原发性震颤的遗传学研究进展

江吉鸿 范海伦 余鑫 徐从英 王琰萍 严雅萍

原发性震颤（essential tremor,ET），被定义为持续3年以上的双侧上肢动作性震颤，伴或不伴其他部位震颤，没有其他神经系统体征（如肌张力障碍、共济失调或帕金森病）的震颤综合征[1]。ET 是一种常见的运动障碍性疾病，主要表现为动作性震颤，频率多为4～12 Hz，多累及双上肢，也可扩散到其他部位（如颌部等）[2]。ET在人群中的患病率为0.4%～0.9%，随着年龄增长，65 岁以上人群的患病率为4.6%～6.3%，≥95 岁人群的患病率超过20%[2]。ET 的发病机制至今尚未完全明确，目前研究认为皮质-脑桥-小脑-丘脑-皮质环路的节律性震荡是ET 的主要病理生理学机制。多模态神经影像技术研究表明，ET 患者不仅存在小脑功能和代谢异常，也存在灰质和白质结构异常[3]，而伽马氨基丁酸（gamma amino butyric acid, GABA）药物治疗有效也侧面证实了原发性浦肯野细胞功能障碍导致小脑皮质抑制减少，表明ET 很可能是一种小脑去抑制的结构性、退行性脑疾病[4]。

ET 的病因包括遗传因素、老化因素和环境因素。30%～70%的ET 患者具有家族史[1]，多呈常染色体显性遗传，近年来遗传因素是ET 病因中的研究热点。多年以来的连锁分析、外显子组和全基因组测序、全基因组关联分析等多种基因测序已发现近10 余种与ET 发病风险相关的基因。本文对原发性震颤遗传学研究进展作一综述。

1 连锁分析

2020 年，一项Meta 分析显示，高加索人群中ETM1基因座的DRD3 基因Ser9GIy（也被称为312G＞A 和rs6280）多态性与ET 具有相关性，且GG+GA 基因型的存在会使发病风险增加[5]。ETM2 基因座定位于2p24.1，其中HS1-BP3 基因表达的产物参与儿茶酚胺和5-羟色胺等神经递质的调节，这两种神经递质与震颤发病有关[6]。ETM3 基因座定位于6p23，但目前尚未有研究发现与ET 相关的致病基因。

2 外显子组和全基因组测序

在散发性ET 患者或家族中发现包括FUS、TENM4、SCN4A、SCN11A、HTRA2、KCNS2、HAPLN4、NOS3 等基因变异。

2.1 FUS 基因 FUS 基因通常被认为是肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）的致病基因[7]。2012 年，Merner 等[8]发现FUS 基因与ET 的相关性，并确定了FUS c.868C＞T 变异是导致ET 的病因。2020 年，Yan 等[9]在FUS 位点发现2 个单核苷酸多态性（rs74 1810 和rs1052352）与ET 致病相关。然而，Hopfner 等[10]在国外队列中未发现FUS 基因变异与ET 相关。目前FUS 基因致病的病理生理机制尚不明确，Tio 等[11]在果蝇模型的研究发现，FUS c.868C＞T 在多巴胺能和5-羟色胺能神经元中靶向表达会致使果蝇出现运动功能障碍，并伴有GABA 能通路的损伤。

2.2 TENM4 基因 2015 年Hor 等[12]对3 个ET 家族进行全外显子组测序，发现TENM4 基因c.4324G＞A 错义突变，推测其可能通过中枢神经系统脱髓鞘及轴突导向共同参与ET 发病。Hor 等[12]发现TENM4 基因3 个不同的致病突变均与表型分离。然而，Yan 等[9]在ET和对照组的研究中未发现组间等位基因频率存在差异。但也有研究者在TENM4 基因敲除的小鼠中发现有ET 表型的存在[13]。因此，TENM4 和ET 的相关性仍需在其他队列中进一步验证。

