李潔,王樂,黃雪霜,姜海鷗

低鉀性周期性麻痹(HOKPP)于1863年由Cavare首先報(bào)道,發(fā)病率約為1/100000[1]。該病是一種罕見的離子通道疾病,呈現(xiàn)不規(guī)則顯性遺傳模式,其外顯率存在男女性別差異,國內(nèi)男性高于女性,國外二者基本相同[2]。HOKPP的主要臨床特點(diǎn)表現(xiàn)為周期性的骨骼肌弛緩性癱瘓,發(fā)作時(shí)伴有血鉀水平降低,血清肌酶升高[3]。目前,研究[4-5]發(fā)現(xiàn)SCN4A、CACNAIS和KCNE3基因是HOKPP的致病基因,分別編碼人骨骼肌Na+通道、Ca2+通道和K+通道蛋白。該病具有高度的臨床和遺傳異質(zhì)性,即使相同的突變?cè)诓煌N族或同一家系不同患者之間也會(huì)導(dǎo)致臨床表型差異。本研究報(bào)道一個(gè)HOKPP家系,并采用全外顯子組測(cè)序(WES)和Sanger測(cè)序技術(shù)進(jìn)行突變分析[6],旨在明確此家系的致病基因變異位點(diǎn)和臨床表型之間的關(guān)系。

1 臨床資料

1.1 先證者 先證者,苗族,男,22歲,因“四肢無力9 h”入院。病情初發(fā)時(shí)尚可行走,約1 h后出現(xiàn)雙下肢軟癱,伴有肌痛,頭暈。直至目前,反復(fù)發(fā)作四肢無力14年,凌晨發(fā)作較多,發(fā)作誘因主要為酗酒和劇烈運(yùn)動(dòng),每次均血鉀低(1～2 mmol/L),補(bǔ)鉀后恢復(fù)。近年來,發(fā)作頻次增多,每年發(fā)作3～5次,癥狀加重,出現(xiàn)雙下肢軟癱,伴有肌痛。既往有“低鉀血癥”病史,無甲狀腺功能亢進(jìn)及高血壓病史。查體:雙下肢肌力Ⅱ級(jí),肌張力正常,余未見明顯異常。實(shí)驗(yàn)室檢查:血鉀1.48 mmol/L,血鈉、血鎂和血鈣正常。血?dú)夥治?、血生化、尿常?guī)、腎功能及甲狀腺功能檢查均未見明顯異常。采用WES方法和Sanger測(cè)序驗(yàn)證在SCN4A基因上發(fā)現(xiàn)1個(gè)雜合錯(cuò)義突變c.2006G>A,該變異導(dǎo)致cDNA的第2006位堿基G被A替換(圖1),使其編碼的蛋白質(zhì)多肽鏈中第669位精氨酸被組氨酸所取代(p.R669H),經(jīng)美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)和基因組學(xué)學(xué)會(huì)(ACMG)指南評(píng)估此變異為致病性變異。診斷:HOKPP。入院后給予補(bǔ)鉀,患者癥狀好轉(zhuǎn)。發(fā)作間期血鉀正常。

圖1 SCN4A基因反向測(cè)序的結(jié)果A:先證者、先證者表哥、先證者父親及先證者小姑為c.2006C>T變異;B:先證者大姑及叔叔為野生型。

1.2 家系分析 家系圖見圖2。該家系4代共有5人患病,均為男性,連續(xù)遺傳3代,呈現(xiàn)常染色體顯性遺傳模式。先證者發(fā)病年齡為8歲,表哥為10歲,父親為14歲,爺爺不詳(已故)。先證者父親經(jīng)自身嚴(yán)格管理,避免誘發(fā)因素,起病至今僅發(fā)作2次;先證者表哥發(fā)作頻率為3～5次/年;先證者爺爺為2～3次/年。該家系發(fā)病年齡有提前的趨勢(shì),發(fā)病頻次明顯增加。先證者表哥與先證者一樣,凌晨發(fā)作較多,表現(xiàn)為四肢無力,周期性癱瘓,發(fā)作時(shí)查血鉀極低(1～2 mmol/L),血?dú)夥治?、血生化、尿常?guī)、腎功能及甲狀腺功能等檢查均未見異常。診斷:遺傳性HOKPP。PCR-Sanger測(cè)序驗(yàn)證結(jié)果顯示,SCN4A基因上發(fā)現(xiàn)1個(gè)雜合錯(cuò)義突變c.2006G>A存在于先證父親、小姑和表哥中,而其大姑及叔叔未發(fā)現(xiàn)該變異,其小姑尚無HOKPP臨床表現(xiàn)。

