隨訪十年的脊髓小腦性共濟失調3型一家系研究及倫理學分析

康健捷 項薇 鄧兵梅 楊紅軍 彭凱潤 王偉民

脊髓小腦性共濟失調( Spinocerebellar ataxias，SCAs)是一大類由于遺傳因素造成的神經系統變性疾病，多為常染色體顯性遺傳，占神經系統遺傳性疾病的10%～15%，患病率為1～4/10萬[1]。SCAs有明顯的遺傳異質性和基因多效性，所以患者的臨床表現錯綜復雜、病情輕重不一，對于臨床分型就增加了很大的難度，隨著分子生物學的發展，基因診斷已成為診斷SCAs亞型的標準，目前已有30多種[2]致病基因被定位，其中脊髓小腦性共濟失調3型(SCA3)是亞洲人種最常見的亞型，多呈常染色體顯性遺傳。本研究結合相關文獻對1個隨訪10年的SCA3家系發病的臨床特征、影像學特點和基因型及相關倫理學進行討論，以提高臨床醫生對SCA3的認識。

1 資料與方法

1.1 家系調查 先證者為女性，廣東籍患者，因行走不穩5年、言語不清2年于2007年1月18日收住本院，先證者的外婆、母親及舅舅也有類似癥狀，未就醫，均已故，具體死因不詳。遂展開家系調查。2007年該家系4代15名成員中共有5人發病。隨訪10年，截止2017年1月該家系4代21名成員中共有7人發病。

1.2 研究對象 家系中I2、II2、II5、Ⅲ2、Ⅲ5、Ⅲ7、Ⅲ20為患者, 共7例(其中I2、II2、II5已故，為回顧性診斷 )，另6例來自上述家系的第2代、第3代和第4代的無癥狀的“健康”個體：II4、Ⅲ4、Ⅲ8、Ⅲ9、Ⅲ11、Ⅳ1。

1.2 方 法

1.2.1 知情同意 按照知情同意原則，向所有申請基因診斷者說明基因測試的目的、程序、可能出現的情況、目前所能檢測的范圍，并保證保守秘密，尊重其隱私權，如果受試人無法理解或為18歲以下未成年人，則向其陪護人、父母做出解釋。

1.2.2 基因檢測 先證者為Ⅲ5，女性，2012年對先證者進行SCAl、SCA2、SCA3、SCA6、SCA7、SCAl2 和齒狀核紅核蒼白球丘腦路易斯核萎縮(dentatorubral pallidoluysian atrophy，DRPLA) 致病基因檢測，明確SCA亞型，確診為SCA3。2013年對Ⅲ7檢測相應異常基因，2015年對Ⅲ20檢測相應異常基因，2016年對II4、Ⅲ4、Ⅲ8、Ⅲ9、Ⅲ11、Ⅳ1檢測相應異常基因。抽取外周靜脈血2 mL，依地酸鈉鈣(EDTA) 抗凝，采用全血基因組DNA 抽取試劑盒提取基因組DNA作為PCR擴增模板。引物設計、PCR擴增以及DNA測序由廣州金域醫學檢驗中心完成。

1.2.3 遺傳咨詢 檢測資料通知受試者本人, 未成年人則通知其父母,向他們解釋SCA遺傳方式、基因突變形式、臨床主要癥狀、目前的治療狀況和護理相關知識，詳細宣教產前診斷相關知識，并鼓勵患者積極配合治療以改善生活質量。

2 結 果

2.1 家系調查 截止2017年1月該家系4代人中有7人有步態不穩等表現，其中Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅱ5、Ⅲ5表現為行走不穩、言語不清、飲水嗆咳，已死亡。Ⅰ2：42歲起病，59歲去世；Ⅱ2：39歲起病，56歲去世；Ⅱ5：30歲起病，55 歲去世；Ⅲ2：32歲起病，現40歲，吐字不清、飲水嗆咳、扶手杖行走，生活自理；Ⅲ5：26歲起病，36歲窒息死亡；Ⅲ7：28歲起病，現36歲，吐字不清、飲水嗆咳、行走不穩、扶手杖行走，生活自理；Ⅲ20：24歲起病，現26歲，需攙扶下才能行走，發音困難、吞咽困難。3代發病平均年齡分別為42、34.5、27.5歲。其家系見圖1。

