《Neurology Genetics》：LRP12 CGG Repeat Expansions in Patients With Adult-Onset Non-5q Spinal Muscular Atrophy
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背景与目的：非5q脊髓性肌萎缩症（non-5q spinal muscular atrophy, SMA）具有遗传异质性，但许多成人起病病例仍缺乏分子诊断。LRP12基因5′非翻译区（untranslated region, UTR）的CGG重复扩
摘要翻译：
背景与目的：非5q脊髓性肌萎缩症（non-5q spinal muscular atrophy, SMA）具有遗传异质性，但许多成人起病病例仍缺乏分子诊断。LRP12基因5′非翻译区（untranslated region, UTR）的CGG重复扩增最初在眼咽远端肌病（oculopharyngodistal myopathy, OPDM）中发现，也已被报道与肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis, ALS）和遗传性周围神经病相关。本研究旨在确定LRP12 CGG重复扩增是否存在于成人起病、近端为主的非5q SMA患者中，并描述相关的临床表现。
方法：在这项观察性病例系列研究中，研究人员纳入了8个连续收集的、遗传原因未明的家系，这些家系在通过包括全外显子组测序（whole-exome sequencing, WES）在内的全面遗传学评估排除已知SMA和家族性ALS遗传病因后，符合预设的成人起病非5q SMA标准。采用重复引物PCR（repeat-primed PCR, RP-PCR）筛查LRP12 CGG重复扩增，并通过Oxford Nanopore长读长测序进行确认和大小测定。另外在496例无关ALS病例和1,000名对照者中筛查了LRP12 CGG重复扩增。
结果：在8个非5q SMA先证者中，有6个（75%）检测到单等位基因LRP12 CGG重复扩增。6个阳性家系中有5个符合常染色体显性遗传。扩增等位基因范围为58至92个重复单位。受累个体表现为成人起病、缓慢进展、近端为主的纯下运动神经元无力，球部和感觉功能保留，且无上运动神经元体征。扩增在ALS病例（2/496，0.40%）和对照者（2/1,000，0.20%）中均罕见。
讨论：研究人员在相当比例的缓慢进展、近端为主的纯下运动神经元无力且与5q-SMA无关的患者中发现了LRP12 CGG重复扩增。这些发现拓宽了LRP12相关疾病的临床谱系，并支持在遗传原因未明的成人起病下运动神经元综合征的评估中纳入LRP12重复扩增分析。
论文解读：
一、研究背景与问题
脊髓性肌萎缩症（spinal muscular atrophy, SMA）是一组遗传性下运动神经元综合征，以对称性、近端为主的肌无力和肌萎缩为主要特征，由前角细胞进行性变性所致。最常见的5q型SMA由SMN1基因双等位基因功能缺失变异引起，但约5%的SMA患者不存在SMN1致病变异，被归类为非5q SMA。非5q SMA罕见且遗传异质性强，目前已发现超过20个致病基因，但仍有相当一部分成人起病病例经全外显子组测序（WES）等全面遗传学检查后无法明确病因。近年来，非编码重复扩增已成为多种神经系统疾病的重要遗传机制，例如C9orf72的GGGGCC六核苷酸重复扩增是欧洲裔人群ALS最常见的遗传病因，NOTCH2NLC的CGG重复扩增则导致神经元核内包涵体病。LRP12基因编码低密度脂蛋白受体相关蛋白12，其5′非翻译区含有CGG三核苷酸重复。该重复的致病性扩增最初被确定为眼咽远端肌病1型（OPDM1）的遗传病因，超过100个重复单位的杂合扩增导致常染色体显性遗传的成人起病远端肌病。较短的LRP12扩增（约60–100个重复单位）也已在临床诊断为ALS谱系表型和遗传性周围神经病（如CMT2型和远端遗传性运动神经病）的患者中被发现，提示LRP12 CGG重复扩增可导致肌病和下运动神经元病重叠的临床谱系。由于此类富含GC的非编码重复扩增无法被短读长测序可靠检测或定量，需要靶向重复引物PCR（RP-PCR）或长读长测序。基于上述背景，研究人员假设LRP12 CGG重复扩增可能是部分遗传原因未明的成人起病非5q SMA的致病因素，并开展本研究。
二、研究设计与主要方法
