萬(wàn)雅蘭 王朝霞

特發(fā)性震顫（ET）亦稱為原發(fā)性震顫，是臨床常見的運(yùn)動(dòng)障礙性疾病，患病率為0.9%，并且隨年齡的增長(zhǎng)而明顯升高，65歲以上人群患病率為4.6%、95歲以上人群可達(dá)20%［1］。特發(fā)性震顫主要表現(xiàn)為姿勢(shì)性震顫和動(dòng)作性震顫，最常累及手部及上肢，亦可累及下肢、頭面部、軀干及發(fā)音。發(fā)病機(jī)制迄今尚未闡明，20世紀(jì)70年代提出的“下橄欖核模型”認(rèn)為，下橄欖核中起搏神經(jīng)元過(guò)度激活導(dǎo)致橄欖-小腦信號(hào)輸出異常，引起震顫［2］；“小腦退化模型”成為近年研究熱點(diǎn)，該模型基于特發(fā)性震顫患者小腦存在浦肯野細(xì)胞軸突和樹突改變及浦肯野細(xì)胞移位和丟失、籃狀細(xì)胞軸突改變、攀緣纖維與浦肯野細(xì)胞連接異常分布，以及齒狀核γ-氨基丁酸受體（GABAR）改變，進(jìn)而提出小腦病變是導(dǎo)致特發(fā)性震顫的關(guān)鍵原因［3］。基于腦電圖（EEG）、腦磁圖（MEG）和fMRI的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究顯示，特發(fā)性震顫患者皮質(zhì)-橄欖-小腦-丘腦環(huán)路活動(dòng)增強(qiáng)，此環(huán)路將現(xiàn)有的特發(fā)性震顫相關(guān)理論較好地進(jìn)行概括，且為腦深部電刺激術(shù)（DBS）以及周圍電刺激術(shù)提供理論基礎(chǔ)［4］（圖1）。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，約50%的特發(fā)性震顫患者有家族史，≥80%的早發(fā)型（40歲前發(fā)?。┗颊叽嬖?個(gè)及以上的一級(jí)親屬患病［5］，揭示遺傳因素在特發(fā)性震顫的發(fā)病過(guò)程中起重要作用。既往研究多認(rèn)為特發(fā)性震顫高度遺傳且為單基因常染色體顯性遺傳性疾病，至65歲時(shí)可完全外顯［6］。但近5年的觀點(diǎn)認(rèn)為，特發(fā)性震顫是一種基因因素與環(huán)境因素共同作用的疾病，且存在基因不完全外顯的情況［7］，相關(guān)表觀遺傳學(xué)研究較少。2019年，Paul等［8］對(duì)12例特發(fā)性震顫患者進(jìn)行尸檢，發(fā)現(xiàn)小腦甲基化改變可能與特發(fā)性震顫的發(fā)病有關(guān)。而其他表觀遺傳學(xué)機(jī)制，如組蛋白修飾、微小RNA（miRNA）表達(dá)等暫未見諸報(bào)道。盡管目前僅有特發(fā)性震顫常染色體顯性遺傳模式的報(bào)道，但仍有學(xué)者認(rèn)為其可能存在雙基因或多基因致?。?］。

圖1 特發(fā)性震顫的疾病模式：基因、表觀遺傳及環(huán)境因素共同作用，導(dǎo)致下橄欖核及小腦病變，進(jìn)而影響皮質(zhì)-橄欖-小腦-丘腦環(huán)路，最終導(dǎo)致震顫，伴或不伴臨床意義不明的神經(jīng)系統(tǒng)體征Figure 1 Disease model of essential tremor:genetic,epigenetic and environmental factors work together to cause lesions in the inferior olive nucleus and cerebellum,which in turn affect the cortical-olive-cerebellum-thalamus circuits,and ultimately lead to tremor,with or without neurological signs of uncertain clinical significance.