2.3 SCN 系列基因 SCN4A 常见表达于神经、肌肉中，常引起周期性瘫痪、肌张力障碍、肌强直等疾病。Bergareche 等[14]对1 个ET 家族进行全外显子组测序发现SCN4A 基因表达的蛋白上第1 537 位点甘氨酸到丝氨酸变异，该变异促进了钾离子和铵离子的电导，可能是震颤的原因。无独有偶，2019 年，Hosoi 等[15]在小鼠模型中发现SCN8A 与ET 相关，但是目前尚未有研究证实ET 患者存在该基因突变。2017 年，针对伴有发作性疼痛的家族性ET 患者，有研究团队采用全外显子组测序或Sanger 测序，发现该家族成员中存在SCN11A 的p.Arg225Cys 突变，该突变可引起家族性偶发性疼痛，并出现震颤，也进一步证实了ET 可能是神经通道疾病之一[16]。

2.4 HTRA2 基因 研究者在1 个表型为ET 和帕金森病的土耳其家族中发现了HTRA2 p.G399S 变异，ET 表型可见于该基因的纯合子或杂合子，纯合子ET 患者发病年龄早、震颤更为严重[17]。但是有研究发现HTRA2 可能不是ET 的常见基因突变[9]，所以该基因与ET 的关联还需进一步验证。

2.5 HAPLN4 基因 HAPLN4 基因也叫透明质酸和蛋白多糖链接蛋白4 基因，其在基底神经节和小脑的神经周围网络中表达，也高度表达于小脑浦肯野纤维。HAPLN4 作为周围神经网络组分，可以选择性地协助小脑浦肯野纤维-小脑深部核团之间GABA 能突触的形成和传递[18]，研究者发现HAPLN4 缺乏会令小脑深核中浦肯野纤维GABA 能突触的数量减少[18]。

2.6 NOS3 基因 NOS3 基因在中枢神经系统（包括小脑）、神经元和内皮细胞中高度表达，可将L-精氨酸转化为神经递质一氧化氮。有研究者对ET 家族进行基因测定，在2 个ET 家族中分别发现了NOS3 基因的杂合变体c.46G＞A 和c.164C＞T[19]，而在另1 个家族中发现KCNS2 c.1137T＞A 突变。该突变位于电压门控钾离子（K+）通道α-亚基Kv9.2 中，可调节内源性K+通道的活性。有研究者制作了表达人类野生型Kv9.2 和ET突变型Kv9.2 亚基的转基因果蝇模型，在突变型中发现了通道的高失活性和更高频率的放电性，这些数据支持了KCNS2 突变的致病性[20]。

2.7 CCDC183 MMP10 GPR151 基因 近来一项研究发现CCDC183 基因c.1025G＞A 导致的无义突变可能是ET 致病原因[21]。该基因纯合子仅在ET 患者中发现，但杂合子可同时见于ET 患者和健康对照人群。此外，MMP10 中的rs535864157 和GPR151 中rs114285050均发现与ET 有关，研究者预测其对于发现ET 致病机制有重要作用[21]。

2.8 CACNA1G 基因 Odgerel 等[22]通过全基因组测序，在ET 家族中发现CACNA1G 基因存在c.1367G＞A变异，该基因编码T 型钙离子（Ca2+）通道亚基CaV3.1参与各种运动通路，被认为与神经元自噬和ET 有关。

2.9 NOTCH2NLC 基因 NOTCH2NLC 基因是神经元核内包涵体病的致病基因。研究证实NOTCH2NLC基因阳性先证者的皮肤活检中可检测到嗜酸性核内包涵体[23]。Sun 等[23]在11 个ET 家族中发现了NOTCH2NLC 基因的异常GGC 重复扩增与ET 有关。随后，Yan 等[24]验证了在中国东部ET 患者中也存在NOTCH2NLC 基因的异常GGC 重复扩增，但有研究对欧洲人群进行基因测序并未发现该异常扩增与ET 相关[25]。

3 全基因组关联分析

3.1 LINGO1 基因 全基因组测序首先应用于冰岛人群，统计分析显示LINGO1 基因（15q24.3 号染色体）中rs9652490 和rs11856808 与ET 存在强相关。此后在众多研究中，部分研究发现rs9652490 与ET 相关，认为rs9652490 可能是ET 的易感基因[26]，然而在其他研究中，并没有发现rs9652490、rs11856808 与ET 相关[27]。因此，LINGO1 基因与ET 的相关性仍需要进一步验证。

