【病例报告】FUS基因变异致儿童肌萎缩侧索硬化症2例

学术   健康   2024-10-09 18:05   北京  
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本文刊于:中华儿科杂志, 2024, 62(9): 893-895

DOI: 10.3760/cma.j.cn112140-20240315-00184

作者:颜悦 黄思亦 冯艺杰 赵聪颖 盛国霞 陈静 江晶晶 高峰 毛姗姗

单位:浙江大学医学院附属儿童医院神经内科 国家儿童健康与疾病临床医学研究中心,浙江大学医学院附属儿童医院特检科 国家儿童健康与疾病临床医学研究中心

通信作者:毛姗姗Email:6307003@zju.edu.cn

封面图:海天印象   作者:马子喻  女,11岁  上海协和双语学校

摘要


2例肌萎缩侧索硬化症女性患儿,发病年龄分别为13岁和10岁11月龄,均以右上肢无力起病,逐渐累及下肢,出现行走困难。全外显子基因检测均发现FUS基因新发杂合变异,例1携带c.1574C>T(p.Pro525Leu)变异,例2携带c.1575_1576dup(p.Tyr526Cysfs*4)为新变异。例1发病6个月死于呼吸衰竭,例2起病后10个月进展为竖头不稳,不能独坐,四肢活动障碍。

例1  女,13岁3月龄,因“右上肢无力3个月,下肢无力1个月”于2022年11月在浙江大学医学院附属儿童医院神经内科就诊。患儿就诊前3个月(13岁)出现右上肢无力,1个月前起立困难,需扶站,步态跛行。患儿为其母第3胎第1产,足月剖宫产出生,6月龄抬头稳,9月龄会坐,1岁10月龄会走路,2岁会说话。父母均健康,否认近亲婚配,母亲人工流产2次,否认家族3代内有类似症状者。


神经系统、电生理学及遗传学检查:神志清,精神可,吐字清晰,双侧瞳孔等大等圆,直径约3 mm,对光反射灵敏,眼球运动正常,咽反射存在,颈软,布氏征、克氏征均阴性。右上肢近端肌力0级,远端肌力Ⅰ级,左上肢肌力Ⅳ级,双下肢肌力Ⅴ -级,右手垂腕,右上肢肌张力减低,其余肢体肌张力正常,双侧膝腱反射减弱,病理反射未引出,感觉检查正常。肌电图示广泛神经源性损伤(颈髓、胸髓、腰骶髓),表现为四肢肌以及胸椎旁肌存在大量正锐波和纤颤电位,运动单位高大或巨大电位,提示正在进行的失神经以及神经再支配同时存在。经患儿父母知情同意后行家系全外显子基因检测,发现患儿FUS基因(NM_004960.4)15号外显子c.1574C>T(p.Pro525Leu)存在杂合变异,导致第525号氨基酸由脯氨酸变成亮氨酸。经Sanger测序验证及家系来源分析,患儿父母外周血基因中均未携带该变异( 图1 )。根据美国医学遗传学与基因组学学会指南分析判定该变异为致病变异(PS2+PS4+PM2_P+PP1)。


注:箭头所示为变异位点
图1  肌萎缩侧索硬化症患儿及其父母Sanger测序图 A:例1患儿(女,13岁3月龄)存在c.1574C>T(p.Pro525Leu)变异,患儿父母均为野生型;B(反向):例2患儿(女,11岁3月龄)存在c.1575_1576dup(p.Tyr526Cysfs*4)变异,患儿父母均为野生型


诊断及治疗随访:根据患儿基因检测结果结合临床表现,诊断为肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS),给予甲钴胺片、维生素B族营养神经及康复治疗。出院后电话随访,患儿于发病后6个月死于呼吸衰竭。


例2  女,11岁3月龄,因“右上肢抖动4个月,加重2个月”于2023年8月在浙江大学医学院附属儿童医院神经内科就诊。患儿就诊前4个月(10岁11月龄)出现右手抖动,平举或取物时明显。2个月前症状加重,右手无法上举过头,上下楼梯费力,步态不稳,易摔跤。患儿为其母第2胎第2产,足月自然出生,否认难产史。生长发育史无特殊。父母均健康,否认近亲婚配,否认3代内有类似症状者。姐姐14岁,健康。患儿学习成绩中下等,轻度学习困难。


神经系统、电生理学及遗传学检查:神志清,精神可,双侧瞳孔等大、等圆,直径约3 mm,对光反射灵敏,眼球运动正常,咽反射存在。颈软,布氏征、克氏征均阴性,右上肢肌力Ⅳ级,左上肢肌力Ⅴ级,双下肢肌力Ⅴ -级,四肢肌张力正常,双侧肱二头肌、肱三头肌腱反射存在,双侧膝腱反射存在,病理反射未引出,感觉检查正常。肌电图提示颈、胸、腰髓支配肌均呈不同程度急、慢性神经源性损伤(右侧较左侧明显),球部支配肌呈慢性损伤,前角或根性损伤可能。经患儿父母知情同意后行增强全外显子组检测,发现患儿FUS基因(NM_004960.4)15号外显子c.1575_1576dup(p.Tyr526Cysfs*4)存在杂合变异,导致第526号氨基酸由酪氨酸变成半胱氨酸,下游第4号氨基酸变异为终止密码子。经Sanger测序验证及家系来源分析,患儿父母外周血基因中均未携带该变异( 图1 )。经查询人类基因组突变数据库、ClinVar、gnomAD等相关数据库均未见文献报道及收录,证实该变异为未经报道的新变异,根据美国医学遗传学与基因组学学会指南分析判定该变异为意义不明(PM2_P+PS2)。


