论文部分内容阅读
遗传性骨骼肌疾病属于单基因遗传病,遗传方式包括:常染色体隐性遗传(autosomal recessive inheritance,AR)、常染色体显性遗传(autosomaldominant inheritance,AD)、X连锁遗传(X-linked inheritance)以及散发。发病机制为:致病基因变异、编码骨骼肌细胞相关蛋白缺失或功能异常,导致肌细胞膜破坏、胞浆蛋白结构异常、代谢紊乱、细胞膜离子通道异常,引发肌无力、肌萎缩、肌强直等骨骼肌受累临床表现,可伴有心、脑、肝、骨关节、内分泌、周围神经等多系统受累。遗传性骨骼肌疾病疾病谱广泛,包括:进行性肌营养不良、先天性肌病、先天性肌营养不良、离子通道肌病、代谢性肌病(线粒体肌病、糖原贮积症、脂质沉积病)、肌原纤维病,依据致病基因、编码蛋白、特征性临床及病理表现,每类疾病分为若干亚型。临床表型、活检骨骼肌病理分析是诊断、研究遗传性骨骼肌疾病的基础,致病基因检测是确诊疾病的重要方法。 遗传性骨骼肌疾病,以进行性加重的肌无力、肌萎缩为主要临床表现,多于儿童、青壮年起病,肌无力、肌萎缩主要累及骨骼肌,甚至累及平滑肌、心肌,肌无力、肌萎缩逐渐加重至生活不能自理,病程晚期,累及呼吸肌、心肌——呼吸衰竭和/或心力衰竭导致死亡。近年,无创机械通气的应用,明显改善了晚期遗传性骨骼肌疾病患者的呼吸功能,降低了因呼吸衰竭致死的风险,心肌损害成为遗传性骨骼肌疾病致死的首要原因。遗传性骨骼肌疾病继发/伴发心肌损害主要表现为:扩张/肥厚/限制型心肌病、房性/室性心律失常、心脏传导阻滞、心力衰竭、心源性猝死。目前,电生理及影像学技术广泛应用于遗传性骨骼肌疾病相关心脏病研究或临床评判,为早期诊断、早期干预和治疗心肌病变及心功能异常提供诊断学依据。提高心脏内科及神经内科医生对遗传性骨骼肌疾病继发/伴发心脏病的认识及诊断意识,减少误诊、漏诊,早期干预、施治,延长生命,提高患者的生存质量。 本研究从骨骼肌遗传资源标本库中筛选dystrophinopathy(133例)、疑诊Sarcoglycanopathy(9例)、Emery-Dreifuss型肌营养不良(3家系)三类继发/伴发心脏病的遗传性骨骼肌疾病进行临床、病理分析,分子生物学研究;心电图、超声心动图及99Tcm-MIBI门控心肌灌注显像对其心肌损害、心脏传导及心脏功能进行评价,分析上述遗传性骨骼肌疾病相关心脏病的特点及演变规律。 第一部分、Dystrophinopathy及Sarcoglycanopahty相关心脏病研究 目的:Dystrophinopathy为DMD基因变异导致肌纤维膜dystrophin蛋白缺陷所致的一组疾病,临床表型包括Duchenne型肌营养不良(Duchenne muscular dystrophy, DMD)、贝克型肌营养不良(Beckermuscular dystrophy, BMD)、X连锁扩张型心肌病及dystrophin基因变异携带者,其中DMD、BMD发病率最高,二者区别在于肌纤维膜dystrophin蛋白缺陷程度,DMD为dystrophin蛋白完全缺失,BMD为部分缺失。肌聚糖病(Sarcoglycanopathy)为肢带型肌营养不良(limb-girdle type musculardystrophy, LGMD)2C、2D、2E、2F统称,分别由肌聚糖蛋白(sarcoglycans,SGC)γ、α、β、δ四个亚基表达缺陷所致。α、β、γ、δ四个SGC蛋白亚基编码基因分别为SGCA(17q21)、SGCB(4q12)、SGCG(13q12)及SGCD(5q33)。 Sarcoglycanopathy与dystrophinopathy临床症状十分相似,主要表现为进行性加重的肌无力、肌萎缩,病程晚期,呼吸肌、心肌受累导致呼吸衰竭和/或心力衰竭是患者死亡重要原因,近年来由于非创伤性机械通气治疗技术应用,很大程度改善了患者呼吸功能,降低了呼吸衰竭致死风险,心肌损害成为导致患者死亡的首要原因,早期干预和治疗心肌病变及心功能异常,成为提高患者生存率的重要治疗目的。 