圖2 HOKPP家系系譜圖

2 討 論

HOKPP是一種罕見的遺傳性神經(jīng)肌肉病,呈現(xiàn)散發(fā)性和家族性。與歐洲國家相比,亞洲各國以散發(fā)性為主[7],陽性家族史很少。家族性HOKPP通常表現(xiàn)為不規(guī)則顯性遺傳,其外顯率因致病基因突變位點(diǎn)而不同,國外報(bào)道男性外顯率與女性基本相同,而國內(nèi)報(bào)道男性高于女性[2]。本研究報(bào)道HOKPP一家系,有明確的陽性家族史,家族中無隔代遺傳現(xiàn)象,連續(xù)三代均有發(fā)病,其遺傳方式為常染色體顯性遺傳。此家系與國內(nèi)報(bào)道一致,發(fā)病者均為男性,但根據(jù)系譜圖推測(cè)先證者小姑應(yīng)為致病突變攜帶者,基因檢測(cè)結(jié)果也得到了證實(shí),可見該家系符合不規(guī)則顯性遺傳,存在外顯不全。

HOKPP患者在誘發(fā)因素、起病年齡、電生理、發(fā)作頻次及病理表型等方面具有高度異質(zhì)性,但典型臨床癥狀基本相似,發(fā)病時(shí)均表現(xiàn)為周期性骨骼肌弛緩性癱瘓,伴有明顯血鉀降低,臨床通過補(bǔ)鉀可有效治療[8]。HOKPP嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致肌無力、氣促、胸悶,甚至肌肉變性[9],最終患者可死于低鉀造成的惡性心律失常或呼吸肌麻痹。該家系患者在飲酒和劇烈運(yùn)動(dòng)之后,出現(xiàn)不同程度的血鉀降低,雙下肢軟癱,而且發(fā)病年齡有提前的趨勢(shì),發(fā)病頻次明顯增加,表現(xiàn)為高度的臨床異質(zhì)性。預(yù)防HOKPP發(fā)生的主要措施包括盡量防止誘發(fā)因素,胰島素、腎上腺素、糖皮質(zhì)激素等藥物慎用;避免低鈉和低碳水化合物及低鉀飲食;對(duì)于頻繁發(fā)作者可長期服用氯化鉀等藥物進(jìn)行預(yù)防[10]。本家系中先證者父親日常生活中通過避免誘發(fā)因素,至今發(fā)作2次,提示HOKPP進(jìn)行積極管理可有效預(yù)防發(fā)作。

目前發(fā)現(xiàn)的與HOKPP相關(guān)的已知基因主要包括CACNA1S、SCN4A和KCNE3,分別編碼人骨骼肌的Ca2+通道、Na+通道和K+通道蛋白。在美國和歐洲國家,導(dǎo)致HOKPP的主要原因是CACNA1S基因突變[11]。在中國,導(dǎo)致HOKPP最常見的原因是SCN4A基因突變,其次是KCNE3突變,CACNA1S突變發(fā)生率相對(duì)較低[11-12]。本家系通過WES和Sanger測(cè)序檢測(cè)到3例男性患者和1位正常女性存在SCN4A基因雜合錯(cuò)義突變c.2006G>A,導(dǎo)致該基因編碼的蛋白質(zhì)多肽鏈第669位精氨酸被組氨酸所取代(p.R669H),根據(jù)ACMG指南評(píng)估該變異具有明確的致病性。據(jù)報(bào)道[13],R669H變異雖然對(duì)Na+通道的激活或快速失活無顯著影響,但對(duì)慢速失活有增強(qiáng)作用,從而使Na+通道的連續(xù)電流增加2～5倍,導(dǎo)致患者Na+通道的功能異常,不能引起骨骼肌興奮-收縮偶聯(lián)并產(chǎn)生肌無力。該變異的主要臨床特征[14]:發(fā)作時(shí)四肢反射消失;發(fā)病后出現(xiàn)肌痛;血鉀水平偏低;補(bǔ)鉀治療有效,乙酰唑胺治療卻不能改善患者臨床癥狀,甚至加重,這可能與SCN4A基因不同突變位點(diǎn)相關(guān)[10,15]。該家系患者與以上臨床表現(xiàn)基本類似,但國外研究[16]表明家系中男女性外顯率均為100%,而該家系的基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)男性攜帶者完全外顯,但女性攜帶者(Ⅲ3)未發(fā)病。我國HOKPP家系已報(bào)道過SCN4A基因R669H變異,但未明確女性是否為攜帶者[8]。本研究首次在中國HOKPP家系中發(fā)現(xiàn)了R669H變異在女性中可存在臨床表型不外顯。

總之,本研究不但為該家系的疾病診斷和遺傳咨詢提供了理論依據(jù),而且證實(shí)在亞洲種族人群中SCN4A基因突變可造成女性為攜帶者,而男性完全外顯,進(jìn)一步豐富了HOKPP的臨床表型和基因型之間的關(guān)系資料庫。

作者貢獻(xiàn)說明李潔完成實(shí)驗(yàn)操作、采集、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù);王樂指導(dǎo)文章修改,提供技術(shù)材料;黃雪霜指導(dǎo)選題、設(shè)計(jì)研究,提供研究經(jīng)費(fèi);姜海鷗提出選題,設(shè)計(jì)、實(shí)施研究,提供研究經(jīng)費(fèi),撰寫、修改文章