三晉病例：Andersen-Tawil綜合征
作者：王瑩穎 張煒 暢雪麗 李浩 郭軍紅
摘要
目的
報道一個Andersen-Tawil綜合征家系的臨床特點，檢測並分析其致病基因突變情況。通過檢索國內外所有已報道的Andersen-Tawil綜合征患者資料，探索基因型與表型的相關性。
方法
對2016年12月2日就診于山西醫科大學第一醫院神經內科的一個Andersen- Tawil綜合征家系中2例患者進行病史資料收集和相關輔助檢查，應用 PCR 和 DNA 擴增技術對SCN4A、CACNA1S、KCNJ2、KCNE3、KCNE4、KCNJ18、KCNJ5等離子通道疾病相關基因進行檢測。隨機抽取山西醫科大學2名健康志願者作為對照。檢索國內外已報道的Andersen-Tawil綜合征患者，收集所有符合統計標準的病例，對其基因型與表型進行分析總結。
結果
先證者與其父臨床表現均符合Andersen-Tawil綜合征的診斷標準，其突出特點為：室性心律失常、周期性癱瘓及身體發育畸形。2例患者均存在腎小管酸中毒，其中1例患者存在腎素-血管緊張素-醛固酮水平增高。經基因檢測，這2例患者均存在KCNJ2基因新突變Q164R，該突變目前尚未見文獻報道及資料庫收錄。家系其他成員及200名健康對照中未發現此突變。經複習文獻，共納入55例Andersen-Tawil綜合征患者，其中54例為KCNJ2基因突變，1例為KCNJ5基因突變。對54例KCNJ2基因突變者進行統計分析，其結果為：患者周期性癱瘓的發病年齡與心臟癥狀發病年齡之間存在負相關（P＝0.0055）；出現周期性癱瘓的Andersen-Tawil綜合征患者，其心臟癥狀的發生率較未出現周期性癱瘓者減低（P＝0.011）；男性患者比女性患者更容易出現周期性癱瘓（P＝0.006）；女性患者比男性患者更容易出現心臟癥狀（P＝0.001）。
結論
KCNJ2基因新突變Q164R是Andersen-Tawil綜合征的致病突變，可引起腎小管酸中毒，可能在鉀離子調節醛固酮的生成通道中發揮作用。對KCNJ2基因突變的女性及周期性癱瘓發病年齡較晚的Andersen-Tawil綜合征患者，要儘早行藥物或人工干預，預防心源性不良事件發生。
Andersen-Tawil綜合征（ATS）是一種罕見的累及多系統的鉀離子通道疾病，主要是常染色體顯性遺傳或散在的個體突變。ATS具有表型異質性，臨床上主要表現為典型的三聯征：周期性癱瘓（最常見低鉀型，也有正常血鉀及高鉀型）、發育畸形和室性心律失常。發育畸形主要表現為寬眼距、齶缺損、下頜骨發育不全、單掌褶、低耳廓、第5 指（趾）彎曲畸形、第2和3指（趾）並趾畸形、身材矮小和脊柱側凸等。 室性心律失常被認為是 ATS 心臟受累的特徵性改變之一，文獻報道約88%的ATS患者發生室性心律失常，一般患者有較好的耐受性，但有時卻會導致嚴重的心源性不良事件發生。我們
報道1個合併腎素-血管緊張素-醛固酮系統增高及腎小管酸中毒的ATS家系，以期為今後臨床工作中對ATS患者實行個體化針對治療、提高患者生存質量提供幫助。
資料和方法
一、臨床資料
經知情同意後，對2016年12月2日就診于山西醫科大學第一醫院神經內科ATS患者家系進行調查。該家系連續4代共有3例患者（圖1）。
先證者，男性，19歲，自17歲起出現發作性四肢無力，常於晨起或午睡後出現，熬夜、飲食不規律可誘發，發作時表現為蹲起困難，上肢上抬費力，偶卧床不起，發作時伴明顯肌痛，多次測血鉀偏低，補鉀後癥狀緩解，發作2～3d完全恢復。既往史：胎兒期（32周）B 超發現室性心動過速，5歲開始頻繁發生暈厥，12歲時因「室速、心動過速性心肌病」行射頻消融術，術後暈厥未再發生。個人史：（-）。發作期體格檢查：寬眼距，小下頜，雙手第4和5指輕度彎曲畸形（圖2），四肢遠近端肌力Ⅲ級，四肢腱反射（＋），余正常。 