神经系统遗传病及其进展

神经系统遗传病及其进展,沈 璐中南大学湘雅医院神经内科中南大学神经退行性疾病研究中心,第一节 概 述,遗传性疾病是人的遗传物质在数量、结构或功能上发生改变，干扰了正常的生命活动过程而引起的疾病，也是一类能够通过生殖细胞传递给后代的疾病 神经系统遗传病的病种最多, 在人类5000余种单基因病中，累及神经系统的约占1/2，以神经系统症状体征为主要临床表现而归为神经系统遗传病或综合征的约300多种 儿童神经系统疾病中肯定或可能与遗传有关的疾病占56.9%，成人因患神经系统疾病住院患者约38%属于遗传病（美国华盛顿大学）,具有家族性和终生性的特点 亨廷顿舞蹈病（HD）：美国东部 英国移民 黑朦性痴呆（Tay-Sachs）：犹太人 齿状核红核路易氏体萎缩症（DRPLA）：日本 马查多-约瑟夫病（MJD）：葡萄牙亚速尔群岛 致残率、致死率高，危害性极大,分类,按遗传方式单基因遗传病：常染色体显性（HD、SCA、DM） 常染色体隐性（WD、SMA） X连锁隐性（DMD、SBMA） X连锁显性（部分CMT）多基因遗传病：EP、偏头痛、PD、AD染色体病：数量畸变（先天愚型） 结构畸变（易位型先天愚型）线粒体病：线粒体肌病、线粒体脑肌病,按主要受累部位周围神经病（CMT、HNPP、Refsum病）脊髓-小脑-脑干系统疾病（OPCA、FRDA、SPG）锥体外系疾病（WD、HD、遗传性扭转痉挛）运动神经元病（ALS、SMA）肌肉疾病（DMD、肌强直、周期性麻痹）神经-皮肤综合征（TS、神经纤维瘤病、AT）头颅及脊柱先天畸形（小头畸形、脊柱裂）发作性疾病（EP、偏头痛、高热惊厥）其它（染色体病、遗传代谢病等）,发病机制研究进展,动态突变：致病基因内的碱基（三核苷酸）重复序列拷贝数不稳定的异常扩增而导致遗传性疾病的突变 遗传早现现象：动态突变在代间传递时，重复序列拷贝数逐代增多，发病年龄逐代提前，症状逐代加重 动态突变性遗传病：SCA1、SCA2、SCA3、SCA6、SCA7、SCA8、SCA12、HD、DRPLA、SBMA、DM、脆性X综合征、FRDA、进行性肌阵挛性癫痫等,临床表现,可见于任何年龄，也可起病于任何年龄出生即异常：先天愚型婴儿期：婴儿型脊肌萎缩症、PKU儿童期：DMD、结节性硬化症少年期：WD、少年型脊肌萎缩症青年期：CMT、强直性肌营养不良成年期：遗传性共济失调中老年期：HD、遗传性共济失调同一疾病在不同年龄发病临床表现可不一样同一家系内部发病年龄可逐代提前（遗传早现）,病理损害广泛，临床表现复杂，症状体征多样特征性症状：角膜K-F环（WD） 眼底樱桃红斑（黑朦性痴呆）普遍性症状：智能障碍、抽搐等非特异性症状：肌萎缩、肌无力、行为异常等,诊断,注意事项症状并非一定生来具有先天性疾病并非都是遗传病有家族史的疾病不一定都是遗传病诊断步骤特殊的症状体征家系调查：两代以上或同胞中两个以上出现遗传学检查：染色体检查、酶测定、基因检测其他检查：神经活检、肌肉活检、头部CT、MRI随访,预防,适龄结婚与生育婚前检查避免近亲结婚携带者检测,遗传咨询产前诊断群体普查预防环境污染,治疗,一般治疗临床水平：手术、药物、训练代谢水平：禁其所忌、去其所余、补其所需酶水平：酶替代基因治疗帕金森病：TH、神经生长因子、骨髓干细胞Duchenne型肌营养不良症（DMD）溶酶体沉积症,第二节 遗传性共济失调,遗传性脊髓小脑型共济失调（SCA）最常见类型（患病率为812/10万）一组常见的、具有高度临床和遗传异质性的神经退行性疾病多于青少年期和中年期发病，临床以小脑性共济失调为主要特征目前共发现有29个致病基因定位位点，16个致病基因已被克隆，SCA3型最常见，约占AD-SCA的50%多呈常显遗传，少数呈常隐或X连锁隐性遗传CAG三核苷酸动态突变与本病发病有关病理改变主要在小脑、脑干、脊髓,步态异常,图：A为一50岁正常人脑干，B为一51岁SCA3 /MJD患者脑干，可见患者的脑桥明显萎缩 U Rub et.al Brain(2002),125: 2115-2124,共济失调（下肢上肢）、构音障碍、眼震、眼肌麻痹、慢眼活动、锥体束征、视网膜色素变性、锥体外系征、肌萎缩、周围神经病和痴呆等痴呆多见于SCA1、SCA2型，SCA2可有腱反射，SCA3常伴面、舌肌搐颤和突眼，SCA7有视网膜色素变性头部CT或MRI显示小脑脑干萎缩,指鼻试验不准,弓形足,脊柱侧弯,SCA患者T1FLAIR正中矢状位图像,可见脑干及小脑蚓部明显萎缩,诊断 根据典型的小脑性共济失调表现，家族史，结合MRI检查发现小脑、脑干萎缩，排除其它累及小脑、脑干和脊髓的疾病，即可临床诊断 基因诊断有助于临床确诊，可进行基因分型,鉴别诊断排除非遗传性病因，如多发性硬化、多发性脑梗塞、酒精或中毒性小脑变性、小脑肿瘤、肿瘤或感染浸润基底脑膜、副肿瘤综合征和甲状腺功能低下等某些疾病，有遗传性共济失调一样的临床表现和体征，但无家族史，如多系统萎缩橄榄脑桥小脑萎缩（OPCA）,“十字征（Cross Sign ）”MRI的T2加权像上脑桥的十字形异常高信号影 ，见于OPCA,Friedreich共济失调（FRDA）欧美50%、我国10%，患病率为12/10万曾称为“脊髓后索变性萎缩”呈常染色体隐性遗传，青少年期发病（25岁）X25基因(9q13)第一个内含子GAA扩展突变病理改变主要累及脊髓(后索和侧索，颈段明显)、小脑萎缩、周围神经（多发感觉周围神经轴索受损）、心脏（心脏扩大、心肌肥厚、结缔组织增生、铁沉积）,神经系统小脑-感觉共济失调：行走不稳、易跌倒（躯干共济失调） 辨距不良 言语不清（言语缓慢、爆发性言语）、肌张力感觉缺失：深感觉 浅感觉、腱反射眼球运动异常、视神经萎缩（30%）、神经性耳聋（20%）,心脏病心肌病变、心律失常、心衰50%有心肌肥厚、心脏杂音 糖尿病10%合并DM20%合并糖耐量异常 骨骼畸形80%有骨骼异常（弓形足、脊柱侧弯等） 需完善脊髓MRI、EMG、ECG、糖耐量,诊断标准（Harding, 1981）呈常染色体隐性遗传25岁以前起病进行性肢体及步态共济失调下肢跟腱反射消失起病5年内出现轴索感觉性神经病的电生理证据构音障碍四肢所有反射消失远端位置觉和振动觉消失踝反射呈伸性反应双下肢呈上运动神经元性无力,共济失调伴选择性维生素E缺乏症（AVED）呈常染色体隐性遗传发病机制：a-TTP基因突变导致血清及组织中维生素E水平下降引起1020岁发病进行性加重的小脑性共济失调、深感觉障碍、腱反射减弱或消失、肌无力、病理征阳性血清维生素E低于5ug/ml，可伴高胆固醇血症补充维生素E治疗，成人口服生育酚,共济失调毛细血管扩张症（AT）患病率0.51/10万，婴幼儿期发病（10岁内发病）呈常染色体隐性遗传,疾病基因ATM定位于11q22-23病理改变累及神经、血管、皮肤、免疫及内分泌系统进行性小脑性共济失调、锥体外系征、智能减退眼、皮肤毛细血管扩张，皮肤、毛发早老性改变反复呼吸道感染、胸腺发育不良，合并恶性肿瘤头部MRI示小脑萎缩，AFP,血IgA、IgE、IgG多种染色体异常,遗传性痉挛性截瘫（SPG）常见类型，患病率210/10万多呈常显遗传，也可呈常隐、X连锁隐性遗传或散发至少30余种基因型，其中15种疾病基因已克隆病理改变为脊髓中双侧皮质脊髓束轴索变性和脱髓鞘儿童期或青春期起病，分为单纯型和复杂型（1：1）进行性双下肢痉挛性无力和剪刀步态，锥体束征阳性MRI检查可发现脊髓萎缩，部分患者头部MRI显示胼胝体发育不全,单纯型：主要表现为以脊髓损害为主的临床表现痉挛性截瘫复杂型：除脊髓损害表现外，还可合并有眼球运动障碍、视神经萎缩、视网膜色素变性、构音障碍、吞咽障碍、小脑共济失调、锥体外系体征、肌萎缩、周围神经病和痴呆等表现，另可伴有骨骼畸形、弓形足、皮肤病变等神经系统外表现,胸髓MRI横段面示胸髓萎缩，左为异常，右为正常对照,正常人头颅MRI,HSP-TCC患者头颅MRI,头部MRI横段面示胼胝体变细变薄，左为异常，右为正常对照,鉴别诊断遗传性脊髓小脑性共济失调Chiari畸形颈椎病多发性硬化脑瘫原发性侧索硬化亚急性联合变性,第三节 