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肌萎缩侧索硬化(ALS)是由脑和脊髓运动神经元进行性退变引起的一种致死性瘫痪性疾病,散发性ALS占患病人群的绝大多数,家族性ALS占5-10%,通常表现为常染色体显性遗传。该病的发病机制目前还不清楚,临床治疗非常困难。研究表明,铜、锌超氧化物歧化酶1(SOD1)突变基因存在于20%的家族性患者人群和少数散发性患者人群中,某些突变还具有地域分布和特殊临床表型的规律性。因此对于ALS-SOD1基因突变的研究对揭示疾病发病机制、寻找新的治疗途径有着重要的意义。
目的:检测我国家族性及散发性患者人群中SOD1基因突变的分布特点,并确定该突变位点所在外显子的突变频率,以期与不同国家和地区的患者人群比较;拟在我国的SOD1基因突变人群中发现其临床表型的特征性和地域分布的规律性。
方法:提取人外周血白细胞基因组DNA,采用SOD1基因的5对引物对其5个外显子进行PCR扩增,产物直接测序。归纳整理患者临床表型资料,进行表型—基因型关联分析。
结果:
1.在一个ALS家系的16名成员中,有5名患者通过测序发现具有位于5号外显子的杂合突变,即E133V突变。该家系临床表型为中年起病,快速进展的病程,平均生存时间4+/-1年。
2.在散发性患者人群中发现一名20岁的年轻男性患者,具有位于3号外显子的杂合突变,即G72C突变。其父亲也发现了同样的突变,但并无发病的临床表现,追溯病史发现其父亲的姐姐有类似病史。因此认为该名患者系家系遗传。先证者临床表现为较早发病,快速进展的病程,生存时间只有1年。
3.在63名散发性ALS患者中发现有2名患者具有两种杂合突变,均为新的错义突变类型。
1)一名46岁的女性患者,临床表型为以上肢症状起病,随后累及球部,病程至今已有3年,具有位于2号外显子的杂合突变,即新的V29A突变。
2)一名19岁的男性患者,以舌肌萎缩为首发症状,具有位于4号外显子的杂合突变,即新的N86I突变。
4.本研究的ALS散发性患者人群SOD1突变的检出率是3.1%(2/63),与欧美国家(0-7%)比较处于居中水平。
结论:
1.本研究为国内首次进行的散发性ALS患者SOD1突变分析,填补了国内这一研究领域的空白。SOD1突变的检出率与欧美国家相当,在突变频率上中国SALS患者人群与国际上没有明显差异。
2.本研究发现了两个存在SOD1突变的家系,两个家系的遗传特性均为常染色体显性遗传,表现为不完全外显。
3.本研究发现的四种突变分布在SOD1基因的2、3、4和5号等四个外显子上,与国外关于该突变的研究结果一致。其中三种新的突变类型使国际上整个突变基因型的数目由119个增加至122个。
4.位于编码区第29位的突变(V29A),是首次在Q22和G37之间的这14个位点上发现的突变,证明突变位点并不存在“盲区”,整个编码区全长都可以存在。
5.具有G72C突变的患者,由于突变外显率低导致家族成员不发病,临床上没有家族成员患病的病史,因此被诊断为散发性。因此对散发性患者及其家族成员同时检测SOD1基因突变,对于家系的发现十分必要。