遠端遺傳性運動神經病的臨床特征及DNAJB2基因型研究

李茂華,王 玥

(陸軍軍醫大學第二附屬醫院神經內科,重慶 400037)

遠端遺傳性運動神經病(distal hereditary motor neuropathies,dHMN),又稱遠端脊髓性肌萎縮癥(distal spinal muscular atrophy,dSMA),是一種遺傳異質性疾病。dHMN最常見的特征是緩慢進行性的遠端肢體肌肉無力和萎縮,罕有感覺累及[1]。迄今為止,已發現30多個與dHMN相關的致病基因[1-2]。在不同的研究中,dHMN的遺傳診斷率和遺傳分布各不相同。LIU等[3]的研究顯示我國華北地區該病診斷率為39%,來自英國的3項研究報道的診斷率分別為14.3%、26.4%和32.5%[4-6]。dHMN總體分子診斷率相對較低,表明存在更多的致病基因尚未確定,dHMN是遺傳性周圍神經病變最罕見的亞型之一,進一步了解其臨床特征和遺傳特點,有助于更好地了解該疾病。現回顧性分析1 例DNAJB2基因變異致dHMN患者的臨床資料,并結合相關文獻及已報道病例進行討論。

1 臨床資料

患者,男,31歲,因進行性雙下肢無力、肌肉萎縮7年于2021年7月26日入院。患者7年前無明顯誘因出現跑步費力,5年前逐漸出現站立下蹲后雙下肢無力,2年前開始出現下肢行走不協調、拖曳,右下肢更為明顯,之后發現右側小腿逐漸變細,癥狀逐漸加重,出現雙側小腿肌肉萎縮,行走時易跌倒,雙下肢踝關節疼痛,雙側髖關節疼痛,伴左下肢外側皮膚麻木,雙側臀部肌肉跳動,認知語言正常,病程中無大小便失禁,無吞咽困難,無飲水嗆咳,無聽力下降。患者為足月順產,自幼生長發育正常。父母體健,近親結婚,1個妹妹1個哥哥體健,1個兒子1個女兒體健。神經系統查體:神清,對答切題,定向力、計算力正常,顱神經檢查無異常,雙側腓腸肌、脛前肌及雙足肌萎縮,四肢肌張力正常,雙上肢肌力5級,雙下肢近端肌力4級,遠端肌力2級,無高弓足或扁平足。行走時雙足下垂,不能墊腳及腳跟行走,下蹲不能站立,雙上肢腱反射(+++),雙側膝反射(++),雙側踝反射未引出,雙下肢病理征陰性。雙側深淺感覺正常。

輔助檢查:血常規、肝功能、腎功能、電解質、抗核抗體譜、抗心磷脂抗體、紅細胞沉降率、凝血功能均無異常。腰椎穿刺壓力、腦脊液常規及生化檢查未見明顯異常。磷酸肌酸激酶(CK)196.2 IU/L(參考值26～174 IU/L)。心電圖、心臟彩超未見明顯異常。下肢血管彩超:右側股總動脈粥樣硬化斑塊形成。腹部彩超:雙腎腎竇反射稍增強,肝膽胰脾二維及彩色多普勒超聲未見異常。頸段、胸段、腰段脊髓MRI:未見明顯異常。神經傳導速度:雙側腓神經、脛神經波幅減小,雙側腓神經運動傳導速度減慢,左側腓淺神經感覺神經波幅及傳導速度稍降低。雙下肢腓腸肌H波、F反射均未引出。肌電圖:(右側腓腸肌記錄)插入電位明顯延長,未見失神經電位;主動用力差,可見運動單位減少,平均時限延長。(左側腓腸肌記錄)插入電位延長,未見失神經電位;輕用力時運動單位電位平均時限稍延長、電壓正常,多項波增多,重用力呈干擾相。雙下肢肌肉MRI:雙側大腿、小腿肌群信號不均,壓脂序列呈高信號影,存在輕微脂肪浸潤和水腫(圖1)。肌肉活檢:左股四頭肌活檢,HE染色顯示肌纖維大小不等,部分肌纖維萎縮,見小群萎縮、核內移和核聚集,見個別肌裂和鑲邊空泡(圖2A、2B),ATPase染色可見Ⅱ型肌纖維優勢及群組化趨勢(圖2C);Dysferlin染色顯示肌纖維膜及胞質陽性(圖2D)。

