LMNA基因C.1583 C>G突变致Emery-Dreifuss型肌营养不良2个家系心脏受累特点研究

张　丽，张利宣，张素华，王　静，丁　芳(河北医科大学第三医院干部病房，河北 石家庄 050051)



·论著·

LMNA基因C.1583 C>G突变致Emery-Dreifuss型肌营养不良2个家系心脏受累特点研究

张丽，张利宣*，张素华，王静，丁芳(河北医科大学第三医院干部病房，河北 石家庄 050051)

[摘要]目的分析LMNA基因C.1583 C>G突变致2个Emery-Dreifuss型肌营养不良(Emery-Dreifuss muscular dystrophy，EDMD)家系心脏受累特点。方法收集、分析2例先证者及其家系临床资料及血液标本(提取DNA)，以及2例先证者活组织检查骨骼肌病理分析；PCR、直接测序；3例患者进行心电图、超声心动图、99TcM-MIBI门控心肌灌注显像检查。结果家系1呈常染色体显性遗传，家系2为散发病例；3例患者均具有典型的EDMD临床表现：关节挛缩，进行性加重肌无力、肌萎缩，心律失常伴或不伴心肌病；活组织检查骨骼肌病理分析呈肌病改变；基因检测家系1(2例患者)、家系2(1例患者)LMNA基因9号外显子C.1583C>G(T528R)杂合错义突变；心电图及心脏影像学检查显示3例患者表现不同程度及类型的心律失常：窦性心动过速、心房扑动、Ⅲ度房室传导阻滞；家系2先证者合并心肌病，家系1先证者合并扩张型心肌病、心力衰竭；家系1先证者女儿无明显心脏结构功能异常。结论2个家系3例患者经临床、活组织检查骨骼肌病理分析、基因检测确诊为EDMD，致病基因均为LMNA基因9号外显子C.1583C>G(T528R)杂合错义突变；LMNA基因突变所致EDMD心脏受累程度更严重，心脏传导系统受累常合并扩张型心肌病和(或)心力衰竭。

[关键词]肌营养不良,Emery-Dreifuss型；心脏病；突变

doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2016.01.002

Emery-Dreifuss型肌营养不良(Emery-Dreifuss muscular dystrophy，EDMD)是一组进行性肌营养不良，临床表现为早期关节挛缩、进行性加重的肌无力和肌萎缩、心脏受累三联征(包括X连锁遗传、常染色体显性遗传及常染色体隐性遗传3种遗传方式)[1]。心脏受累是EDMD患者猝死的首要原因，关注EDMD患者的心脏受累，早诊断，早治疗，定期随访，能够延长患者寿命，改善患者的生存质量[2]。常染色体遗传最常见的致病基因为LMNA基因[3]，该基因突变所致常染色体显性遗传EDMD(autosomal dominant EDMD，AD-EDMD)，心脏受累程度较其他类型EDMD更严重，而目前对LMNA基因突变所致EDMD心脏受累报道较少。本研究报道分析了携带LMNA基因错义突变的2个EDMD家系心脏受累特点。

1资料与方法

1.1一般资料收集2006年10月—2013年9月河北医科大学第三医院神经肌肉病科家系1先证者、家系1先证者女儿和家系2先证者(3例患者)以及所属2个家系的临床资料，进行详细的家系调查。

本研究已获得医院医学伦理委员会批准。所有患者均知情同意并签署知情同意书。

1.2活组织检查骨骼肌病理分析局部浸润麻醉下，行开放式左肱二头肌活组织检查，快速异戊烷/液氮冷冻，-80 ℃保存，恒冷切片机7 μm切片，组织化学及抗Emerin、LaminA/C单克隆抗体免疫荧光染色，病理分析。

1.3心脏评估常规进行12导联心电图(electrocardiogram，ECG)、经胸二维超声心动图检查(ultrasonic cardiogram，UCG)及99TcM-MIBI门控心肌灌注显像(99TcM-MIBI gated myocardial perfusion imaging,99TcM-MIBI GPI)。

1.4基因分析

1.4.1DNA标本获得3例患者及家系成员采集静脉血3 mL，天根试剂盒提取全血DNA，-20 ℃保存，用于基因分析。

1.4.2引物设计参照人类基因组数据库Genebank 提供的LMNA基因序列，应用Primer Premier 5.0引物设计软件，覆盖LMNA基因全长，分别包括12个外显子及内含子交界区。

1.4.3LMNA基因PCR50μL，高压双蒸水32 μL,10×缓冲液5 μL，dNTP(100 mg/L)4 μL，Takara Hotstar Taq PCR 反应目的片段扩增，1.5%琼脂糖凝胶电泳产物分离鉴定，PCR 产物纯化ABI-377自动测序仪测序，应用Sequencher 4.90 软件测序结果与LMNA正常人类基因组参照序列进行比对分析,家系成员重复相关突变基因位点检测。

