假肥大性肌营养不良是最常见的X连锁隐性遗传(XR)性肌肉变性疾病,包括杜氏进行性肌营养不良(DMD)[OMIM]和贝氏进行性肌营养不良(BMD)[OMIM]。
肌营养不良里面最常见的就是杜氏肌营养不良(DMD),是由于抗肌萎缩蛋白基因(DMD)缺陷所致的X连锁隐性遗传(XR),XR遗传特点患者多见于男性,女性携带者大多表型正常,但是凡事没有绝对,实际也会有女性患病的情况。只是女性患者会病情和症状都稍轻一些。患者母亲、姨妈、外婆可能为致病基因携带者,患者舅舅、表兄弟可能为患者,需详细询问三代亲属的患病情况,绘制系谱图。活产男婴发病率约1/3,,而有症状的女性携带者估计为1/,~1/45,。我国DMD患者无明显地域特征。患儿多有家族史,约1/3为新发突变致病。杜氏进行性肌营养不良(DMD)、贝氏进行性肌营养不良(BMD)致病基因相同,DMD病情进展快,BMD病情相对缓和,杜氏进行性肌营养不良(DMD)发病率约为贝氏进行性肌营养不良(BMD)的1/10。假肥大性肌营养不良是由编码dystrophin基因缺陷导致肌细胞膜上dystrophin蛋白缺乏或减少,使肌细胞膜布稳定而起肌细胞坏死和功能丧失,细胞内肌阵释放进入血液。疾病晚期由于肌细胞大量坏死,被大量脂肪和结缔组织增生取代。血清肌酸肌酶明显下降,该基因位于Xq21.2区,全长2.4Mb,是目前已知人类最大的基因,cDNA长14kb,编码分子量为kD的抗肌萎缩蛋白(Dystrophin),含79个外显子。基因缺陷有外显子缺失突变(占65%)、重复突变(占10%)、点突变(占25%)、其它微小突变(占8%)。点突变有插入突变、无义突变、剪接位点突变和错义突变等。SPP1和TBP4基因的变异可能修饰DMD患者的表型。SPP1基因5′端非编码区的一个多态性位点(rs)可能延长DMD患者的行动时间。LTBP4基因VI、TA、TA、TM等4个位点所构成的纯合单体型(IAAM)可以使DMD患者走路的平均时间延长约1.8年。因此,对于DMD患者可以检测上述位点,以便更准确地评估其预后。
除外杜氏肌营养不良(DMD)的话,其他如果是常染色体遗传的表型,女性和男性的患病风险就是等同的。
患儿出生时无异常,婴儿期活动如抬头、坐姿等均正常,自1岁以后开始逐渐出现站立和行走困难,首先影响骨盆带肌肉,以后累及肩胛带肌肉。但是之后3-5年就逐渐显现症状,语言或者全身发育减缓,特征性改变为肌肉假性肥大,触之坚韧,以双侧腓肠肌最为明显,患儿动作笨拙,易跌倒,走路摇摇晃晃,登楼梯或由坐、卧位起立困难。随着病变的进展,臀中肌无力导致行走时呈特殊的鸭步,患儿从仰卧位起立时需先翻转为俯卧,再以双手支持地面和下肢缓慢地站立,行走时出现“鸭步”的特殊Gowr′s征。患儿双侧腓肠肌逐渐呈假性肥大,腱反射减弱或消失。最终会发展到抬不起头,少年出现异常的小腿粗壮肿大,肌无力,无力抬腿,更不能跳起来。脊柱弯曲也会消失。部分患者表现为行为异常。病变呈进行性加重,常到10岁时已不能行走,大多数患儿最终卧床不起,并发痉挛、褥疮、肺炎而在20岁前死亡。大多数患者会患上心脏疾病,包括扩张型心肌病,由心肌纤维化等。临床上明显的心肌病是首先体现在10岁后,会影响1/3年龄14岁的患者,目前在所有年龄超过18岁的患者身上都有体现。临床上6岁的患儿有25%有心脏病,表现为心动过速。由于限制性肺疾病,呼吸道并发症和慢性呼吸功能不全是所有患者不可避免的。在发病的第一个10年,阻塞性呼吸暂停也是个问题。在第二个10年,患者通常会出现通气不足的问题。患者通常在12岁左右坐上轮椅,十几岁到二十出头死于心肺并发症,通常年龄不超过35岁。绝大多数男性起病,女性携带者常无症状,偶尔表现为假性肌肥大和盆带肌轻度无力。女性DMD患者少见,常由于一条X染色体失活而另一条X染色体携带DMD突变基因所致。
