SOD1基因突变合并SMN1基因异常重复所致运动神经元病1例

刘丽丽 陈涓涓 吴军 林志坚 胡俊

运动神经元病（motor neuron disease,MND）是一种选择性累及脑、脊髓各级运动神经元的神经系统退行性疾病。临床主要表现为进行性肌肉萎缩、无力、伴有锥体束征，球部受累时出现吞咽困难、饮水呛咳，最终导致呼吸肌无力、呼吸衰竭[1]。肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）为MND最常见的临床类型，部分患者可仅有下运动神经元受累而表现为进行性肌萎缩（progressive muscular atrophy，PMA）[2]。运动神经元病可分为家族性及散发性，我国患者最常见的致病基因为超氧化物歧化酶1（superoxide dismutase 1，SOD1）基因，此外有文献报告SMN1基因的异常也可导致MND患病风险增加[3]。现将1例经我科确诊的由SOD1基因p.F64L（c.195T＞A）突变合并运动神经元存活1（survival motor neuron 1，SMN1）基因异常重复导致的PMA患者的临床特点、病理改变及基因突变特点报告如下。

1 临床资料

1.1 临床表现 患者男，53岁，因“肌肉萎缩伴乏力不适2年”于2019年9月入我院。患者2年前无明显诱因发现双侧小腿肌肉萎缩，伴有大腿肌肉肉跳感，入院前1个月患者自觉行走乏力，上楼困难，遂收治入院。患者起病以来无饮水呛咳，无言语含糊，无吞咽困难，体质量下降2.5 kg。既往有糖尿病病史。平素吸烟。否认家族中存在类似病史。入院查体：神清，颅神经检查未见明显异常，未见舌肌萎缩及束颤。双侧冈上、冈下肌肉，手掌骨间肌肉，股四头肌、胫前肌、腓肠肌均有明显萎缩。四肢肌张力低下，四肢近端肌力5级，远端肌力4级。感觉检查未见明显异常，共济检查无异常。双侧上肢腱反射减退，双侧下肢腱反射消失，病理反射未引出。辅助检查：2019年9月空腹血糖11.2 mmol/L，糖化血红蛋7.9%。ENA多肽、血管炎抗体、肿瘤标记物，甲状腺功能未见明显异常。肌酸激酶426 U/L。腰穿检查压力110 mmH2O，脑脊液检查无异常。肌电图提示上、下肢部分肌肉、右侧T9/T10脊旁肌肉肌电图呈神经源性损害。双侧下肢磁共振检查，T2成像可见腓肠肌内侧头存在稍高信号影，短T1翻转恢复（STIR）成像可见明显异常高信号影，左侧为重（图1）。周围神经抗体检查未见明显异常。2020年10月再次随访，患者右侧手指肌力较前略有下降，但未出现饮水呛咳、吞咽困难，无胸闷、气促等不适，体质量较前下降1.5 kg。神经系统检查右侧手指远端握力3级，其余较前无明显变化。

1.2 肌肉活体组织检查（简称活检）与结果 经知情同意后对患者进行左侧腓肠肌活检。对肌肉标本进行常规组织及酶组织化学染色，HE染色可见肌纤维明显大小不一，直径变异增大，结缔组织增生；肌纤维呈小圆状、小角状萎缩，萎缩肌纤维群状分布；还原性辅酶I四唑氮还原酶（NADHTR）染色部分肌纤维肌原纤维间网格结构紊乱，未见靶纤维；ATP10.6染色可见I型肌纤维肥大明显，形成同型肌纤维群组化趋势。病理诊断提示：骨骼肌组织形态符合神经源性肌损害表现（图2）。

1.3 基因检查与结果 经知情同意对该患者采取外周静脉血5 mL，用盐析法提取基因组DNA。二代基因测序结果提示该患者SOD1基因存在一处杂合突变c.195T＞A，导致64号氨基酸由苯丙氨酸变为亮氨酸（p.F64L）。参考gnomAD数据库未见正常人携带该位点突变。Mutation Taster软件评估该突变致病概率评分为0.995。利用PyMol软件，根据基因序列(NM_000454)建立该蛋白的结构模型，p.F65L突变增加了对116号精氨酸的吸引力。多重连接探针扩增技术（MLPA）结果提示患者SMN1基因8号外显子区域存在重复变异，拷贝数为3（图3）。毛细血管电泳检查结果提示该患者AR基因1号外显子CAG重复次数为16，属正常范围。患者父母双亡，家族中其余家属拒绝采血进一步行家系验证。

