張艷，雷晶，馬建華

遺傳性共濟失調（hereditary ataxia，HA）是一大類具有高度臨床變異性和遺傳異質性的神經系統(tǒng)退行性疾病，具有較高的病死率及致殘率，占神經系統(tǒng)遺傳性疾病的10%～ 15%［1-2］。NAKANO等［3］在1972年首次報道了來自葡萄牙Azores的一個美國脊髓小腦性共濟失調3型/馬查多-約瑟夫?。╯pinocerebellar ataxia type 3/Machado-Joseph disease，SCA3/MJD）家系。1993年，TAKIYAMA等學者首次發(fā)現(xiàn)SCA3/MJD的致病基因位于14q24.3～q32［4］。1994 年，KAWAGUCHI等［5］將該致病基因定位并克隆到14q32.1，即ATXN3基因，后來發(fā)現(xiàn)并命名的SCA3與MJD均是由MJD1基因突變引起的，故將兩者合稱SCA3/MJD。到目前為止已經發(fā)現(xiàn)超過40余種SCA亞型，在常染色體顯性HA中以SCA3最為常見，占所有SCA患者的20.4%～92.0%［6］。在我國，SCA3占SCA的60%～70%［7-8］。因其較高的病死率及致殘率，給患者、家屬及社會帶來巨大負擔，早期診斷并進行遺傳咨詢十分必要。本研究對2008年5月—2017年4月在新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院神經內科門診及住院臨床診斷為SCA的23個家系79例患者（已故29例，現(xiàn)存50例），家系中尚未發(fā)病成員及74例散發(fā)SCA患者的臨床特征進行分析，并結合我國該病的發(fā)病率，進一步應用聚合酶鏈反應（PCR）對SCA3基因編碼區(qū)內胞嘧啶-腺嘌呤-鳥嘌呤（CAG）三核苷酸片段進行擴增，并對PCR擴增結果及患者臨床特征進行綜合分析，為該類疾病的診斷提供一定思路。

1 對象與方法

1.1 研究對象 連續(xù)收集2008年5月—2017年4月在新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院神經內科門診及住院臨床診斷為SCA的23個家系79例患者（已故29例，現(xiàn)存50例）和74例散發(fā)SCA患者的臨床資料，其分別來自新疆烏魯木齊市、哈密市、塔城市、喀什市等地區(qū)。SCA患者臨床診斷根據(jù)Harding標準［9］。79例有陽性家族史的SCA患者中男50例，女29例；發(fā)病年齡8～68歲，平均發(fā)病年齡（36.5±6.4）歲；病程4～27年，平均病程（15.8±7.9）年；均為漢族。74例散發(fā)SCA患者中男44例，女30例；發(fā)病年齡15～45歲，平均發(fā)病年齡（34.2±5.5）歲；病程3～8年，平均病程（6.1±2.3）年；漢族53例，維吾爾族17例，回族1例，哈薩克族3例。

1.2 研究方法 按照知情同意的原則，向所有參與者說明此試驗檢測的目的、程序、目前的技術水平、可能出現(xiàn)的結果。尊重受試者隱私，并保守秘密，若受試者為未成年人或理解有困難者，則由其監(jiān)護人代替。

1.2.1 全血基因組DNA提取 共采集23個SCA家系的50例現(xiàn)存患者、家系中尚未發(fā)病成員210例以及74例散發(fā)SCA患者外周靜脈血5 ml，EDTA抗凝后采用DNA提取試劑盒（北京天根生物工程公司）提取基因組DNA作為PCR模板。

1.2.2 PCR擴增及擴增產物檢測 根據(jù)文獻［10］設計合成引物（上海生工）MJD52：5'-CCAGTGACTACTTTGATTCG-3'，MJD70：5'-CTTACCTACATCACTCCCAA-3'。PCR反 應 體 系：反應總體積 20.0 μl，DNA 模板 2.0 μl，引物各 0.5 μl，MgCl20.5 μl，dNTP 2.0μl，10×Loading buffer 2.0 μl，Taq酶1.0 μl，然后加入ddH2O至總體積20.0 μl。PCR反應條件：94 ℃預變性5 min，94 ℃變性30 s、58 ℃退火30 s、72 ℃延伸30 s（35個循環(huán)），最后延伸7 min。擴增反應在ABI9700擴增儀（美國ABI公司）中進行。PCR擴增產物用2%瓊脂糖凝膠進行電泳檢測。

