早发型帕金森病患者的临床特征及维吾尔族早发型家族性帕金森病PARKIN基因突变的研究

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背景帕金森病(Parkinson’s disease,PD)又名震颤麻痹,由英国医师James.Parkinson在1817年首先描述,是一种常见于中老年的慢性进展性神经系统变性病,随着人类寿命的不断延长,人口老龄化日益突出,PD发病率逐年增加,成为危害中老年健康的重要疾病。PD的主要临床表现是姿势反射障碍、运动迟缓,肌张力增高及静止性震颤。PD是中老年人常见的疾病,多发生在60岁以上人群,此后随着年龄的增加其发病率逐渐增加。据统计65岁以上人群患病率为1000/10万。但有一部分患者发病年龄偏小,发病年龄小于40岁,Quinn等学者定义为“早发型帕金森病(Early-Onset Parkinson’s Disease,EOPD)”,约占PD的4-10%,日本学者报道约为18.4%,以往研究多认为EOPD有家族聚集性,与LOPD(Late-Onset Parkinson’s Disease,LOPD)相比,其发病率、临床表现及预后均有不同。Mc Dermott等将48例EOPD与123例LOPD患者进行对照研究,发现EOPD患者多表现震颤(Tremor-Dominant,TD),而LOPD患者更多表现运动迟缓-强直(Postural Instability and Gait Disturbance,PIGD),EOPD患者对左旋多巴的反应性较好,但更容易出现运动障碍和剂末现象。此外,EOPD疾病进展较慢,肌张力障碍和左旋多巴诱发性运动障碍发生率更高,较少出现运动和认知障碍。但是目前对EOPD的临床特征仍存在争议,尚不清楚是否存在地域差异。PD的发病机制目前尚未阐明,目前的研究表明与遗传、环境因素、感染、衰老、氧化应激、自由基损伤及神经生长因子缺乏等有相关性,可能是多种机制协同作用的结果。在众多的学说中,遗传因素无疑是研究最多的,通过对家族性PD相关基因的研究,已发现24个基因位点与PD的发病有关,分别是PARK1-16、EIF4G1、GBA、DOCTN1、POLG1、GCH1、TH、SLC6A3及ATXN2等,其中PARK2基因即Parkin基因的研究较多。该基因于1997年首次在日本的常染色体隐性遗传的EOPD家系中被发现。此后的研究表明,无论家族性或散发性帕金森病Parkin基因在PD的遗传性机制中都起到重要作用。该基因定位于6q25.2-q27,位于遗传标记D6S305和D6S253之间,有12个外显子,全长约为1.5Mb,编码序列为1395bp,开放阅读框架编码465氨基酸的产物。Parkin基因突变是所有已知的隐性遗传性PD中最常见的原因,突变类型有缺失、错义突变、无义突变和外显子的多倍体等。在EOPD患者中,Parkin基因突变的频率在家族性PD中高达50%,遗传性Parkin基因的突变具有明显的多样性,该基因12个外显子均有不同程度的序列改变,其中以4、6、7最为常见,它们都处于突变的热点区域。有研究者对来自5个国家的12个常染色体隐性遗传的青少年型帕金森综合征家系进行筛查,探讨Parkin基因外显子的缺失与表型的关系,认为不同的家系可能有不同的外显子的缺失,从而产生不同的表型特征,这可能与外显子的功能分工有关。目前,国内外学者发现一些Parkin基因突变都只能解释部分家族性PD的发病原因,且在不同人群中突变的性质和部位也有不同,这说明不同人种及地域的PD病人可能存在不同的Parkin基因突变。新疆维吾尔自治区地处中国西北边陲,占全国面积1/6,人口2000余万,生活着汉族、维吾尔族、哈萨克族和蒙古族等多个不同民族。遗传基因、文化传统、风俗习惯和生活方式、地理条件、经济发展状况等与内地均存在巨大的差异。