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一直以来,神经遗传病是神经病学领域关注的热点,2021年神经遗传病方面有哪些新进展呢?医学界神经病学频道举办的“心领神荟—2021神经病学年度盘点”会议上,来自浙江大学医学院附属第二医院的吴志英教授从新致病基因、血液标记物和治疗三个方面为大家详细盘点了2021年神经遗传病领域的最新研究进展。
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新致病基因
2021年神经遗传病领域发现了众多新致病基因,吴教授主要介绍了归属于5大类疾病的9种新致病基因。
▌儿童起病ALS的新致病基因SPTLC1
2021年,有两个研究团队对SPTLC1 (serine palmitoyltransferase,long-chain base subunit 1,丝氨酸脂酰转移酶长链碱性亚基1) 进行了描述。SPTLC1突变影响丝氨酸脂酰转移酶活性,使鞘脂水平异常升高,进而导致ALS (amyotrophic lateral sclerosis,肌萎缩侧索硬化) 。2021年5月,Nature medicine首先报道了7名儿童起病的ALS患者携带SPTLC1突变,均为新发突变[1]。之后,2021年8月,JAMA Neurology报道了4名儿童起病的ALS患者检出SPTLC1突变,其中3名是新发突变[2]。两篇文章证明了SPTLC1基因是儿童起病ALS的新致病基因。
▌HSP发现多个致病基因
HSP (hereditary spastic paraplegia,遗传性痉挛性截瘫) 根据临床症状可分为单纯型和复杂型。2021年共发现了HSP的3个新致病基因,分别是:
(1)婴儿期起病单纯型HSP的新致病基因KPNA3 (karyopherin alpha-3,核转运蛋白α-3) [3]。
(2)复杂型HSP的新致病基因PI4KA (phosphatidylinositol 4 kinase A,磷脂酰肌醇-4-激酶) [4],OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man,在线人类孟德尔遗传) 已收录为SPG84 (即Spastic paraplegia 84) 。患者的颅脑磁共振显示髓鞘化不足,脑白质病变,大脑、小脑、胼胝体萎缩[4]。
(3)复杂型HSP的新致病基因ABHD16A (abhydrolase domain-containing protein 16A,水解酶结构域16A) ,该类突变为隐性遗传,双突变。患者表现为痉挛性截瘫、发育落后、智力障碍、胼胝体萎缩、脑白质病变[5]。
▌遗传性周围神经病的新致病基因
2021年遗传性周围神经病领域主要有3个新致病基因被发现。
(1)CMT2 (Charcot-Marie-Tooth disease type 2,腓骨肌萎缩症2型) 的新致病基因CADM3 (cell adhesion molecule 3,细胞黏附分子3) 。研究者在3个CMT2家系检出CADM3基因c.515A>G杂合突变,其中一个是新发突变[6]。CADM3定位在内质网,与CADM4共定位,突变后则不再共定位[6]。
(2)遗传性感觉神经病的新致病基因COX20 (cytochrome c oxidase20,细胞色素C氧化酶20) 。由吴教授研究团队发现,c.41A>G是最常见突变,单体型研究证实是奠基者效应。COX20蛋白缺失将影响细胞有氧呼吸功能,ATP产量减少,最大呼吸能力下降[7]。
(3)遗传性运动神经病的新致病基因VWA1 (von Willebrand factor A domain containing 1,血管性血友病因子A1区) 。Brain同一期有两个研究团队分别报道了这一突变,共计20个家系,多数家系为纯合p.G25Rfs*74突变[8,9]。肌电图和肌肉活检提示,患者除了存在神经源性损害,还存在肌源性损害[9]。
▌SMPX突变导致X-连锁远端型肌病
2021年,研究者在9个X连锁隐性遗传家系发现SMPX (small muscle protein X-linked,X染色体相关小肌肉蛋白) 基因突变,这些家系来自5个国家,单体型提示来自2个奠基者[10]。患者主要表现为成年起病的远端型肌萎缩,进展缓慢,行走功能基本保留。肌肉活检显示存在边缘空泡和肌浆包涵体,有些具有淀粉样变的特征[10]。
▌我国研究者报道PKD的第二个致病基因TMEM151A