遗传性周围神经病,起病隐匿，临床表现以脑神经、脊神经损害的症状体征为主，且多对称，具有下肢重于上肢、肢体远端重于近端的特点，可伴有内脏器官损害、骨骼畸形等神经系统外表现遗传方式可呈常染色体显性遗传（AD）、常染色体隐性遗传（AR）、X染色体连锁遗传（XD，XR）、线粒体遗传，也有散发病例,遗传性运动感觉神经病（hereditary motor and sensory neuropathy, HMSN）,腓骨肌萎缩症（Charcot-Marie-Tooth）,又称遗传性运动感觉性神经病（HMSN），是遗传性周围神经病中最常见的类型，患病率约为40/10万 多数呈AD遗传，少数为AR或X连锁遗传，目前至少已有39个CMT致病基因位点被定位，其中22个致病基因被克隆 儿童期或青少年期起病 临床主要表现为进行性四肢远端肌萎缩、无力和腱反射减弱或消失，可伴有弓形足 病理改变为周围神经节段性脱髓鞘和/或轴索变性,CMT1型最常见亚型，约占50%，呈AD遗传多于儿童晚期或青春期发病肌萎缩自双下肢远端开始上行发展，止于股部下1/3，伸肌明显，呈倒酒瓶征(鹤腿)；高弓足、爪形趾、脊柱侧弯；行走呈跨阈步态数年后累及手部及前臂肌，不超过肘部电生理检查：正中神经运动传导速度NCV在38m/s以下，通常小于20m/s神经病理：可见节段性脱髓鞘和施万细胞增生，出现“洋葱头”样改变,CMT患者的爪形手,CMT2 型：约占CMT的20%-40%，呈AD遗传；发病年龄较晚，2030岁发病；临床表现和症状与CMT1 型相似，但病情进展较慢，症状较轻，多限于下肢；电生理检查，CMT2型患者正中神经运动NCV接近正常；神经病理可见轴索变性和有髓纤维减少，无脱髓鞘和纤维增生,CMT3型：又称Dejerine-Sottas 病（DSS），此型临床罕见，约占CMT的1%，多呈AR遗传，多于婴儿期起病；患儿发育迟缓，2-4岁才会走路，不能跑跳，腱反射消失，肢体远端感觉缺失，可伴弓形足，脊柱后凸；神经病理可见节段性脱髓鞘和施万细胞增生，出现“洋葱头”样改变，研究表明DSS可由PMP22基因、MPZ基因、EGR2基因、PRX基因、GJB1基因的突变所致，故DSS被认为是CMT1型的变异型,CMT4型：临床较少见，约占CMT的8-10%，呈AR遗传；多于婴儿期起病，呈CMT临床表现，但通常症状更重，可伴有声带麻痹、锥体束征等其他神经系统体征CMTX型：约占CMT的10%-20%，主要呈XD遗传，少数呈XR遗传；临床表现与CMT1型相似，显性遗传时，男性患者病情较女性重，而隐性遗传时患者均为男性，女性携带者通常无症状，患者可伴有耳聋和智能障碍,遗传性共济失调性多发性神经炎病 （heredopathia atactica polynuritiformis）,Refsum病即遗传性共济失调性多发性神经炎病（heredopathia atactica polynuritiformis），又称植烷酸贮积症（phytanic acid storage），是由于植烷酸-辅酶A-羟化酶（phytanoyl-CoA hydroxylase，PHYH）基因或PEX7基因（peroxisome biogenesis factor 7 ）突变引起过氧化酶体代谢障碍，而在体内贮积植烷酸，呈常染色体隐性遗传，现已把它归为HMSNIV,发病年龄1-30岁，分为婴儿型和成人型；婴儿型病情较重，进展迅速，多在1-2岁内死于心、肺并发症；成人型病情进展缓慢，多存在自发缓解和复发临床表现：夜盲、视力减退、视网膜色素变性；多发性周围神经病；小脑性共济失调；神经性耳聋；不同程度的皮肤损害；心脏病变；骨骼畸形等,肝、肾、脑等（尤其是硬脑膜及室管膜）有大量脂质沉积，并有充满脂质的巨噬细胞浸润周围神经增厚，髓鞘广泛脱失，有“洋葱球”样改变，施万细胞的线粒体内有类晶状体形成和嗜锇包涵体,患者血清和脑脊液中植烷酸含量明显升高；脑脊液中蛋白可增高，细胞数正常电生理检查 周围神经传导速度可明显延长，心电图可出现Q-T段和QRS波延长等周围神经活检 可见髓鞘脱失、再生，形成“洋葱球”样改变，无炎性细胞浸润,诊断要点：约1/3病例在10岁以内发病，约半数在1030岁发病逐渐起病，进展缓慢临床三大特征：夜盲及视网膜色素变性，多发性周围神经损害，小脑性共济失调常染色体隐性遗传血清中植烷酸含量增高PHYH、PEX1、PEX2 、PEX7、PEX26基因的基因诊断有助于本病的诊断,治疗：饮食治疗比较有效，要终生坚持。给予低植烷酸、低植醇的饮食，植烷酸摄取量减少到10-20mg/天，限制含叶绿素的水果、蔬菜、乳类、动物脂肪及其他胆固醇高的食物，使血浆和组织中的植烷酸减少当饮食疗法效果不佳时，血浆置换可以较快地改善临床症状,遗传性压迫易感性神经病（hereditary neuropathy with liability to pressure palsies，HNPP ）,遗传性压迫易感性神经病（hereditary neuropathy with liability to pressure palsies，HNPP），也叫做压迫敏感性神经病（pressure sensitive neuropathy，PSN），呈AD遗传，也有部分患者为散发病例；临床特点为轻微外伤后反复出现的肢体麻木、无力，广泛的神经传导速度减慢，周围神经病理学特征为节段性脱髓鞘性周围神经病伴腊肠样结构形成，由PMP22基因大片段缺失突变所致,髓鞘增厚,腊肠样结构改变,剥离单纤维显示髓鞘增厚,血卟啉病性周围神经病 neuropaphy associated with porphyria,血卟啉病性周围神经病，称为急性血卟啉病，可导致周围神经病变；是由羟甲基胆色烷合酶基因（hydroxymethylbilane synthase，HMBS）、原卟啉原氧化酶基因（protoporphyrinogen oxidase，PPOX）、血色病基因（hemochromatosis，HFE）、粪卟啉原氧化酶基因（carboxypeptidase oxidase，CPO）、ALA脱氢酶基因（delta-aminolevulinate dehydratase，ALADH）突变导致,神经系统累及范围广泛，病理可见髓鞘损害、神经纤维退行性变、脊髓前角细胞染色质溶解、交感神经节神经元受损、脑血管周围黄色色素小体形成等,Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2005 Apr;19(2):235-49,多于20-40岁发病，女性多见，其三大临床表现为：光感性皮肤症状：皮肤损害症状是由光照引起，在皮肤暴露区出现红斑、湿疹、荨麻疹、疱疹，易于溃烂，结痂后常遗留瘢痕、色素沉着胃肠道症状：急腹痛、恶心、呕吐等 