应在8到9岁开始呼吸系统疾病基线肺功能测试和呼吸系统评估,除了肺活量测定,清晨和白天的二氧化碳水平也应测量,如果有的话,每年的多导睡眠检测睡眠呼吸紊乱和夜间通气不足也应在定期进行。
DMD患者不同年龄临床表现存在一定规律
所有患者应接受肺炎球菌疫苗,孕产妇及婴儿是易罹患严重流感及其并发症的高危群体,死亡的风险较高,每年接种流感疫苗。急性呼吸道感染恶化需要早期用抗生素,胸部理疗,有时呼吸支持。
流感:孕妇是严重流感及其并发症高危群体
我国年大流行期间A(H1N1)住院病例中孕妇比例
非严重病例:7%,严重病例:15%,死亡病例:20%
孕0-13周:17%,孕14-28周:55%,孕29周:61%
我国一项关于年大流行期间A(H1N1)流感病*感染住院病例的研究发现,在例A(H1N1)住院病例中,孕妇仅占非严重病例数的7%(/),但严重病例中有15%为孕妇(/,p0.),而死亡病例中20%为孕妇(/)。孕妇出现严重疾病的风险是育龄妇女(15-49岁)的3.30倍(95%CI:2.72-4.00),孕中期(OR=6.10)和孕晚期(OR=7.62)出现严重病例的风险进一步增加。
流感:孕期流感导致不良新生儿结局
新生儿重症监护或死亡31.8%(7/22)A(H1N1)流感住院产妇的新生儿发生重症监护或死亡,且严重H1N1流感病例产妇中度者新生儿不良结局风险增加
不良结局比例:严重流感产妇:83.3%,中度流感产妇:12.5%
孕妇感染流感可对胎儿和新生儿产生不良影响,出现:死产、新生儿死亡、早产、出生低体重等并发症,严重病例:重症监护病房入住或死亡者
新冠病*爆发不容忽视的背景:叠加流感高峰
WHO最新监测显示,我国12月已经进入流感活动高峰期
-医院流感样病例(ILI)就诊比例(%)
年12月,武汉出现不明原因的病*性肺炎患者
这些情况遗传咨询师应该从早期阶段就和病人和他们的家人讨论,提供有关通气和姑息治疗方法的信息供选择。夜间无创间歇正压通气(NIPPV)是一种安全,有效的治疗方法。无创正压通气的优点包括提高生活质量,症状减轻,减少和延迟日间高碳酸血症的发病,提高寿命。
X光片监控脊柱侧弯应该从9岁开始每年进行。脊柱侧弯手术的平均年龄为14-15岁。要符合手术指征,脊柱侧弯应25?C,肺活量30%。心脏和呼吸系统功能,必须事先评估。脊柱侧弯手术的优点包括预防严重畸形和不适,也许有些改善呼吸功能,增加寿命。
维持骨质密度,预防骨折是很重要的,特别是如果患者使用糖皮质激素治疗。监测维生素D水平和补充钙和维生素D,是所有患者应考虑的。
便秘是一种常见的问题,高纤维饮食,听从医嘱使用泻药。
行为问题是一个重大的问题,特别是围绕下床活动和独立时间的损失,有时需要心理学家或精神科医生的帮助。可能有很多患者是抑郁症,应该得到承认和适当的治疗,在课堂上提供额外的教育和物质帮助是很重要的,应该让DMD患者上正常学校,而不是一所特殊教育学校。这种教育理念的变化是自20世纪80年代以来的主要进展之一。尽管如此,由于患者的平均智商在85左右,仍然有一些儿童的身体和智力有问题,他们需要一种特殊的教育环境。一些青少年能够继续通过普通中等教育和高等教育。如何获得有意义的工作,仍然是一个主要的问题。
