遗传性神经退行性疾病伴痉挛性共济失调表现：对既往报道变异体的遗传学与临床见解

《Neurogenetics》：Hereditary neurodegenerative disorders with spastic-ataxic manifestations: genetic and clinical insights into previously reported variants

　　

遗传性神经退行性疾病（hereditary neurodegenerative disorders）包含一组异质性遗传疾病，累及中枢和/或外周神经系统，常以共济失调、痉挛、肌张力障碍和神经病变为标志性临床特征。本研究旨在探究巴基斯坦人群中四个家系病例所患罕见且重叠的遗传性神经退行性疾病表型的潜在病因。研究人员采用外显子组测序（exome sequencing）、纯合性定位（homozygosity mapping）和桑格测序（Sanger sequencing）对四个具有广泛痉挛性共济失调特征的巴基斯坦家系进行评估。这些分子研究鉴定出四个已知致病性变异：CYP2U1:c.604G>A (p.Glu202Lys)、ATXN1扩增：[(CAG)₄₆/(CAG)₂₇]、ATM:c.103C>T (p.Arg35*) 和 COQ4:c.577C>T (p.Pro193Ser)。所有这些表型均与文献报道的罕见神经系统疾病病例相关联。研究人员报告了在来自四个无亲缘关系家系的13名受累个体中发现的既往报道的致病性变异。研究结果强调了所鉴定变异的致病相关性，并指出了其对区域诊断和遗传咨询策略的重要性。

**论文解读：遗传性神经退行性疾病伴痉挛性共济失调表现的遗传学与临床研究**

遗传性神经退行性疾病是一组由基因突变导致的进行性神经系统功能障碍，表现为共济失调、痉挛、肌张力障碍和周围神经病变等。此类疾病临床和遗传异质性显著，常出现症状重叠，导致诊断困难。目前，全球脊髓小脑变性疾病的患病率约为1:10000，其中约70%为遗传性，且多数累及神经系统。既往研究已发现大量相关基因，但特定人群中的已知致病变异仍需进一步验证和临床关联分析。针对巴基斯坦人群的罕见家系研究，有助于明确已知变异的致病性及其在区域诊断和遗传咨询中的应用价值。

该研究由研究人员对四个无亲缘关系的巴基斯坦家系共13名受累个体进行系统评估，采用外显子组测序（exome sequencing, WES）、纯合性定位（homozygosity mapping）和桑格测序（Sanger sequencing）等分子技术，鉴定出四个已知致病性变异，分别对应四种罕见神经退行性疾病。研究结果强调了优先筛查已知致病变异的重要性，并为巴基斯坦人群的遗传咨询和产前诊断提供了依据。该论文发表于《Neurogenetics》。

研究人员采用的技术方法包括：提取外周血基因组DNA；对先证者及可用家系成员进行全外显子组测序（Agilent SureSelect Human All Exome V6捕获，Illumina NovaSeq 6000平台PE150双端测序）；序列比对至人类参考基因组hg38；通过GATK进行变异检测，ANNOVAR进行功能注释，并按标准过滤（最小读深≥20×，变异质量≥30，次要等位基因频率<1%）；对家系1和家系4使用AutoMap进行纯合性定位；对家系2通过PCR扩增ATXN1的CAG重复区域，结合琼脂糖凝胶电泳和桑格测序确认扩增等位基因；所有候选变异均经桑格测序验证分离，并依据ACMG指南和in silico工具（SIFT、CADD、Polyphen-2）进行致病性分类。

**研究结果**

**家系1**
该家系为近亲婚配，先证者（IV:2）为14岁男性，2岁起病，表现为痉挛性肌张力增高、言语困难、不能站立行走、颈部无力、四肢畸形及足尖行走。两名受累男性均存在严重智力障碍，无癫痫发作。通过全外显子组测序和纯合性定位，在4号染色体上发现CYP2U1基因的纯合错义变异c.604G>A (p.Glu202Lys)，该变异既往已被报道。临床表型符合常染色体隐性遗传痉挛性截瘫56型（spastic paraplegia 56, SPG56; OMIM 615030）。研究指出，与既往报道相比，本家系患者均无癫痫，且智力障碍程度存在差异，提示CYP2U1相关疾病的表型可变表达性。

**家系2**
该家系呈常染色体显性遗传模式，先证者（II:2）48岁，26岁起病，表现为小脑性共济失调、构音障碍、步态困难、进行性肢体无力，伴认知功能下降和运动神经病变；MRI显示小脑萎缩、弥漫性脑萎缩及脑脊液间隙扩张。通过PCR扩增和桑格测序，在ATXN1基因中检测到CAG三核苷酸重复扩增：先证者携带正常等位基因(CAG)₂₇和扩增等位基因(CAG)₄₆，其患病儿子（III:3）携带(CAG)₂₇和(CAG)₄₂。该结果符合脊髓小脑性共济失调1型（spinocerebellar ataxia type 1, SCA1; OMIM 164400）的分子诊断标准。研究还讨论了正常重复数为6–35次，而≥39次连续或≥43次间断CAG重复可导致高外显率晚发性SCA1。

**家系3**
该家系包含5名受累个体，均出生于近亲家庭，1–2岁起病。临床特征包括小脑性共济失调、构音障碍、肌张力障碍、震颤、癫痫和眼球运动异常，体格检查见身材矮小、结膜毛细血管扩张和斜视。所有患者婴幼儿期对外界反应差，生活完全依赖他人，从未获得行走能力。全外显子组测序在ATM基因中发现纯合无义变异c.103C>T (p.Arg35Ter)，该变异为已知致病性变异，既往研究曾报道其在高加索犹太人群中的奠基者效应。临床表现符合共济失调-毛细血管扩张症（ataxia-telangiectasia; OMIM 208900）。

**家系4**
该家系共有6名患者，先证者为17岁女性，其母孕期正常，1岁时首次癫痫发作，随后出现坐立和行走延迟。症状逐渐加重，表现为构音障碍、反射亢进、发育迟缓、步态异常、下肢痉挛性瘫痪、痉挛性截瘫和智力障碍。全外显子组测序和纯合性定位在COQ4基因中鉴定出纯合错义变异c.577C>T (p.Pro193Ser)。该变异既往仅在复合杂合状态下被报道，本研究为其纯合形式的首次报道。临床表型符合常染色体隐性遗传痉挛性共济失调-10型（spastic ataxia-10, SPAX10; OMIM 620666）。

在讨论部分，研究人员指出痉挛性共济失调是多种遗传性疾病的交叉表型，需要深入临床评估和遗传特征分析以明确诊断。四个家系中鉴定出的已知致病变异均对应明确的罕见神经退行性疾病，但同一变异的临床严重程度和伴随症状在不同个体和不同家系间存在差异，提示可能受其他遗传、表观遗传或环境因素影响。研究人员还强调，外显子组测序等二代测序技术对于临床和遗传异质性高的神经系统疾病具有重要诊断价值，能够提高检出率，并为遗传咨询、产前诊断、预后判断和未来治疗提供关键信息。

**研究结论**
本项研究强调，在临床诊断和遗传咨询中应优先关注既往已报道的致病性变异，同时凸显了既往定位位点的重要性。此外，研究探索了二代测序或全外显子组测序作为便捷且高效的诊断手段，适用于遗传和临床表现复杂的神经退行性疾病。通过这一策略，可以增进遗传咨询、产前诊断、预后评估以及对生物学通路的理解，从而为更好的治疗干预奠定基础。