CADASIL的临床特点、磁共振特征及NOTCH3基因突变分析

王倩，黄莹，徐铅辉，韩晶，杨苗娟，付学军

(深圳市人民医院∥暨南大学 第二临床医学院∥南方科技大学 第一附属医院 神经内科，广东 深圳 518020)

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(cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy,CADASIL) 是一种常染色体显性遗传的，非淀粉样变性、非动脉硬化性的单基因遗传脑小动脉病，以偏头痛、反复发作的脑卒中、认知功能减退及情感障碍为主要临床特征.该病发病率约为2/10万～5/10万[1]，诊断依赖于典型的临床症状及影像学表现，皮肤活检小血管壁内嗜锇颗粒沉积或NOTCH3基因突变是诊断的金标准.尽管该病的临床表现、影像学特点及基因突变研究已有许多报道，但因地域、种族、基因突变位点等不同，特点也各不相同.本研究对收治的CADASIL患者的临床表现、基因突变及磁共振特点进行总结分析，以加深对该病的认识，提高诊疗水平.

1 对象与方法

1.1 研究对象

回顾性收集2012年1月至2019年6月在深圳市人民医院神经内科诊断为CADASIL的患者共15例，患者间无亲属关系，所有患者均符合CADASIL诊断标准[2]，且经NOTCH3基因检测确诊，其中有8例患者本研究小组曾报道[3].详细收集患者的基本信息、临床症状、NOTCH3基因检测结果及磁共振检查结果.

1.2 材料与仪器

外周血DNA提取试剂盒：QIAamp Blood DNA Mini Kit购自美国QIAGEN公司；PCR试剂盒：2×PCR MasterMix聚合酶(天根,中国)；ABI9700型PCR仪与ABI3500测序仪为美国Life technology产品；1.5T AVANTO核磁共振成像系统为德国siemens产品.

1.3 研究方法

1.3.1 基因检测

经患者知情同意后获取其外周血，送中国金域检测中心行NOTCH3基因的3、4、5、6、11、12、13、14、18、19号外显子区序列基因测序，与参考序列(NG_009819.1与NM_000435.2)进行比较.

1.3.2 影像学检查

所有患者均行常规磁共振成像，T1W1扫描序列：TE 10 ms，TR 500 ms；T2W1扫描序列：TE 110 ms，层距1 mm，TR 5 000 ms，层厚5.0 mm；弥散受限(DWI)扫描序列：TE 100 ms，TR 3 400 ms，层厚5 mm，FOV 230 mm，并加扫T2 FLAIR序列.10例患者行磁敏感加权成像(SWI)，扫描序列：TE 40 ms，TR 50 ms，层厚2 mm，FOV 230 mm.由影像科专科医师对患者MRI进行评价，分析脑白质病变、腔隙性脑梗死、脑微出血病灶的分布及特点.

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0进行数据分析，计量资料以(均数±标准差)表示，计数资料以构成比表示.按基因突变位点不同将患者分为R544C突变和其他突变两个亚组，两组间计量资料比较采用独立样本t检验.计数资料比较采用Fisher精确概率法.P<0.05为有统计学差异.

2 结果

2.1 临床资料

本研究15例患者均符合CADASIL的诊断标准，其中男9例，女6例，起病年龄35～54岁，平均(46.07±5.87)岁.临床表现为脑卒中12例(80%)；认知功能减退8例(53.3%)；头晕7例(46.7%)；偏头痛5例(33.3%)；情感障碍4例(26.7%).其中，脑卒中患者中9例为脑梗死，3例为脑出血.15例患者中，合并高血压病7例，糖尿病3例，高脂血症3例；吸烟史5例；家族史6例(偏头痛家族史1例，脑卒中家族史5例).

2.2 NOTCH3基因突变频率

15例患者均携带NOTCH3基因突变，共发现8个已知的NOTCH3突变位点.外显子11突变患者10例(66.7%)，其中1例患者在外显子11发现2个突变，分别为外显子11 R607C和外显子11 R578C；外显子4突变3例(20%)；外显子3突变2例(13.3%).所有突变位点中变异频率最高的为外显子11 R544C，共7例患者(46.7%)，这7例患者中6例为广东籍，1例为广西籍(表1).

表1 NOTCH3基因突变位点变异频率及分布Table 1 Frequency and Distribution of NOTCH3 Mutations

1)一例患者同时携带两个NOTCH3基因突变：外显子11 R607C 和外显子11 R578C.
1)One patient carried twoNOTCH3gene mutations：Exon11 R607C and Exon11 R578C.