2.2 臨床表現、體征、輔助檢查、致病基因測序和頭顱磁共振檢查 患者家系成員檢測SCA3相應異常基因顯示：無臨床癥狀的Ⅱ4、Ⅲ4、Ⅲ8、Ⅲ11、Ⅳ1的SCA3相關基因的CAG 重復數為14～41次，屬于正常范圍。無臨床癥狀的Ⅲ9，30歲，查體可見雙側巴氏征陽性，CAG 重復數為77次，確診為SCA3癥狀前患者。7例患者和1例癥狀前患者的臨床表現、體征和致病基因檢測、核磁共振成像(表1)。患者均無認知功能障礙，無感覺障礙。實驗室檢查：肝、腎功能、血電解質、血脂、腫瘤指標、甲狀腺功能、葉酸、維生素B12 血濃度、肌酶、銅藍蛋白、免疫學指標均正常。影像學檢查：肝、膽、脾、胰、腎B超均未見異常。

圖1 SCA3患者的家系圖

表1 7例患者和1例癥狀前患者發病特點及異常等位基因CAG重復數目

2.2.1 病例1(先證者) Ⅲ5，女性，26歲起病，因行走不穩5年、言語不清2年于2007年1月住院診治。患者于2002年1月出現行走欠穩，2003年2月出現雙手動作笨拙、步伐變小、步態不穩，2005年1月出現言語不清，飲水嗆咳、吞咽困難、全身消瘦明顯、四肢肌肉萎縮，行走時蹣跚步態，容易跌倒，需扶手杖行走，2007年1月發音困難，需家人攙扶下緩慢行走，長期臥床，生活不能自理，2012年8月因窒息死亡。2007年1月查體：體型消瘦，對答切題，構音欠清，語速緩慢，小腦性語言。定向力、記憶力、計算力正常。眼球上視受限，其余各向活動正常，瞳孔等大、等圓，直徑約3.0mm，對光反射靈敏，雙眼水平眼震，閉目有力，鼻唇溝對稱，伸舌居中，可見舌肌顫搐，懸雍垂居中，雙側咽反射遲鈍。四肢肌肉萎縮，肌張力稍增高，肌力Ⅴ-級，四肢腱反射亢進，雙側霍夫曼征(+)，雙側踝陣攣(+)，雙側巴氏征(+)。深淺感覺對稱正常。雙手意向性震顫，雙側指鼻試驗、跟膝脛試驗不穩不準，輪替動作笨拙，雙上肢反擊征(+)。不能獨自站穩，攙扶下行走呈寬基底步態，閉目難立征(+)。頸軟，無抵抗。頭顱MRI檢查提示小腦和腦干萎縮(圖2)。2012年2月查體：不能站立行走，鼻飼飲食，重度營養不良，發音困難，突眼，四肢肌肉萎縮，肌張力增高，其余查體同前。基因檢測：進行SCAl、SCA2、SCA3、SCA6、SCA7、SCAl2 和DRPLA致病基因檢測和DNA測序顯示，SCA3 相關基因的CAG 重復數為77 次(圖3)(正常參考值<44次)，屬于全突變范圍，符合SCA3 的基因突變特征，其他亞型SCAl、SCA2、SCA6、SCA7、SCAl2、DRPLA相關基因的CAG 重復數屬于正常范圍，確診為SCA3。

2.2.2 病例2 Ⅲ2，女性，40歲。因行走不穩8年、言語不清5年于2016年12月就診。患者于2008年2月出現行走欠穩，步基變寬，2011年4月出現言語欠清，講話不流暢，有飲水嗆咳，現經口進食，尚可獨自行走，行走不穩。基因檢測顯示SCA3 相關基因CAG 重復數為76次。

圖2 先證者Ⅲ5的頭顱MRI顯示小腦和腦干萎縮

圖3 先證者Ⅲ5的基因檢測顯示異常基因片段CAG重復數目為77次

2.2.3 病例3 Ⅲ7，女性，36歲。因行走不穩4年、言語不清1年于2013年11月就診。患者于2009年5月出現行走欠穩，步基變寬，2012年7月出現言語欠清，講話不流暢，偶有飲水嗆咳。頭顱MRI檢查提示小腦萎縮。2016年3月行走不穩明顯，尚可獨自行走，經口進食，有飲水嗆咳，語言不流利。2013年基因檢測顯示SCA3 相關基因CAG 重復數為76次。

2.2.4 病例4 Ⅲ20，男性，27歲。因行走不穩2年、言語不清1年于2015年7月就診。患者于2013年6月出現行走欠穩，癥狀進展較快，2014年7月出現言語欠清，講話不流暢，飲水嗆咳，行走不穩加重，容易跌倒，需要扶手杖行走，2016年6月攙扶下行走，進食困難，發音困難。頭顱MRI檢查提示小腦萎縮。2015年7月基因檢測顯示SCA3 相關基因CAG 重復數為78次。