吴教授的研究团队,时隔10年,报道了PKD (paroxysmal kinesigenic dyskinesia,发作性运动诱发性运动障碍) 的第二个致病基因TMEM151A (transmembrane protein 151,跨膜蛋白151A) ,并且经过了动物实验验证[11]。该结果已经被多个团队证实。吴教授团队报道的第一个PKD致病基因是PRRT2 (proline-rich transmembrane protein2,富含脯氨酸的跨膜蛋白2) 。
总结2021年报道的神经遗传病领域的致病基因,多为新发突变,或者存在奠基者效应。一些新致病基因体现了非孟德尔遗传的方式。提示在临床和研究中除了考虑孟德尔遗传外,还应考虑其他可能的特点。2021年还有多个新致病基因被报道,总结如下表,大家可以按图索骥,自行查阅资料。
表1 2021年报道神经遗传病新致病基因
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血液生物标志物
神经遗传病领域,2021年我国的研究者在血液生物标记物主要有两大进展。
▌肝豆状核变性与血浆GFAP
研究者发现脑型肝豆状核变性患者血浆GFAP (glial fibrillary acidic protein,胶质纤维酸性蛋白) 明显升高,可能作为区分肝豆状核变性不同亚型的标志物[12]。
▌SCA2与血清NfL
研究者发现SCA2 (spinocerebellar ataxia,脊髓小脑性共济失调2型) 患者血清NfL (neurofilament light,神经丝轻链) 和脑脊液NfL均增高,且两者相关性好[13]。NfL与SCA2患者的疾病严重性程度呈正相关,可能是SCA2患者疾病严重程度的标志物[13]。
3
神经遗传病治疗进展
▌我国SMA口服药获批
神经遗传病治疗方面,我国的一项十分重要的进展是——SMA (spinal muscular atrophy,脊髓性肌萎缩症) 口服药物获批。2021年6月17日,国家药品监督管理局批准利司扑兰口服液用于治疗SMA,在此之前SMA的治疗药物只有诺西那生钠注射液鞘内注射。
▌ATTR-FAP基因编辑治疗
NEJM 发表了ATTR-FAP (transt-hyretin-type familial amyloid polyneuropathy,转甲状腺素蛋白家族性淀粉样多发神经病) 患者基因编辑治疗NTLA-2001单次给药的安全性和药效学作用。患者输入NTLA-2001后28天内,系列安全性评估显示不良事件很少,而且为轻度。观察到剂量依赖性药效学作用[14]。
2021年神经遗传病方面的新进展主要集中于新致病基因的发现,血液标记物和治疗方面也有了一定突破。同时,我国研究者也为新进展做出了重要贡献,本次盘点为2021年神经病学领域研究收官,开启2022年新篇章!
参考资料:
[1]Mohassel P,Donkervoort S,Lone MA,et al.Childhood amyotrophic lateral sclerosis caused by excess sphingolipid synthesis.Nat Med.2021;27(7):1197-1204.
链接:https://www.nature.com/articles/s41591-021-01346-1
[2]Johnson JO,Chia R,Miller DE,et al.Association of Variants in the SPTLC1 Gene With Juvenile Amyotrophic Lateral Sclerosis.JAMA Neurol.2021;78(10):1236-1248.
链接:https://jamanetwork.com/journals/jamaneurology/fullarticle/2783665
[3]Schob C,Hempel M,Safka Brozkova D,et al.Dominant KPNA3 Mutations Cause Infantile-Onset Hereditary Spastic Paraplegia.Ann Neurol.2021;90(5):738-750.
链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ana.26228
[4]Verdura E,Rodríguez-Palmero A,Vélez-Santamaria V,et al.Biallelic PI4KA variants cause a novel neurodevelopmental syndrome with hypomyelinating leukodystrophy.Brain.2021;144(9):2659-2669.
