依据DMD患者肢体无力的表现以及出现的其他器官系统损害,患者的疾病进展情况可分为五个不同的阶段,包括症状前阶段、早期独走阶段、晚期独走阶段、早期不能独走阶段以及晚期不能独走阶段。症状前阶段主要表现为运动发育迟缓,患者能够独走的时间较同龄儿明显延迟,跑、跳功能也差于同龄儿,易疲劳,腓肠肌开始出现肥大;部分患者可出现不同程度的非进展性精神发育迟滞或认知功能受损的表现。DMD患者通常在5岁前起病,多数在2~4岁便开始出现肢体无力的表现,随后进入早期独走阶段,表现为跑、跳功能明显差于同龄儿、上楼费力、蹲起费力、跟腱挛缩,出现典型的Gowers’征以及膝腱反射消失或减弱;患者的行走姿势也开始出现异常,表现为鸭步、腰椎前凸以及踮脚尖走路。大部分患者的病情通常在7岁后开始加速进展,进入晚期独走阶段,表现为不能完成Gowers’征、不能跑、不能独立上楼梯、跟腱挛缩明显加重以及出现膝关节的挛缩,少数患者会出现髋关节的脱位,部分患者因骨质疏松而易于发生骨折。未经治疗的DMD患者通常在13岁前便会丧失独立行走能力,进入早期不能独走阶段,此阶段患者还可短距离辅助行走、独坐或辅助站立,膝关节挛缩加重,部分患者开始出现肘关节的挛缩以及脊柱侧弯,消化功能开始下降。当患者进入晚期不能独走阶段后,患者因活动减少出现费用性肌萎缩,疾病的进展进一步加速,双上肢功能受限更为明显,开始出现心脏受损的表现和呼吸功能障碍,进行性的呼吸肌无力最终可导致患者出现呼吸衰竭的表现;多数DMD患者因心衰或呼衰而死亡。 一些早期被归类为DMD表型的患者(未经治疗的患者),可在13~16岁之间丧失独立行走能力,被视为中间型抗肌萎缩蛋白病,较经典的DMD患者为轻,但较经典的BMD患者为重,患者将会延迟出现上述疾病进展的五个阶段。
抗肌萎缩蛋白病是由DMD基因突变所导致的一组主要累及骨骼肌和/或心肌的X-连锁隐性遗传性肌病,包括Duchenne型肌营养不良(DMD)、Becker型肌营养不良(BMD)以及性连锁心肌病(XLDCM),其中DMD和BMD以骨骼肌受累为主,心脏受累出现较晚或较轻;而XLDCM以心脏受累为主,骨骼肌可以不受累或受累很轻。此外,女性DMD基因致病性突变携带者也可出现不同程度的骨骼肌和/或心肌的受累,也属于抗肌萎缩蛋白病的范畴。DMD基因的突变谱系广泛而复杂,包括大片段的外显子水平的缺失/重复(约占80%)和小于1个外显子水平的微小突变(约占20%;无义突变、剪接位点突变、错义突变和微小插入/缺失等)。此外,DMD基因的突变谱系中还存在一些罕见的同义突变、深在内含子突变以及复杂结构变异,常规基因检测方法(包括MLPA、多重PCR、一代测序以及靶向外显子区域的二代测序)无法检测出这些突变,也无法明确这些突变的致病性。为了能够鉴定出这些罕见的突变类型,我们构建了一套鉴定DMD基因致病性变异谱系的综合检测策略,用于明确患者的精准基因诊断,明确表型轻重,指导治疗和产前基因诊断。该套分子遗传学检测策略已发表在权威遗传学杂志上:ZhiyingXie,etal.Practicalapproachtothegeneticdiagnosisofunsolveddystrophinopathies:astepwisestrategyinthegenomicera.JMedGenet.2021;58(11):743-751.。DMD基因致病性变异谱系的综合检测策略:第一步为常规基因检测;第二步为基于肌肉活检的抗肌萎缩蛋白表达情况分析和DMD基因mRNA分析;第三步和第四步分别为DMD基因短读长全长测序(二代测序)和三代测序;同时结合多种生物信息学算法对发现的变异进行致病性解读。该套检测策略对于大片段缺失/重复以及微小突变的致病性解读也具有重要作用。
抗肌萎缩蛋白-糖蛋白复合体(dystrophin-glycoproteincomplex,DGC)缺陷相关性肌营养不良包括肌聚糖蛋白病(Sarcoglycanopathy;LGMDR3~R6/LGMD2C-2F;由SGCA、SGCB、SGCG、SGCD基因突变导致)、α-肌营养不良蛋白聚糖病(包括FKRP基因突变导致的LGMD2I/LGMDR9)和抗肌萎缩蛋白病(DMD/BMD/XLDCM)。部分儿童期起病的LGMD2C~2F和LGMD2I患者,也可表现为运动发育迟缓、进行性对称性近端肢体无力、腓肠肌肥大以及跟腱挛缩,同时伴有血清肌酸激酶水平的显著升高,并且随着疾病的进展,这些患者也会出现鸭步、腰椎前凸、踮脚尖走路等酷似DMD的临床表现;当这些患者发病较晚时,其临床表现又与BMD存在明显的重叠。