脊髓小脑共济失调基因分型、临床及影像学特征分析*



脊髓小脑共济失调基因分型、临床及影像学特征分析*

夏明荣，黄月#,张杰文，李书剑

郑州大学人民医院(河南省人民医院)神经内科 郑州 450003

关键词脊髓小脑共济失调；三核苷酸重复；基因分型；临床特征

脊髓小脑共济失调(spinocerebellar ataxia，SCA)是一组具有临床和遗传异质性的神经系统遗传疾病[1-2]，多呈常染色体显性遗传，主要表现为慢性进行性加重的肢体共济失调、构音障碍及眼球运动障碍，影像学研究[1-4]表明病变主要累及大脑、小脑、脑干及脊髓。目前报道[1,5-6]的SCA亚型多达40种，其发病年龄及临床症状多数相互重叠，因此仅仅依据临床表型特征及影像学评估对患者诊断分型较为困难，而基因检测则有助于明确诊断。该研究主要对临床诊断为SCA的一家系9例患者及有血缘关系、临床表现正常的27例家系成员进行基因检测，以确定基因型，同时对患者的临床特点进行总结分析，为临床诊断提供相关资料。

1对象与方法

1.1研究对象该家系先证者在河南省人民医院神经内科临床诊断为SCA，诊断参考Harding[7]标准。通过对该家系进行详细调查，6代成员中共27名发病者，其中男12例，女15例；符合常染色体显性遗传，绘制家系图(图1)。现存9例患者中男6例，女3例，年龄34~59(46.3±8.8)岁，发病年龄30~49(38.8±8.3)岁；27例临床表现正常的家系成员中男14例，女13例，年龄4~40(20.6±11.0)岁。在采血前均告知该研究目的，签署知情同意书，对患者及部分成员进行详细的体格检查。

1.2目的基因的提取、扩增及检测常规抽取该家系患者及其健康成员外周静脉血5 mL，38 g/L枸橼酸钠抗凝， 采用血液DNA提取试剂盒(北京天根生物工程公司)提取DNA作为PCR模板。根据文献[8-10]设计合成引物(上海生工生物工程股份有限公司)。PCR反应体系(50 μL)：Premix Tag 25 μL，上、下游引物各2 μL(10 μmol/L)，模板DNA 5 μL，然后加入ddH2O至总体积50 μL。PCR反应条件：94 ℃预变性5 min；94 ℃变性30 s，退火温度根据引物不同有所不同，72 ℃延伸30 s；72 ℃再延伸7 min(表1)。扩增反应在ABI9700扩增仪(美国ABI公司)中进行。PCR产物以80 g/L变性聚丙烯酰胺凝胶进行电泳检测鉴定。

图1　SCA3型家系图(符合常染色体显性遗传模式)

基因引物序列(5　-3　)退火温度/℃循环次数SCA1-FCAACATGGGCAGTCTGAG5530SCA1-RAACTGGAAATGTGGACGTACSCA3-FCCAGTGACTACTTTGATTCG5735SCA3-RCTTACCTAGATCACTCCCAASCA7-FTGTTACATTGTAGGAGCGGAA5535SCA7-RCACGACTGTCCCAGCATCACTT

F：上游引物；R：下游引物。

2结果

2.1临床特征9例患者虽来自同一家系，但临床表现有所不同。其中行走不稳、言语含糊9例(且为主要临床表现)，饮水呛咳8例，悬雍垂右偏1例，悬雍垂左偏1例，复视6例，水平眼震7例，慢眼扫视3例，肌张力增高2例，腱反射亢进4例，不自主震颤5例，踝阵挛阳性6例，下肢肌肉萎缩4例，病理征7例，认知功能障碍3例，自主神经功能障碍3例。先证者(Ⅳ-70)及其叔叔(Ⅲ-37)头颅MRI检查示小脑及其蚓部萎缩，且Ⅲ-37双侧颞叶不对称性萎缩。先证者儿子(Ⅴ-30)头颅MRI检查未见明显异常。

2.2PCR结果见图2。所有受检者SCA1、SCA7目的基因PCR产物电泳结果显示一条带，片段大小分别为210 bp、270 bp，在正常范围，说明该家系患者及健康成员2条等位基因均无SCA1、SCA7基因CAG三核苷酸重复扩增。9例患者及9例家系“健康”成员SCA3基因扩增电泳均显示两条带，其中一条大小在430 bp左右(正常条带大小在250 bp左右)，明显高于正常条带，提示9例患者及9例健康成员SCA3基因内其中一条染色体存在CAG三核苷酸重复扩增。9例患者进行基因检测前已发病，临床可确诊为SCA3型；9例“健康”家系成员无明显临床表现，根据PCR产物电泳结果，确诊为症状前患者。

图2　该家系SCA3基因PCR扩增产物电泳图(部分)