20世紀(jì)90年代以來(lái)，陸續(xù)有學(xué)者通過(guò)特發(fā)性震顫 家 系 連 鎖 分 析（linkage analysis）確 定ETM1、ETM2、ETM3共3個(gè)基因座；以及通過(guò)全外顯子組測(cè)序（WES）在個(gè)別患者或家系中發(fā)現(xiàn)FUS、TENM4、SCN4A、SCN11A、KCNS2、HTRA2、HAPLN4、SORT1、NOS3基因變異，全基因組測(cè)序（WGS）發(fā)現(xiàn)CACNA1G基因變異，全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）發(fā)現(xiàn)LINGO1、LINGO2、SLC1A2、STK32B、PPARGC1A、CTNNA3等基因單核苷酸多態(tài)性（SNP）位點(diǎn)與特發(fā)性震顫相關(guān)［5］。2020年，唐北沙教授團(tuán)隊(duì)采用長(zhǎng)讀長(zhǎng)高通量測(cè)序（LRS）發(fā)現(xiàn)，特發(fā)性震顫患者存在NOTH2NLC基因5’非翻譯區(qū)（5'UTR）鳥嘌呤-鳥嘌呤-胞嘧啶（GGC）重復(fù)擴(kuò)展突變［9］（圖2），未來(lái)有望通過(guò)第三代測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)其他相關(guān)基因。

圖2 特發(fā)性震顫致病基因以及風(fēng)險(xiǎn)或保護(hù)基因研究的里程碑Figure 2 Milestones in the study of essential tremor pathogenic genes and risk/protective genes.

目前已發(fā)現(xiàn)的特發(fā)性震顫致病基因有10余個(gè)，風(fēng)險(xiǎn)或保護(hù)基因也有10余個(gè)［5］，這些基因涉及的細(xì)胞生物學(xué)功能包括調(diào)控細(xì)胞膜離子通道、小膠質(zhì)細(xì)胞功能及髓鞘形成、細(xì)胞凋亡、γ-氨基丁酸（GABA）能系統(tǒng)、線粒體功能、細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)等（圖3）。其中一些基因如DRD3、HS1BP3、TENM4、CACNA1G、HAPLN4，在皮質(zhì)-橄欖-小腦-丘腦環(huán)路中呈高表達(dá)，其基因變異可能通過(guò)直接影響環(huán)路而引起震顫；另一些基因如FUS、USP46、LINGO1，在神經(jīng)系統(tǒng)呈廣泛表達(dá)，但這些基因變異導(dǎo)致的特發(fā)性震顫卻僅表現(xiàn)為震顫，推測(cè)可能是由于皮質(zhì)-橄欖-小腦-丘腦環(huán)路中神經(jīng)元較其他腦區(qū)有一定特殊性，尚待更多基礎(chǔ)研究加以證實(shí)；此外，還有一些基因例如STK32B、PPARGC1A、CTNNA3，在神經(jīng)系統(tǒng)表達(dá)較少，主要表達(dá)于其他組織器官如心臟、腎臟，其變異致震顫的作用機(jī)制鮮有報(bào)道（表1，2）［9-24］。