维吾尔族是新疆的第一大民族,是公元前三世纪游牧于我国北方和西北贝加尔湖以南、额尔齐斯河和巴尔喀什湖之间的“丁零”人,并逐渐融合了突厥和汉族人,因此与汉族有着明显的区别。随着人口老龄化加剧,新疆维吾尔族PD患者也随着增加。目前我国仅有关于汉族家族性PD患者的Parkin基因的突变及多态性分析的研究报道,缺乏维吾尔族家族性PD的相关资料。Parkin基因的突变是否与新疆维吾尔族家族性PD患者的发病相关,其Parkin基因是否与汉族或世界其他种族不同,值得我们进一步研究。了解维吾尔族家族性PD的Parkin基因特征、探讨不同民族家族性PD的差异及其影响因素,特别是PD的分子生物学特征对于PD的发病机制及预防策略研究具有十分重要的意义。目的1)研究和发现EOPD的临床特征,为临床诊断和治疗提供参考依据。2)探讨维吾尔族早发型家族性PD患者的Parkin基因突变特点,为进一步研究其发病机制奠定基础。方法第一部分:采用病例-对照的研究方法。纳入2011年1月-2013年12月在新疆维吾尔自治区人民医院就诊的(门诊及病房)PD患者。采用英国脑库PD诊断标准进行诊断:运动减少,肌肉僵直,静止性震颤,姿势不稳,单侧起病,进行性加重,对左旋多巴治疗反应好等。排除诊断:反复的脑损伤史;反复的脑卒中发作史;明确的非药物所致动眼危象以及/或者脑炎史;接触已知的神经毒类物质;用大剂量左旋多巴治疗无效;存在其他类型的神经系统病变或体征,例如共济失调,早期严重痴呆并伴有言语功能及记忆力功能等障碍,早期严重自主神经功能受损,阳性的锥体束征者等。根据1987年Quinn等的标准,将PD患者分成EOPD和LOPD两组。根据Hoehn&Yahr分期将PD患者分成Hoehn&Yahr 1-2.5期(H-Y早期)和Hoehn&Yahr3-5期(H-Y中晚期)两组。收集PD患者临床资料包括病史、神经系统专科体征、血液常规检查、头颅磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)检查、统一帕金森病评分量表(Unified Parkinson Diease Rrating Scale,UPDRS)评分、Hoehn&Yahr分期、Zung焦虑自评量表(Zung Self-Rating Anxiety Scale,SAS),Zung抑郁自评量表(Zung Self-Rating Depression Scale,SDS)及蒙特利尔认知评估量表(the Montreal Cognitive Assessment,Mo CA)量表等。比较早发型及晚发型PD患者的一般资料、临床表现、Hoehn&Yahr评分、UPDRS评分、Mo CA量表评分、Zung焦虑抑郁量表、对左旋多巴反应及临床类型等。比较H-Y早期和H-Y中晚期两组PD患者的临床资料及上述评分,通过多因素Logistic回归分析的方法,分析影响病情严重程度的相关因素。第二部分:对一长期居住于新疆托克逊县的PD家系进行调查,根据英国脑库诊断标准,该家系3代15个成员中3例确诊为PD,男性2例,女性1例,发病年龄均小于40岁,余12例目前尚无PD症状。采集10例家系成员的外周血,利用血液DNA提取试剂盒提取基因组DNA,根据特异性的引物序列及扩增条件扩增Parkin基因第3-7个外显子。PCR扩增条件为变性95℃2min,退火温度55℃30s,延伸72℃30s,再变性95℃20s共34循环,终产物再55℃30s变性,72℃延长7min.产物在2%的琼脂糖凝胶电泳证实扩增产物后送去DNA测序。通过测序技术分析该维吾尔族家系的Parkin基因突变情况,探讨Parkin基因突变与维吾尔族EOPD的相关性。第三部分:于2014年1月采用入户现场调查方法,对上述EOPD家系进行随访调查。调查内容包括一般资料、临床症状、神经系统专科体征、UPDRS评分、Hoehn&Yahr评分、焦虑抑郁量表及Mo CA量表等。并对有阳性体征者与2012年5月的调查进行比较,了解PD患者临床症状进展等情况。