核素心肌灌注显像图像分辨率、灵敏度及可重复性均较好,已广泛应用于临床,不仅可定量分析心肌灌注病变的位置、程度、范围和类型,还可准确判断心脏功能及心肌细胞活性。正确认识和合理使用核素心肌灌注显像对于DMD/BMD、sarcoglycanopathy早期心肌受累的评估,病情进展、药物治疗效果的随访观察具有重要价值。 本研究从骨骼肌遗传资源标本库中筛选疑诊sarcoglycanopathy患者9例,分析报道其临床、骨骼肌病理及基因变异特点;采用99Tcm-MIBI门控心肌灌注显像对133例dystrophinopathy患者(DMD119例,BMD14例)及9例疑诊sarcoglycanopathy患者心肌受累进行评价,总结分析其心肌受累特点及规律。 方法: 1.临床病例资料 1.1 病例资料收集筛选2007年至2013年骨骼肌遗传资源标本库中疑诊sarcoglycanopathy9例,确诊DMD119例,BMD14例。119例DMD患者中未经激素治疗77例,激素治疗42例。DMD/BMD确诊标准:1)检测出DMD基因变异;2)活检骨骼肌抗dystrophin(-R、-C、-N)单克隆抗体免疫组化染色,肌细胞膜dystrophin蛋白完全缺失(DMD),或部分缺失(BMD);符合二者之一作为入组条件。疑诊Sarcoglycanopathy入选标准:1)临床表现:缓慢进行性加重的四肢近端肌无力、萎缩,腓肠肌假肥大,Gowers征(+);2)高CK血症,肌电图肌源性损害为主;3)活检骨骼肌组织化学染色呈肌营养不良改变,抗α-,β-,δ-,γ-sarcoglycan单克隆抗体免疫组织化学染色,肌细胞膜sarcoglycan蛋白表达完全/部分缺失。 1.2 临床辅助检查常规检测血肌酸激酶CK(creatine kinase,CK)、肌电图(electromyography, EMG)、12导联心电图(electrocardiogram,ECG)、静息99Tcm-MIBI门控心肌灌注显像(gated myocardial perfusion imaging,G-MPI)。其中28例DMD及3例疑诊sarcoglycanopathy患者行双下肢骨骼肌MRI检查。 2.归纳分析133例dystrophinopathy患者临床资料,包括:发病年龄、血CK值,半定量评估、统计学分析下肢近/远端肌力,99Tcm-MIBI G-MPI定量分析左室功能,心肌灌注缺损部位、程度和范围。 3.总结分析dystrophinopahty患者99Tcm-MIBI G-MPI心肌灌注异常及左室功能变化特点及其与年龄、血CK及骨骼肌受累程度的相互关系。 4.活检骨骼肌病理分析入选病例行开放式左肱二头肌活检,组织化学染色,抗-dystrophin-N,-C,-R及抗α-,β-,δ-,γ-sarcoglycan单克隆抗体免疫组织化学染色,病理分析。 5.基因分析 5.1 9例疑诊sarcoglycanopathy患者SGCA、SGCB、SGCD、SGCG基因突变位点检测。 5.2 SGCA、SGCB、SGCD、SGCG基因检测未发现临床意义突变位点的4例患者多重变性高效液相色谱(denature high performance liquidchromatography,DHPLC)检测DMD基因外显子缺失和重复突变。 结果: 1.9例疑诊sarcoglycanopathy患者临床、病理、基因检测结果 1.1 临床资料9例疑诊sarcoglycanopathy患者中男性5例、女性4例,血CK值均重度升高,EMG呈肌源性损害。3例患者行双下肢骨骼肌MRI示大腿股四头肌受累,余大腿肌群及小腿肌群无明显受累。 1.2 心脏评估9例患者ECG未见明显异常;99Tcm-MIBI G-MPI结果:患者3左室下壁、心尖灌注减低;患者5左室下壁、前壁及心尖灌注轻度减低;余7例患者心肌灌注未见明显异常。 