脊髓小脑性共济失调3型的临床与分子生物学特征
发表时间：2009-12-07 浏览次数：740次
脊髓小脑性共济失调3型的临床与分子生物学特征作者：韩燕，管阳太，郑惠民，丁素菊，蒋建明，马丽杰 作者单位：200433上海第二军医大学长海医院神经内科（韩燕，管阳太，郑惠民，丁素菊，蒋建明）；复旦大学生命科学院遗传所（马丽杰） 【摘要】 目的 探讨脊髓小脑性共济失调（SCA）3型的临床与分子生物学特征。方法 对2个SCA家系中12例患者的临床表现、头颅影像学资料进行分析，并与15名家系中未发病成员（家系对照组）及12名非血缘关系的健康对照者（健康对照组）的SCA3、SCA1及SCA7基因目的片段CAG重复数目进行比较。结果2个家系4代27名成员中共有12例发病，每代均有患者，男女均受累，起病年龄平均32岁，以行走不稳、动作笨拙和言语含糊为突出表现；头颅MRI示小脑、脑干明显萎缩；各组SCA1及SCA7基因CAG检测均在正常范围；SCA3目的片段CAG两对照组重复11～39次，10例患者为65～87次，确诊为SCA3；家系1的Ⅳ2现年8岁，临床无异常表现，CAG重复数目分别为21次和64次，可能是未到发病年龄的症状前患者。结论 SCA3为常染色体显性遗传性疾病，临床均以共济失调和构音障碍为突出表现，CAG重复数目检测可为基因诊断和症状前诊断提供依据。 【关键词】 脊髓小脑性共济失调3型；临床表现；基因诊断 Clinical and molecular biological characteristics of spinocerebellar ataxia type 3 HAN Yan,GUAN Yangtai,ZHENG Huimin,et al. Department of Neurology, Changhai Hospital of Second Military Medical University, Shanghai 200433, China Abstract：Objective To explore the clinical and molecular biological characteristics of spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3). Methods Clinical manifestation and brain MRI data of 12 patients with SCA in two families were analyged. The polymorphic CAG repeated time in the encode region of SCA3,SCA1 and SCA7 genes were compared in 15 family numbers without abnormal presentations, and 12 healthy persons of controls. Results Among 27 numbers of 4 generations in the two families had 12 patients, male and female were affected,average onset was 32 years old. The main clinic features included gait ataxia, ambiguity in speech and action clumsiness. Brain MRI showed remarkable atrophy on cerebellum and brain stem. In the two families, the CAG lengths of SCA1 and SCA7 were normal in all numbers. The repeated times of CAG of SCA3 were 11～39 in two control groups, 65 ～87 in 10 cases, diagnosed as SCA3 patients. The child Ⅳ2 of family 1 was 8 years old, the repeated times of CAG