此疾病容易出现高碳酸血症和慢性呼吸衰竭,分为四个阶段:
第1阶段:没有高碳酸血症和睡眠呼吸障碍;
第2阶段:睡眠呼吸障碍与高碳酸血症;
在快速眼动(REM)时期出现3,在REM和非REM时间都出现睡眠呼吸障碍与高碳酸血症;
第4阶段:整天如此。
约1/4的患儿有智力低下,血中磷酸肌酸激酶总酶(CPK)及肌型同工酶(CPK-MM)浓度显著升高,肌电图显示肌源改变伴有较轻的失神经支配电位;肌肉活体组织检查可见肌纤维坏死与再生同时存在,并有结缔组织增生。
DMD诊断:
假肥大性肌营养不良基因诊断:
DMD致病基因相关检测:定量PCR长片段PCR、多重链接探针扩增(MLPA)、DNA测序
1、明确的遗传学病理学特征是进行遗传检测的基础,能指导临床医师选择合适的遗传检测技术,从而制定高效而经济的检测流程。
2、假肥大性肌营养不良由编码抗肌萎缩蛋白基因突变致病,该基因位于X染色体,全长2.4Mb,是目前已知人类最大的基因,cDNA长14kb,含79个外显子。该病基因突变约60%为杜氏进行性肌营养不良(DMD)基因外显子缺失,缺失热点为5′端2-13号外显子和中部44-52号外显子区域;5%为杜氏进行性肌营养不良(DMD)基因外显子重复(dup),无明显热点;约30%为其他类型突变,包括点突变、小的插入(ins)/缺失(del)突变、少量患者可能与编码区外突变有关。
3、外显子缺失(del)/重复(dup),目前首选的方法是采用MLPA(多重连接依赖式探针扩增技术)进行半定量的缺失重复(dup)检测,对于MLPA(多重连接依赖式探针扩增技术)检测结果阴性的病例,采用PCR测序方法对基因编码区进行突变分析,确定点突变(SNV)或小的插入缺失(Indel),高分辨比较基因组微阵列杂交(aCGH)也是可选方法,针对点突变,常用的方法为Sanger测序,也可考虑采用高精度的靶向捕获测序直接检测缺失(del)/重复(dup)的方法。确诊可根据多重PCR技术、Southern杂交、点突变检查等方法。对于突变未明确的家系,可用STR位点进行连锁分析,用于携带者的检出或产前诊断。
4、60%的患者是由于基因缺失、5%为基因重复所致,可以通过多重PCR技术检测,其余30%为点突变或微小缺失/重复,检查较为困难。直接进行DMD基因全序列分析目前还比较昂贵和麻烦,但是也有一些正在开发的方法,如利用基因芯片。
5、对于家族性病例或确诊而突变未明确的病例,可用多个STR位点进行连锁分析,进行携带者的检测和产前诊断。
6、对基因型未知者的发病风险估计——Bayes定理。Bayes于年提出一种确认两种相互排斥事件的相对概率理论,20世纪80年代以后,普遍应用于遗传咨询中。贝叶斯定理(Bayes′theorem)可用于男性无法生育的X连锁隐性遗传性疾病(如杜氏进行性肌营养不良(DMD))。该方法通过引入条件因素(如未患病儿子的数目)而调整先验风险。
Bayes定律:是概率论的基本定律之一,按照Bayes定律,遗传咨询中再发风险的计算包括以下几个层次:
Bayes逆概率定理计算遗传风险
Bayes定律在AD遗传病中的应用:
在AD遗传病中,不完全外显/延迟显性普遍存在,在某种程度上影响患者亲属的发病风险。
例如:某AD遗传病外显率为60%,某女性的母亲为该病患者,她本人未患病。她与一正常男子婚后所生子女中,患该病的风险如何?