表1 特發(fā)性震顫相關(guān)致病基因Table 1.Essential tremor related pathogenic genes

一、特發(fā)性震顫相關(guān)致病基因

1.ETM1、ETM2、ETM3基因座 ETM1、ETM2和ETM3是通過(guò)連鎖分析定位的3個(gè)與特發(fā)性震顫相關(guān)的基因座。2006年，Jeanneteau等［25］在23個(gè)法國(guó)特發(fā)性震顫家系中發(fā)現(xiàn)位于ETM1基因座的DRD3基因p.Ser9Gly變異。DRD3基因在基底節(jié)區(qū)呈高表達(dá)，在小腦浦肯野細(xì)胞也有表達(dá)。DRD3蛋白是G蛋白耦聯(lián)受體（GPCR）多巴胺D2受體（D2R）家族成員，通過(guò)抑制腺苷酸環(huán)化酶（AC）而抑制c AMP/蛋白激酶A（PKA）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，而p.Ser9Gly變異可加強(qiáng)此抑制作用，從而導(dǎo)致特發(fā)性震顫［26］。2005年，Higgins等［27］在2個(gè)美國(guó)特發(fā)性震顫家系中發(fā)現(xiàn)位于ETM2基因座的HS1BP3基因p.Ala265Gly變異。HS1-BP3蛋白在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和浦肯野細(xì)胞呈高表達(dá)，通過(guò)與磷脂酸結(jié)合以減少細(xì)胞自噬體形成，促使細(xì)胞凋亡，從而導(dǎo)致特發(fā)性震顫［28］。ETM3基因座定位于6p23，理論上應(yīng)該存在致病基因，但對(duì)該區(qū)域的15個(gè)基因進(jìn)行測(cè)序并未確定特發(fā)性震顫相關(guān)致病基因［17］，尚待進(jìn)一步研究證實(shí)。

2.FUS基因FUS基因位于ETM4基因座，對(duì)基因修復(fù)、基因轉(zhuǎn)錄、RNA加工、細(xì)胞增殖均有調(diào)節(jié)作用［29］。2012年，Merner等［13］報(bào)告一特發(fā)性震顫家系存在FUS基因p.Gln290*變異。該變異可阻礙核蛋白輸出，也可通過(guò)損害GABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)障礙。

3.TENM4基因TENM4基因位于ETM5基因座。2015年，Hor等［14］報(bào)告3個(gè)西班牙特發(fā)性震顫家系中存在TENM4基因p.Ala1442Thr變異，但該變異在后續(xù)其他研究中未能得到驗(yàn)證［30］。TENM4蛋白主要表達(dá)于小腦白質(zhì)，可調(diào)節(jié)少突膠質(zhì)細(xì)胞分化，并在小直徑軸突髓鞘形成過(guò)程中發(fā)揮重要作用。p.Ala1442Thr變異通過(guò)造成小腦白質(zhì)損害，繼而引起特發(fā)性震顫［31］。

4.電壓門控離子通道相關(guān)致病基因 鈉、鉀、鈣離子通道相關(guān)基因與特發(fā)性震顫之間的關(guān)系于2015-2019年陸續(xù)見諸報(bào)道［15-18］，這些基因多與調(diào)節(jié)神經(jīng)元興奮性有關(guān)，但導(dǎo)致特發(fā)性震顫的具體機(jī)制尚缺乏研究證實(shí)。有研究顯示，編碼鈉離子通道α亞基Nav1.4的SCN4A基因p.Gly1537Ser變異和編碼Nav1.9的SCN11A基因p.Arg225Cys變異均與特發(fā)性震顫有關(guān)［32］。SCN4A基因高表達(dá)于肌肉以及

