脊髓小腦共濟失調2型家系的臨床表現和基因型分析

孫 宇，吳士文

脊髓小腦共濟失調2型家系的臨床表現和基因型分析

孫 宇1,2，吳士文2

目的 探討脊髓小腦共濟失調2型(spinocerebellar ataxia 2，SCA2)患者的臨床表現和分子遺傳學特征。方法 描述一家系4代SCA2部分成員的臨床表現，總結其特點，并檢測基因分型。結果 該家系4代共15例患者發病，均符合常染色體顯性遺傳特征，14例(除先證者的外婆發病情況不詳外)均以步態不穩為首發癥狀，伴不同程度構音障礙，均有明顯的腱反射減弱、四肢遠端肌肉萎縮，部分患者伴慢眼動、動作性震顫、不自主搖頭、癲癇等。其中第1代患者發病年齡不詳，第2代患者于50歲左右發病，第3代患者于36～47歲發病，第4代患者于21歲發病，發病年齡呈逐代提前現象。先證者及其同胞兄弟患者SCA2/ATXN2基因(CAG)n重復數目為39次，其侄子(CAG)n重復數目為50次，發病明顯提前且癥狀重。結論 SCA2家系中存在遺傳早現現象，除小腦性共濟失調外，還可伴有其他特征性表現。這些臨床特征有助于診斷與鑒別診斷，但明確診斷依靠基因學檢測。

脊髓小腦共濟失調；基因型分析；臨床特征

SCA是一組包含多種共濟失調亞型的、具有高度臨床和遺傳異質性的神經系統退行性疾病[1]。目前，普遍認可的致病機制是致病基因編碼區內CAG三核苷酸重復序列異常擴增導致編碼蛋白內形成異常擴展的多聚谷氨酸肽鏈，引起編碼蛋白的錯誤折疊，在中樞神經系統-小腦等部位的神經元內形成泛素陽性核內包涵體，并產生選擇性細胞毒性作用[2]。除了編碼區CAG重復序列異常擴增是SCA發病的原因外,編碼區和非編碼區堿基的缺失、錯義突變及剪切位點突變均有可能導致SCA。目前已經報道有30余種亞型，各亞型的臨床表現相似，交替重疊，但又各具特點[3]。在我國最常見的是SCA3，其次是SCA2和SCA6[4]。2013年武警總醫院收錄了一家系4代15例SCA2患者的病例資料，筆者對于該家系部分患者的臨床表型和基因型進行了分析，旨在為SCA2的臨床診斷與鑒別診斷提供依據。

1 對象與方法

1.1 對象 本組SCA2患者來自山西晉中，于武警總醫院神經內科就診，其家系四代共15例患者(圖1)，漢族，均符合常染色體顯性遺傳特點且臨床診斷符合Harding標準。

圖1 SCA家系圖譜

先證者：Ⅲ-17，男，43歲。2013-10因“進行性行走不穩6年余”首次就診于武警總醫院，之后長期隨訪。患者于2007年無明顯誘因出現行走不穩，表現為步行緩慢，步距寬。2年后發現四肢遠端肌肉明顯萎縮，以雙手大小魚際明顯，精細活動完成不佳。近2～3年，患者自覺上述癥狀加重，出現蹲下起立困難、行走直線不能、持物不穩，并逐漸出現言語不清。家族史如圖1所示。神經系統查體：神志清，構音障礙。雙側瞳孔等大等圓，直徑約3 mm，對光反射靈敏，可疑突眼，輕度慢眼動。四肢遠端肌力4級，近端肌力5級；腱反射減弱，肌張力正常。雙側指鼻試驗、跟膝脛試驗欠穩準,雙側病理征陰性。動作性震顫，寬基步態,Romberg征陽性。

患者Ⅰ-2，女，已故。為患者外婆。逝去前曾有行走不穩、肌肉萎縮、言語不清等類似癥狀。具體發病時間不詳。

患者Ⅱ-2、Ⅱ-6，均為女性，已故。二者為患者姨母，皆于50歲左右起病，表現為言語笨拙、行走不穩、肌肉萎縮，最終癱瘓，因并發癥于65歲左右去世。

患者Ⅱ-4，女，已故。為患者母親，51歲起病，表現為行走不穩，言語笨拙，58歲時明顯加重，63歲之后臥床。67歲因行動障礙摔傷導致骨盆骨折死亡。

患者Ⅲ-3、Ⅲ-4、Ⅲ-5、Ⅲ-6、Ⅲ-21，均為患者表姐，皆于40歲左右發病，表現為行走不穩、言語不清、肌肉萎縮，并隨病程進展均出現動作性震顫、突眼、眼球掃視速度變慢等癥狀。目前Ⅲ-3、Ⅲ-4癱瘓在床，生活不能自理，伴有飲水嗆咳，Ⅲ-3、Ⅲ-4、Ⅲ-5伴頭部不自主晃動，Ⅲ-21伴癲癇病史。