研究人员在2008至2023年间连续纳入了8个符合预设成人起病非5q SMA标准的无关家系。入组标准包括：成人起病（>18岁）的对称性近端为主进行性肢体无力，伴有明确的经针极肌电图证实的下运动神经元体征；无临床感觉受累和电生理感觉神经病证据；起病至少5年内无上运动神经元受累；SMN1拷贝数正常；男性雄激素受体（AR）基因CAG重复长度正常以排除X连锁脊髓延髓肌萎缩症（SBMA）；WES未发现非5q SMA、ALS或IPN相关基因致病变异。遗传预筛查还包括C9orf72和ATXN2重复扩增检测。所有患者均为日本人。此外，研究人员筛查了496例无关ALS患者（460例散发性ALS和36例家族性ALS先证者）以及1,000名健康日本人对照。LRP12 CGG重复扩增先采用已发表的RP-PCR引物进行筛查，阳性样本再用Oxford Nanopore PromethION长读长测序确认和定量，并使用TRGT软件对重复长度和序列结构进行等位基因水平的分析，通过Clair3和WhatsHap进行读段定相以确定重复扩增所携带的单倍型。
三、研究结果
1. 成人起病非5q SMA中LRP12重复扩增的频率
在8个非5q SMA家系中，RP-PCR在6个先证者中检出LRP12 CGG重复扩增（6/8，75.0%），包括全部5个家族性先证者和3个散发性患者中的1个。一个额外的受累亲属也携带扩增，共有7名扩增阳性个体。与对照组相比，非5q SMA患者中LRP12扩增携带频率显著升高（6/8 vs 2/1,000；OR 1,497.0；95% CI 153.0–7,049.5；p = 5.4×10?13）。
2. LRP12阳性非5q SMA的临床特征
7名扩增阳性个体均表现为成人起病、缓慢进展、近端为主的纯下运动神经元无力，球部和感觉功能保留，且无上运动神经元体征。所有患者随访超过5年均未出现上运动神经元体征。腱反射减低或消失，4名患者可见肌束震颤。针极肌电图均显示慢性神经源性改变。血清肌酸激酶（CK）轻至中度升高（多在数百IU/L，最高约1,000 IU/L）。6例有轴位肌CT的患者均显示小腿后群肌肉（腓肠肌和比目鱼肌）萎缩/脂肪替换，其次为椎旁肌和臀肌。3例肌活检均显示慢性神经源性改变伴纤维类型群组化，无镶边空泡或p62阳性核内包涵体。5个家系符合常染色体显性遗传，1个为散发病例。
3. 分子确认与等位基因大小分析
长读长测序确认所有扩增均为杂合，扩增等位基因长度范围为58至92个CGG重复单位。较长重复与较早发病年龄存在趋势性相关（Pearson r = ?0.59，p = 0.16），但未达统计学显著性。7例中6例的扩增等位基因为纯CGG重复（总长度与无中断长度一致），仅1例在重复边界存在1个重复单位的差异。Nanopore甲基化分析显示扩增等位基因无一致的高甲基化。读段定相分析显示所有7名个体共享一个由275个SNV标记定义的301 kb核心单倍型，提示存在共同祖先起源。
4. ALS队列中的LRP12扩增
在496例ALS患者中，仅2例携带LRP12扩增（0.40%），其中1例为散发性ALS，表现为典型ALS伴上运动神经元体征和球部受累；另1例为家族性ALS，表现为约20年的下运动神经元为主病程，符合PMA表型。该频率与对照组（2/1,000，0.20%）无显著差异（OR 2.02，p = 0.60）。
5. 与对照组的比较及外显率讨论
对照组中2名扩增携带者的年龄分别为63岁和25岁，Southern blot显示扩增片段超过300 bp（>100个CGG重复单位）。对照组中观察到扩增携带者提示LRP12扩增可能存在不完全外显。
四、讨论与结论
研究人员认为，LRP12 CGG重复扩增是成人起病非5q SMA的一个既往被低估的复发性遗传病因。本研究的LRP12-SMA表型重复长度为58–92个单位，与已报道的LRP12相关IPN和ALS/PMA谱系的重复范围重叠，而小于OPDM1通常超过100个单位的大扩增。该发现支持LRP12重复扩增可导致从肌病到神经源性疾病的连续表型谱，重复长度可能部分调节表型。本研究中LRP12-SMA表型在随访中始终保持纯下运动神经元近端为主的模式，无OPDM的睑下垂、眼外肌麻痹或球部症状。肌活检缺乏镶边空泡和p62阳性核内包涵体也将其与OPDM1区分。LRP12扩增在典型ALS中未显示富集，提示其不太可能是典型ALS的主要致病因素，但作为不完全外显的易感因素不能完全排除。由于LRP12扩增多见于日本和其他东亚人群，且共享单倍型提示共同祖先起源，在东亚人群的WES阴性的成人起病SMA样表型患者中应进行LRP12 RP-PCR筛查和长读长测序确认。本研究的优点包括连续入组、预设入组标准、标准化神经肌肉评估和正交长读长测序确认；局限性包括样本量较小、转诊富集导致表观检出率偏高、受累亲属DNA可获得性有限限制家系共分离分析、缺乏肌肉组织DNA评估体细胞嵌合等。结论：LRP12重复扩增代表了一部分成人起病非5q SMA的既往未被识别的常染色体显性遗传基础。识别这些扩增可提高遗传诊断率，并为重复扩增介导的运动神经元病提供新见解。使用“LRP12-SMA表型”作为这一近端为主的神经源性疾病的临床描述性术语，有助于界定该表型并促进对既往未诊断病例的遗传咨询。未来研究应阐明LRP12扩增的分子发病机制，并探索针对LRP12-SMA表型的潜在治疗策略。