1.3 國際協(xié)作共濟失調等級評分量表（ICARS）評定分別從姿勢和步態(tài)障礙（靜態(tài)）、運動功能障礙、言語障礙及眼動障礙4個方面對受試者共濟運動進行評分?？偡?00分，0～20分：輕度共濟失調；21～50分：中度共濟失調；51～70分：重度共濟失調；71～100分：生活完全不能自理。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 23.0軟件進行統(tǒng)計學分析，計量資料以（x ±s）表示；計數(shù)資料以百分率表示，兩組間比較采用χ2檢驗或Fisher確切概率法。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 SCA3基因（CAG）重復片段擴增產物瓊脂糖凝膠電泳結果 在23個SCA家系中共發(fā)現(xiàn)18個家系為SCA3型，其中患者43例，癥狀前患者8例；74例散發(fā)SCA患者中發(fā)現(xiàn)SCA3患者18例。PCR擴增產物電泳結果顯示兩條帶，其中一條帶在250～300 bp，與正常對照者結果大致相同，另一條帶明顯長于正常對照者，約在450 bp（見圖1、2）。

圖1 部分家系患者電泳結果Figure 1 Electrophoretic results of some patients with hereditary SCA3

圖2 部分散發(fā)患者電泳結果Figure 2 Electrophoretic results of some sporadic patients with SCA3

2.2 SCA3患者一般資料 經PCR驗證23個SCA家系患者中有18個家系為SCA3型，且均為漢族人群，其中由母系遺傳有7個，家系中共57人，患者14例，癥狀前患者2例。Ⅰ代發(fā)病年齡44～68歲，平均發(fā)病年齡（54.9±8.7）歲，病程8～27年，平均病程（25.0±4.5）年；Ⅱ代發(fā)病年齡30～64歲，平均發(fā)病年齡（38.7±8.8）歲，病程5～19年，平均病程（13.2±8.6）年，ICARS評分36分（姿勢和步態(tài)障礙17分，運動功能障礙14分，言語障礙3分，眼動障礙2分）；Ⅲ代發(fā)病年齡24～42歲，平均發(fā)病年齡（34.2±7.6）歲，病程3～15年，平均病程（9.2±5.5）年，ICARS評分25分（姿勢和步態(tài)障礙11分，運動功能障礙8分，言語障礙2分，眼動障礙4分）。父系遺傳家系有11個，家系中共199人，患者29例，癥狀前患者6例。Ⅰ代發(fā)病年齡20～57歲，平均發(fā)病年齡（43.2±9.8）歲，病程5～26年，平均病程（16.9±5.3）年；Ⅱ代發(fā)病年齡20～45歲，平均發(fā)病年齡（31.5±7.1）歲，病程6～22年，平均病程（15.6±2.7）年，ICARS評分33.5分（姿勢和步態(tài)障礙12.5分，運動功能障礙16.5分，言語障礙2.5分，眼動障礙2.0分）；Ⅲ代發(fā)病年齡8～45歲，平均發(fā)病年齡（26.2±11.9）歲，病程4～16年，平均病程（9.2±5.5）年，ICARS評分43分（姿勢和步態(tài)障礙20分，運動功能障礙18分，言語障礙3分，眼動障礙2分）。18個家系中以2個家系為例繪制家系系譜圖（見圖3、4）。18例散發(fā)SCA3患者，漢族14例，維吾爾族3例，回族1例；發(fā)病年齡15～41歲，平均發(fā)病年齡（32.9±6.8）歲；病程3～7年，平均病程（4.5±2.0）年；ICARS評分17分（其中姿勢和步態(tài)障礙10分，運動功能障礙3分，言語障礙2分，眼動障礙2分）。