2结果

2.1临床特点家系1呈常染色体显性遗传，家系2为散发病例。家系1先证者女儿血肌酸激酶(creatine kinase CK)轻度升高，其余患者血CK检查结果正常。3例患者肌电图检查均提示肌源性改变。临床资料见表1，家谱图见图1。

表1　2个EDMD家系3例患者临床资料

图1家谱图

A.家系1：箭头指示的是先证者，黑色符号表示患者，白色符号代表健康个体；B.家系2：箭头指示的是先证者，黑色符号表示患者，白色符号代表健康个体

Figrure 1Pedigree of two families examined in the study

2.2活组织检查骨骼肌病理HE染色示肌纤维大小不一，变性、坏死和再生肌纤维散在，可见轻度核内移及肌纤维分裂，结缔组织增生；COX染色部分肌纤维酶活性缺失或减低；ATP染色(pH=4.65)，选择性Ⅱ型肌纤维优势(家系1先证者)，选择性Ⅰ型肌纤维优势(家系1先证者女儿、家系2先证者)；萎缩肌纤维有成小群趋势；抗Emerin、laminA/C免疫荧光染色正常(图2)。

图2活组织检查骨骼肌病理分析

A.呈散在肌纤维变性，坏死，再生，结缔组织增生(HE ×100)；B.Ⅰ型肌纤维优势(ATP染色 ×100)；C.肌纤维核膜抗Emerin单克隆抗体正常着色(免疫荧光染色 ×100)；D.肌纤维核膜抗Lamin A/C单克隆抗体正常着色(免疫荧光染色 ×100)

Figrure 2Representative histopathological analysis of muscle biopsies from patient 1 with Emery-Dreifuss muscular dystrophy

2.3心脏评估家系1先证者，出现心悸、胸闷、呼吸困难，心肺查体：叩诊心界向左下扩大，心率 42次/min，节律规整，余未见明显阳性体征；家系1先证者女儿，无心脏受累的临床症状和体征；家系2先证者，出现心悸、一过性黑矇临床表现，心肺查体：心率 58次/min，节律不整，余无明显异常体征。

2.3.1ECG检查家系1先证者：Ⅲ度房室传导阻滞，室性逸搏；家系1先证者女儿：窦性心动过速；家系2先证者：心房扑动、P′波与QRS波动比例2~4∶1下传(图3)。

2.3.2心脏影像学检查家系1先证者：UCG示全心增大、二三尖瓣少量反流、左心室舒张功能减低，左心室射血分数减低(45%)；99TcM-MIBI GPI示左心室腔增大，左心室壁心肌呈“花斑样”改变。家系1先证者女儿：UCG及99TcM-MIBI GPI未见异常。家系2先证者：UCG检查未见明显异常，99TcM-MIBI GPI示左心室前壁中段血流灌注减低(图3)。

图3 患者1、2、3ECG、99TcM-MIBIGPI表现A.患者1ECG表现为完全性房室传导阻滞;B.患者2ECG表现为窦性心动过速;C.患者3ECG表现为心房扑动;D.患者199TcM-MIBIGPI显示左心室心肌花斑样改变;E.患者299TcM-MIBIGPI显示正常;F.患者399TcM-MIBIGPI显示左心室心尖部心肌灌注减低Figure3 ECG,99TcM-MIBIGPItracesofpatients1,2and3

2.4基因检测家系1先证者及其女儿基因检测结果：LMNA基因9号外显子C.1583 C>G(T528R)杂合错义突变，家系中其他7人无该突变位点。家系2先证者基因检测结果：LMNA基因9号外显子C.1583 C>G(T528R)杂合错义突变，家系中其他5人无该突变位点(图4)。

图4LMNA基因测序图：LMNA基因9号外显子C.1583 C>G(T528R)突变

Figure 4Chromatograms of the heterozygous C.1583 C>G(T528R) mutation in exon 9 ofLMNA

3讨论

LMNA基因定位于染色体1q21，由12个外显子组成，由于剪接部位的不同，可转录为2种不同的mRNA，分别编码相对分子质量为74 000的LaminA和64 000的LaminC[3]。LaminA/C是V型中间丝蛋白家族成员(中部由7个重复的疏水氨基酸序列组成α-螺旋杆状区域,两端由球状的氨基端和羧基端组成)，位于细胞核纤层内，广泛表达于骨骼肌、心肌、脂肪、血管、皮肤、神经组织，具有多种功能，包括调控细胞核的生长和形状、DNA复制、染色质形成、RNA剪切、细胞分化、凋亡及信号转导等[4]。

