进行性腓骨肌萎缩症1A型研究进展

中华医学遗传学杂志

CHINESE JOURNAL OF MEDICAL GENETICS

1999年第2期

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进行性腓骨肌萎缩症1A型研究进展

笪宇威沈定国

进行性腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth病，CMT)，亦称为遗传性运动感觉神经病(hereditary motor and sensory neuropathy, HMSN)，是神经系统常见的遗传性疾病之一，国外文献报道其发病率在1/2 500～1/10 000之间［1，2］。其中CMT1是最常见的亚型，其临床特点为：对称性肢体远端肌肉萎缩，慢性进行性力弱及弓形足畸形；电生理特征为运动感觉神经传导速度下降；组织化学可见髓神经纤维的数量减少，节段性脱髓鞘和髓鞘再生，形成典型的“洋葱球”结构。连锁分析证明CMT1是遗传异质性疾病，至少有4个位点。常染色体显性遗传的CMT1A、CMT1B和X连锁的显性CMTX。他们分别定位于17p11.2、1q21.3-23和Xq13，此外，CMT1C尚未定位。CMT1A是CMT1中最常见的类型，也是近年来研究的热点，我们就其分子生物学研究进展及临床应用情况综述如下。

1基因序列重复片段的发现

1989年，Raeymaekers等［3］首次通过连锁分析将CMT1A的基因定位于17p11.2。随后于1991年Lupski等［4］发现在6个大French-Acadian CMT1A家系和1个Ashkenazi犹太人CMT1A家系中，每个受累个体在17p11.2内部存在大的DNA片段的重复(重复是指染色体DNA中某一区段或基因出现双倍拷贝的现象)，重复大小约为 1.5百万碱基(megabase,Mb)，其两翼有长约17～29千碱基(kilobase Kb)的REP重复序列。另一组研究人员［5］通过对12个欧洲CMT1A家系的调查，也同时证明了该重复的存在。在以后的两年中，研究者们发现不同种族人群的CMT1A家系、不相关的CMT1患者及散发的CMT1患者均有这种重复。Wise等［6］用3种不同的方法检测63个不相关的CMT1患者，发现68%的患者有重复；而Hoogendijk等［13］发现10例散发患者中，9例有重复。最近，欧洲进行了一次联合性调查，发现819例不相关CMT1患者中70.7%具有重复［10］。

2PMP22基因是CMT1A的致病基因

DNA重复如何影响CMT1A基因表达而产生CMT1A表型的呢?研究者们曾设想了4种可能性：(1)重复区内1个或多个基因过度表达或称基因的剂量效应。(2)重复连接部位基因中断。(3)1个重复基因的显性突变。(4)在改变基因调节的重复区内基因座位的改变，即位置效应。随后通过以下事实证实了基因剂量效应是CMT1A表型的关键：(1)一些个体具有细胞遗传学上可见的17号染色体整个短臂或近端区域的明显重复。这些个体除了具有CMT1的电生理和临床表型外，还表现为17p三体综合征的特征。重复区域包含CMT1A的DNA 重复序列，也包括其近端和远端的序列。(2)CMT1A患者在17p11.2内存在3个拷贝数，而正常人只有两个拷贝。(3)Lupski等［4］发现1例表型严重的纯合子患者，在17p11.2内存在4个拷贝数，其父母均CMT1A杂合子。

在证实CMT1A表型中起重要作用的候选基因中，研究患有震颤病的鼠有很大帮助。等位基因显性震颤鼠(Tr)和半显性震颤鼠(Tr-J)突变的表型与CMT1A个体突变表型很相似，人和鼠都有外周神经的髓磷质缺陷，包围外周神经的“葱球”结构和神经冲动传导障碍。1992年，研究者报道了Tr及Tr-J鼠突变体的PMP22基因的2个点突变，位于鼠基因组11号染色体上，与人17号染色体具有同源性，以后很快证实PMP22基因包含在CMT1A重复区中。

PMP22的可能致病作用是通过研究一个荷兰CMT1A家系连锁分析证明［7］，致病基因位于17p，但未检测到重复，而来自该家系的患者具有与Tr-J鼠相同的PMP22突变。Roa 等［8］对32个不相关的无重复的CMT1患者进行PMP22编码区突变检测，发现1例10岁男孩PMP22基因在公认的跨膜区发生突变，分析其家庭成员，发现该突变是自发的。具有突变或重复的患者临床表现相似。因此，得出结论：PMP22基因是CMT1A的致病基因，点突变或重复均能导致CMT1表型。

PMP22基因编码膜相关髓鞘蛋白，其分子量为2 1824U(22kDa)。PMP22基因产物包括4个公认的跨膜区域，位于周围神经髓鞘致密部分。Yoshikawa等［9］分析5个家系CMT1A 患者活检腓肠神经的PMP22 mRNA表达，发现5例患者的PMP22mRNA表达明显高于其它脱髓鞘神经病，为PMP22基因剂量效应提供了直接证据。

遗传性压力敏感性周围神经病(hereditary neuropathy with liability to pressure palsies, HNPP)为另一常染色体显性遗传病，以反复发作的单神经或多神经麻痹为特征，常由轻微的外伤或挤压而诱发，腕管综合征和其它嵌压性神经病是HNPP常见的临床表现。电生理检查可见轻微的传导速度下降，亦可见传导阻滞。神经活检可见到节段性脱髓和髓鞘再生，在周围神经上形成“吞肠样”结构。HNPP的基因定位亦在17p11.2-p12，为1.5Mb区域缺失。CMT1A患者所有DNA重复遗传标记在HNPP患者中均缺失，而且缺失的界限与CMT1A 重复连接界限相一致，说明该区域恰是CMT1A重复区域。HNPP亦可由PMP22阅读框架突变所引起。

研究人员推测HNPP中丢失的染色体和CMT1A重复的染色体是不平衡交换的相互产物。这种推测很快被证实：即分别观察到CMT1A、HNPP患者远端CMT1A-REP部分获得或丧失。因此建立起不平衡交换是重排的分子生物学基础(图1)。

图117p11.2-p12上的1.5Mb单体重复／缺失CMT1A患者1.5Mb区域重复；HNPP患者1.5Mb区域缺失

3重组热点的研究

Lopes等［10］为定位CMT1A-REPs内重组断点构建了近端和远端CMT1A-REP克隆EcoR Ⅰ片段，发现17个被检测的限制性位点中仅3个只存在于近端CMT1A-REP，而不存在于远端CMT1A-REP中，说明二者具有高度同源性。Kiyosawa等［14］通过对CMT1A-REPs 内4Kb区域直接测序，证明二者的同源性为98%。因此，远端的CMT1A-REP与近端的CMT1A-REP可能发生错排，导致减数分裂期17号同源染色体发生不等臂交换。Lopes等分析了76例CMT1A和38例HNPP患者，将交换断点的热点定位于3.2Kb的区域，可解释75%的重排。用EcoR Ⅰ/Sac Ⅰ消化后进行检测，CMT1A和HNPP患者分别存在3.2Kb和7.8Kb连接片段。而Reiter等［11］进一步将重组热点范围缩小，75%的CMT1A重复患者具有1.7Kb EcoR Ⅰ/Nsi Ⅰ连接片段，84%的HNPP缺失患者具有7.8Kb EcoR Ⅰ/EcoR Ⅰ