圖3 家系1Figure 3 No.1 Chinese SCA3 family

圖4 家系2Figure 4 No.2 Chinese SCA3 family

2.3 SCA3患者臨床特征分析 歸納分析SCA3患者臨床表現(xiàn)，61例患者均出現(xiàn)小腦共濟失調和構音障礙的表現(xiàn)，結合ICARS評分，共濟失調主要表現(xiàn)為姿勢、步態(tài)及運動功能障礙。次常見的臨床特征為凝視誘發(fā)的眼震、病理征陽性、認知障礙、腱反射異常、乏力、睡眠障礙、腦神經受損，其中眼震主要表現(xiàn)為水平方向細小的眼球震顫，有1例患者伴隨左眼的垂直方向的眼震，認知障礙主要表現(xiàn)為記憶力及計算力減退。本研究中較少見的癥狀為復視/眼外肌麻痹，肌張力增高，感覺缺陷（主要為痛溫覺、振動覺、位置覺減退），頭部或肢體靜止性/意向性震顫，部分患者伴有視力下降，下肢痛性痙攣，自主神經功能障礙。罕見癥狀包括輻輳反射減弱、肌肉萎縮（1例患者出現(xiàn)舌肌萎縮，2例患者出現(xiàn)下肢腓腸肌萎縮）、聽力下降及馬蹄內翻足，1例患者完善肌電圖提示四肢周圍神經受損。沈雋逸等［11］對160個SCA3家庭181例患者、6例癥狀前患者的臨床特征進行分析，兩項研究中SCA3患者復視/眼外肌麻痹、病理征陽性、腱反射異常、視力下降、下肢痛性痙攣發(fā)生率比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；兩項研究中SCA3患者構音障礙、凝視誘發(fā)的眼震、肌張力增高、震顫、認知障礙、乏力、睡眠障礙、自主神經功能障礙發(fā)生率比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，見表1）。

3 討論

SCA3病變主要累及小腦、腦橋、中腦、延髓等部位。其致病基因為編碼區(qū)內含CAG重復序列的ataxin-3基因，該基因定位于14q32.1，編碼蛋白ataxin-3羧基末端含PolyQ肽鏈，PolyQ擴展突變型ataxin-3蛋白可選擇性在中樞神經系統(tǒng)特定區(qū)域（小腦、腦干、脊髓等）聚積形成神經元核內包涵體［12］。正常情況下ataxin-3在胞質和胞核內均可見［13］。已知ataxin-3是一種泛素結合蛋白，N末端有泛素化結合位點（UIM），C末端為多聚谷氨酸序列，可以結合并剪輯泛素鏈，將泛素化的蛋白底物去泛素化以參與調節(jié)細胞內蛋白質的合成-降解平衡［14］，異常擴展突變的ataxin-3由于蛋白結構的改變，影響了其功能，對細胞具有毒性作用。除從致病基因、致病蛋白、包涵體形成、ataxin-3毒性片段形成等方面對其發(fā)病機制進行研究以外，目前有學者從自吞噬途徑、轉錄異常、線粒體功能異常、RNA異常等方面對其發(fā)病機制進行進一步探索。對發(fā)病機制的深入研究有望指導治療。

基于等位基因CAG重復數(shù)目，ATXN3可分為正常等位基因（CAG重復12～44次），中間的等位基因（CAG重復45～51次），異常等位基因（CAG重復52～86次）。CAG重復次數(shù)與發(fā)病年齡、病情嚴重程度呈負相關，體現(xiàn)該病遺傳特點之一即遺傳早現(xiàn)現(xiàn)象。本研究結果顯示，SCA3在家系逐代遺傳中發(fā)病年齡明顯提前，對比母系遺傳與父系遺傳家系，可見父系遺傳家系中整體發(fā)病年齡及平均發(fā)病年齡均比母系遺傳早，且平均病程短，達到死亡終點事件較早，認為在父系遺傳中，突變的等位基因不穩(wěn)定性更強，更易發(fā)生擴增［15-16］，遺傳早現(xiàn)現(xiàn)象更突出，同時也反映該類疾病的遺傳異質性；最近也有研究表示表觀遺傳因素可能與SCA的臨床變異性有關［17］，需要進一步探索。本研究中可見患者發(fā)病年齡為8～68歲，發(fā)病年齡跨度廣，與SUBRAMONY等［18］報道的患者發(fā)病年齡為5～70歲不等相一致，這種差異性與CAG重復次數(shù)有關，進一步驗證該病的遺傳特點。本研究中患者平均病程未見明顯延長趨勢，考慮因Ⅱ代及Ⅲ代患者目前多為中青年，未達生命終點事件，且該研究樣本量較小，代表性欠佳。在本研究確診為SCA3的散發(fā)患者中有3例為維吾爾族，1例為回族，由于新疆是多民族聚居地區(qū)，說明SCA3在不同民族中均存在。但因本研究樣本量較少，臨床特異度欠佳，未能進一步詳盡解釋SCA3在不同民族中的差異性，后續(xù)仍需繼續(xù)探索。