神經(jīng)系統(tǒng)，通過(guò)降低丘腦神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢婚撝狄砸鹫痤?。SCN4A基因變異影響鈉離子通道的離子選擇性，降低重復(fù)動(dòng)作電位激發(fā)幅度，并影響鉀離子和氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而影響丘腦相關(guān)的連接通路，引起特發(fā)性震顫［33］。SCN11A基因變異通過(guò)延長(zhǎng)閾下刺激的去極化，調(diào)節(jié)靜息神經(jīng)元的易興奮性，增強(qiáng)神經(jīng)系統(tǒng)興奮性，繼而引起特發(fā)性震顫［5］。2019年，Hosoi等［34］在特發(fā)性震顫小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，編碼Nav1.6的SCN8A基因與特發(fā)性震顫具有相關(guān)性，但迄今尚未在特發(fā)性震顫患者中發(fā)現(xiàn)這一變異。2016年，Liu等［17］報(bào)告編碼鉀離子通道α亞基Kv9.2的KCNS2基因p.Asp379Glu變異與特發(fā)性震顫有關(guān)。KCNS2基因高表達(dá)于小腦浦肯野細(xì)胞和顆粒細(xì)胞，對(duì)調(diào)節(jié)高頻率突觸刺激具有重要作用。鉀離子通道Kv3家族也在小腦浦肯野細(xì)胞表達(dá)［35］，但其與特發(fā)性震顫的關(guān)系尚未見諸文獻(xiàn)報(bào)道。2019年，Odgerel等［18］在一特發(fā)性震顫家系中發(fā)現(xiàn)CACNA1G基因p.Arg456Gln變異。CACNA1G基因高表達(dá)于小腦浦肯野細(xì)胞和小腦深部核團(tuán)［36］，主要作用是產(chǎn)生短脈沖電信號(hào)，作用于非橄欖小腦束起源的運(yùn)動(dòng)通路，導(dǎo)致特發(fā)性震顫，但其具體機(jī)制尚待進(jìn)一步研究［37］。

5.線粒體功能及細(xì)胞凋亡相關(guān)致病基因Unal Gulsuner等［19］于2014年在一土耳其特發(fā)性震顫大家系中發(fā)現(xiàn)HTRA2基因變異。當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞受到凋亡性刺激時(shí)，HTRA2蛋白自線粒體膜間釋放入細(xì)胞質(zhì)，參與啟動(dòng)細(xì)胞凋亡［38］。HTRA2基因p.Gly399Ser變異可導(dǎo)致線粒體功能紊亂、形態(tài)異常，降低蛋白激酶活性，過(guò)表達(dá)此變異的細(xì)胞在應(yīng)激時(shí)更易死亡。HTRA2基因p.Gly399Ser變異為功能缺失變異，其導(dǎo)致特發(fā)性震顫可能與紋狀體神經(jīng)元缺失有關(guān)［19］，但這一觀點(diǎn)尚缺乏相關(guān)研究證實(shí)。

6.GABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)致病基因 震顫小鼠模型顯示，注射γ-氨基丁酸A型受體（GABAAR）激動(dòng)劑可減輕小鼠震顫癥狀［39］，提示GABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路表達(dá)下調(diào)與特發(fā)性震顫的發(fā)病有關(guān)。SORT1［20］、HAPLN4［17］、USP46［17］這3個(gè)GABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路基因變異可能與特發(fā)性震顫的發(fā)病相關(guān)。2015年報(bào)道的一西班牙特發(fā)性震顫家系中存在SORT1基因p.Gly171Ala變異［20］。SORT1基因編碼的Sortlin蛋白在中樞神經(jīng)系統(tǒng)廣泛表達(dá)，Sortlin蛋白不僅通過(guò)調(diào)節(jié)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)神經(jīng)元功能，還通過(guò)與神經(jīng)生長(zhǎng)因子前體結(jié)合調(diào)控神經(jīng)元存亡。SORT1基因p.Gly171Ala變異可導(dǎo)致Sortlin蛋白減少，而與Sortlin結(jié)合的P75NTR蛋白增多，后者增多見于GABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受損［5］。2016年的一項(xiàng)針對(duì)37個(gè)早發(fā)型特發(fā)性震顫家系的研究發(fā)現(xiàn)HAPLN4基因p.Gly350Arg變異及USP46基因p.Ala133Val變異［17］。推測(cè)上述3個(gè)基因變異均通過(guò)下調(diào)GABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路而導(dǎo)致特發(fā)性震顫，但二者之間的相關(guān)性尚缺乏多中心大樣本研究驗(yàn)證。