of SCA3 were repeats 21 and 64 times,repectively. He might be a asymptomatic patient,because he was too young to onset the disease.Conclusions SCA3 is an autosomal dominant genetic disease. The clinical manifestations are ataxia and dysarthria.The detection of repeated times CAG can provide an effective way for the genetic and asymptomatic diagnosis. Key words：spinocerebellar ataxia 3；clinical manifestation; gene diagnosis 遗传性脊髓小脑性共济失调 (SCAs)是一大组遗传异质性的神经变性疾病，其特征是进行性小脑、脑干和脊髓变性，该类疾病的致病原因已证实为编码区的CAG/CTG三核苷酸重复序列扩展突变。SCAs各型之间临床表现重叠。现对两个SCAs家系中的10例患者及未发病成员进行SCA3、SCA1、SCA7突变基因CAG重复数目检测，并与无血缘关系的正常对照组比较，探讨SCAs分型、临床与生物学特征。1 对象与方法 1.1 对象 （1）家系1：先证者（Ⅲ2），男，31岁。因“进行性言语含糊、行走不稳5年”于2002年4月2日就诊于长海医院。该家系来自江苏太仓市，汉族，4 代11名成员中5例发病，其中男3例，女2例；发病年龄23～42岁，平均（33.6±8.3）岁；病程2～21年，平均（11.2±8.4）年。家系谱图见图1。（2）家系2：先证者（Ⅲ5），男，35岁。因“言语欠流利、走路不稳、双手抖动10年”于2002年8月25日就诊于长海医院。该家系来自上海崇明，汉族，4 代16名成员中7例发病，其中男5例，女2例；发病年龄 10～46岁，平均（30.4±12.4）岁；病程1～27年，平均（10.6±8.8）年。家系谱图见图2。两个家系中患者均以行走不稳、动作笨拙和言语含糊为突出表现，有眼震、突眼、病理征阳性，两个家系各有2例双眼上视困难，家系2中2例出现四肢远端轻度肌肉萎缩，其中1例伴有双下肢蚁走感，不自主腿动。所有患者均无智能障碍。3例头颅MRI检查均显示小脑、脑干萎缩。两个家系中的Ⅰ1均已去世，余10例患者均至少接受过1次检查。（3）家系对照组：来自家系1的6名及家系2的9名成员，男8人，女7人；年龄6～73岁，平均（38.7±35.2）岁。无类似临床症状及体征。（4）健康对照组：无血缘关系的12名健康体检者，男8人，女4人；年龄19～40岁，平均（28.3±12.7）岁；均为汉族。无慢性病史及家族遗传性疾病史。 1.2 方法 1.2.1 SCA3、SCA1、SCA7 基因目的片段CAG重复数目检测 取两个家系10例患者、家系对照组和健康对照组外周静脉血2 ml，3.8％枸櫞酸钠抗凝，血液DNA 抽提试剂盒提取gDNA作为PCR模板。PCR扩增，引物序列［1-3］ ：SCA3上游5′CCA GTG ACT ACT TTG ATT CG3′，SCA3下游 5′TGG CCT TTC ACA TGG ATG TGA3′ ；SCA1上游 5′ CAA CAT GGG CAG TCT GAG 3′，SCA1下游5′ AAC TGG AAA TGT GGA CGT AC3′；SCA7上游5′TAG GAG CGG AAA GAA TGT CGG AG3′，SCA7下游 5′CAG GAA GTT TGG AAG CCT CAA CC3′。1％琼脂糖凝胶电泳→纯化试剂盒回收DNA→与pMD18T载体连接，转化于大肠杆菌DH5α感受态细胞，对转化子做煮菌验证→取阳性克隆摇菌，抽提质粒→ABI377型全自动DNA测序仪自动读取数据。 1.2.2 统计学方法 运用SPSS 7.0统计软件包,等位基因CAG重复数目比较采用t检验。2 结 果 SCA3、SCA1、SCA7基因目的片段CAG重复数目分析 所有受检者SCA1基因CAG重复数目为21～30次，SCA7基因CAG重复数目为8～25次，均在正常范围［2，3］。