前概率:按遗传规律推算,II1未受累,她是Aa或aa的概率为前概率。
条件概率:在外显率为p=60%时,II1是Aa而未受累和是aa而未受累的概率分别为1-p和1。
联合概率:上述两项同时发生的概率是它们的乘积,即联合概率。
后概率:II1是Aa或aa为后概率。
将p=60%带入,得出II1是Aa的概率为0.,是aa的概率是0.。
III1的发病风险:0.×1/2×60%=8.6%
Bayes定律在AR遗传病中的应用
例如:一个先天聋哑患者(III1)与他的姨表妹婚后生有一女(IV1)并不聋哑。如果再生孩子,患先天聋哑的风险如何?
II1为携带者,II2为携带者的概率为1/2。
先求III2为携带者的概率:
因此,IV2发病风险为:1/7×1/2=1/14
Bayes定律在XR遗传病中的应用
例如:如图所示,II3的两个哥哥均患DMD,II3婚后已生3个正常儿子及一个正常女儿,问,这个女儿婚后所生儿子患病风险如何?(提示:先计算II3是携带者的概率)
II3是携带者的概率:
III4是携带者的概率:1/9×1/2=1/18
IV1患病风险:1/36
假肥大性肌营养不良基因诊断流程:
杜氏进行性肌营养不良(DMD)先证者就诊→抽取外周血gDNA→MLPA检测杜氏肌营养不良(DMD)基因87个外显子重复(dup)和缺失(del)突变
→未见致病突变→DMS基因87个外显子及其侧翼序列测序
→发现致病突变,明确诊断→家系其他成员携带者检测→高危胎儿直接法产前诊断
→未见致病突变或突变致病性不明→先证者肌肉病理学确诊→知情同意后采用连锁分析进行产前诊断
假肥大性肌营养不良产前诊断:
目前对于DMD尚无有效疗法,唯一有效的预防途径是对高风险胎儿进行产前诊断,确诊后流产。
1、产前诊断须建立在先证者遗传诊断明确的基础上。
2、女性携带者生育时必须进行产前诊断。携带有相同致病基因的男性胎儿应采取治疗性流程。
3、母亲是致病基因携带者,再生育需要进行产前诊断。首先对胎儿gDNA样本(可以孕早期取绒毛,中期取羊水)进行核型分析或基因扩增确定性别,男性胎儿需要继续进行分子遗传学分析;根据先证者的突变类型采用相应的技术进行遗传学检测,并结合基于基因内部的微卫星又称短串联重复序列(STR)位点连锁分析进一步验证;综合上述检测结果得出胎儿是否会罹患与先证者相同突变所致的假肥大性肌营养不良的结论。
4、对于先证者遗传诊断不明的家系进行产前诊断需谨慎。在先证者已经通过肌肉活检+免疫组织化学确诊的假肥大性肌营养不良的家系,可以通过串联重复序列(STR)位点连锁分析结合性别鉴定的方法进行产前诊断。但由于基因大,减数分裂过程中等位基因间约有12%的交换概率,检测结果可能出现假阳性或假阴性。
假肥大性肌营养不良遗传
由于目前尚无确切有效的方法,对受累家系成员开展遗传咨询,检出女性携带者(特别是生育年龄妇女)、对高风险胎儿进行产前诊断是发现患胎的有效手段
本病属X连锁隐性遗传病(XR)。致死性散发性X连锁隐性遗传(XR)的1/3病例都是由新发生的基因突变引起(又称Haldane规律),这在家系分析时应特别注意。
按X连锁隐性遗传方式(XR)进行遗传咨询。
确认先证者的临床表型和DMD基因致病性突变的位点,对确认的携带者,可选择介入性产前诊断,也可选择进行植入前诊断
警惕女性携带者发病
先证者父母风险评估:
(1)先证者父亲不是患者也不是携带者。
(2)若先证者母亲的母系亲属中还有其他患者,则该母亲很可能为携带者。
