發展并出現臀部、大腿及小腿肌肉萎縮，服用B 族維生素類藥物后癥狀未見緩解，近期使用筋膜槍理療，下肢無力的癥狀仍逐漸加重，入院前20 d出現右腿上臺階費力，其余肢體無明顯異常。病程中患者無頭暈、無智能減退、無動作遲緩、無腰部疼痛、無舌肌萎縮、無吞咽及呼吸困難，體重未見明顯變化。既往無基礎疾病。家族史：患者堂哥及2 個姑姑被診斷為“運動神經元病”，但均已過世，無法提供臨床資料及相關檢查結果。患者父親因肺癌于48歲去世（患者家系圖見圖1）。

圖1 患者家系圖

入院后神經系統查體：意識清楚，顱神經查體未見明顯異常，右下肢屈髖肌力2級，伸髖肌力3級，屈膝肌力3 級，伸膝肌力4 級，遠端背屈肌力2 級，跖屈肌力4 級，余肢體肌力未見異常，右下肢肌張力減弱，肌容積減少，右下肢膝腱反射減弱，跟腱反射未引出，無感覺異常，雙側病理反射陰性，余查體未見異常。

實驗室檢查：肌酸激酶600 U/L（正常值＜164 U/L），肌酸激酶同工酶17.00 ng/ml（正常值2.00～7.20 ng/ml），肌紅蛋白149 ng/ml（正常值23.00～112.00 ng/ml），D-二聚體3 340.00 ng/ml（正常值80～500 ng/ml）。甲功3 項、降鈣素原、C 反應蛋白、常規免疫、腫瘤標志物、免疫球蛋白+補體、風濕免疫相關抗體未見明顯異常。頭部核磁未見異常。腰骶叢神經MR 平掃+增強：左側骶1、2 神經根束膜囊腫可能性大，腰椎MR：腰5-骶1 椎間盤輕度突出。肺部CT：左肺下葉外基底段結節，性質傾向良性。腹部超聲：脂肪肝。肌電圖示：右下肢呈神經源性改變（根或以上水平受損可能）；左脛前肌、左腓腸肌可見神經源性改變（見圖2）。進一步完善的腰穿腦脊液檢查示腦脊液無色透明，細胞總數4×106/L，白細胞數4×106/L，血抗神經節苷脂抗體陰性。提檢全外顯子測序，結果回報前初步診斷為下運動神經元綜合征，待除外肌萎縮側索硬化癥。給予患者營養神經、針灸、理療、被動康復訓練等對癥治療，患者自覺右踇趾背屈稍有改善后出院。

圖2 患者的肌電圖結果

全外顯子測序提示患者攜帶SOD1基因上的一個雜合錯義變異：c. 131A＞G：p. H44R。由于先證者父母未能配合驗證，變異來源未知。該變異為cDNA的第131 位堿基由A 替換為G，導致SOD1基因第44位密碼子由編碼組氨酸變為編碼精氨酸（見圖3）。

圖3 患者的一代測序峰圖

獲得全外顯子測序結果后，從下運動神經元綜合征入手剖析患者的診斷。患者無中毒、輻射，無脊髓灰質炎、艾滋病、腸道及水痘帶狀皰疹病毒感染史，無蜱叮咬史，腦脊液細胞數正常，可除外中毒、感染、輻射等病因，重點篩查免疫、變性及遺傳方面。患者偏側受累，抗神經節苷脂抗體陰性，不符合吉蘭-巴雷綜合征（guillain-barré syndrome， GBS）；患者腫瘤標志物陰性，腹部超聲、胸部CT 篩查未見占位性病變，暫不支持副腫瘤性下運動神經元綜合征；患者肌電圖無局灶性運動傳導阻滯，且早期出現的明顯的肌肉萎縮也不支持多灶性運動神經病（multifocal motor neuropathy，MMN），故可除外免疫因素。變性方面，單肢肌萎縮（monomelic muscular atrophy，MMA）為自限性，多見于青少年，累及上肢時又稱平山病，該病很少累及對側肢體，與患者的發病年齡及肌電圖上左下肢亞臨床神經源性損害不符。遺傳方面，遺傳性遠端運動神經病（distal hereditary motor neuropathy，dHMN）及脊髓性肌萎縮（spinal muscular atrophy，SMA）為單基因病，全外顯子測序結果不支持。最后，從遺傳變性的角度需要鑒別ALS 和進行性肌萎縮（progressive muscular atrophy，PMA）。PMA主要表現為進行性肌無力或萎縮，不伴上運動神經元功能障礙，該病比其他類型運動神經元病的進展慢，暫不能完全除外。患者全外顯子測序提示攜帶SOD1基因上的一個雜合錯義變異。目前國內尚未將基因檢測納入ALS 診斷標準，但是查閱文獻發現該突變是ALS 已知的致病突變，呈常染色體顯性遺傳。2015年修訂的E1 Escorial 診斷標準中提出，若基因檢測發現患者攜帶已知的肌萎縮側索硬化癥致病基因，且具有一個區域的上運動神經元或下運動神經元損害證據可診斷為ALS，如果至少有一個一級或二級親屬患有ALS 則考慮為遺傳性ALS［3］。患者查體見下運動神經元損傷證據，并有基因檢測支持，故排除PMA，診斷為ALS。囑患者服用利魯唑，隨訪。后患者就診于北京大學第三醫院，維持ALS診斷。2 個月后電話隨訪，患者出現了左下肢的無力。