2.3 NOTCH3影像学特征

2.3.1 脑白质病变特点

15例患者影像学上均出现白质高信号，表现为长T1长T2信号，Flair高信号，多位于侧脑室周围和深部脑白质、外囊(图1A)及颞极(图1B)等部位，其中侧脑室旁或深部白质受累15/15(100%)，外囊受累12/15(80%)，颞极受累7/15(46.7%).本研究中R554C突变的患者比例较高，为了确定NOTCH3R544C突变是否与特定特征相关，将患者分为R544C突变(n=7)和其他突变(n=8)两个亚组分析，发现脑白质病变累及颞极的比例在R544C突变组明显低于其他突变组(14.3% vs 75.0%，P=0.041)，之间具有统计学差异.但两组在外囊受累的比例无统计学差异(表2).

表2 R544C突变与其他突变的CADASIL患者间的比较Table 2 Comparison between CADASIL Patients with R544C Mutation and Other Mutations

2.3.2 腔隙性脑梗死特点

15例患者颅内均可见多发腔隙性梗死，分布于半卵圆中心、基底节、丘脑、外囊、胼胝体及脑干等部位，其中半卵圆中心和基底节区均全部累及15/15(100%)；脑干、丘脑受累均为12/15(80%)，脑干腔梗都位于桥脑(图1C)，其中6例患者伴头晕症状；外囊(60%)、小脑(50%)、胼胝体(40%)部位大约半数患者受累.

2.3.3 脑微出血病灶特点

15例患者中10例行SWI序列扫描，8例患者发现脑微出血病灶(cerebral microbleeds，CMB)(图1D、E)，病灶分布比例由高到低依次为：皮质及皮质下区8/8(100%)，丘脑8/8(100%)，脑干7/8(87.5%)，内囊及外囊5/8(62.5%)，脑室周围白质5/8(62.5%)，基底节区4/8(50%)，小脑4/8(50%).在7例脑干受累患者中，2例同时累及中脑，1例同时累及延髓.2例未发现脑微出血的患者无高血压、糖尿病病史，8例发现脑微出血的患者中4例有高血压病史，1例有糖尿病病史，1例有高血压合并糖尿病病史.3例脑出血患者均行SWI序列扫描，可见广泛分布的脑微出血灶.共发现4处脑出血：2例患者在基底节区；1例患者为复发性脑出血，首发左侧丘脑出血，再发右侧脑干出血(图1F).3例患者均患高血压病，但未服用抗血小板或抗凝药物.

A：MRI的Flair序列示脑白质高信号累及外囊;B:MRI的Flair序列示脑白质高信号累及颞极;C:MRI的T2序列示脑桥腔隙性脑梗死;D:复发性脑出血患者，MRI的SWI序列示丘脑及基底节区多发脑微出血灶;E：复发性脑出血患者，MRI的SWI序列示幕下多发微出血灶;F：复发性脑出血患者，CT平扫示右侧桥脑出血.
A:Fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR) images from a patient showing significant WMH involvement in external capsules;B:FLAIR imaging from a patient showing significant WMH involvement in anterior temporal pole;C:T2 weighed imaging from a patient showing lacunar infarcts in pons;D:Susceptibility weighed imaging (SWI) from the patient of recurrent intracerebral hemorrhage (ICH) showing multiple cerebral microbleeds (CMB) in the thalamus and basal ganglia;E:SWI from the patient of recurrent ICH showing multiple CMB in infratentorial region;F:Brain computer tomography imaging from the patient of recurrent ICH showing ICH in right pons.
图1 CADASIL患者的影像学表现
Fig.1 Neuroimaging of CADASIL patients

3 讨论

CADASIL的临床表现各异，核心症状包括偏头痛、皮质下缺血事件、认知功能障碍和痴呆、情感障碍，少部分患者还出现运动障碍、癫痫发作、头晕等其他神经系统症状[4].本研究中CADASIL患者临床表现以脑卒中及认知功能减退比例较高，偏头痛和情感障碍的比例低，与中国台湾地区、日本等的研究一致[5-6].本研究有近一半的患者临床表现为头晕，部分为眩晕发作，头晕并非CADASIL的典型症状，但在中国人群中已有报道[7].在本研究中7例头晕的患者磁共振上可见脑干腔梗或微出血病灶，但发生头晕症状同期的头颅磁共振未见后循环急性卒中征象，推测头晕症状可能与脑干病变的长期慢性损伤相关，是CADASIL患者临床诊断中需要重视的症状之一.