SCA3具有明顯的臨床變異性，其主要臨床表現(xiàn)為小腦和腦干功能障礙引起的小腦共濟失調，還包括眼球運動異常，錐體系及錐體外系、周圍神經病變等多系統(tǒng)障礙［19］。運動性癥狀（小腦共濟失調、構音障礙）多是首發(fā)及最主要的臨床癥狀，本研究結果與此一致。眼球運動障礙是SCA3常見癥狀之一，患者可以表現(xiàn)為自發(fā)眼震、凝視誘發(fā)的眼震、掃視距離過長等。有研究顯示SCA3患者眼震發(fā)生率達92%，核間性眼肌麻痹及內收麻痹發(fā)生率為52.5%、眼瞼后退形成突眼發(fā)生率為27.4%、視神經萎縮發(fā)生率為22.8%、核性眼肌麻痹發(fā)生率為10%［20］。RAPOSO等［21］發(fā)現(xiàn)在共濟失調癥狀出現(xiàn)之前的基因確診的SCA3患者中，眼震出現(xiàn)的概率比普通人高，提示眼震可能是SCA3的一個早期非共濟失調癥狀。GHASIA等［22］發(fā)現(xiàn)斜視和眼球微陣攣也是SCA3患者較常見的臨床癥狀之一，考慮與小腦深部核團、小腦上腳腦橋被蓋、中腦網(wǎng)狀結構等病變有關。本研究結果顯示，SCA3患者眼震發(fā)生率為50.8%，低于上述研究，但仍為本研究中第二大常見癥狀，患者多以出現(xiàn)水平細小眼震為主，1例患者出現(xiàn)輻輳運動減弱，其余并未觀察到上述眼球運動障礙癥狀，考慮與樣本量較少、患者配合程度、評估者主觀因素、種族差異及該類疾病臨床異質性有關。

表1 不同研究中SCA3患者的臨床表現(xiàn)比較〔n（%）〕Table 1 Comparison of clinical manifestations of SCA3 patients involved in different studies

SCA3還可以出現(xiàn)其他運動癥狀，如肌張力障礙、舞蹈癥、帕金森綜合征、痙攣狀態(tài)等其他運動性癥狀，本研究中少數(shù)患者出現(xiàn)頭部及肢體靜止性/意向性震顫，但發(fā)生率較低，不作為主要癥狀，在臨床診斷中需要與SCA12相鑒別。部分患者出現(xiàn)肌張力增高，腱反射活躍，病理征陽性等錐體外系受損表現(xiàn)，與該病累及腦部結構有關，但與沈雋逸等［11］報道的腱反射減退不相符，考慮與該類疾病的臨床變異性有關。