诊断及治疗随访:根据患儿基因检测结果结合临床表现诊断为ALS。患儿出院后行营养神经治疗及居家康复,期间多次电话随访,症状逐渐加重。患儿起病后6个月左手抬起困难,说话含糊;起病后9个月不能竖头,不能独坐;末次随访为起病后10个月,神经系统查体见右侧上、下肢肌力Ⅰ级,左侧上、下肢肌力Ⅱ级,四肢肌张力低,双侧肱二头肌、肱三头肌腱反射减弱,双侧膝腱反射减弱,病理反射未引出,感觉检查无特殊。

讨论


ALS是运动神经元病中常见类型,发病机制尚不明确,仅5%~10%的ALS为家族性,存在一定遗传背景,常见致病基因为C9ORF72、TARDBP、SOD1和FUS [ 1 ] 。与成人多散发起病不同,约40%的青少年ALS(25岁以下)与遗传因素相关,常见的变异基因是FUS、SETX和ALS2 [ 2 ] 。不同基因导致的青少年ALS疾病进展及生存时间不同,其中FUS基因变异者疾病进展更快,生存期更短 [ 3 ] 。FUS基因位于16号染色体,包含15个外显子,编码由526个氨基酸残基组成的FUS蛋白。FUS蛋白是一种主要分布于细胞核内的多功能DNA-RNA结合蛋白,但也具有细胞核与细胞质之间的穿梭能力。研究发现,FUS蛋白在RNA代谢调控中发挥重要作用,包括转录、剪接、微RNA加工、信使RNA转运和局部加工等重要过程 [ 4 ] 。ALS患者中已明确50多种不同变异的FUS基因,这些变异导致FUS蛋白形成毒性蛋白质聚集体或者胞质错定位与细胞核功能丧失,最终引起运动神经元死亡和运动功能障碍,是ALS的主要致病原因之一 [ 4 ] 。FUS基因变异导致的青少年ALS发病中位年龄为21岁,常见临床表现包括上、下肢不对称进行性肌无力、肌萎缩,延髓麻痹和锥体束症,肌电图提示广泛性神经源性损伤,2年内可因呼吸衰竭死亡 [ 2 ] 。FUS基因变异导致的儿童ALS发病年龄集中于青春期,生存期长短变异大。本组2例患儿分别在13岁和10岁11月龄起病,均以单侧右上肢无力起病,肌无力进行性加重,肌电图表现为多个节段的神经源性损伤,符合ALS临床特征。例2首次就诊时肌无力伴腱反射存在,进展迅速,后期说话含糊,提示疾病累及延髓,腱反射消失,考虑被下运动神经元病变掩盖。儿童ALS中已发现10个FUS基因变异位点,多聚集于FUS基因C端核定位信号(nuclear localizing signal,NLS)结构域,这些变异导致FUS蛋白入核功能失调和细胞质误定位,继而引起RNA代谢失衡,最终加剧疾病进展。本组2例患儿基因变异位点均发生在NSL结构域。已报道6例携带p.Pro525Leu变异致儿童ALS,考虑该位点为热点变异 [ 1 ] 。例1携带p.Pro525Leu变异,其临床表现与Bäumer等 [ 5 ] 报道一致,为单侧上肢起病,伴随肌萎缩和无力,进展迅速,但该患儿生存期较其余携带相同变异位点患儿更短,不足6个月。例1幼时大运动发育落后,与Huang等 [ 6 ] 报道类似,提示幼年运动发育落后可能为p.Pro525Leu变异致儿童ALS的表现之一。FUS基因变异致儿童ALS部分可有发育落后表现,如运动发育落后、身材矮小、智力低下及学习障碍等,涉及的变异位点影响NLS结构域 [ 1 ] ,考虑FUS蛋白定位信号表达异常可能与不同方面发育落后表型相关,其机制仍需进一步探讨。例2患儿存在轻度学习障碍。例2检测出变异位点c.1575_1576dup(p.Tyr526Cysfs*4)国内外尚未见报道。Naumann等 [ 7 ] 曾报道过1例类似氨基酸变异p.Tyr526Cys,即第526号氨基酸由酪氨酸变成半胱氨酸,该患儿发病年龄为13岁,从而认为p.Tyr526Cys变异可能导致发病年龄提早且疾病进展迅速。例2发病年龄未满11岁,变异同样发生在Tyr526氨基酸位置,但后续增加3个氨基酸,对氨基酸结构影响更为显著,考虑为更早发病年龄的可能原因。针对ALS尚无根治手段,治疗重点在于缓解病情、提高生活质量,包括使用延缓病情进展的药物如利鲁唑、马赛替尼、依达拉奉等,进行营养神经治疗、呼吸管理及康复训练 [ 8 , 9 ] 。文献报道对FUS基因p.Pro525Leu变异的ALS患者鞘内反复输注反义寡核苷酸即ION363,可降低中枢神经系统中的野生型和变异型FUS蛋白水平,从而降低FUS聚集物的沉积,减少FUS蛋白总量和FUS变异蛋白表达量,延缓疾病进展 [ 10 ] ,ION363的3期临床试验正在国外进行。儿科医生接诊以不对称肢体无力起病,进展迅速,肌电图提示广泛神经源性损伤,同时存在多个节段上、下运动元损伤定位的患儿时,需考虑ALS,及时完善基因检测,有助于儿童ALS的精准诊断。

参考文献(略)


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