(3)若先证者母亲生育一个以上患儿,即使没有其他母系亲属患病,该母亲可能为携带者或者生殖腺嵌合携带者。约2/3无家族史的男性患者母亲为携带者。
(4)若先证者为家族中唯一的患者,其母亲和其他家系成员的携带者风险有几种可能性需要考虑:
1)突变发生在卵子形成或第一次卵裂前,先证者每一个细胞都带有突变;其母亲不携带突变。
2)突变发生在第一次卵裂后形成体细胞嵌合,先证者外周血DNA有可能检测不到突变;其母亲不携带突变。
3)先证者母亲为新发突变携带者。
先证者同胞风险评估:
先证者同胞的患病风险决定于母亲的携带状态(XL):
1)若先证者母亲为携带者,其遗传给后代的风险为50%(1/2)。遗传到突变的男性为患者,女性为携带者。本病主要为男性发病,在已生育过DMD患者的家庭中,可通过产前诊断,选择女性胎儿,降低DMD的发生风险。
2)若先证者母亲外周血没有检测到致病突变,先证者可能为新发突变,但也不能排除母亲可能为生殖腺嵌合情况(有15%-20%的概率),若为生殖腺嵌合其同胞患病风险比群体发病率增加。
3)若先证者母亲同时为体细胞和生殖腺嵌合,其同胞患病的风险比母亲仅为生殖腺嵌合患病风险明显增高。
先证后代风险评估:
父亲杜氏进行性肌营养不良(DMD)和贝氏进行性肌营养不良(BMD)相关扩张型心肌病患者可能生育,其后代所有女性为携带者,儿子正常。如果能应用基因诊断方法,对所怀男胎排除DMD基因的突变,仍可生育正常男胎。
杜氏进行性肌营养不良(DMD)患者远期并发症:
贝氏进行性肌营养不良(BMD)患者远期并发症:
假肥大性肌营养不良携带者远期并发症:
约10%基因突变的女性携带者在未累及骨骼肌的情况下也会发生明显的心力衰竭。因此,在受累家系内进行女性成员的遗传筛查是必要的,并建议携带者在获得诊断时进行心脏超声和心电图检查,16岁以后至少每5年进行一次心脏超声和心电图检查。
假肥大性肌营养不良诊断:
一般在5岁以前发病;
临床特点为进行性对称性肌无力,以肢体近端受累多见,起病常于下肢开始;
体查无肌颤,无感觉障碍,多伴有腓肠肌假性肥大;
根据患者特有的症状和体征,结合血CPK酶学检查和肌电图检查结果,一般不难做出诊断。早期,血清肌酸肌酶(CK)增高数十或数百倍;由于无症状时也会升高,出生时新生儿筛查DMD的基础可以是CK水平高。随着年龄增加,晚期随着肌细胞坏死,营养不良性肌纤维逐渐丧失,CK水平逐渐下降,3岁以后血清CK都不到正常水平的数十倍。目前把血清谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)水平作为替代诊断,因为其往往与CK水平相关。其他的检测还包括醛缩酶(ALD或ALS)和乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶同工酶(CK-MB);
肌电图显示肌源性损害伴有较轻的失神经支配电位;但是其实并不是特异性很强的诊断;
肌活检表现为肌纤维长短不一,出现坏死与降解,纤维透明化,出现结缔组织与脂肪组织代偿增生,免疫组化分析可见dystrophin蛋白缺失;这一项和基因检测一样是DMD的金标准。
肌肉磁共振成像也就是肌肉MRI通常不作为DMD诊断依据,但随着时间的推移可能是一个用来评估肌肉受累进展的有用非侵入性工具。异常信号,MRIT1和T2图像上看到,臀大肌,股四头肌,股二头肌,股直肌和肌肉腓肠肌的初始选择性参与。
假肥大性肌营养不良诊治:
1、详细询问先证者的症状学特征及遗传家族史。
2、查体时重点