1.3 活检骨骼肌病理分析9例疑诊sarcoglycanopathy患者活检骨骼肌组织化学染色典型肌营养不良改变,抗α-,β-,δ-,γ-sarcoglycan单克隆抗体免疫组化染色,肌细胞膜sarcoglycan蛋白表达完全/部分缺失,其中7例抗dystrophin-N、-C、-R单克隆抗体免疫组化染色,细胞膜dystrophin蛋白表达缺失/减弱。 1.4 基因分析 1.4.1 SGCA、SGCB、SGCD、SGCG基因测序患者1、2致病突变基因为SGCG,患者3、4、5致病突变基因分别为SGCB、SGCA、SGCD,余4例患者未发现有临床意义突变位点。5例患者共发现10个致病基因突变,包括:无义突变2个、缺失突变1个、错义突变7个;其中7个突变位点为目前未见文献报道的新发突变。 1.4.2 DHLPC检测DMD基因外显子缺失和重复突变患者6 DMD因exon46-48 del;患者9DMD基因exon47-49del。患者7、8,因骨骼肌标本量不足,未行DMD基因检测,有待进一步确诊。 2.99Tcm-MIBI门控心肌灌注显像评估DMD/BMD心肌受累结果分析 2.1 Dystrophinopathy99Tcm-MIBI G-MPI LVEF、EDVI、ESVI、SRS与年龄的关系DMD/BMD患者SRS与年龄呈正相关(rs=0.533/0.784);DMD/BMD患者LVEF与年龄呈负相关(rs=-0.542/-0.622); DMD患者EDVI/ESVI与年龄呈正相关(rs=0.408/0.474);BMD患者EDVI/ESVI与年龄无相关性。 2.2 DMD/BMD心肌受累程度与骨骼肌受累程度、血CK值的关系骨骼肌肌力、下肢骨骼肌MRI评分或血CK值与SRS间均不存在相关性。 2.3 心肌损害部位统计学分析左室各壁、各节段均可受累,以左室心尖、下壁最易受累,DMD以心尖、下壁近心尖部、前壁近心尖部受累最重;BMD以下壁中部、下壁近心尖部受累最重。 2.4 糖皮质激素治疗DMD核素心肌灌注显像动态观察因病例数有限,仅将7、8、9、10岁四个年龄段患者分为激素治疗组和非激素治疗组,对比两组心肌损害程度。各年龄段激素治疗组与非激素治疗组SRS存在统计学差异,激素治疗可明显改善DMD心肌灌注;各年龄段激素治疗组与非激素治疗组LVEF、EDVI及ESVI间差异不具有统计学意义,不能认为激素治疗组LVEF、EDVI及ESVI较非激素治疗组有所改善。 结论: 1.骨骼肌MRI、活检骨骼肌病理分析有助于临床诊断sarcoglycano-pathy,判断临床表型和疾病预后。Sarcoglycanopathy确诊、临床分型及其与dystrophinopathy鉴别诊断依靠基因检测。 2.Sarcoglycanopathy心脏受累程度与缺陷蛋白关系密切,β和δ-SGC蛋白亚基突变常导致严重扩张型心肌病,α和γ-SGC蛋白亚基突变心脏受累程度较轻或无明显心肌受累。 3.99Tcm-MIBI G-MPI评估DMD/BMD心肌损害灵敏度及阳性率高,适用于早期诊断dystrophinopathy亚临床期心肌病变;重复性好,方便用于反复心脏检查,动态观察心肌病变进展;可满足激素等药物治疗前后随访疗效评价。 第二部分、Emery-Dreifuss型肌营养不良临床及分子生物学研究 目的: Emery-Dreifuss型肌营养不良(Emery-Dreifuss musculardystrophy,EDMD)是一组进行性肌营养不良,基本临床表现为典型三联征:早期多关节挛缩、进行性加重的肌无力和肌萎缩、不同程度心脏受累。遗传方式分为X连锁遗传(X-linked inheritance,XL),常染色体显性遗传(autosomal dominant inheritance,AD)及常染色体隐性遗传(autosomalrecessive inheritance,AR)。其中EMD突变、编码emerin蛋白缺陷为XL-EDMD最常见病因,但约35%XL-EDMD患者EMD基因测序无阳性发现,预示可能存在新致病基因。