7.一氧化氮信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因 一氧化氮在神經(jīng)系統(tǒng)中參與介導(dǎo)神經(jīng)元的生存、突觸可塑性、血管平滑肌細(xì)胞松弛和血管內(nèi)皮細(xì)胞滲透性［40］。2016年，Liu等［17］對(duì)37個(gè)早發(fā)型特發(fā)性震顫家系進(jìn)行研究并報(bào)告NOS3基因p.Gly16Ser及p.Pro55Leu變異。NOS3基因高表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)（尤其是小腦）神經(jīng)元和血管內(nèi)皮細(xì)胞，編碼一氧化氮合酶（NOS），其導(dǎo)致特發(fā)性震顫的具體機(jī)制尚待進(jìn)一步研究［40］。

8.NOTCH2NLC基因三核苷酸拷貝數(shù)擴(kuò)增突變 2020年，我國(guó)學(xué)者Sun等［9］通過(guò)LRS測(cè)序?qū)?97個(gè)特發(fā)性震顫家系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)NOTCH2NLC基因5'UTR GGC拷貝數(shù)擴(kuò)增，約5.58%的患者攜帶該變異。NOTCH2NLC基因高表達(dá)于神經(jīng)系統(tǒng)放射狀膠質(zhì)細(xì)胞，主要作用是增強(qiáng)Notch信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的表達(dá)，從而對(duì)大腦發(fā)育、神經(jīng)元增殖和分化發(fā)揮至關(guān)重要的作用。但是位于NOTCH2NLC基因5'UTR的動(dòng)態(tài)變異可能并非通過(guò)導(dǎo)致編碼蛋白異常表達(dá)而致病，其作用機(jī)制更加復(fù)雜，目前有RNA毒性作用、重復(fù)相關(guān)非ATG翻譯等假說(shuō)［41］，尚待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

二、特發(fā)性震顫相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)和保護(hù)基因

1.特發(fā)性震顫相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)基因 （1）LINGO基因家族：2009年，Stefansson等［21］在452例冰島特發(fā)性震顫患者中發(fā)現(xiàn)LINGO1基因rs9652490和rs11856808單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)。全基因組的單核苷酸多態(tài)性微陣列分析發(fā)現(xiàn)，LINGO1基因在特發(fā)性震顫患者中存在拷貝數(shù)擴(kuò)增［42］。LINGO1基因廣泛分布于不同腦區(qū)，通過(guò)與P75NTR或腫瘤壞死因子受體超家族成員19（TROY19）共同形成軸突生長(zhǎng)抑制蛋白-66受體1（NgR1）復(fù)合物，參與神經(jīng)元分化、少突膠質(zhì)細(xì)胞成熟、抑制軸突生長(zhǎng)、加速多巴胺能神經(jīng)元變性死亡。病理學(xué)研究表明，特發(fā)性震顫患者LINGO1基因主要表達(dá)于小腦籃狀細(xì)胞軸突內(nèi)，在浦肯野細(xì)胞軸突起始部分形成刷狀結(jié)構(gòu)，從而影響浦肯野細(xì)胞功能［5］。此外，LINGO1蛋白作為鈣離子激活的鉀離子通道亞單位，可以引起鉀離子通道的功能性敲除，導(dǎo)致特發(fā)性震顫及運(yùn)動(dòng)障礙［43］。2010-2011年，陸續(xù)有學(xué)者發(fā)現(xiàn)LINGO2基因rs1412229、rs7033345、rs10812774單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)［22］。LINGO2基因僅表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，關(guān)于其引起特發(fā)性震顫的研究甚少，有學(xué)者認(rèn)為其與LINGO1基因功能相似［22］。（2）其他熱點(diǎn)特發(fā)性震顫風(fēng)險(xiǎn)基因：2012年，Thier等［23］對(duì)990例特發(fā)性震顫患者和1537例健康對(duì)照者進(jìn)行病例對(duì)照研究，發(fā)現(xiàn)SLC1A2基因rs3794087單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)。SLC1A2基因編碼的谷氨酸再攝取轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體2（EAAT2）主要作用為將谷氨酸從突觸間隙中移除，從而解除谷氨酸的神經(jīng)毒性作用。SLC1A2基因表達(dá)于浦肯野細(xì)胞軸突起始部分，在特發(fā)性震顫患者小腦皮質(zhì)表達(dá)明顯減少［5］。2016年，Müller等［24］發(fā) 現(xiàn) ，PPARGC1A基 因rs17590046及CTNNA3基因rs12764057、rs10822974、rs7903491單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)均可增加特發(fā)性震顫的患病風(fēng)險(xiǎn)，但并未在后續(xù)研究中得到證實(shí)［44］。PPARGC1A基因編碼過(guò)氧化物酶增殖激活受體γ共受體1α（PGC-1α），通過(guò)與解耦聯(lián)蛋白2及核呼吸因子相互作用調(diào)節(jié)線粒體功能及能量代謝，尸檢研究顯示，帕金森病患者黑質(zhì)及蒼白球PGC-1α異構(gòu)體表達(dá)升高［45］。CTNNA3基因編碼的α降鈣素3在細(xì)胞-細(xì)胞黏附過(guò)程中發(fā)揮重要作用，但其導(dǎo)致特發(fā)性震顫的機(jī)制尚待進(jìn)一步研究驗(yàn)證［44］。