肌聚糖蛋白病以及α-肌营养不良蛋白聚糖病与DMD/BMD的鉴别诊断主要依赖于基因检测与肌肉活检,基因检测可以发现相应基因的致病性突变,肌肉活检免疫组织化学染色可见相应蛋白(α-sarcoglycan、β-sarcoglycan、γ-sarcoglycan、δ-sarcoglycan以及α-DG糖基化)的表达下降或缺失。由于肌聚糖蛋白病和α-肌营养不良蛋白聚糖病也可以出现Dystrophin的表达下降,并且DMD/BMD也会伴随出现肌聚糖蛋白的表达下降,此时,根据病理改变将难以进行肌聚糖蛋白病或α-肌营养不良蛋白聚糖病与BMD的鉴别诊断,只能依赖于基因检测;但当基因检测也难以检测到相关基因的致病性变异时(存在深在内含子突变),会给这一大类疾病的诊断与鉴别诊断带来很大的困难。我们的前期研究结果表明:多数LGMD2C~2F和LGMD2I患者大腿肌肉核磁共振均存在“向心性脂肪浸润模式”,而多数DMD/BMD患者大腿肌肉核磁共振呈现出“三叶一果征”。这两个特殊的脂肪浸润模式/征象对于这三类疾病的鉴别诊断具有重要作用。(ZhiyingXie,etal.Valueofmusclemagneticresonanceimaginginthedifferentialdiagnosisofmusculardystrophiesrelatedtothedystrophin-glycoproteincomplex.OrphanetJRareDis.2019;14(1):250;ZhiyingXie,etal.MagneticResonanceImagingFindingsintheMuscleTissueofPatientswithLimbGirdleMuscularDystrophyType2IHarboringtheFounderMutationc.545A>GintheFKRPGene.BiomedResInt.2018May29;2018:3710814)
经典的XLDCM患者通常在10~20岁之间起病、进展迅速,很快出现扩张型心肌病相关的充血性心力衰竭。患者可以没有骨骼肌受累的临床表现或骨骼肌受累很轻,通常都是亚临床的表现,包括高肌酸激酶血症、运动诱发的肌痛或肌痉挛以及腓肠肌肥大,患者不出现肢体无力的表现。另一类XLDCM是与BMD表型存在重叠的心肌病,此类患者的骨骼肌受累较经典的XLDCM为重,患者可以出现轻度的肢体无力,特别是股四头肌肌病。一些DMD基因致病性突变影响抗肌萎缩蛋白-N端结构域的BMD患者,可在20多岁出现扩张型心肌病,而一些致病性突变影响抗肌萎缩蛋白中央杆状区的BMD患者,可在40多岁出现扩张型心肌病。
BMD患者的发病年龄相对较晚并且疾病进展也相对缓慢,可于学龄期到成年期之间出现骨骼肌和/或心肌受损的症状,患者在16岁后仍可独立行走,部分患者的生命可以持续到50~70岁不等。BMD的临床表现具有高度的异质性,包括最轻的无症状高CK,较轻的孤立的痉挛疼痛综合征、运动诱发的肌红蛋白尿或股四头肌肌病,以及经典的肢带型肌营养不良,病情进展相对缓慢,病程长短不一,可达数十年之久。BMD容易出现心肌病并且是导致患者死亡的最常见原因,BMD患者出现心脏受累的平均年龄是14.6岁,约70%的BMD患者存在心脏受累。当BMD患者骨骼肌受累不严重而出现严重的心肌病时,表型上与性连锁心肌病(XLDCM)存在一定的重叠。BMD患者也会出现不同程度的认知功能受损,但不如DMD患者常见和严重。
由北京大学第一医院神经内科袁云教授和北京大学第一医院儿科熊晖教授共同牵头制定的《Duchenne型肌营养不良多学科管理专家共识》已于“中华医学杂志”正式发表。该指南的执笔者为北京大学第一医院神经内科的谢志颖博士。Duchenne型肌营养不良(Duchennemusculardystrophy,DMD)是由抗肌萎缩蛋白基因的致病性变异所导致的一种可治疗性X-连锁隐性遗传性肌病,其致病基因简称为DMD基因。DMD基因的致病性变异引起多种抗肌萎缩蛋白亚型的异常表达,肌肉亚型的阴性表达或显著下降导致了肌营养不良的发生发展,表达于脑组织、心肌、视网膜、肾脏、周围神经等组织的多种亚型的异常表达,导致部分患者还伴有其他器官系统的受累表现,出现认知功能受损、行为障碍、消化功能障碍以及心肌病等。