本研究结果显示，家系1呈常染色体显性遗传，家系2为散发病例，2个家系的先证者及患者符合EDMD的典型临床特征：早期肩、肘、踝关节挛缩；缓慢进展的肌无力和肌萎缩呈肱-腓分布,随病情进展,逐渐扩展到腰带肌、脊柱旁肌。3例患者活组织检查骨骼肌组织化学染色可见少量变性、坏死和再生肌纤维，结缔组织增生，提示肌营养不良改变；Emerin及LaminA/C单克隆抗体免疫荧光染色均正常。EDMD活组织检查骨骼肌病理像缺乏特异性，因此不能作为确诊依据，EDMD的明确诊断需基因分析。

本研究基因检测家系1先证者及其女儿、家系2先证者LMNA基因9号外显子发现同一C.1583 C>G杂合错义突变，导致第528个氨基酸由苏氨酸替换为精氨酸(T528R)，该基因变异与意大利和德国学者的报道一致[5-6]，提示该突变可能无种族差异，且有较高的发生率。有学者报道AD-EDMD患者新生突变(散发病例)发生率较高，约为76%[7]，家系2中仅先证者出现了LMNA基因突变，提示该患者为新生突变致病。

心脏传导系统受累为EDMD患者最严重的并发症，其受累程度与骨骼肌无力的严重程度无相关性，与年龄及病程呈正相关[8]。心律失常的特征性表现为进行性加重的窦房结功能减低和(或)房室传导阻滞；发病率最高的是心房颤动、心房扑动等室上性快速性心律失常，伴或不伴有束支阻滞；其次为房室传导阻滞；部分患者可出现室性心动过速、心室颤动等恶性心律失常，是患者猝死的首要原因[8]。本研究患者出现了不同程度及类型的心律失常，与年龄呈正相关：家系1先证者女儿(12岁)，年龄最小，心脏受累程度最轻，仅表现为窦性心动过速；家系2先证者(24岁)，表现为心房扑动，提示窦房结功能减退；家系1先证者(33岁)，心脏受累程度最重，出现房室传导阻滞及室性逸搏，提示传导系统严重受损。

LMNA基因突变所致AD-EDMD心脏受累程度较其他类型EDMD更严重，除传导系统受累外，常伴有扩张型心肌病、左心室功能减退或心力衰竭，活组织检查心肌病理分析可见大量心肌细胞变性、坏死、显著心肌纤维化和脂肪浸润[8-9]。心脏影像学检查(UCG及99TcM-MIBI GPI)：家系2先证者左心室前壁中段血流灌注减低，提示合并心肌病；家系1先证者心腔扩大，左心室舒缩功能减低，左心室壁心肌灌注严重缺损，提示合并扩张型心肌病及心力

衰竭；家系1先证者女儿心脏瓣膜结构及功能未见明显异常，心脏受累程度较轻，考虑与年龄较小、病程较短有关，需进一步随访观察病情变化。LMNA基因突变影响LaminA/C蛋白中央“杆”状功能区，为扩张型心肌病的主要发病机制。本研究中，第528位苏氨酸位于氨基酸序列球形尾部区域高度保守的序列，该氨基酸突变对蛋白中央“杆”状功能区影响不大，通过引起球状功能区正常结构破坏导致蛋白LaminA/C稳定性降低[10]。最近有研究报道了R541H突变所致EDMD心脏受累表型严重，猝死发生率高，儿童期即需要心脏移植。蛋白功能分析发现R541H突变主要影响LaminA/C蛋白两端球状功能区的结构稳定性，导致较严重的心脏临床表型[3]。本研究研究结果与之一致[11-12]。

本研究2个家系3例患者经临床、活组织检查骨骼肌病理分析、基因检测确诊为EDMD，致病基因均为LMNA基因9号外显子C.1583 C>G(T528R)杂合错义突变；LMNA基因突变所致EDMD心脏受累程度较其他类型EDMD更严重，常合并扩张型心肌病和(或)心力衰竭，心脏受累与年龄及病程呈正相关。

[参考文献]

[1] 蔡爽,朱雯华,王蓓，等.Emery-Dreifuss肌营养不良2型1例病例分析并文献复习[J].中国临床神经科学,2014,22(2):176-185.

[2]李鹏.Emery-Dreifuss型肌营养不良症伴心脏损害1例[J].现代诊断与治疗,2014,25(13):3092-3093.