輔助檢查：肌酸激酶1040U／L（正常值38～190U／L），血pH值7.267（正常值7.35～7.45），尿pH值6.5（正常值5～6），血鉀 3.0mmol／L（正常值3.5～5.5mmol／L），血氯110mmol／L（正常值98～106mmol／L），尿鉀255mmol／２４h（正常值51～100mmol／24h），血漿腎素活性（卧位）：3.32ng·ml-1· h-1（正常值0.05～0.79ng· ml-1·h-1），血漿腎素活性（立位）：10.27ng· ml-1·h-1（正常值0.93～6.56ng· ml-1·h-1），血管緊張素（卧位）62.58pg／ml（正常值28.2～52.2pg／ml），血管緊張素（立位）160.42pg／ml（正 常 值55.3～115.3pg／ml，醛固酮（卧位）186pg／ml（正常值55～174pg／ml），醛固酮（立位）265pg／ml（正常值65～296pg／ml），尿β2-微 球 蛋 白27.86μ g／h（正 常 值2.46～14.28μg／h），余正常。心臟彩色超聲未見明顯異常；動態心電圖示頻發多源室性期前收縮；發作期肌電圖運動誘發電位示右側尺神經運動傳導速度波幅減低，末端潛伏期在正常範圍內。末端潛伏期及波幅在短時活動後均無明顯變化。先證者之父（圖3），53歲，自３歲起間斷出現四肢無力，嚴重時卧床不起，多晨起發作，天冷可誘發，每次持續2～3d，數月發作1次，發作時下肢重於上肢，多次測血鉀均正常，補鉀治療無效。近3年發作頻繁，發作持續時間延長，發作間期仍感蹲下後起身困難，無法工作。其不僅存在與先證者相似的身體發育畸形，還存在偶發室性早搏及腎小管酸中毒，但在整個病程中無任何心臟臨床癥狀。先證者祖父，40歲前曾有發作性肌無力（具體不詳），因肺結核去世。
二、研究方法
1．基因檢測：
經知情同意抽取該家系 ７ 名成員（Ⅱ1、Ⅱ3、Ⅱ25、Ⅲ2、Ⅲ3 、Ⅲ4 、Ⅳ1 ）外周靜脈血，提取基因組DNA，進行PCR擴增，經TruSight One Sequencing Panel（Illumina公司，美國）兩次捕獲及純化，再經PCR擴增和純化，採用NextSeq500測序儀（Illumina公司，美國）對SCN4A、CACNA1S、KCNJ2、KCNE3、KCNE4、KCNJ18、KCNJ5 等離子通道基因的外顯子區進行測序，得到可疑突變。 對可疑突變的位點設計PCR引物進行擴增和Sanger測序驗證，並對除先證者以外的家系其他６人及來自山西醫科大學的200名健康志願者的相應位點進行檢測。
2．既往文獻回顧：
檢索Pubmed、EMbase、WanFang Data和中國知網資料庫關於Andersen-Tawil 綜合征、KCNJ2基因、KCNJ5基因的研究文獻249篇，除外未行基因檢測、臨床資料以統計形式給出、沒有臨床表現、病例有重複發表的文獻，共納入12篇文獻55例病例。
三、統計學方法
統計描述部分由SPSS 20.0軟體完成，統計推斷部分採用 SAS 9.2軟體完成。正態分布的計量資料採用均數±標準差表示，兩獨立樣本均數比較採用t檢驗；非正態分布的計量資料採用中位數（四分位數）表示，兩獨立樣本均數比較採用Wilcoxon秩和檢驗。 計數資料採用率或構成比表示，兩獨立樣本率之間的比較採用卡方檢驗。兩個定量變數間的關聯性採用Spearman秩相關分析，檢驗水準為0.05。
結果
一、基因分析結果
先證者及其父均在KCNJ2基因第2外顯子發現一個雜合錯義突變（NM_000891. 2: c.491A>G；NP_000882.1: p. Gln164Arg），即遺傳密碼子由CAG變異為CGG，氨基酸殘基由谷氨醯胺變異為精氨酸（圖4），該突變未見文獻報道，ESP6500 siv2-ALL、千人基因組和dbSNP147資料庫均未見收錄。生物信息學軟體預測其致病可能性較大，家系其他成員及200名健康對照中未發現此突變（圖4），結合其典型的臨床表現及代代相傳的遺傳特徵，我們推測該突變為致病位點。以上檢測所參考的基因組為hg19（Human Genome version 19)。
二、既往文獻分析
納入55例患者中54為KCNJ2基因突變，1例為KCNJ5基因G387R突變，最終我們對
54例KCNJ2基因突變者進行統計分析。其中男性25例（46.30%），女性29例（53.70％）。54例患者中，周期性癱瘓的發生率為79.63％（43／54），其中
男性為96.00％（24／25），女性為65.52％（19／29），差異有統計學意義（χ2＝7.691，P＝0.006）。54例患者中，除外1例缺失數據，心臟癥狀的發生率為43.40％（23／53），其中男性為20.00%（5／25），女性為64.29%（18/28）， 差異有統計學意義（χ2＝10.545，P＝0.001）。