2.2.5 癥狀前患者 Ⅲ9，男性，30歲。無行走欠穩等臨床癥狀。2016年12月行基因檢測顯示SCA3 相關基因CAG 重復數為77次。

2.3 治 療

給予Ⅲ5、Ⅲ7、Ⅲ20巴氯芬、加巴噴丁減輕肢體肌肉痙攣和疼痛。給予Ⅲ7丙戊酸鈉2年余，臨床癥狀逐漸緩慢加重，按時監測肝腎功能、血常規、血氨。Ⅲ20曾在外院進行干細胞移植治療，無明顯療效，

3 討 論

SCA3是一種延遲的神經系統常染色體顯性遺傳性退行性疾病，具有高度的臨床異質性，它是脊髓小腦性共濟失調中最為常見的亞型，幾乎占所有SCA患者的50%[3-4]；病變主要累及小腦, 也可影響到橋腦、延髓、橄欖、脊髓和視神經；發病年齡20～60歲，但大多于20～40歲起病[5-6]。臨床表現以小腦性共濟失調和構音障礙為突出表現，SCAs 各亞型間臨床表現較為相似，僅依照其臨床癥狀進行分型及確診非常困難。因為SCAs 各亞型致病基因及突變位點不同，所以通過基因突變檢測可以將其區別開來[7]。

該家系7例患者均表現為行走不穩、構音不清、飲水嗆咳，神經系統陽性體征為小腦性共濟失調、延髓麻痹和錐體束征，3例患者頭顱MRI檢查提示小腦萎縮，定位于小腦和延髓。患者均隱匿起病，逐漸進展，結合患者有明確的家族史，3代人中均有患者，男、女均發病，定性診斷首先考慮為常染色體顯性遺傳的神經系統變性病：遺傳性小腦性共濟失調。對先證者Ⅲ5進行SCA3 相關基因的CAG 重復數為77次，屬于全突變范圍，符合SCA3 的基因突變特征，其他亞型SCAl、SCA2、SCA6、SCA7、SCAl2、DRPLA相關基因的CAG重復數屬于正常范圍，確診為SCA3。文獻有報道少數SCA3 家系患者可出現認知功能障礙[8-11]與嗅覺障礙[12]、聽力障礙[13]，表明SCA3 具有很高的表型異質性。本家系患者未出現上述癥狀。

2007年該家系4代15名成員中共有5人發病，其中3人已死亡。隨訪10年，先證者Ⅲ5于發病10年窒息死亡，Ⅲ2、Ⅲ7、Ⅲ20分別于2008年、2009年、2013年發病，截止2017年1月該家系4代21名成員中共有7人發病。除第4代由于年齡尚小，在2個月～13歲之間未發病, 其余每代均有患者。雙親中有一方為患者，子代必有該病患者(Ⅲ2的子代已經經過基因檢測CAG重復數屬于正常范圍，Ⅲ7、Ⅲ9的子代年齡尚小，均未發病)。雙親正常者其子代無發病, 如II4和Ⅲ4的SCA3相關基因的CAG重復數屬于正常范圍，其子代也不會發病，符合常染色體顯性遺傳。該家系前3代24～42歲發病，即早期一般不發病，達到一定年齡才表現出明顯的臨床癥狀，如在隨訪中Ⅲ2、Ⅲ7、Ⅲ20發病年齡分別為32、28、24歲。第4代由于年齡較小，均未發病。3代發病平均年齡分別為42、34.5、27.5歲。發病年齡逐代提前，病情發展速度逐代加快，符合遺傳早現現象。

脊髓小腦性共濟失調3型又稱馬查多約瑟夫病(Machado-Joseph disease,MJD)。因SCA3和MJD的疾病基因位于相同位點即14 q32 12而合稱為脊髓小腦性共濟失調3型/馬查多約瑟夫病(SCA3/MJD)。研究顯示SCA3/MJD導致編碼蛋白ataxin-3羧基端形成異常擴展的多聚谷氨酰胺(polyglutamine，PolyQ)肽鏈被認為是引起病理改變的蛋白質基礎，從而引起蛋白的錯誤折疊[14]，在神經系統中形成泛素陽性核內包涵體(neuronal intranuclear inclusions，NIIs)，通過蛋白質-蛋白質相互作用產生選擇性神經細胞毒性作用[15]。正常人CAG重復次數為12～42次，患者為52～84 次，且其CAG異常重復次數越多，發病越早且越重[16-19]。本家系中CAG 重復數最多的為Ⅲ20是78次，發病年齡24歲，發病較早，行走不穩進展較快，發病3年已不能獨自行走，有進食困難、發音困難，病情較重。本家系Ⅲ5的CAG重復數為77次，發病年齡26歲，發病5年已經長期臥床，生活不能自理，發病10年因窒息去世。而Ⅲ2、Ⅲ7的CAG重復數均為76次，她們均在行走欠穩發病3年出現言語不清，并進行性加重，但發病年齡稍晚，分別為32和28歲，病情較輕，發病8年尚可獨自行走，可經口進食，這種現象可能是由于Ⅲ5的CAG 重復數多于后兩者，這與報道的發病規律一致。但Ⅲ9的CAG重復數為77次，與Ⅲ5相同，但目前30歲，尚未發病，這種現象可能與性別等遺傳異質性有關。由于不同患者具有不同的遺傳基礎，從而導致發病年齡、病程進展、病情嚴重程度以及預后等都可能不同。