3.2 SLClA2 基因 SLClA2 基因也叫溶质载体家族1-胶质亲和性谷氨酸转运蛋白成员2，位于11 号染色体，编码溶质转运蛋白，该蛋白作为兴奋性谷氨酸神经递质在ET 的发病机制中起着重要作用[28]。SLClA2 基因变异在一项中国人群的研究中得到印证[29]，而在欧洲人群并未发现SLC1A2 rs3794087 基因变异[30]。

3.3 STK32B、PPARGC1A、CTNNA3 基因

3.3.1 STK32B 基因 2016 年有学者在对欧洲人群的一项研究中发现3 个新的ET 相关位点，其中STK32B在ET 患者小脑皮质中表达增加，通过分析显示STK32B 中rs10937625 与小脑皮质表达减少有关[30]。后续一项研究显示人类小脑人髓母细胞瘤细胞中STK32B 基因过度表达，会导致Ca2+跨膜转运和嗅觉转导等通路异常，且过表达的STK32B 会影响其他ET 致病基因（如FUS 基因）的转录水平[31]。

3.3.2 PPARGC1A 基因 PPARGC1A 基因编码过氧化物酶体增殖物激活受体γ 辅激活因子1A（PGC-1α），其中rs17590046 被发现可能与ET 有关，但是亚洲两项研究却得出相互矛盾的结论[32-33]。PPARGC1A 基因位于染色体4p15.1 上，PPARGC1A 参与线粒体功能和能量代谢，其功能丧失可能导致纹状体的神经元退化[34]。

3.3.3 CTNNA3 基因 CTNNA3 基因编码连环蛋白α是一种与阿尔茨海默病基因相关的细胞-细胞黏附分子，在欧洲ET 队列中，CTNNA3 基因中rs7903491、rs12764057、rs10822974 3 个位点变异被证实与ET 易感性相关[30]。随后，有研究证实CTNNA3 rs7903491 的G 等位基因为ET 的危险因素，然而在中国人群中而尚未发现rs12764057 和rs10822974 与ET 相关[35]。

3.4 BACE2 基因 在一项针对大样本欧洲ET 患者的分析中发现，BACE2 基因与小脑下脚细胞内体积分数（神经元密度的标志物）增加有关[36]。小脑下脚将本体感受信息从脊髓和脑干核团传导至小脑皮质。结构像MRI 发现，与健康对照组比较，ET 患者的小脑中脚和下脚体积明显萎缩[37]。

4 其他相关基因

4.1 ADP-核糖基化因子（ADP-ribosylation factors,ARFs）基因 ARFs 基因属于小单体GTPases 家族，包括6 个成员，分为3 类：Ⅰ类（ARF1、2 和3）、Ⅱ类（ARF4 和5）和Ⅲ类（ARF6）。一项日本研究在Ⅱ类ARF 缺陷大鼠模型中发现ARF4+/-/ARF5-/-小鼠表现出ET 样行为[15]。Ⅱ类ARF 缺陷损害Nav1.6 的定位，从而降低了脑电的膜兴奋性，导致类似ET 样的运动障碍。

4.2 血红素加氧酶（heme oxygenase, HMOX） HMOX是血红素分解代谢中的必需酶。一项研究发现，在西班牙人群中ET 患者携带HMOX1 rs2021746T 和HMOX2 rs1051308G 的等位基因频率明显低于对照组[38]，上述等位基因变异与西班牙人群ET 的发病风险微弱相关。然而该研究尚未在其他人群中被复制，值得进一步研究探讨。

4.3 CACNA1A 基因 CACNA1A 基因编码神经元通道P/Qα1A 亚基，属于电压门控钙通道超家族，P/Q 通道在中枢神经系统中普遍存在，尤其是在小脑颗粒细胞和浦肯野细胞中。一项多组学分析研究发现CACNA1A 基因可能是ET 相关基因[39]。

尽管目前有上述多种基因检测结果提示遗传与ET 有关，但是其确切的病因并不明确。随着病程的发展，越来越多的ET 患者会出现叠加的神经症状和体征，如串联步态受损、可疑的肌张力障碍性姿势、记忆障碍等，部分ET 有时可以和帕金森病或者肌张力障碍在一个家族中共存。Benito-León 等[40]对年龄≥65 岁的ET 患者随访3.3 年，发现其进展为帕金森病的概率增加4 倍，因此必要对有类似症状的疾病的基因进行鉴别。