神经精神症状：可为首发症状或唯一症状，表现为精神紊乱、意识模糊、癫痫发作、偏瘫、共济失调等,血卟啉病性周围神经病的诊断要点：发病多在青春后期（20-40岁），女性多见腹痛后出现周围神经损害，特点是脊神经受累较脑神经受累多见，运动障碍重于感觉障碍，对称性、下肢明显腹痛多呈急性发作性，伴以呕吐、便秘，但腹部体征不明显不少患者伴有精神症状及植物神经症状光感性皮炎,急性发作时尿液呈深茶色尿液卟胆原试验多呈阳性反应检测尿液或粪便可发现卟啉及卟啉前体明显增多患者的白细胞、红细胞及培养的皮肤成纤维细胞检查可发现相应的酶活性降低有阳性家族史和基因诊断阳性,第四节 神经皮肤综合征,一组源于外胚层组织、器官发育不良的综合征 常表现为神经系统、皮肤和眼球异常，有发展为肿瘤的倾向和恶变可能 特征性的皮肤损害有助于早期诊断，神经系统症状则取决于受累性质、部位及程度 已报道的有40余种，多呈AD遗传,神经纤维瘤病（NF）患病率约为430/10万,呈常显遗传，少数散发分为NF型（90%）和NF型（听神经瘤）儿童期（NF型）或青、中年期（NF型）发病主要临床特点为皮肤牛奶咖啡斑和多发神经纤维瘤神经系统：50%出现，多为神经纤维瘤压迫引起皮肤：咖啡牛奶斑为最早出现和最常见体征 皮肤下神经纤维瘤其它：虹膜错构瘤、骨骼畸形、心脏病、肿瘤等头部CT或MRI可发现中枢神经系统神经纤维瘤,咖啡牛奶斑：出生时即有，呈褐色或浅棕色，界清，大小不一，好发于躯干和四肢，非暴露部位明显，随年龄增长而增多。需有6个以上，且青春期前超过5mm、青春期后15mm方可诊断,皮下神经纤维瘤：躯干及四肢近端为主，沿神经分布，多发数mm至数cm的半球状或带蒂的肿瘤，皮色或粉红色，随年龄增多、增大，成年发展较慢,颅神经纤维瘤,MRT1加权像矢状位示肿瘤呈不规则类圆形等信号，T2加权像示肿瘤呈长条状，沿椎间孔向外生长,结节性硬化症（TS）患病率约为57/10万多呈常显遗传，少数散发，男多于女已发现4种基因型，2种为肿瘤抑制基因病理改变为神经胶质增生性硬化结节典型症状为面部血管纤维瘤、癫痫发作和智能减退神经系统：23岁或更早出现，癫痫常为首发症状，多有智能减退，可有锥体束征、锥体外系征、颅高压、脑积水等皮肤：血管纤维瘤、色素脱失斑(白斑)、鲨鱼皮斑 甲床下纤维瘤、咖啡牛奶斑、皮肤纤维瘤其它：视网膜晶体瘤、骨质硬化、脏器肿瘤等头颅X线或CT可见颅内钙化影,血管纤维瘤：见于80%的患者，幼时出现，青春期明显。呈红褐色，好发于鼻唇沟附近，为过度增生的结缔组织和丰富的毛细血管扩张性丘疹,白斑：出生或婴儿期出现，好发于躯干部，呈叶状，一般13cm长，多见于背部、腹部及下肢,鲨鱼皮斑：稍突于皮肤表面的橘皮样粗糙斑块，常分布于腰骶部,甲床下纤维瘤：多发，随年龄增长，有时为本病唯一的皮肤损害,视网膜胶质瘤（晶体瘤）,CT平扫示双侧室管膜下多发结节状钙化,脑-面血管瘤病（Sturge-Weber综合征）可能与遗传有关，遗传方式未确定出生后即有以一侧面部血管痣（三叉神经、支），对侧局限性抽搐、偏瘫，同侧颅内钙化，眼球突出或青光眼以及脑部血管畸形、智力低下为特征头颅X线示颅内钙化斑，与脑回外形一致，呈双轨状头颅CT可见颅内钙化头颅MRI可发现脑血管异常,CT平扫脑窗和骨窗示双侧脑实质广泛性钙化，呈脑回样，以左半球为著,CT平扫示右侧顶叶大片病灶，内有多发条样及点状高密度钙化,MRI 显示病变区呈长T1短T2信号，部分为钙化，部分为血管流空，病变累及枕叶,第五节 染色体病,致残率最高的疾病之一，占精神发育迟滞病因的15%20% 常染色体异常常伴有明显的遍及全身的变化，智能障碍突出；性染色体异常较少出现躯体畸形，智能障碍不如前者严重，但精神行为改变突出,21三体综合征（Down综合征）最常见的染色体病之一，发病率为1/6001/800智力障碍、生长发育迟缓、特殊面容和多种畸形为临床特征染色体核型分析可确诊（21-三体型、嵌合型和易位型）,先天愚型：眼距宽，外眼角上斜，内眦赘皮，鼻根低平，脸扁平，枕部扁平，腭弓高尖，舌大外伸，流