该研究经过新疆维吾尔自治区人民医院伦理委员的批准,所有参与者均签署知情同意书。结果第一部分:该研究共纳入160例PD患者,其中EOPD患者30例,LOPD患者130例。EOPD患者中男性10例,女性20例,年龄39.10±5.74岁,发病年龄35.33±4.19岁,病程3.77±2.45年,汉族17例,维吾尔族13例,有家族史的3例;LOPD患者130例,男性90例,女性40例,年龄70.44±7.11岁,发病年龄63.71±6.10岁,病程6.74±3.32年,汉族80例,维吾尔族50例,有家族史的2例。与LOPD相比,EOPD首发症状以震颤为主16例,占53.3%,而LOPD则以强直为主,为85例占65.20%(p=0.001);Hoehn&Yahr评分中EOPD以H-Y早期为主20例,占66.7%,而LOPD以H-Y中晚期为主85例,占65.39%(p=0.01);UPDRS评分中LOPD患者更高,运动障碍更重,生活能力更差(p=0.000);EOPD对左旋多巴反应有效率高于LOPD,而LOPD对左旋多巴无效及不耐受表现更明显(p=0.03);在PD临床类型方面,EOPD以TD型为主,而LOPD多表现PIGD型(p=0.01);在头颅MRI检查中EOPD基本表现正常,而LOPD患者有68例(52.3%)表现异常,主要表现脑萎缩、轻度脑白质变性等(p=0.000)。但SAS、SDS和Mo CA评分两组的差异无统计学意义(p>0.05)。比较H-Y早期和H-Y中晚期两组PD患者的临床资料及上述评分,通过多因素Logistic回归分析的方法,分析影响病情严重程度的相关因素,结果发现,年龄(OR=1.605,95%CI 1.255-2.051,p=0.000)、发病年龄(OR=1.242,95%CI1.137-1.356,p=0.000)、病程(OR=1.253,95%CI 1.757-1.906,p=0.000)、首发症状(OR=1.108,95%CI 0.768-1.413,p=0.016)、EOPD/LOPD(OR=1.016,95%CI0.997-1.035,p=0.001)与病情严重程度有相关性。第二部分:调查维吾尔族PD家系共3代15人,PD遗传模式呈常染色体隐性遗传,从10例家庭成员中采集外周血,包括3例PD患者及其直系亲属。3例患者男性2例,女性1例,平均年龄为36.67±2.05岁,平均发病时间为4.00±0.81年。3例PD患者均为第二代,患者父母及下一代均表型正常,无PD表现。3例PD患者均为40以前发病,符合早发性PD诊断标准。其中先证者男性,35岁,病史3年,主要表现为右侧肢体静止性震颤,四肢肌张力增高,行走不稳,表情僵硬等,头颅CT及MRI未见异常。血常规、生化、凝血功能等未见异常。血清铜元素轻度下降,但血清铜蓝蛋白、肝脏超声未见异常,K-F环阴性,左旋多巴试验阳性。UPDRS评分27分、Hoehn&Yahr分期1期,维吾尔语版Mo CA量表26分,Zung氏抑郁焦虑量表评分51分,轻度抑郁。先证者一姐姐和哥哥均为PD患者,二者临床表现与先证者基本相似,对左旋多巴疗效良好。根据特异性引物分别扩增parkin基因第3-7外显子序列,经直接基因测序发现PD患者及健康家系成员第3-6个外显子未见突变,第7个外显子发现2个突变位点,其中患者6号和8号可见C924>T、G951>C突变位点,患者9号可见G951>C突变。同样在健康的家系成员中可见1号和12号C924>T突变位点,13号G951>C的突变位点。我们发现该家系中60%的(基因测序的10例成员中6例)成员携带Parkin基因突变,且均为错义点突变。其中3例PD患者均携带复合杂合性点突变,而3例正常成员携带单个杂合性点突变。我们在该维吾尔族家系中共发现了两个点突变,即G951>C(G284R)和C924>T(R275W),均位于parkin基因第七个外显子。