A、B:雙側小腿肌群信號不均,壓脂序列高信號影,存在輕微脂肪浸潤和水腫;C、D:雙側大腿肌群信號不均,壓脂序列高信號影,存在輕微脂肪浸潤和水腫。

A、B:HE染色顯示肌纖維大小不等,部分肌纖維萎縮,見小群萎縮、核內移和核聚集,見個別肌裂和鑲邊空泡;C:ATPase染色可見Ⅱ型肌纖維優勢及群組化趨勢;D:Dysferlin染色顯示肌纖維膜及胞質陽性。

全外顯子組測序及Sanger測序檢測到該患者DNAJB2基因(NM-001039550.1)chr2:220145325,c.91C>T(p.H31Y)純合變異,編碼區第91位堿基由C變異成T,導致編碼蛋白的第31位氨基酸由組氨酸變異成酪氨酸。經Sanger驗證,受檢者父母雜合攜帶該變異(圖3)。該變異未見文獻報道,該變異未在正常人群數據庫中檢出(PM2-Supporting),生物信息分析軟件SIFT、PolyPhen2-HVAR和Mutation-Taster均預測有害(PP3)。根據現有證據,該變異定義為意義未明變異(PM2-Supporting+PP3)。予以B族維生素營養神經、康復理療,患者病情無改善。

先證者DNAJB2基因存在c.91C>T點突變(p.H31Y),受檢者父母雜合攜帶該變異,表型正常。

2 討 論

dHMN過去被認為是一組單純的運動神經病變,其特征是脊髓運動神經元的進行性退行性變,表現為四肢遠端肌肉無力和萎縮。通常發病于兒童或青年時期,其病程進展緩慢。最初表現為下肢遠端緩慢進行性無力,然后逐漸累及腿部近端肌肉,甚至影響到手部肌肉。目前發現某些類型的dHMN后期可伴有亞臨床感覺異常、錐體征象和其他神經系統癥狀[4]。此外,dHMN與其他退行性疾病,如腓骨肌萎縮癥(charcot-marie-tooth,CMT)、肌萎縮性側索硬化癥(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)、遺傳性痙攣性截癱、脊髓小腦共濟失調和肌病之間存在臨床重疊[7]。到目前為止,已發現超過30個與dHMN有關的致病基因[4]。這些基因編碼的蛋白參與細胞內各種生化活動,如軸突運輸(HSP1、HSPB3、HSP8、DNAJB2、DCTN1、SYT2、PLEKHG5)、tRNA氨基酰化(AARS1、GARS1、HARS1、WARS1)、RNA代謝和DNA完整性(FBXO38、SETX、IGHMBP2)、離子通道和轉運體(TRPV4、SLC5A7、SLC12A6、ATP7A)、內質網(REEP1、BSCL2、SIGMAR1)等[8]。大量與dHMN和相關神經肌肉疾病相關的基因具有影響軸突運輸的潛在病理機制。dHMN最常見的遺傳原因是HSPB1、GARS1、BICD2和DNAJB2基因的突變,而3.1%的患者攜帶SORD雙等位基因突變。DNAJD2相關的dHMN患者在西班牙隊列中相對常見[9]。大多數dHMN患者表現為常染色體顯性遺傳,常染色體隱性遺傳dHMNs與SORD、IGHMBP2、PLEKHG5、DNAJB2、SIGMAR1、SYT2、ATM、TBCE和VRK1基因的變異相關[10-11]。