患者Ⅲ-9，男，59歲，為患者二哥，44歲發病，最先出現身體搖晃、行走不穩，之后出現言語笨拙、飲水嗆咳，55歲時難以獨自站立，行走需輔助工具。近4年不能行走，小便失禁。查體：神志清，重度構音障礙，頭部不自主晃動，眼瞼退縮，雙眼球固定。四肢遠端肌肉萎縮嚴重，雙上肢近端肌力3級、遠端肌力3級，動作性震顫。肌張力減低，四肢腱反射消失，病理征未引出。指鼻及跟膝脛試驗不能完成。

患者Ⅲ-12，男，55歲，為患者三哥，47歲發病，目前行走不穩，輕度構音障礙，雙上肢遠端肌肉萎縮較重，雙手伸直困難，持物不穩，輕度動作性震顫。

患者Ⅲ-14，男，46歲，為患者四哥，40歲發病，目前癥狀與先證者相似。

患者Ⅲ-20，男，41歲，為患者七弟，36歲發病，目前行走不穩，寬基步態。有癲癇病史。

患者Ⅳ-1，男，25歲，為患者二哥之子，21歲發病，開始出現行走不穩伴持物不穩，言語欠流暢，并逐漸加重，近1年喪失行走能力，生活自理困難。查體：神志清，重度構音障礙，頭部不自主搖晃，伴有動作性震顫，突眼，慢眼動。四肢遠端肌肉萎縮，雙上肢近端肌力4級、遠端肌力3級。四肢肌張力降低，腱反射減弱，病理征未引出。指鼻試驗欠穩準，輪替笨拙，跟-膝-脛試驗不能完成。

1.2 方法

1.2.1 樣本采集 依據“知情同意原則”，空腹采集該家系中的5名患者(Ⅲ-9、12、17、20，Ⅳ-1)及5名無SCA表現個體(Ⅲ-8、11、19，Ⅳ-7、8)的外周靜脈血5 ml，乙二胺四乙酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid, EDTA)抗凝后采用經典酚-氯仿抽提法提取基因組DNA作為聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction, PCR)模板。

1.2.2 SCA2基因CAG三核苷酸重復突變檢測 根據SCA2基因第1外顯子CAG重復片段兩側序列，由北京康旭基因檢測公司設計引物序列，正向引物(F引物)序列：5’-GGGCCCCTCACCATGTCG-3’；反向引物(R引物)序列：5’-CGGGCTTGCGGACATTGG-3’。PCR擴增體系(25 μl)包括：2×GC Buffer Ⅰ 12.5 μl,dNTP 4 μl,LA Taq 0.25 μl,Primer(FP熒光引物) 2 μl,模板DNA2.0 μl，余下體積由滅菌雙蒸水補足。擴增條件：94 ℃預變性1 min，94 ℃變性30 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸30 s，運行30個循環；72 ℃終延伸1 h。在PTC200PCR反應儀中進行PCR擴增,2%瓊脂糖凝膠電泳鑒定，使用3130基因測序儀進行測序分析。根據已知片段大小對應的CAG重復次數的關系(116 bp約重復22次)，計算樣本對應的的CAG重復次數。

2 結 果

2.1 發病特點及臨床體征 該家系4代共15例患者，其中男6例，女9例，每代都有患者發病，且無明顯的性別差異，符合常染色體顯性遺傳規律。第1代患者發病年齡不詳，第2代患者50歲左右發病，65～70歲去世，病程15年左右。第3代患者36～47歲發病，病程5～15年，其中3例于發病10年后不能獨立行走。第4代患者21歲發病，病程4年，已喪失行走能力。

14例(除先證者的外婆發病情況不詳外)均以步態不穩為首發癥狀，伴有不同程度的構音障礙，肌肉萎縮明顯，上述癥狀呈進行性加重。其中4例已經去世，在世的11例患者臨床表現形式多樣，喪失行走能力4例,構音障礙10例，遠端肌肉萎縮10例，動作性震顫10例，頭部不自主晃動5例，慢眼動(包括可疑)9例，腱反射減弱10例，癲癇病史2例,肌張力障礙1例，未見明顯認知障礙者。

2.2 基因診斷結果 在該家系中，5名無SCA表現個體(Ⅲ-8、11、19，Ⅳ-7、8)的2條等位基因的PCR產物為116bp，均無CAG三核苷酸過度擴增，重復次數約為22次，與健康人群中正常重復次數相同，與其臨床表型相符。

5名患者均有1條等位基因的CAG三核苷酸過度擴增，其中Ⅲ-9、12、17、20的SCA2基因編碼區(CAG)n三核苷酸重復數目異常,為22/39次；Ⅳ-1的SCA2基因編碼區(CAG)n三核苷酸重復數目異常,為22/50次。見圖2。

3 討 論

SCA2最初是在古巴的奧爾金省被發現并描述的，致病基因為ATXN2[5]，由Gispert等[6]在1993年定位于12q24.13，其CAG重復位于基因編碼區第一外顯子。目前得到廣泛認可的觀點是：SCA2基因CAG三核苷酸正常重復范圍為13～31次，異常重復范圍>34次，介于32～34次者為中間重復范圍。根據文獻[5,7]報道，重復次數>31次者即可出現神經退行性改變的臨床癥狀。臨床上，SCA2可以體現為小腦綜合征或帕金森綜合征，主要表現為進行性的共濟失調、構音障礙，而后期病變則可累及腦干、脊髓、丘腦等。這種特殊的萎縮模式類似于多系統萎縮(multiple system atrophy，MSA)，因此還可能伴有掃視緩慢、腱反射減弱、位置或動作性震顫、肌陣攣等特征性體征，也可伴隨錐體外系癥狀及認知障礙[8]。