根據(jù)文獻相關統(tǒng)計，約60%的患者病程中可出現(xiàn)周圍神經受損的表現(xiàn)，以感覺神經受損為主，可出現(xiàn)神經痛；運動神經受損可出現(xiàn)肌肉萎縮、遠端無力、足下垂、肌束顫動等，上述癥狀可加重運動功能障礙［23］。本研究中，16.4%的患者出現(xiàn)下肢痛性痙攣，6.6%的患者出現(xiàn)肌肉萎縮，與上述周圍神經受損以感覺神經受損為主相一致，且與沈雋逸等［11］報道較接近，但總體數(shù)據(jù)偏低。但與WSCORCIO BEZERRA等［24］報道不相符，其研究顯示周圍神經病變是SCA3常見癥狀之一，認為其是由于神經元的細胞體損傷導致的病變，不是由于軸突受損導致的長度依賴性遠端神經病變，并認為該癥狀的出現(xiàn)與CAG重復次數(shù)無明顯相關，該觀點與SCH?LS等［25］一致，但與患者發(fā)病年齡有關。本研究結果與相關報道有差異，考慮與患者主觀感受程度及多數(shù)患者未進行肌電圖等精密檢測有關，有待進一步完善。本研究中在同一家系中有2例患者出現(xiàn)馬蹄內翻足。馬蹄內翻足是一種最常見的先天性畸形足，約占先天性足部畸形的77%。由足下垂、內翻、內收三種因素組成，其發(fā)病機制認為與遺傳有一定關系，但尚不能確定其基因遺傳的規(guī)律，外在因素導致的也不能除外，該家系患者出現(xiàn)此癥狀，是其他遺傳因素導致還是與SCA3發(fā)病機制相關，仍需進一步深入研究。自主神經受損可出現(xiàn)尿頻、尿急、尿失禁和遺尿癥，寒冷耐受下降，性功能障礙，泌汗障礙，便秘等癥狀，考慮與自主神經節(jié)及中樞通路受損有關，與CAG重復次數(shù)無明顯相關性。

除運動癥狀外，越來越多的非運動性癥狀嚴重影響患者的生活質量，并引起研究者的關注，例如：認知障礙、睡眠障礙、精神行為異常、嗅覺障礙、疲勞、疼痛和抽筋等［26-27］。本研究中睡眠障礙患者并不少見，睡眠障礙最常見的癥狀包括不寧腿綜合征（RLS）、快速眼球運動（REM）期睡眠行為障礙、日間睡眠過多、失眠、睡眠呼吸暫停等，并且上述癥狀可先于小腦癥狀出現(xiàn)［28］。考慮其機制可能與黑質鐵沉積、多巴胺能神經元功能低下有關。進行多導睡眠監(jiān)測有助于檢測。改善睡眠障礙對提高患者生活質量有很大幫助。認知功能障礙在SCA3中較常見，共濟失調合并認知障礙被稱為“小腦認知情感綜合征”，與“腦-小腦-大腦環(huán)路”受損有關。臨床表現(xiàn)為執(zhí)行功能和視空間的認知區(qū)域障礙［15］，本研究未對患者進行詳細的簡易精神狀態(tài)量表（MMSE）、蒙特利爾認知評估量表（MOCA）等相關量表的評估，未能進一步詳細評估。聽力下降在SCA3中罕見，考慮與顱內神經核受損有關，具體相關機制需進一步擴大樣本量進行研究。

綜上所述，SCA3是新疆地區(qū)SCA中最常見亞型。除最常見的脊髓小腦性共濟失調癥狀外，認知障礙、睡眠障礙、自主神經功能障礙等非運動性癥狀也較常見，需引起各位研究者關注。本研究中SCA3患者的復視、視力下降、感覺缺陷、肌肉痙攣、震顫的發(fā)生率較低；腱反射活躍與相關研究存在差異；聽力下降、馬蹄內翻足、輻輳反射減弱罕見。新疆是多民族聚居地區(qū)，共有47個民族，維吾爾族、漢族、哈薩克族、回族等13個民族居住歷史較悠久，本研究主要是漢族人群，但在散發(fā)病例中存在維吾爾族及回族患者，說明SCA3在不同民族中均有分布，因本研究樣本量少，臨床癥狀特異度小，尚不能詳細說明民族差異在本研究中的意義，需收集更多病例驗證。

作者貢獻：張艷進行文章的構思與設計、數(shù)據(jù)整理、論文撰寫；雷晶進行數(shù)據(jù)收集、文章的可行性分析、實驗指導；馬建華進行英文的修訂，文章的質量控制及審校，對文章整體負責，監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。

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