目前，SCA3尚無特異性治療，主要是對癥治療，巴氯芬、加巴噴丁減輕肢體肌肉痙攣和疼痛，丙戊酸鈉[20]、伐倫克林[21]、拉莫三嗪[22]可能改善臨床癥狀、延緩病情的進展。目前體外試驗和動物實驗基因治療顯示在細胞培養實驗中利用RNA干擾技術有選擇地讓SCA3的致病基因產生了“沉默”，而不影響正常基因的功能[23]，但用于臨床還很遙遠。近年來，立體定向神經干細胞移植手術治療小腦萎縮已在臨床上開展，針對SCAs 患者的治療已經取得了一定療效，這可能為SCAs 患者的治療帶來新的希望[23-25]。不過，本家系Ⅲ20曾在外院進行干細胞移植治療無明顯療效。正因為SCA3尚無特異性治療，所以面對患有SCA3的患者，醫生的職責不僅在于提高臨床診斷和基因檢測水平，更要通過長期隨訪，及時調整對癥治療用藥，提高治療效果以改善患者的生活質量，同時建立患者對醫生的信任并增加對此疾病的認識，促進家族成員積極地進行基因檢測，篩選癥狀前患者，并提供遺傳咨詢、產前診斷以防止帶有異常基因的胎兒出生，這有利于提高患者的優生優育。而現在所面臨的問題是雖然基因診斷較傳統診斷方法能更早更準確地診斷疾病及分型, 但同時可加重患者的心理負擔, 若患者的隱私不能得到保護, 將會帶來一系列的社會歧視與輿論壓力,嚴重損害了患者的婚姻生活和就業等權益，所以患有遺傳病的家系成員一般都是出于此顧慮，才遲遲不愿接受基因檢測。但因SCA3屬于延遲的神經系統遺傳病，大多于20～40歲起病，許多患者在生育時尚未發病，也未行基因檢測，不知自己是否會患病及遺傳給后代，從而生活在對此病的疑慮和恐懼的陰影之中，嚴重影響家庭生活和工作。因此，醫生對整個家系的心理疏導非常重要，詳細的遺傳咨詢和疾病相關知識的宣教對每個家系成員都意義重大。該家系中Ⅲ4經過基因檢測已經明確未遺傳SCA3異常基因，確定了自己和孩子均不會發病，才終于卸下心理包袱，可以輕松健康的生活。家系成員Ⅲ9尚無臨床癥狀，但不知自己將來是否會發病，在隨訪醫生的耐心宣教下接受了基因檢測，雖然經基因檢測CAG重復數目為77次，被確診為SCA3癥狀前患者，致病基因的外顯率為100%，但是當再次生育下一代時可進行產前診斷以防止帶有異常基因的胎兒出生，保證孕育健康的后代。家系成員Ⅲ11因為有一側肢體麻木乏力，懷疑自己也遺傳了此病而情緒低落，尤其是其妻子懷孕以后擔心胎兒也可能被遺傳這種疾病，所以計劃人工流產并且提出離婚。經過隨訪醫生仔細問診和查體，診斷患者的肢體麻木乏力是由頸椎病所致，基因檢測結果也證實CAG重復數目在正常范圍內，不會發病，避免了人工流產和離婚的結局。總之，長期隨訪和全程的心理疏導能夠幫助患者更好地建立信心去工作和生活以及積極配合治療，促進家族成員更積極地進行基因檢測，讓癥狀前患者及其家人明白此病易受外顯率的影響而病情輕重不一，不要產生恐懼心理，經過產前基因診斷可以避免家族缺陷延續。同時，應該制定更加完善的法律法規，確保個人隱私不受侵犯，避免遭受歧視，并加強相關知識的宣教，保障患者心理健康。

綜上所述，SCA3為一組神經系統遺傳性疾病，臨床特征以小腦性共濟失調和構音障礙為突出表現，具有高度異質性，CAG 重復序列數目的檢測對于基因診斷和癥狀前診斷是一種十分有效的方法。臨床要嚴格按照醫學倫理規范進行嚴謹的遺傳檢測。長期有效的隨訪和心理輔導可促進家族成員進行基因篩查，有助于發現癥狀前患者及促進產前診斷，對患病家系的優生優育意義重大。