圖2 DNA片段分析

該家系四代患者之間發病年齡跨度很大，文獻[9]報道指出SCA1、2、3、7亞型間的發病年齡差異無統計學意義，吳英等[10]也在其臨床試驗中驗證了這一結論，因此發病年齡對于SCA的分型診斷意義不大。因第1、2代患者均已經去世，無法獲得臨床資料及基因檢測結果。第3代患者CAG重復次數為39次，第4代患者重復次數為50次，均在異常范圍內。第4代患者發病年齡較第3代明顯提前，病程僅4年即喪失行走能力，且出現較多伴發癥狀，這符合SCA2的遺傳早現現象[11]，Tezenas等[12]研究發現發病年齡主要受CAG重復擴展所調控，SCA2的發病年齡與CAG重復次數呈負相關關系，嚴重程度及進展速度與CAG重復次數呈正相關關系。

該家系中的先證者及多名患者均存在明顯的步態不穩、構音障礙等癥狀，同時伴有慢眼動、腱反射減弱、動作性震顫、肌肉萎縮等特征性表現，這與文獻[13]報道的SCA2常見表現一致。既往研究報道中5%～19%的SCA2患者存在不同程度的認知障礙[14]，Ma等[15]認為SCA2的認知障礙與疾病嚴重程度相關，而與年齡、發病年齡、受教育年限、疾病持續時間等無關，但本研究報道的家系未見明顯認知障礙者。與其他SCA亞型相比，SCA2具有慢眼動，即眼球掃視速度過低這一特征性表現，在該家系中9例癥狀嚴重患者出現慢眼動癥狀，而2例病程較短、癥狀較輕患者則未出現眼部異常體征，再次證明了只有當SCA2疾病進展到一定階段時才會出現慢眼動體征，該體征在臨床診斷與分型中有重要意義,同時也是疾病嚴重程度的標志[16]。在該家系中多人出現了行走緩慢、震顫、頭部不自主晃動等帕金森綜合征癥狀，一項針對中國人群的研究證實ATXN2 CAG擴張是導致脊髓小腦共濟失調2型-帕金森綜合征(spinocerebellar ataxia 2-Parkinson’s disease，SCA2-P)的唯一原因[17]。另外在該家系中的2例患者既往有癲癇病史，癲癇病史以前很少與SCA2相關聯，Tan等[18]曾對此提出了單獨的鏈接癲癇易感性基因擴展SCA2基因引起相互作用的假設，雖然尚未得到驗證，但仍具有一定的意義。

據以上分析，在一個家系中存在構音障礙、行走不穩、遠端肌肉萎縮、動作性震顫、頭部不自主晃動、腱反射減弱、慢眼動、癲癇病史等癥狀的患者，且發病年齡具有逐代提前的特點時，診斷應考慮SCA2，但明確診斷依賴于基因檢測。

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(2015-03-04收稿 2015-03-27修回)

(責任編輯 羅發菊)

Analysis on clinical manifestations and genotyping in a large SCA2 pedigree

SUNYu1,2andWUShiwen2.

1.ClinicalCollegeofAnhuiMedicalUniversity,2.DepartmentofNeurology,GeneralHospitalofChinesePeople’sArmedPoliceForces,Beijing100039,China

WUShiwen,Email：neurowu@gmail.com

Objective To explore the clinical features and genetic characteristics in spinocerebellar ataxia 2(SCA2) patients.Methods Clinical manifestations of some patients’ pedigrees were recorded and summarized, while their genotyping were analyzed. Results There were 15 patients in this family with autosomal dominant inheritance feature. Except the condition of maternal grandmother was unknown, initial symptoms in the other 14 affected members were gait disorders accompanied by dysphasia, hyporeflexia, amyotrophy, and some members with slow eye movements, action tremor, involuntary nodding, and epilepsy. Onset age became earlier from generation to generation in the family which was around 50 year-old, 36 to 47 year-old, 21 year-old in generation Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, respectively. The number of CAG repeats in SCA2/ATXN2 allele were 39 in proband, as well as in his brothers with symptoms, while 50 in one nephew of proband with more serious clinical symptoms. Conclusions Genetic anticipation is found in this family with SCA2. Cerebellar ataxia is noted in most patients accompanied by other different symptoms and signs. Clinical features are helpful in the diagnosis and differential diagnosis of SCA2, while definitive diagnosis depends on genetic testing.

spinocerebellar ataxias; genetic analysis; clinical features

10.13919/j.issn.2095-6274.2015.04.007

孫 宇，碩士研究生在讀，E-mail：sdcysunyu@126.com

100039 北京，武警總醫院:1.安徽醫科大學北京武警總醫院臨床學院，2.神經內科

吳士文，E-mail：neurowu@gmail.com

R744；R394