2 討 論

ALS 常中年以后隱蔽起病，進展緩慢，是一種上、下運動神經元同時受累的神經系統變性疾病，通常以肌無力、萎縮等為主要表現，受累部位常有肌束震顫，伴有腱反射亢進、病理反射陽性。大多數患者最終因呼吸衰竭死亡。目前國際公認的ALS診斷標準共有3 種，依次為E1 Escorial 診斷標準、Airlie House 診斷標準和Awaji-shima 電生理診斷標準，目前臨床上應用最廣的是Airlie House 診斷標準，該標準將ALS 診斷等級分為確診級肌萎縮側索硬化、擬診級肌萎縮側索硬化、實驗室支持擬診級肌萎縮側索硬化、可能級肌萎縮側索硬化［4］。基于以上診斷標準，極大地提高了ALS 患者的診斷效率和病情評判。根據患者的臨床表現，最新的ALS 分型將肌萎縮側索硬化分為8型［5］：（1）經典型，以上肢或下肢肌無力為首發癥狀，錐體束征常不明顯，是男性患者中最常見的類型，平均發病年齡在62.8 歲，10年生存率為13%，伴發額顳葉癡呆（frontotemporaldementia，FTD）的占4%；（2）延髓型，以構音障礙和（或）吞咽困難等延髓損害為特點，發病6 個月內錐體束征可不明顯，隨著疾病發展，錐體束征可越來越明顯，男性發病率略低于女性，10年生存率僅為3.4%，FTD發生率最高為9%；（3）連枷臂型，以上肢近端肌無力和萎縮起病，可伴有上肢的腱反射活躍及Hoffman征，肌張力正常，發病后，功能受累必須局限于連枷肢體至少12個月，男女發病比例為4∶1，10年存活率為17.4%，很少伴發FTD，僅占1.4%；（4）連枷腿型，主要為雙下肢進行性肌無力和萎縮，病程中下肢可有腱反射活躍或Babinski 征，肌張力正常。注意除外無遠端受累的患者，這種情況常提示為經典型。男女發病比例為1.03∶1，10年存活率為12.8%，合并FTD 的占4.1%；（5）錐體束型，以錐體束征為主，如嚴重的痙攣性截癱或四肢癱，可出現在疾病早期或晚期，常累及至少兩個不同區域，出現明顯的下運動神經元損害的體征，如肌肉無力和萎縮。肌電圖檢查存在慢性和活動性的失神經損害。此種表型發病較早，常于58.3 歲左右，男女比例為1.04∶1，FTD較少見，占2.5%，10年存活率為31.9%；（6）呼吸型，此類型患者普遍存在呼吸障礙，表現為呼吸困難或端坐呼吸，發病半年內脊髓或球部受累癥狀較輕，可伴有上運動神經元損害跡象。該型為最罕見的表型，男性發病率0.06/10 萬，女性發病率0.01/10 萬，無1例患者存活10年以上；（7）純下運動神經元綜合征（pure lower motor neuron syndrome，PLMN），病變累及腦神經運動核和脊髓前角細胞，典型表現為肌無力或萎縮、腱反射減弱，但感覺不受累，男性發病率是女性2 倍，不伴有FTD，預后與其他表型相比較好，10年生存率為36.6%；（8）純上運動神經元綜合征（pure upper motor neuron syndrome，PUMN），臨床表現包括痙攣性截癱和（或）四肢癱，病理反射亢進，腱反射活躍，言語障礙等，此種表型發病率較低（男女均為0.12/10 萬），存活時間最長（13.1年），10年生存率為71.1%。此外還有學者認為原發側索硬化（primary lateral sclerosis，PLS）和進行性肌萎縮（progressive muscular atrophy，PMA）為ALS 的特殊類型，PLS 較為少見，一般中年起病，4年內僅有上運動神經元受累表現；PMA僅有下運動神經元受累表現，以男性患者多見，發病年齡晚，平均生存期比ALS顯著延長。以上兩種類型隨著疾病的發展會出現上、下運動神經元同時受累的情況，與ALS表現相似，所以上述兩種類型可以被歸為ALS 的特殊類型［4］。ALS復雜的臨床分型不僅說明了該病在起病形式、受累模式、流行病學等方面的多樣性，而且也提示了該病病因的復雜性。