12名正常对照组和14名家系对照组SCA3基因CAG重复数目为11～39次，平均（22.9±7.9）次。两个家系10例患者各有一异常等位基因，CAG重复数目为65～87次，平均（73.2±6.6）次，与两对照组比较差异有统计学意义（均P＜0.001），诊断为SCA3。在正常对照组与患者之间没有中等大小的CAG重复数目。家系对照组中的家系1 Ⅳ2 8岁，两等位基因CAG 重复数分别为21次和64次，明显超出正常范围，可能为症状前患者。两个家系患者临床表现及CAG重复数目详见表1。 表1 两个家系患者的主要临床表现与CAG重复数目临床资料家系1患者3 讨 论 国内外研究［4，5］证实SCA3在SCAs中发病率最高，达42％～47.3％，大部分患者表现为痉挛性共济失调、腱反射亢进、病理征阳性等，可伴有眼肌瘫痪、眼球突出、面和（或）舌肌震颤等，肌张力的改变不恒定，肌张力增高的锥体束症状可以被肌张力减低的小脑症状所抵消，晚期可有自主神经和周围神经损害，肢体肌萎缩，通常智能不受影响。Kawaguchi 等［1］将SCA3基因定位于14q32.1，致病基因也相应克隆，发现存在CAG不稳定扩增，CAG拷贝数在正常等位基因具有高度多态性，异常与正常等位基因重复拷贝数无重叠，正常人CAG重复13～36次，SCA3患者重复68～79次，重复数目与发病年龄呈负相关，且在代间传递中有逐渐延长的趋势。 本研究中两个家系符合常染色体显性遗传模式，发病年龄为10～46岁，多数为20～40岁，病程1～27年，临床主要表现为小脑性共济失调、构音障碍、眼球震颤、痉挛性肌张力障碍、腱反射活跃、病理征阳性等，2例患者伴有眼球突出、双眼上视困难，1例出现感觉异常、周期性腿动等锥体外系表现。 两个家系中有10例患者的异常等位基因CAG三核苷酸重复数目在65～87次之间，确诊为SCA3。CAG重复数目在一定程度上与疾病严重程度有关，CAG重复数越大、病情越严重，在同一家系中这种影响尤为明显。家系2中Ⅲ5 CAG重复数目最多，其病情最重且进展相对较快，31岁时需坐轮椅。SCAs为神经系统变性疾病，疾病的严重程度也明显地受到病程的影响，随着病程延长，病情逐渐加重，病情严重程度与病程关系密切［6］。家系1中Ⅱ1及家系2中Ⅱ2和Ⅱ3，CAG重复数在家系中相对较小，但病程最长，病情相对较重，临床表现较为多样化，提示病程对病情也有明显影响。本研究没有总结CAG重复数与主要临床症状、体征出现的关系，进一步扩大样本对症状指标的量化可能有助于发现CAG重复数与病情的关系。虽然以往有报道［7］认为突眼和锥体束征及感觉异常与CAG重复数相关，但由于各研究结果并不完全一致，CAG重复扩展可能只是该病的一个遗传特点，此外还存在多种因素影响着疾病表型，例如感觉异常、肌肉萎缩、甚至不宁腿综合征。多种已知和未知修饰因素的存在使得CAG重复数只能在一定程度上影响疾病表型，而不能作为惟一的预测指标。 家系1中中Ⅳ2仅8岁，神经系统体检未见异常，而SCA3基因CAG重复数目分别为21和64次，超出正常范围，其父亲为SCA3患者，故可能为症状前患者，尚未到临床发病年龄，或症状、体征较为隐匿，查体欠配合而未被发现，需进一步随访观察。Lerer等［8］曾发现5例40岁以上的症状前患者，其中1例追踪观察至66岁方出现神经系统体征。因此家系中未发病的中年成员有必要进行相应的基因检测，使该病的症状前诊断成为可能，应引起神经科医师在遗传咨询中的注意。 国外研究［9］发现，SCA3患者不宁腿综合征的发病率较高（25%～38%），且与发病年龄有关，并多出现在年龄偏大的SCA3患者，其出现共济失调的年龄偏晚，与CAG重复数目无关。正电子发射体层扫描发现这些患者脑内D2受体减少［10］，纹状体或黑质存在不同程度的变性［11］ ，提示中枢性多巴胺能神经递质异常可能是其发病机制之一。本例伴发不宁腿综合征的SCA3患者46岁发病，55岁出现双腿蚁走感、不自主腿动，CAG重复数目为65次，三核苷酸重复数目在该家系中最少，出现共济失调及不宁腿综合征患者的发病年龄均较晚，小剂量美多巴治疗有效，与国外报道相符。【参考文献】［1］Kawaguchi Y, Okamoto T, Taniwaki M, et al. 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