2.特發(fā)性震顫相關(guān)保護(hù)基因 2016年，Müller等［24］對(duì)2807例歐洲特發(fā)性震顫患者及6441例健康對(duì)照者進(jìn)行病例對(duì)照研究，發(fā)現(xiàn)STK32B基因rs10937625單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)是特發(fā)性震顫的保護(hù)因素，且這一結(jié)論在中國(guó)學(xué)者針對(duì)218例特發(fā)性震顫患者的GWAS研究中得以驗(yàn)證［46］。STK32B基因編碼絲氨酸/蘇氨酸激酶，但其功能尚不十分清楚。推測(cè)STK32B基因在特發(fā)性震顫患者小腦皮質(zhì)的表達(dá)升高，而rs10937625單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)可以導(dǎo)致STK32B基因在小腦皮質(zhì)的表達(dá)減少，從而成為特發(fā)性震顫的保護(hù)因素。

三、總結(jié)與展望

特發(fā)性震顫的遺傳特征復(fù)雜，致病基因譜十分寬泛［47］。值得注意的是，目前已報(bào)道的致病基因在特發(fā)性震顫患者中的陽(yáng)性檢出率均很低，尚未發(fā)現(xiàn)高頻率的致病基因，因此特發(fā)性震顫并非某一種單一致病基因的疾病，而是一組遺傳異質(zhì)性譜系疾病。此外，疾病易感基因和表觀遺傳修飾也與特發(fā)性震顫的發(fā)病有關(guān)。因此，特發(fā)性震顫的診斷應(yīng)以病史、臨床表現(xiàn)及體格檢查為基礎(chǔ)，對(duì)經(jīng)濟(jì)條件允許的患者可進(jìn)行基因檢測(cè)以輔助診斷與鑒別診斷，但不能過(guò)度依賴基因檢測(cè)結(jié)果。在對(duì)基因檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)注意測(cè)序結(jié)果的判讀，對(duì)檢測(cè)到的變異應(yīng)結(jié)合既往報(bào)道謹(jǐn)慎分析是否為致病性變異。總之，特發(fā)性震顫相關(guān)基因研究有助于臨床醫(yī)師對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)更加深入。未來(lái)研究方向?yàn)?，通過(guò)新技術(shù)發(fā)現(xiàn)更多新的變異基因及位點(diǎn)、深入研究基因變異致病機(jī)制的同時(shí)，緊密結(jié)合臨床，闡釋不同變異位點(diǎn)與發(fā)病年齡、臨床癥狀、藥物反應(yīng)的關(guān)系，從而為精準(zhǔn)治療提供線索。

利益沖突無(wú)