2 讨论

患者为中老年男性，慢性病程，临床以下运动神经元综合征（lower motor neuron syndrome,LMN）为主要表现。LMN一般为遗传性及获得性疾病所致，其中遗传性疾病以Kennedy病、远端遗传性运动神经病（distal hereditary motor nerve disease,dHMNs）及脊髓性肌肉萎缩症（spinal muscular atrophy,SMA）常见，该患者行相关基因检查均排除；而获得性疾病则以多灶性运动神经病（multifocal motor neuropathy,MMN）、慢性脱髓鞘性神经根神经病（chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy,CIDP）及运动神经元病（motor neuron disease,MND）常见[4]。该例患者肌电图可见3个节段以上神经源性损害，肌肉活检提示大片群组化及肌群萎缩现象，均提示该患者广泛脊髓前角细胞受累，结合患者SOD1基因出现致病突变，无上运动神经元损害证据，最终诊断为运动神经元病进行性肌萎缩型。

MND是一组具有高发病率及高致死性的神经系统退行性疾病，临床异质性明显，其经典临床表型为上下运动神经元同时受累的ALS，另一少见的亚型为PMA[5]。PMA单纯以下运动神经元受累，临床仅表现为肌萎缩、肌无力及腱反射消失，容易与其他表现为下运动神经元综合征的疾病相混淆。既往认为PMA为MND独立的亚型，发病年龄较晚，进展相对缓慢，较ALS生存期更长。但近期尸检病理结果提示，约有84.6%PMA患者存在上运动神经元病理改变中央前回运动皮层、海马、脊髓前脚细胞神经元及胶质细胞均存在TDP-43蛋白沉积，因此认为PMA与ALS可能是同一疾病的不同时期，多数PMA患者将进展为ALS[2,6]。本例患者随访1年仍未出现上运动神经元受累体征，考虑患者病情进展相对缓慢，符合PMA表现，但仍需长期随访，进一步明确诊断。

近期有研究显示肌肉磁共振，对于MND患者肌无力评估敏感度更高，能更为准确地反映患者肌肉病理改变，且可能发现早期亚临床受累的肌肉[7]。JENKINS等[8]总结29例MND患者全身肌肉MRI，结果显示70%患者胫前肌存在T2高信号影，随诊12周后显示14%～29%患者肌肉MRI T2高信号影持续进行性升高，较电生理检查及临床量表评估更为敏感。本例患者下肢肌肉MRI检查显示其小腿后部肌群存在水肿样信号，与文献报道略有不同。该患者肌肉病理改变可见I型肌纤维肥大明显伴群组化现象，I型纤维毛细血管网密度较高，肌纤维病变时更易发生毛细血管内皮肿胀，水分子移动速度下降，在MRI上更容易表现为水肿征象[9]。由此可见本例患者肌肉MRI结果与肌肉病理改变契合，推测该患者尚处于疾病早期，需要进一步随诊复查MRI观察其后期是否转变为脂肪浸润。

随着分子遗传学发展，目前发现遗传因素在MND疾病中占有重要作用。SOD1基因编码超氧化物歧化酶1，目前已超过170种致病性突变报告。在我国，接近25%家族性及1%～2%的散发型ALS是由SOD1基因突变所致。不同的基因型引起的临床表型差异较大，部分基因型临床进展迅速，生存期小于3年；而携带p.G93C、p.D90A或p.H46R等突变的患者，临床则表现为PMA，生存期可达10年[10]。KLEIN[11]曾报告1例由SOD1基因p.F64L突变导致非典型的ALS病例，其突变位点与本研究的患者相同。该位点突变后亮氨酸与116号精氨酸的结合能力增强，影响蛋白质功能，可能是其致病的原因。文献报告患者长期表现为下运动神经元综合征，随访26年后患者出现肱二头肌反射活跃，行二代测序最终确诊[11]。由此可见该基因型突变患者生存期较长，病情进展缓慢，与本研究报告患者类似，提示预后较好。

除SOD1基因外，BLAUW等[3]及WANG等[12]学者发现SMN1基因异常重复可使罹患散发型ALS风险增加1.76～2.03倍。CORCIA等[13]则发现ALS与SMA存在家族共现现象（co-occurrence）,小样本研究中发现SMN1基因拷贝缺失的ALS患者临床生存期较长。本例患者SMN1基因8号外显子异常重复是否增加其罹患MND风险尚需进一步研究。此外本例患者为散发性运动神经元病，需长期随诊了解其后代是否发生MND或SMA可能。

综上所述，本研究报告1例由SOD1基因p.F64L突变合并SMN1基因异常重复的运动神经元病进行性肌萎缩型病例。该患者临床进展缓慢，可能与其SOD1基因型相关。肌肉磁共振早期表现为水肿样信号，该检查可应用于此类患者的病情监测。未来临床医生需重视基因检测在散发性MND患者诊断中的应用。