目前根據臨床表型和基因表型將dHMN分為單純的dHMN、伴有輕微感覺受累的dHMN和dHMN+(dHMN合并其他神經功能受累)[3]。dHMN和CMT之間有明顯的重疊,一個基因的相同突變可以導致這兩種表型。兩種疾病共享許多致病基因(如HSPB1、HSPB27、BSCL2、DCTN1)[3],它們代表了從單純運動神經病變到運動和感覺神經病變的連續體[1]。FRASQUET等[12]對來自西班牙5個不同家族的10例攜帶DNAJB2 c.352+1G>A突變的患者進行長期隨訪觀察發現,DNAJB2 c.352+1G>A突變可表現為dHMN和CMT2,一些具有初始dHMN表型的病例演變為CMT2表型。此外,HSJ c.352+1G>A突變患者中1例發展為青年發病的帕金森病(parkinson disease,PD),另1例患者發展為額顳葉癡呆,在隨訪時間最長的患者中(癥狀出現后30余年),有患者最終進展為ALS[12]。在一個具有DNAJB2 c.352+1G>A突變的巴西家族中,個體還表現為PD和小腦性共濟失調[13]。可能與DNAJB2阻止與ALS相關的SOD1突變蛋白的聚集[14],以及與PD相關的Parkin突變蛋白的聚集相關[15]。

DNAJB2最初被描述為熱休克蛋白J1(Heat-Shock Protein J1,HSJ1),屬于J蛋白的Ⅱ類(DNAJB亞家族),是一種參與泛素-蛋白酶體系統相關降解的共同伴侶蛋白,從而保護神經元免受細胞毒性蛋白聚集[16-17]。DNAJB2包含N末端J結構域、富含G/F的區域,選擇性剪接產生兩種不同的蛋白質異構體,并表現出不同的亞細胞定位:DNAJB2a(HSJ1a含有277個氨基酸,31×103)定位于細胞質和細胞核,而DNAJB2b(HSJ1b含有324個氨基酸,36×103),具有更長的C端,通過C端香葉基香葉基化而錨定在內質網的細胞質面,主要定位在核周[18]。DNAJB2在神經元、大腦和視網膜的神經元層、運動神經元和神經軸突中高表達,與軸突神經絲共定位,DNAJB2突變可能損害軸突運輸,并存在于成熟肌肉中神經肌肉接頭的突觸后部分[19]。DNAJB2雙等位基因缺失導致的主要臨床表型是外周軸突神經病變。DNAJB2的突變常為隱性遺傳,導致異常剪接。一個具有dHMN表型的家族顯示純合子剪接位點突變c.229+1G>A[20],導致DNAJB2信使RNA中內含子4保留,存在過早終止密碼子,蛋白表達缺失。DNAJB2 c.352+1G>A突變已被報道為dHMN的致病突變[14],c.352+1G>B導致內含子保留、翻譯過早終止和DNAJB2蛋白表達減少,導致DNAJB2功能的喪失。DNAJB2純合子剪接c.163-3C>G突變可表現為dHMN和錐體束體征[3]。

本例患者24歲起病,以下肢遠端進行性肌無力、萎縮為主,與之前報道的DNAJB2突變的dHMN表型一致。神經傳導速度檢測提示雙側腓神經、脛神經波幅減小,雙側腓神經運動傳導速度減慢,雙下肢腓腸肌H波、F反射均未引出。肌電圖提示神經源性改變,肌肉活檢伴神經源性肌損害。但患者雙上肢腱反射活躍,左側腓淺神經感覺神經波幅減小且傳導速度稍降低。基因檢測發現DNAJB2 c.91C>T新發純合變異,在家系分析中與疾病表型共分離,臨床意義尚不明確,后續需功能驗證評估突變的致病性。根據臨床病史、檢查及基因檢測,診斷為DNAJB2基因突變相關的dHMN。患者肌肉磁共振提示輕微脂肪浸潤和水腫,CK輕度升高,CK升高可能與神經源性損害的去神經支配導致肌膜完整性損傷相關[21]。患者雙下肢遠端肌無力伴萎縮合并上運動神經元和輕微的感覺神經受累癥狀,這在DNAJB2突變的患者中很少被描述,這可能會進一步擴大DNAJB2突變的表型和基因譜。

dHMN不僅和CMT2在臨床和遺傳學方面有較多的重疊,dHMN患者還攜帶與遺傳性痙攣性截癱、ALS和脊髓性肌萎縮癥(FUS、KIF5A、KIF1B、ZFYVE26、DNAJB2)相關的基因變異[3]。目前,只有15.0%～32.5%的dHMN患者具有基因特征[9],有必要進行系統的研究,以更好地描述dHMN的人群分布,采取多種基因檢測手段聯合分析有助于提高遺傳診斷。