错义点突变G951>C(G284R)是因Parkin基因951为碱基G变为C,从而导致Gly替换为Arg。同时我们在该家系中还检测到在欧洲PD患者中常见的突变位点,即C924>T(R275W),同样位于Parkin基因第7个外显子,由Parkin基因924位碱基由C变为T,导致氨基酸Arg替换为Trp。该位点是EOPD常见的突变位点。本研究中发现3例PD患者除该突变位点外,合并G951>C(G284R)突变,即存在复合型点突变。而3例正常成员仅存在当个C924>T R275W)或G951>C(G284R)突变。第三部分:我们对该家系进行2年的随访,15例成员中仍只有3例PD患者(6、7、9号成员),均为第二代,患者父母及下一代均表型正常,无PD表现。6号成员开期及关期检查神经系统阳性体征均有加重,主要表现肌张力增高及震颤加重;8号成员开期及关期检查,躯干肌肌张力较2年前明显增高。9号成员开期及关期检查,较2年前肌张力及震颤均有加重。UPDRS评分、Hoehn&Yahr评分、焦虑抑郁量表及Mo CA量表在开期及关期均有不同程度的加重。结论在本组资料中EOPD约占18.75%,接近于日本报道水平(18.4%),高于国内其他报道。与以往报道的结论一致,与LOPD比较,LOPD的临床特征是首发症状为震颤、H-Y早期多见,UPDRS评分低,对左旋多巴反应良好,临床分型TD型多见,头MRI正常,但未发现SAS、SDS与Mo CA评分的差异有统计学意义。本研究进一步发现EOPD是PD疾病严重程度轻的独立预测因子。本研究首次发现Parkin基因第7个外显子复合杂合性点突变G951>C(G284R)和C924>T(R275W)突变与维吾尔族早发型家族性PD的相关。2年随访调查提示,PD患者临床症状都有不同程度的加重,神经心理方面加重的更为明显。在运动障碍方面,主要是运动及步行迟缓、震颤加重较明显。认知功能方面无明显变化。异动症的发生明显增加。
英文缩略词第6-7页
中文摘要第7-14页
ABSTRACT第14-21页
1 前言第22-28页
第一部分 早发型帕金森病患者的临床特征研究第28-40页
    1 对象与方法第28-32页
        1.1 研究对象第28-29页
        1.2 研究方法第29-31页
        1.3 质量控制第31-32页
        1.4 统计学分析第32页
    2 研究结果第32-36页
    3 讨论第36-38页
    4 小结第38-40页
第二部分 维吾尔族早发型家族性帕金森病患者PARKIN基因突变的研究第40-62页
    1 对象与方法第40-53页
        1.1 研究对象第40-41页
        1.2 研究方法第41-53页
    2 研究结果第53-57页
        2.1 一般家系资料第53-54页
        2.2 帕金森病患者临床特点分析第54-56页
        2.3 Parkin基因测序结果第56-57页
    3 讨论第57-61页
    4 小结第61-62页
第三部分 维吾尔族早发型家族性帕金森病家系的随访调查第62-74页
    1 对象与方法第62-64页
        1.1 研究对象第62页
        1.2 研究方法第62-64页
    2 研究结果第64-72页
        2.1 一般资料第64页
        2.2 神经系统检查第64-65页
        2.3 各种评分量表检测第65-72页
    3 讨论第72-73页
    4 小结第73-74页
附表第74-91页
参考文献第91-100页
个人简历第100-102页
攻读博士期间的成果第102-104页
致谢第104-105页
综述第105-119页
    参考文献第112-119页
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