[3]Sakiyama Y,Watanabe E,Otsuka M,et al. Case with Emery-Dreifuss muscular dystrophy diagnosed forty-two years after onset and implanted with a cardiac resynchronization therapy defibrillator [J]. Rinsho Shinkeigaku,2014,54(6):489-494.

[4]古欣,祁燃,张传茂.核膜结构动态变化及核膜相关病征[J].中国细胞生物学学报,2013,35(9):1272-1281.

[5]Sanna T,Dello Russo A,Toniolo D，et al. Cardiac features of Emery-Dreifuss muscular dystrophy caused by lamin A/C gene mutations[J]. Eur Heart J,2003,24(24):2227-2236.

[6]Vytopil M,Benedetti S,Ricci E，et al. Mutation analysis of the lamin A/C gene(LMNA) among patients with different cardiomuscular phenotypes[J]. J Med Genet,2003,40(12):e132.

[7]Bonne G,Mercuri E,Muchir A，et al. Clinical and molecular genetic spectrum of autosomal dominant Emery-Dreifuss muscular dystrophy due to mutations of the lamin A/C gene[J]. Ann Neurol,2000,48(2):170-180.

[8]Bonne G,Quijano-Roy S. Emery-Dreifuss muscular dystrophy,laminopathies,and other nuclear envelopathies[J]. Handb Clin Neurol,2013,113:1367-1376.

[9]Menezes MP,Waddell LB,Evesson FJ,et al. Importance and challenge of making an early diagnosis inLMNA-related muscular dystrophy[J]. Neurology,2012,78(16):1258-1263.

[10]Shen JJ,Brown CA,Lupski JR,et al. Mandibuloacral dysplasia caused by homozygosity for the R527H mutation in lamin A/C[J]. J Med Genet,2003,40(11):854-857.

[11]Jadhav KB,Karpe KK,Maramattom BV. An Indian family with an Emery-Dreifuss myopathy and familial dilated cardiomyopathy due to a novelLMNAmutation[J]. Ann Indian Acad Neurol,2012,15(4):344-346.

[12]Wiltshire KM,Hegele RA,Innes AM,et al. Homozygous lamin A/C familial lipodystrophy R482Q mutation in autosomal recessive Emery Dreifuss muscular dystrophy[J]. Neuromuscul Disord,2013,23(3):265-268.

(本文编辑：赵丽洁)

Cardiac effects of the C.1583 C>GLMNAmutation in two families

with Emery-Dreifuss muscular dystrophy

ZHANG Li，ZHANG Li-xuan*，ZHANG Su-hua，WANG Jing，DING Fang

(Department of Geriatric Diseases，the Third Hospital of Hebei Medical

University，Shijiazhuang 050051，China)

[Abstract]ObjectiveTo report and analyze cardiac involvement in two Emery-Dreifuss muscular dystrophy(EDMD) pedigrees caused by C.1583 C>G mutation of the lamin A/C gene(LMNA).MethodsThe characteristics of members of two families with EDMD were evaluated clinically,pathologically and genetically.Skeletal muscle biopsies and pathological analysis were performed in two probands.Electrocardiogram,ultrasound cardiography and99TcM-MIBI-gated myocardiac perfusion imaging(99TcM-MIBI GPI) were performed on three patients.ResultsFamily history investigations revealed an autosomal dominant transmission pattern of disease in family 1,and a sporadic case in family 2.Three affected patients all presented typical clinical features of EDMD including joint contracture,muscle weakness,and cardiac involvement.Muscle histopathological study revealed dystrophic features.Moreover,each affected individual presented with cardiac arrhythmia,evident as sinus tachycardia,atrial flutter,or complete atrioventricular block.Cardiac imaging study showed dilated cardiomyopathy in two patients,one of whom was undergoing heart failure,the second patient had no obvious abnormalities in cardiac structure or function.All three affected individuals had a heterozygous missense mutation inLMNAgene(C.1583 C>G) ,which caused a T528R amino acid change inLMNAprotein.ConclusionThree patients were identified with EDMD,clinically,pathologically and genetically.Causative gene was missense mutation C.1583 C>G ofLMNA.EDMD caused by mutation ofLMNApresented more severe cardiac involvement,complicated with cardiac conduction system defect,cardiomyopathy and/or heart failure.

[Key words]muscular dystrophy,Emery-Dreifuss；heart diseases；mutation

[中图分类号]R746.2

[文献标志码]A

[文章编号]1007-3205(2016)01-0005-05

*通讯作者

[作者简介]张丽(1981-)，女，河北衡水人，河北医科大学第三

[基金项目]河北省医学科学研究重点课题(20150274)

[收稿日期]2015-08-17；[修回日期]2015-09-15

医院主治医师，医学博士，从事老年病及遗传病诊治研究。