目前發現與fALS發病相關的基因約30多種，包括銅/鋅超氧化物歧化酶（SOD1）基因、反式激活反應-DNA 結合蛋白（TARDBP）基因、肉瘤熔合（FUS）基因等［6］。其中，SOD1基因突變是我國sALS 和fALS 最常見的突變類型，在sALS 患者中占1%～2%，fALS 占25%［7］。1993年Rosen 等首次發現SOD1突變引發ALS［8］。SOD1是一種由153 個氨基酸組成的酶，在神經系統、肝臟及紅細胞中高表達，參與自由基清除。目前已知的與ALS 相關的SOD1基因突變超過150個［9］。本文列舉了常見的幾種SOD1基因突變類型、遺傳方式及臨床表現（見表1）。不同突變型引發的ALS在起病時間、受累部位、病程進展速度等方面都存在差異。其中A4V突變是最常見的SOD1基因突變，常表現為下運動神經元損傷，平均存活時間僅1.5年。D90A突變提示上運動神經元損傷較下運動神經元損傷明顯，且疾病進展較慢，患者存活時間相對較長。G37R、G41D、G93C突變提示患者存活期較長，G37R、L38V、L106V突變提示患者發病年齡較小。其中，L106V基因突變患者的發病年齡是目前已知最年輕的，為35.5 歲，而I113T基因突變的發病年齡最晚，為58.9 歲［10］。大多數ALS 患者在癥狀出現后3～5年內死亡，但變異性很大，有些患者在發病后幾個月死亡，而有些患者甚至存活了20年。即使是來自于一個家族的不同個體，雖然具有完全相同的基因突變位點，但其生存期和發病年齡上也有很大的差異，這說明還存在其他改變表型的因素有待進一步發現［9］。

表1 常見SOD1基因突變位點及其遺傳方式、臨床表現

本例患者以右下肢疼痛、無力伴肌肉萎縮起病，感覺系統無陽性體征，癥狀暫未累及其他肢體，且無球部損傷癥狀，定位在脊髓前角及前根。肌電圖示右下肢神經源性改變（根或以上水平），左側脛前肌、腓腸肌可見自發電。該肌電圖結果一方面支持上述定位；另一方面也提示左下肢出現亞臨床的急性神經源性損害。患者腰骶叢核磁、腰椎核磁未見明確的脊髓及神經根病變，故除外神經根損傷，定位在脊髓前角細胞。患者病前有疫苗接種史，有可疑ALS家族史，定性上應重點考慮免疫因素及遺傳變性病。根據下運動神經元綜合征的病因分析，患者免疫相關等實驗室檢查結果未見異常，影像學及腦脊液檢查未見炎性改變，暫不支持免疫炎癥，故遺傳變性病的可能性大，不除外以下運動神經元損傷起病的ALS。患者存在ALS 家族史，雖然無法明確證實，但從一元論的角度考慮，基因測序有望為患者早期診斷提供依據。當患者出現下運動神經元綜合征的表現并疑診ALS 時，完善非受累肢體或節段的肌電圖檢查可提供臨床前的下運動神經元損傷證據，為了解疾病全貌，對疾病進行早期診斷提供幫助。全外顯子測序提示患者SOD1基因突變，最終診斷為ALS。該患者為雜合子突變，文獻報道ALS突變類型大多數是常染色體顯性遺傳，D90A、D96N基因突變是常染色體隱性遺傳或常染色體顯性遺傳［23］，基因檢測結果提示患者為SOD1基因第二外顯子c. 131A＞G：p.H44R突變，該變異為罕見變異。關于H44R基因突變致ALS的報道最早可以追溯到1995年［24］。2003年首次對該突變致ALS 的臨床表現進行了詳細的描述，該患者是名58 歲的日本女性，因下肢單癱就診，有ALS家族史，發病7個月后死于呼吸衰竭。該患者家族系譜顯示為常染色體顯性遺傳，具有完全外顯率［25］。2017年，該基因突變位點在我國患者中首次報道，1 例47 歲男性以上肢無力起病，9 個月后因呼吸衰竭死亡，不同的是此患者無家族史，該變異為SOD1基因上的一個雜合錯義突變［7］。本例患者的發病年齡較前2 例更早，單肢癱起病，臨床癥狀雖然局限，但肌電圖已提示其他肢體的早期受累。目前患者病程較短，還有待進一步隨訪以明確患者病情進展及預后情況。結合已報道的病例特點，推測H44R基因突變導致的ALS 可能主要以下運動神經元損傷為主，可有球部受累癥狀，病情進展快，生存期可能較短。

盡管目前美國FDA已批準利魯唑作為ALS的首選治療藥物，但其療效一般，僅延長2～3 個月的無氣管切開術生存期［26］，患者最終走向死亡。2022年我國ALS診斷和治療專家共識提示基因檢測陽性可加速ALS 的診斷進程，使患者盡早開始接受藥物治療［27］。隨著測序技術的發展，基因檢測的經濟成本越來越低，該技術對廣大民眾的可及性也在提高。在使用該技術早期診斷治療的同時，我們也要警惕技術濫用及隨之而來的倫理問題。

倫理學聲明：本研究經由吉林大學中日聯誼醫院倫理委員會審批（審批號：2023111001）。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：王雅歡負責采集數據、數據整理及分析、論文撰寫；楊偲、劉洪雨、何金婷負責采集數據、分析數據、研究指導；王姣琦負責研究指導、論文修改。