CADASIL患者的临床、影像学特征及NOTCH3基因突变研究

摘要

研究背景和目的：
　　伴有皮质下梗死和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病(cerebralautosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy,CADASIL)是一种非动脉硬化、非淀粉样变的遗传性动脉疾病，是一种成年发病的单基因遗传性卒中疾病。因CADASIL患者的临床表现和影像学特征复杂多变，确诊仍有赖于皮肤活检或基因检测。目前皮肤小动脉平滑肌细胞外噬锇颗粒的沉积，被认为是CADASIL的特征性病理学改变，然而，电子显微镜(electron microscope，EM)评估皮肤小动脉的噬锇颗粒不够敏感，假阴性率可高达50％;不同的研究也表明该检查的敏感性是千差万别的。故目前NOTCH3基因突变检测仍然是诊断CADASIL的金标准。
　　现金世界已报道该病的500多个家系，已发现190多种不同NOTCH3基因突变，包括错义点突变，剪切突变和缺失突变，其中95％为点突变，几乎90％的突变位于2-6号外显子，尤以4号、3号外显子多见。为此，对于临床疑似患者，行上述局限性外显子检查，可以对疾病作出快速诊断。但是，最近研究发现，不同地域CADASIL患者的基因突变好发位点和基因检出率存在不同，这可能是种族差异所致，也可能存在其它因素，因即使在同一种族人群，位于不同地域的患者的基因突变好发位点也存在不同。故在制定基因检查策略时需要考虑患者的种族、地域差异性，通过基因检测进一步完善疾病的诊断。迄今为止，国内报道的外显子突变无明显聚集性，已发现的突变位于2号、3号、4号、6号、10号、11号、18号和20号外显子，也尚无较大样本NOTCH3基因突变检出率的研究。
　　另外由于NOTCH3基因存在33个外显子，目前检测到的突变位点广泛分布在2-23号外显子内，基因突变检测价格昂贵，耗费时间长，不能作为诊断疾病的常规方法。如何能够根据临床特征，影像学特征分析，发现有效的特征用于筛选合适的基因检测患者，也是目前临床研究的热点之一。
　　本课题对一组临床疑诊为CADASIL的患者进行NOTCH3基因2-23号外显子突变研究，在此基础上对其临床特征和影像学特征进行比较分析，旨在(1)了解该组患者的NOTCH3基因突变情况，明确诊断并了解我国国内CADASIL患者基因突变的热点分布情况和基因突变检出率情况，为制定合适的基因诊断流程提供依据;(2)根据基因检测结果，对突变组和无突变组的临床特点，影像学特征进行比较分析，并对突变组内患者的临床特点和影像学特征进行分析，以期发现可用于判断适合基因筛查的有效特征。
　　研究包括以下两个部分:
　　第一部分 NOTCH3基因突变的研究
　　目的：
　　明确该组患者的NOTCH3基因突变情况，明确诊断并了解我国国内CADASIL患者基因突变的热点分布情况和基因突变检出率情况，为制定合适的基因诊断流程提供依据。
　　方法：
　　对来自我国华东地区的35个无关家庭的35例临床疑诊为CADASIL的患者行NOTCH3基因2-23号外显子基因突变分析;同时对先证者存在NOTCH3基因突变的8个家系的17例家系内成员进行相应突变外显子检测;通过设立家系外100例正常健康对照来验证所有检测到致病突变;根据检测结果，计算NOTCH3基因突变检出率，并结合文献分析我国国内NOTCH3基因的突变热点分布区。
　　结果
　　我们在13个家系中检测到了9种不同的错义点突变(p.C43Y，p.R90C，p.R110C, p.R133C, p.R141C, p.C144S, p.R153C, p.C155W, p.R182C)，其中p.C43Y突变和p.C155W突变在国际上首次被发现;该组患者中NOTCH3基因的突变检出率为37.1％(13/35)，所有检测到的致病突变均位于2号、3号和4号外显子中。另外在1个家系的22号外显子中检测到一目前意义不明的多态改变(p.R1175W)，在3号和4号外显子分别检测到一个不涉及氨基酸改变的多态c.C303T和c.A606G。
