Kennedy病和遗传性痉挛性截瘫的临床和遗传学研究

发布时间：2018-04-13 19:20

本文选题：Kennedy病 + 雄激素受体基因　；参考：《山东大学》2015年博士论文

【摘要】：第一部分Kennedy病的临床和遗传学研究背景Kennedy病又称脊髓延髓肌萎缩症(spinal and bulbar muscular atrophy, SBMA),是一种X连锁隐性遗传的神经系统遗传变性病,患病率为1/40000,主要临床表现为缓慢进行性加重的面部肌肉、舌肌、颈部肌肉、四肢肢体近端或远端对称性或非对称性肌无力、肌萎缩,尤其以舌肌萎缩最具特征性,多有肌肉跳动,有时伴感觉障碍,常伴不完全性雄激素不敏感综合征,如男性乳房发育、性功能障碍、睾酮或黄体酮升高等。血清肌酸激酶可轻到重度升高,肌电图提示下运动单位损害,有时伴异常的感觉传导速度,肌肉活检示神经源性改变,偶有肌源性改变。该病是由于雄激素受体(androgen receptor, AR)基因第1外显子CAG重复序列异常扩增引起。正常健康人AR基因第1外显子CAG重复次数为14～32个,平均21个,而Kennedy患者达40～55次,平均47次,40个即可确诊。AR基因含8个外显子,跨越约90kb；AR蛋白由919个氨基酸组成,是甾体激素受体超家族成员之一。因此Kennedy病属于多聚谷氨酰胺病,该类疾病均是由于致病基因的CAG重复序列异常扩增,引起疾病蛋白内多聚谷氨酰胺异常延长,最终导致该蛋白结构和功能异常而致病,统称polyQ扩增疾病。目前认为Kennedy病患者AR基因CAG数目异常扩增,转录翻译出含异常扩增多聚谷氨酰胺尾的AR蛋白,产生雄激素依赖性毒性作用。突变AR蛋白在细胞核内异常聚集被认为导致神经变性的第一个步骤,同时突变AR蛋白翻译后的异常修饰、相关基因的转录失调、神经元轴突转运障碍、线粒体功能障碍,以及运动神经元非细胞自主变性、异常内质网应激、细胞死亡通路的激活等,均在Kennedy病的发病过程中起重要作用,上述综合因素最终导致脑干运动神经元和脊髓前角细胞变性死亡而发病。Kennedy病目前尚无有效的治疗,根据其发病机制,雄激素剥夺疗法的研究最为深入并已成功进行动物实验,但临床疗效不理想。目的探讨Kennedy病患者的AR基因突变特点,为Kennedy的基因诊断奠定基础；研究Kennedy病的临床特点,进一步提高对该病的认识。方法应用聚合酶链反应(PCR)结合DNA序列分析方法,对家系1的先证者及其大姐、家系2的先证者及其兄、家系3的散发患者进行AR基因第1外显子CAG重复序列长度检测；对5例Kennedy病患者(来自上述2个家系和1例散发患者)的临床表现、辅助化验检查资料进行回顾性分析,并研究患者CAG重复次数与其发病年龄的相关性。结果1.遗传学方面,2个Kennedy病家系和1例散发患者家系的遗传方式符合X连锁隐性遗传特征。通过对AR基因第1外显子三核苷酸CAG重复序列长度测定显示,家系1先证者的CAG序列重复次数为48次,其大姐的重复次数为22次；家系2先证者及其兄的重复次数均为43次,家系3散发患者的重复次数为44次,所有患者AR基因CAG重复次数均大于40次,达到诊断Kennedy病的标准。2.临床方面,5例Kennedy病患者分别是家系1患者Ⅲ2、Ⅲ4和Ⅲ6,家系2先证者Ⅲ2,家系3散发患者Ⅱ2。所有患者均为男性,平均年龄55.80±12.97岁；平均发病年龄48.20±8.70岁,发病平均5.33±1.53年后出现言语不清,1例散发患者发病11年后出现饮水呛咳、轻度吞咽困难；平均病程7.60±5.32年。所有患者均为缓慢起病,逐渐出现肢体或全身肌肉力量下降,面部、肢体或全身的肌肉萎缩。常有肌肉跳动；4例患者有性功能障碍,家系2患者出现轻度乳腺发育。上述症状缓慢进行性加重。查体示所有5例患者的面部、颈部、躯干及四肢肌肉萎缩,以舌肌萎缩最明显,有舌肌纤颤,躯干及四肢可见肌束震颤,四肢肌力Ⅳ-Ⅴ级。家系2患者Ⅲ1,现年50岁,同样存在AR基因CAG重复突变,但目前无临床症状,可能为症状前患者。2例患者乳酸脱氢酶、肌酸激酶、肌酸激酶同工酶、羟丁酸脱氢酶轻度升高。3例化验血清睾酮,仅1例轻度升高。神经电生理检查1例右侧正中神经复合肌肉动作电位波幅轻度降低,1例左侧腓肠神经感觉传导速度轻度降低：3例行肌电图提示广泛神经源性损害。1例行右上臂MR平扫检查示右上臂外侧肌群萎缩,脂肪浸润。通过对3例先证者的CAG重复次数与发病年龄进行直线相关分析显示二者呈负相关,但二者间无直线相关关系。结论Kennedy病患者AR基因第1外显子CAG序列重复次数显著增多为其基因突变的特点,其临床特点为中年男性出现进行性延髓肌和脊髓肌无力、萎缩,伴有不完全性雄激素不敏感综合征。