除1例缺失數據外，其餘53例患者中出現周期性癱瘓的患者與未出現周期性癱瘓的患者心臟癥狀的發生率分別為33.33％（14/42）和9/11，差異有統計學意義（χ2＝6.485，P＝0.011）。
在全部的54例患者中，有43例患者出現周期性癱瘓，發病年齡為12（7，15）歲；除 1 例缺失數據外，23例患者出現心臟癥狀，發病年齡為13（10，18）歲。經檢驗，周期性癱瘓的發生年齡與心臟癥狀的發生年齡之間差異無統計學意義（Z＝1.5644，P＝0.1177）。
在全部的54例患者中，僅有14例患者既出現了周期性癱瘓又出現了心臟癥狀，經檢驗，周期性癱瘓的發病年齡與心臟癥狀的發病年齡之間存在負相關（r＝-0.6981，P=0.0055；圖5）。
討論
ATS有兩種類型，其中1型佔70％，與 KCNJ2基因突變相關；2 型佔30％，目前經國內外文獻報道部分與KCNJ5基因突變相關。KCNJ2基因編碼內向整流的鉀離子通道蛋白Kir2.1，主要表達於骨骼肌、心肌和腦，在緩衝細胞外鉀、控制細胞膜靜息電位和終末復極期動作電位中起重要作用。KCNJ5基因編碼G蛋白敏感的內向整流鉀離子通道蛋白Kir3.4，主要表達於骨骼肌和心肌。 Kir2.1分布廣泛，可累及多種組織與器官，其已被證實表達於小鼠後腎、近端腎小管系統和人類孤立腎小球。Kokunai等曾證實KCNJ2基因與KCNJ5基因存在共表達現象，二者相互影響，其中 KCNJ2基因對
骨骼肌、心肌的內向整流鉀通道影響更大、外顯率更高。KCNJ5基因在鉀離子調節醛固酮的生成通道中發揮重要作用，與腺瘤型原發性醛固酮增多症有關。因此我們推測，KCNJ2基因突變會一定程度上影響KCNJ5基因的表達，以此影響腎素-血管緊
張素-醛固酮系統。本例先證者存在腎小管酸中毒及腎素-血管緊張素-醛固酮水平增高，可能與此相關。
該家系中先證者與其父臨床表現均符合典型的ATS三聯征，即室性心律失常、周期性癱瘓及身體發育畸形。其中先證者為低鉀型周期性癱瘓，17歲起出現周期性癱瘓，肌無力癥狀持續時間短、癥狀輕、恢復快，但其心臟癥狀發病年齡早，胎兒期行B超發現室性心動過速，5歲起即有發作性暈厥史，平素常心悸，不能參加劇烈體育運動，12歲行射頻消融術後暈厥未再發生。先證者之父為正常血鉀型周期性癱瘓，3歲起出現周期性癱瘓，肌無力持續時間長、癥狀重，雖然心電圖存在室性早搏，但在整個病
程中並未出現任何心臟癥狀。
為了進一步明確ATS周期性癱瘓與心臟癥狀的關係，我們進行文獻回顧後發現，54例 KCNJ2基因突變的患者，除外1例缺失數據，有43.40%的患者有明顯的心悸、心慌等心臟癥狀，其中，出現暈厥和突發心臟驟停這樣的心源性不良事件共11例，占所有出現心臟癥狀總人數的 47.83%。由此可見，心臟癥狀對於ATS患者來說是至關重要的。 為此，我們對54例 KCNJ2基因突變的患者進行統計分析後得出：患者周期性癱瘓的發病年齡與心臟癥狀發病年齡之間存在負相關，而出現周期性癱瘓的ATS患者，其心臟癥狀的發生率減低。該結論符合本例先證者及其父的情況，但由於病例數較少，暫不能對相關位點進行統計驗證，目前機制尚不明確，我們推測可能與不同組織基因表達的時空性或基因表達的不同信號通路相關。
本項研究的另一個發現是：KCNJ2基因突變的ATS患者，其周期性癱瘓與心臟癥狀之間存在性別差異。54例患者中，男性患者比女性患者更容易出現周期性癱瘓，女性患者比男性患者更容易出現心臟癥狀，目前該機制尚不明確，還需進一步研究。
ATS為罕見病，目前國內外尚未對該類疾病進行統計分析，幾乎所有報道均為單個的病例報道，雖然病例資料詳細，但很難發現臨床表型之間的關係。由於病例來源於不同種族，且一部分只有心臟癥狀的ATS患者僅就診於心內科，以上均可能造成本次
研究的局限性。
總之，ATS的表型高度變異，臨床工作中我們應對同時具有ATS三聯征的患者優先行 KCNJ2及KCNJ5基因檢測，對 KCNJ2基因突變的女性患者和周期性癱瘓發病年齡較晚的患者，要特別注意其心臟癥狀，儘早行藥物或人工干預，預防心源性不良事件發生。
【參考文獻】
1. 王瑩穎,張煒,暢雪麗,李浩,郭軍紅.KCNJ2基因新突變致Andersen-Tawil綜合征一家系報道及既往病例回顧[J].中華神經科雜誌,2018,51(3):187-191.
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