　　结论：
　　1) p.C43Y突变和p.C155W突变是两种新的错义点突变，目前国内外尚未报道。
　　2) NOTCH3基因4号外显子和3号外显子是我国大陆华东地区CADASIL患者的突变热点分布区。
　　3)该组临床疑诊CADASIL患者的NOTCH3基因突变检出率仅为37.1％，提示可能存在其他致病基因。
　　4) NOTCH3基因22号外显子p.R1175W改变可能与CADASIL发病有关。
　　第二部分 CADASIL的临床和影像学特征研究
　　目的
　　在基因检测基础上，对NOTCH3基因突变组和无突变组的临床特点，影像学特征进行分析，以期发现可用于判断适合基因筛查的有效特征。
　　方法：
　　对能获得详细的临床资料并完成头颅磁共振扫描的25例NOTCH3基因突变患者和22例NOTCH3基因无突变患者的临床特点和影像学特征进行比较分析，并对突变组患者的临床特点，影像学特征以及认知功能与影像学特征之间的关系进行分析。应用SPSS14.0统计学软件进行分析，计量资料以±s表示，并行独立样本t检验或Mann-Whitney U分析，计数资料行Fisher精确检验，统计学显著性水平定为双侧检验，P＜0.05为差异有统计学意义。
　　结果
　　1.临床特点方面:两组在发病年龄(38.36±7.98 vs49.05±8.41，p＜0.001)，入组年龄(45.52±9.61 vs51.91±8.71，P=0.022)，阳性家族史(78.6％ vs33.3％，p=0.015)，高血压病患病率(8.0％ vs40.9％，p=0.014)和既往降压药物使用(8.0％vs40.9％，p=0.014)的差异有统计学意义，而其他脑血管病危险因素，以及既往降压，抗栓药物使用方面的差异无统计学意义;
　　2.影像学方面:基因突变组脑白质高信号体积(70.81±44.90 vs42.24±22.24，p=0.025)与无突变组相比差异有统计学意义，且累及颞极(72.0％ vs27.3％，p=0.003)，外囊(84.0％ vs27.3％，p＜0.001)明显较基因无突变组高，两组之间有统计学差异，但两组在脑干白质高信号，脑内腔隙灶的检出率，分布部位（皮质下，皮层，脑干）两组之间的差异无统计学意义，而在脑内腔隙灶数目上(5.33±3.96vs2.00±2.45，p=0.007)，突变组明显较无突变组增多，差异有统计学意义。脑内微出血灶发生率，脑内微出血灶数目和MRA上颅内大动脉狭窄均无统计学差异。突变组患者的MMSE评分与脑白质高信号体积、脑内腔梗灶数目呈负相关，而与脑内微出血程度无明显相关。3.对存在MRA颅内大动脉狭窄的NOTCH3基因突变患者进一步分析发现，有颅内大动脉病变的CADASIL患者高胆固醇血症的患病率(62.5％ vs17.6％，p=0.061)和高血压患病率(40.0％ vs0.0％，p=0.065)较无颅内大动脉病变的CADASIL有增高的趋势，但因受病例数少的影响，没有明显的统计学差异。两者在临床特征、脑血管病危险因素及影像学特征方面的差异均无统计学差异。
　　结论：
　　1、影像学上出现严重脑白质病变累及颞极和基底节外囊区，阳性家族史可以作为临床诊断CADASIL的有利指标，发病年龄小于45岁有利于CADASIL诊断，而临床表现（头痛，卒中，精神障碍和认知功能障碍）和影像学上出现皮质下腔梗灶、皮层梗死灶和脑内微出血不能用于区分NOTCH3基因突变患者与无突变患者。
　　2、存在脑血管病危险因素和颅内大动脉狭窄不能作为CADASIL的排除标准。
　　3、CADASIL患者认知功能可能与脑白质高信号体积、脑内腔隙灶数目呈负相关，但与脑内微出血的严重程度无明显相关。