第二部分遗传性痉挛性截瘫的临床和遗传学研究背景遗传性痉挛性截瘫(hereditary spastic paraplegia, HSP或SPG)是一组以双下肢进行性肌张力增高和无力为特征的神经系统遗传病。该病患病率为2/10万～10/10万。按临床表现不同,SPG可分为单纯型和复杂型,单纯型只表现为痉挛性截瘫,复杂型合并脊髓外损害表现,如智能障碍、癫痫、椎体外系障碍、共济失调、视神经病变、周围神经病、皮肤鱼鳞病等；按遗传方式不同,SPG可分为常染色体显性遗传(autosomal dominant, AD)、常染色体隐性遗传(autosomal recessive, AR)和X-连锁隐性遗传(X-linked recessive, XR),其中以AD遗传最多见。目前该病已发现超过70个疾病基因位点,其中超过50个疾病基因已被克隆,其中SPG4基因型是最常见的AD遗传性SPG,约占所有SPG的40%,疾病基因为spastin基因,目前已发现超过400种spastin基因突变,主要包括错义、无义、剪切位点、插入、缺失突变等,大多数spastin蛋白突变均位于AAA区。Spastin基因含17个外显子,跨越约110kb。Spastin蛋白由616个氨基酸组成,是AAA蛋白家族成员之一。该病主要病理改变为脊髓双侧皮质脊髓束变性和脱髓鞘,胸髓和腰髓处最明显,双侧脊髓小脑束和薄束也有受累,脊髓Clarke柱显著的神经元缺失,少数情况下大脑皮质运动区锥体细胞减少,如患者临床表现为复杂型则存在其他病理改变,如周围神经病、大脑海马神经元缺失等。目前认为SPG的发病机制为基因突变后导致疾病蛋白单体型不足、疾病蛋白毒性获得功能、显性负效应或阂效应模型学说,进一步引起轴突转运障碍、线粒体功能障碍、轴突和髓鞘发育异常、蛋白降解障碍、囊泡形成和膜转运紊乱、脂质代谢紊乱等,最终导致神经元变性死亡而发病。对于SPG4,生理状态下,spastin蛋白可通过N末端与微管发生结合,通过AAA区ATP酶活性调控ATP的水解,使微管分解。Spastin蛋白突变后,不能激活ATP酶,使长轴微管细胞骨架受损,同时特异性的破坏轴突内线粒体和膜性细胞器的顺向轴浆运输,引起线粒体、微管、神经丝等在轴突内聚集,最终导致轴突转运障碍、神经元变性死亡。目前该病尚无有效治疗方法。目的对常染色体显性遗传性痉挛性截瘫2个家系和1例散发患者进行spastin基因突变分析,为该病的基因诊断打下基础；探讨SPG患者的临床特点,重点分析存在spastin基因突变家系的临床特点,以加深对该病的认识。方法应用聚合酶链反应(PCR)结合DNA序列分析方法,对包括先证者在内的2个家系的成员和1例散发患者进行spastin基因突变分析。对5例SPG患者(来自上述2个家系和1例散发患者)的临床资料进行回顾性分析,重点对存在spastin基因突变的家系内的2例患者的临床表现进行详细描述。结果1.遗传学方面,通过DNA序列分析证实,家系1内所有患者即先证者(Ⅲ1)及其母亲(Ⅱ2)存在spastin基因第10外显子c.1291C→T突变,突变导致spastin蛋白第431位氨基酸即精氨酸的密码子CGA变成了未成熟终止密码子TGA,从而产生截短Mrna及截短spastin蛋白,因此为无义突变。家系2先证者Ⅱ1和家系3散发患者Ⅱ2均未检测到spastin基因突变。2.临床方面,5例SPG患者来自2个AD遗传SPG家系和1例散发患者,3男2女,平均年龄为41.60±21.87岁,平均发病年龄为23.40±17.44岁,平均病程为18.20±13.94年,所有患者均以双下肢僵硬无力为首发症状,缓慢进行性加重,2例患者存在尿频症状。查体均示双下肢肌张力增高,腱反射亢进,病理征阳性,1例患者髌阵挛阳性,3例患者踝阵挛阳性,4例患者为剪刀步态,2例存在骨骼畸形,如足内翻和弓形足。在发现spastin基因c.1291C→T突变的家系中,包括先证者在内2例存活患者Ⅱ2、Ⅲ1,男女各1例,平均发病年龄为42.00±2.83岁；平均病程为15.00±12.73年,先证者母亲Ⅱ2发病24年后仍能单手扶拐杖行走,有尿急尿频症状。查体均示腱反射亢进,踝阵挛(+),均为剪刀步态,患者Ⅱ2足内翻畸形。先证者Ⅲ1血糖轻度升高,血清肌酸激酶稍高,颅脑及颈椎MR无特异性改变。肌电图未见神经源性或肌源性损害。结论spastin基因c.1291C→T突变可导致常染色显性遗传性痉挛性截瘫,其患者发病年龄晚,临床症状较轻,具有典型的单纯型痉挛性截瘫的临床表现。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R741

【参考文献】