对患者的多系统损害进行多学科的评估和相应的综合管理,可以延长DMD患者独立行走的时间和生存期,提高患者的生存质量。DMD治疗效果是多种方法的累积效应,需要患者及护理者的知晓和配合,以达到治疗效果的最大化。北京医学会罕见病分会,北京医学会神经内科分会神经肌肉病学组,中国肌营养不良协作组.Duchenne型肌营养不良多学科管理专家共识[J].中华医学杂志,2018,98(35):12.DOI:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2018.35.008.
由哈尔滨医科大学张学院士担任学术顾问,北京大学第一医院神经内科袁云教授和北京大学第一医院儿科熊晖教授共同牵头制定的“抗肌萎缩蛋白病中国诊断指南”已于《中华医学杂志》正式发表。该指南的执笔者为北京大学第一医院神经内科的谢志颖博士。抗肌萎缩蛋白病是由编码抗肌萎缩蛋白的DMD基因致病性变异所导致的一组主要累及骨骼肌和(或)心肌的X-连锁隐性遗传性肌病,包括Duchenne型肌营养不良、Becker型肌营养不良以及X-连锁扩张型心肌病。DMD基因致病性变异广泛而复杂,导致部分患者的诊断和临床分型复杂而困难。精准的分子遗传学诊断对于抗肌萎缩蛋白病的临床诊治、多学科管理、遗传咨询、产前诊断和基因治疗的选择具有重要意义。本指南基于抗肌萎缩病的研究进展,借鉴国内外抗肌萎缩蛋白病的指南共识,在抗肌萎缩蛋白病的临床表现、遗传学基础、诊断及临床分型、遗传学诊断流程以及临床遗传咨询方面达成共识,提出18条推荐意见。本指南旨在规范和优化抗肌萎缩蛋白病的诊断,为临床医师和政府管理人员的工作提供参考,共同降低抗肌萎缩蛋白病患者的诊断难度。中华医学会罕见病分会,北京医学会罕见病分会.抗肌萎缩蛋白病中国诊断指南[J].中华医学杂志,2024,104(11):822-833.DOI:10.3760/cma.j.cn112137-20231217-01402.
抗肌萎缩蛋白病是由DMD基因突变所导致的一组主要累及骨骼肌和/或心肌的X-连锁隐性遗传性肌病,包括Duchenne型肌营养不良(DMD)、Becker型肌营养不良(BMD)以及性连锁心肌病(XLDCM),其中DMD和BMD以骨骼肌受累为主,心脏受累出现较晚或较轻;而XLDCM以心脏受累为主,骨骼肌可以不受累或受累很轻。此外,女性DMD基因致病性突变携带者也可出现不同程度的骨骼肌和/或心肌的受累,也属于抗肌萎缩蛋白病的范畴。目的:本研究旨在研究同一家系不同成员或不同家系携带有同一DMD基因深在内含子突变患者的临床、影像及遗传学特征。方法:我们针对DMD基因的DNA、蛋白和mRNA层面建立了一套完善的鉴定DMD基因致病性非典型变异的分子遗传学检测策略。利用该策略,我们成功从1338例疑诊为遗传性肌肉病的男性患者中鉴定出了38例携带有DMD基因深在内含子突变的患者。我们对来自于22个家系的38例DMD基因深在内含子突变患者进行了详细的临床表型和影像学评估。结果:38例患者中,15例为DMD、14例为BMD,1例为性连锁心肌病。在38例患者中,我们共鉴定出19个不同的DMD基因深在内含子突变,包括15个深在内含子区域中的单核苷酸变异,2个深在内含子区域中的结构变异以及2个涉及其他蛋白编码基因的特殊类型深在内含子突变。18例DMD基因深在内含子突变患者的大腿肌肉MRI改变呈现出三叶一果征,2例患者呈现出向心性脂肪浸润征象。携带有同一个DMD基因深在内含子突变的2个家系患者呈现出显著的表型异质性,其中一个家系患者呈现出较为严重的BMD表型,而另一个家系患者却表现为性连锁心肌病。携带有同一个DMD基因深在内含子突变的4个家系患者呈现出不同程度的骨骼肌受累。在两个BMD家系和一个DMD家系中,我们观察到了高度的个体间的表型异质性。结论:本研究首次表明DMD基因深在内含子突变具有显著的表型异质性;此外,本研究证实了一种新的特殊类型的DMD基因深在内含子突变,即涉及其他蛋白编码基因的DMD基因深在内含子结构变异。(ZhiyingXie,…,YunYuan.Clinical,muscleimaging,andgeneticcharacteristicsofdystrophinopathieswithdeep-intronicDMDvariants.JNeurol.2022Nov2.)