链接:https://academic.oup.com/brain/article/144/9/2659/6355367
[5]Lemire G,Ito YA,Marshall AE,et al.ABHD16A deficiency causes a complicated form of hereditary spastic paraplegia associated with intellectual disability and cerebral anomalies.Am J Hum Genet.2021;108(10):2017-2023.
链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0002929721003414?via%3Dihub
[6]Rebelo AP,Cortese A,Abraham A,et al.A CADM3 variant causes Charcot-Marie-Tooth disease with marked upper limb involvement[published correction appears in Brain.2021 Aug 17;144(7):e64].Brain.2021;144(4):1197-1213.
链接:https://academic.oup.com/brain/article/144/4/1197/6247174
[7]Dong HL,Ma Y,Yu H,et al.Bi-allelic loss of function variants in COX20 gene cause autosomal recessive sensory neuronopathy.Brain.2021;144(8):2457-2470.
链接:https://academic.oup.com/brain/article/144/8/2457/6180070
[8]Pagnamenta AT,Kaiyrzhanov R,Zou Y,et al.An ancestral 10-bp repeat expansion in VWA1 causes recessive hereditary motor neuropathy.Brain.2021;144(2):584-600.
链接:https://academic.oup.com/brain/article-lookup/doi/10.1093/brain/awaa420
[9]Deschauer M,Hengel H,Rupprich K,et al.Bi-allelic truncating mutations in VWA1 cause neuromyopathy.Brain.2021;144(2):574-583.
链接:https://academic.oup.com/brain/article/144/2/574/6103813
[10]Johari M,Sarparanta J,Vihola A,et al.Missense mutations in small muscle protein X-linked(SMPX)cause distal myopathy with protein inclusions.Acta Neuropathol.2021;142(2):375-393.
链接:https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00401-021-02319-x
[11]Li HF,Chen YL,Zhuang L,et al.TMEM151A variants cause paroxysmal kinesigenic dyskinesia[published correction appears in Cell Discov.2021 Oct 28;7(1):102].Cell Discov.2021;7(1):83.Published 2021 Sep 13.
链接:https://www.nature.com/articles/s41421-021-00322-w
[12]Lin J,Zheng Y,Liu Y,et al.Higher Concentration of Plasma Glial Fibrillary Acidic Protein in Wilson Disease Patients with Neurological Manifestations.Mov Disord.2021;36(6):1446-1450.
链接:https://movementdisorders.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mds.28509
[13]Yang L,Shao YR,Li XY,Ma Y,Dong Y,Wu ZY.Association of the Level of Neurofilament Light With Disease Severity in Patients With Spinocerebellar Ataxia Type 2.Neurology.2021;97(24):e2404-e2413.
链接:https://n.neurology.org/content/97/24/e2404.long
[14]Gillmore JD,Gane E,Taubel J,et al.CRISPR-Cas9 In Vivo Gene Editing for Transthyretin Amyloidosis.N Engl J Med.2021;385(6):493-502.
链接:https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2107454?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed
讲者简介
主任医师,浙江大学求是特聘教授,国家杰出青年基金获得者,科技部创新人才推进计划重点领域创新团队负责人,中国神经科学学会副理事长,中华医学会神经病学分会神经遗传学组组长,中国罕见病联盟浙江省协作组主任委员,中国罕见病联盟神经系统罕见病专业委员会副主任委员,浙江省医学会神经病学分会候任主任委员,浙江省医学会罕见病分会副主任委员。
擅长神经遗传病和疑难罕见病的精准诊治。
以通讯作者在Nature Genetics、 Brain、 Neurology等国际期刊发表SCI论文100多篇。入选“新世纪百千万人才工程国家级人选”,先后获得国务院政府特殊津贴专家、中国青年科技奖、中国青年女科学家奖、全国优秀科技工作者、国家卫生计生突出贡献中青年专家、中国杰出神经内科医师学术成就奖等荣誉称号。
视频回放
本文首发:医学界神经病学频道
本文整理:医学界会议记录组
会议讲者:吴志英 浙江大学医学院附属第二医院
责任编辑:陆离先生
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