M:Marker;1~13:分别为Ⅲ-37、Ⅲ-39、Ⅳ-47、Ⅳ-50、Ⅳ-55、Ⅳ-64、Ⅳ-70(先证者)、Ⅳ-81、Ⅳ-85、Ⅳ-89、Ⅳ-91、阳性对照及阴性对照。其中Ⅲ-37、Ⅲ-39、Ⅳ-47、Ⅳ-50、Ⅳ-55、Ⅳ-64、Ⅳ-70和Ⅳ-85为该家系患者，Ⅳ-81、Ⅳ-89和Ⅳ-91为症状前患者，其余为家系健康个体。

3讨论

SCA是一组遗传性神经退行性疾病，各亚型临床表现虽有重叠，但其表现仍具有高度的异质性，根据致病基因或致病位点的不同可将其分为40余种亚型，其中SCA1、SCA2、SCA3、SCA6、SCA7、SCA17及DRPLA发病原因均是致病基因编码区特定片段CAG三核苷酸重复扩增，编码产生异常的多聚谷氨酰胺链所致，因此该类疾病又可称为多聚谷氨酰胺疾病[11]。流行病学研究发现，SCA3型在世界范围内是最常见的亚型[12]，占SCA的20%~50%[13]，但其发病率在不同国家、地区及种族之间具有一定的差异。SCA3型又称马查多-约瑟夫病(Machado-Joseph diease，MJD)，其致病基因定位于14q32.12, 含有11个外显子，编码致病蛋白ataxin-3/MJDp[14]，基因突变是第10号外显子不稳定的CAG三核苷酸重复扩增。为了节省实验时间及提高效率，作者首先对该家系进行了SCA3、SCA1及SCA7的基因检测。

SCA1发病多在30岁以后，中青年发病，且病程进展较其他亚型快[15]。临床表现主要为进行性的平衡及协作功能的丧失，认知功能障碍，凝视麻痹，慢眼扫视，构音障碍，吞咽困难，周围神经病，锥体系及锥体外系症状；运动和感觉神经传导速度中度减慢，视觉诱发电位延迟，躯体感觉诱发电位丧失，运动诱发电位丧失[16]；头颅MRI可见尾状核、豆状核、小脑及脑干的萎缩。SCA7发病年龄变化较大，儿童时期至76岁不等，平均发病年龄20岁，病程进展缓慢[17]。临床表现为小脑性共济失调，黄斑及视网膜变性，慢眼扫视，眼外肌麻痹，吞咽困难，躯体感觉及神经精神症状，其中黄斑及视网膜变性为主要特征[17]；神经传导速度未见明显异常，眼电图示视觉功能障碍[16]；MRI示小脑和脑干萎缩。SCA3的发病年龄从5岁至75岁不等，大多数常见病例为中青年发病，临床主要以进行性加重的小脑共济失调，腱反射亢进或消失，周围神经、肌肉萎缩，帕金森样症候群，肌张力障碍、肌肉痉挛为特征，其他症状如眼外肌麻痹、面肌及舌肌的肌纤维震颤，眼球突出也可以作为临床诊断SCA3的依据[18]；头颅MRI表现为第四脑室扩大，大脑半球皮层、脑桥、基底核、小脑蚓部的中度萎缩[19]。

该研究中9例患者经基因检测确诊为SCA3型，其发病年龄和临床表现符合文献[12]报道的SCA3型患者的临床特征。9例患者随着病程的进展均出现不自主的肢体震颤及阵挛，且发病年龄越早，疾病进展越快，阵挛出现越早，且可能先于其他症状出现；先证者儿子(V-30),15岁发病，病程3 a，发病症状同其他患者，但出现明显的不自主震颤及阵挛，且伴有左下肢肌肉轻度萎缩，头颅MRI平扫未见明显异常。先证者叔叔(Ⅲ-37)病程10 a，基本丧失生活能力，高级皮层功能减退，头颅MRI示小脑轻度萎缩，大脑皮层及颞叶不对称萎缩，结合患者临床表现，不排除患者认知障碍可能。据报道[20]大多数SCA3型患者不出现认知功能障碍，但是也有研究[21]发现SCA3型患者晚期可以出现痴呆。先证者(Ⅳ-70)除上述症状外，伴有月经不规律，其儿子(V-30)易出汗，考虑有自主神经功能受损。

通过对该家系患者的临床及影像特征总结分析，结合基因分型，在一定程度上补充了SCA3疾病谱的临床特征，为该病早期诊断提供相应依据。由于该家系人员较多，尚未对参与基因检测者的CAG三核苷酸重复次数进行检测，后续工作将进一步对该家系成员基因内CAG重复在该家系各代成员之间的变化以及与发病年龄、病程、疾病严重程度的关系进行研究；同时对该家系症状前患者进行长期随访追踪。目前针对该病尚无有效的治疗和预防方法，对于已发病者主要进行对症治疗，而对症状前患者，需及早进行干预以减轻症状，延长存活时间。

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doi：10.13705/j.issn.1671-6825.2015.06.034

通信作者#，女，1965年10月生，博士，主任医师，研究方向：神经系统变性病，E-mail:hy139378@163.com