肌聚糖蛋白病(Sarcoglycanopathy)是由SGCA、SGCB、SGCG、SGCD基因突变导致的肢带型肌营养不良,包括LGMD2C、LGMD2D、LGMD2E、LGMD2F四种,目前最新的命名方式已经更新为LGMDR3、LGMDR4、LGMDR5、LGMDR6。部分儿童期起病的LGMD2C-2F患者,也可表现为运动发育迟缓、进行性对称性近端肢体无力、腓肠肌肥大以及跟腱挛缩,同时伴有血清肌酸激酶水平的显著升高,并且随着疾病的进展,这些患者也会出现鸭步、腰椎前凸、踮脚尖走路等酷似DMD/BMD(肥大型肌营养不良)的临床表现。该类疾病的诊断主要依赖于基因检测与肌肉活检,基因检测可以发现相应基因的致病性突变,肌肉活检免疫组织化学染色可见相应蛋白,包括α-sarcoglycan、β-sarcoglycan、γ-sarcoglycan、δ-sarcoglycan的表达下降和/或缺失,以及dystrophin的继发性表达下降。SGCA和SGCG基因除了外显子区域和经典剪接位点的突变外,也存在非经典剪接区域和深在内含子区域中的致病突变,这些类型的突变需要进行肌肉组织mRNA水平的分析联合DNA层面的测序技术才能够鉴定出来,鉴定出此类突变对于患者至关重要:不仅能够明确患者的基因和分子诊断,也为治疗和产前诊断提供明确的致病变异依据。对于2例临床表型和肌肉病理改变高度疑似假肥大型肌营养不良或肌聚糖蛋白病的患者,我们进行了常规的基因检测,包括MLPA分析和靶向于外显子区域的二代测序,均没有明确患者的基因诊断。通过我们建立的DMD、SGCA、SGCB、SGCG、SGCD基因的mRNA分析,我们发现了2例患者存在SGCB基因的异常转录本,最终通过DNA层面的Sanger测序,我们明确了这2例患者均携带SGCB基因的深在内含子突变,一例患者还存在SGCB基因的非经典剪接区域突变,最终明确了2例患者的基因诊断(LGMD2E/LGMDR4),为患者的治疗和家族的产前咨询奠定遗传学基础。(ZhiyingXie,etal.Firstidentificationofrareexonicanddeepintronicsplice-alteringvariantsinpatientswithbeta-sarcoglycanopathy.FrontiersinPediatrics:985.)
假肥大型肌营养不良(抗肌萎缩蛋白病)的遗传方式为X-连锁隐性遗传,先证者的同胞是否患病由母亲的DMD基因致病性变异携带状态决定,女性致病性变异携带者有50%的概率将致病性变异传递给子代胎儿,男性胎儿遗传致病性变异后会成为患者,女性胎儿遗传致病性变异后会成为新的携带者,但也有可能因X染色体非随机失活等机制而成为患者。已生育过一个抗肌萎缩蛋白病患者的母亲,无论是否为DMD基因致病性变异携带者,再次妊娠后均推荐进行产前诊断,因为存在生殖细胞嵌合体的可能。推荐在妊娠11~12周取胎盘绒毛或15~17周取羊水进行产前诊断,明确胎儿是否携带有与先证者相同的DMD基因致病性变异。