2009年Gueneau等研究报告FHL1(four-and-a-half-LIM domains1 gene)基因突变及其编码FHL1蛋白缺陷为XL-EDMD新发致病基因,目前国内尚无关于FHL1基因突变导致XL-EDMD病例报道。 心脏受累是EDMD最严重并发症,主要表现为房性/室性心律失常、房室传导阻滞、扩张型心肌病、充血性心力衰竭及猝死,为导致患者死亡的首要原因。LMNA基因突变、编码lamin A/C蛋白表达缺陷为AD-EDMD最常见病因,心脏受累程度最重,约21%患者发生心源性猝死,恶性心律失常发生率高达53%,明显高于其他表型EDMD,目前对LMNA基因突变EDMD相关心脏病报道少见,国内尚无相关病例报道。 本研究报道、分析了3个EDMD家系临床、骨骼肌病理及分子生物学特点;评价、总结了EDMD相关心脏病心脏电生理、心脏结构及功能损害特点。 方法: 1.临床病例资料 1.1 收集2006年10月至2013年9月就诊于河北医科大学第三医院神经肌肉病科7例患者及所属3家系临床资料,详细家系调查。 1.2 心脏评估常规行血肌酸激酶(creatine kinase CK)、12导联心电图(electrocardiogram,ECG)、24小时Holter、超声心动图(ultrasoniccardiogram,UCG)及99Tcm-MIBI门控心肌灌注显像(99Tcm-MIBI gatedmyocardial perfusion imaging,99Tcm-MIBI G-MPI)检查。 2.活检骨骼肌病理分析3例先证者及家系1先证者之女行开放式左肱二头肌活检,组织化学及抗emerin,laminA/C单克隆抗体免疫荧光染色,病理分析。 3.基因分析:EMD、FHL1、LMNA基因突变位点检测。 结果: 1.临床资料 1.1 家系1呈常染色体显性遗传,家系2散发病例,家系3呈X连锁显性遗传。血CK检测结果:家系1先证者女儿轻度升高,家系3先证者显著升高,余患者正常。家系3先证者下肢骨骼肌MRI:小腿比目鱼肌明显受累,余小腿肌群及大腿肌群无明显受累。7例患者EMG均示肌源性损害。 1.2 心脏评估 1.2.1 ECG、Holter检查家系1先证者:Ⅲ度房室传导阻滞,室性逸搏,室性早搏56次/24h;家系1先证者女儿:窦性心动过速、房性早搏;家系2先证者:心房扑动、2-4:1下传;家系3先证者:窦性心动过速;其祖母、母亲及胞妹ECG无异常。 1.2.2 心脏影像学检查家系1先证者UCG示全心增大、二三尖瓣少量返流、左室舒张功能减低,左室射血分数减低(LVEF45%);99Tcm-MIBI G-MPI示左室腔增大,左室壁心肌呈“花斑样”改变。家系2先证者UCG检查未见明显异常,99Tcm-MIBI G-MPI示左室前壁中段血流灌注减低。家系1先证者女儿、家系3中4例患者UCG及99Tcm-MIBI G-MPI均未见异常。 2.活检骨骼肌病理分析3家系先证者及家系1先证者女儿活检骨骼肌组织化学染色呈肌营养不良改变,抗emerin、laminA/C单克隆抗体免疫荧光染色,emerin、laminA/C蛋白核膜表达正常。 3.基因分析 家系1、2中3例患者基因检测结果均为LMNA基因9号外显子C1583G(T528R)杂合错义突变,家系中其他人员无该突变位点。家系3先证者EMD基因检测结果未发现具有临床意义的突变位点;FHL1基因3端非编码区(3-UTR)发现C.*33G/T纯合突变;先证者祖母、母亲及胞妹HL1基因3-UTR发现C.*33G/T复合杂合突变;家系中其他人未发现该位点基因变异。 结论: 1.FHL1基因3-UTR C.*33 G>T突变可能为XL-EDMD新发致病基因突变; 2.活检骨骼肌病理分析对伴有脊柱强直的遗传性骨骼肌肌病分型诊断提供可靠的依据;抗emerin单克隆抗体免疫荧光染色可指导XL-EDMD分型诊断及基因检测方向。 3.LMNA基因突变,编码lamin A/C蛋白缺陷,尤其蛋白两端球状功能区结构破坏所致EDMD心脏受累严重,常合并完全性房室传导阻滞、扩张型心肌病和/或心力衰竭。