5 与ET 可相鉴别的疾病基因

5.1 帕金森病震颤 震颤在帕金森病中经常发生，症状可表现为静止性震颤、姿势性震颤、运动性震颤等形式。震颤发作时可与ET 相似，帕金森发病机制中部分与遗传因素有关，其中又以LRRK2 和SNCA 基因较为常见。

5.1.1 LRRK2 基因 LRRK2 基因突变是到目前为止已知的最常见的帕金森病的遗传原因，特别是最常见的Gly2019Ser 突变[41]。LRRK2 是1 个复杂的基因，LRRK2 的突变被认为与帕金森病相关，最近有研究发现LRRK2 抑制剂有可能纠正帕金森病患者的溶酶体功能障碍[42]。

5.1.2 SNCA 基因 帕金森病主要有两大病理特征，其中一个是残留神经元包浆中出现路易小体。由SNCA 基因编码的140 个氨基酸的小多肽称为α-突触核蛋白（alpha-synuclein, α-Syn），α-Syn 是路易小体的重要成分，α-Syn 的突变会影响其折叠能力，使得α-Syn不溶并促进聚集，形成路易小体[43]。

5.1.3 PRKN 基因 PRKN 基因突变是早发性帕金森病的常见原因，Lesage 等[44]最近一项研究表明，PRKN基因突变占常染色体隐性遗传家族的27.6%，且发病年龄越小，PRKN 突变的先证者比例越高。PD-PRKN的表型特征有下肢肌张力障碍、无认知障碍、对左旋多巴反应良好以及频繁的运动波动和运动障碍[45]。

5.1.4 PINK1 基因 PINK1 基因是常染色体隐性遗传帕金森病的第二常见病因，具有典型的帕金森特征，如震颤、运动迟缓和强直，最常见的特异性突变是错义突变c.1040T＞C[45]。

5.1.5 VPS35 基因 VPS35 基因的错义变异p.D620N是迄今为止唯一确认的突变[45]，表型类似于特发性帕金森，发病时中位年龄为49 岁，左旋多巴反应性强，以震颤为主[46]。

5.2 肌张力障碍性震颤 姿势性震颤，偶尔缓解，频率一般为3～5 Hz。目前有9 个基因类型在原发性单基因肌张力障碍震颤中被发现，包括DYT-HPCA、DYT-ANO3、DYT-KCTD17、DYT-THAP1、DYT-PRKRA、DYT-GNAL、DYT-TOR1A、DYT-KMT2B 和DYTSGCE。

5.2.1 DYT-HPCA 基因 2015 年初，有学者在先前报道的诊断为肌张力障碍的西班牙系犹太人的家族中发现了HPCA 基因突变，该突变会导致钙稳态紊乱，从而引发肌张力障碍[47]。

5.2.2 DYT-ANO3 基因 ANO3 基因是编码钙门控氯离子通道的基因，在纹状体中高度表达，致病原因可能是在信号转导中发挥作用而导致肌张力障碍[48]。研究显示66%携带DYT-ANO3 基因的肌张力障碍患者出现震颤，易误诊为ET[49]。

6 小结

综上所述，ET 目前依赖于临床诊断，尚未有其他明确的辅助手段加以支撑，且ET 临床表现与其他疾病（如帕金森病和肌张力障碍）有重叠，极易导致误诊与漏诊。开展基因检测对ET 诊断有一定帮助。就目前ET 遗传基因检测结果来看，基因型与种族人群相关，很少有基因能在所有人群中被复制，只有少数遗传变异在单个家系中报道。目前已知测序方法包括连锁分析、外显子组和全基因组测序、全基因组关联分析等测序方式，而不同的测序方法在一定程度上会影响基因检测的成功率。针对NOTCH2NLC 基因，其与人类基因组的4 个旁系同源物高度同源，因此使用二代测序技术很难获得其正确序列[50]。基因型的外显率和表型的变化都会影响ET 诊断，因此还需有进一步特异性的遗传诊断方法。