CADASIL以脑出血为临床表现的报道较少，本研究中有3例患者以脑出血为首发症状，患者均有高血压病史，未服用抗血小板及抗凝药物.王婉等[8]汇总了国内外近12年所有CADASIL合并脑出血的报道，出血好发部位的概率由高到低依次为：脑叶、基底节区、丘脑、小脑，未见脑干出血.本研究中2例患者为基底节区脑出血；另1例为复发性脑出血，首发左侧丘脑出血，1月后再发右侧脑干出血，脑干出血扩展了关于CADASIL脑出血部位的认识.有文献报道，高血压病为CADASIL颅内出血的高危因素[9]，本研究3例脑出血患者均有高血压病史，与文献报道一致.血压升高易引起脑出血，血压下降过低可导致脑缺血，因此合理管理血压是CADASIL治疗中的一个重要环节.

CADASIL是由位于19号染色体短臂上的NOTCH3基因突变引起的，NOTCH3基因共有33个外显子，目前发现的CADASIL突变基因都集中在2～24号外显子中，迄今为止全世界报道了超过200种不同的NOTCH3突变.国内外学者针对不同人群的NOTCH3基因突变进行了大量研究，发现不同地区的基因突变热点存在差异.白种人中NOTCH3突变以外显子4多见[10].而东亚地区最常见的突变是外显子11中的R544C，Liao等[5]报道台湾地区汉族人中CADASIL患者R544C突变率为70.5%，其次为外显子4和8，这一现象与种群的先祖效应有关.中国大陆地区的研究结果不一，Liu等[11]报道4号外显子为中国CADASIL患者的热点突变位点，其次为外显子3和11；文周等[12]报道突变率最高的为外显子4，其次为外显子11，最常见的突变位点为R544C，变异率为23.27%；Chen等[13]研究发现外显子11中的R607C突变率最高(19.05%)，其次为R544C突变(15.48%).目前国内的研究均未关注NOTCH3基因突变不同患者间的地域差异.本研究结果示外显子11突变比例最高，R544C为最常见突变位点，变异率达46.67%，进一步追溯患者的祖籍，发现7例R544C突变患者中6例为广东籍，1例为广西籍，提示CADASIL基因突变在中国大陆地区也存在地区和种群差异.广东、广西地区与台湾地区地理位置相近，推测这一现象可能也与先祖效应有关，有待进一步研究证实.分析本研究中3例脑出血患者基因突变，2例基底节区脑出血患者基因突变均位于NOTCH3R544C，该位点突变的CADASIL患者伴脑出血表现，与文献[14]报道一致.另1例复发性脑出血患者突变位于NOTCH3R558C，该突变的CADASIL合并脑出血为国内外首次报道.由于CADASIL合并脑出血的病例数不多，目前NOTCH3基因型与脑出血临床表型之间的相关性尚未见报道.

CADASIL的磁共振以白质高信号和腔隙性梗死为特征表现，国内外均有文献[15-16]报道.MRI对CADASIL诊断具有较高的敏感性和特异性，最特征性的影像学标志为外囊横轴位高信号(“人”字征)和颞极WMH(O’Sulliva征)，敏感性分别为89%和86%，特异性分别为93%和45%[16].本研究中CADASIL患者外囊白质高信号比例达80%，而颞极受累仅为46.67%，颞极白质高信号出现率偏低这一现象见中国台湾地区报道[5,17]，因此颞极不受累并不能排除CADASIL的诊断.本研究进一步行亚组分析发现，R544C突变患者颞极受累比例明显低于其他突变，与中国台湾地区的研究结果一致[3]，提示不同的基因突变可能导致CADASIL影像学表型存在差异，而R544C突变患者中颞极受累比例低的原因尚不明确.

近年来，作为CADASIL相关的影像学表现，CMB越来越受到关注.CADASIL患者中CMB发生率为31%～69%[18]，尤其亚洲人群中发生率较高[5,19].本研究中10例行SWI患者中8例出现CMB，其好发部位在皮质-皮质下区及丘脑，其次为脑干，除常见的桥脑受累外，可见少数中脑及延髓受累.研究报道，年龄、高血压病及使用抗血小板或抗凝药物均为CMB的危险因素[4].本研究中CMB阴性的2例患者均无高血压病，8例CMB阳性患者中5例有高血压病，结果与Lee等[9]报道一致，该报道还指出，微出血个数≥9时，其与CADASIL患者脑出血的发生呈正相关[9].本研究中3例脑出血患者的SWI均可见广泛分布的CMB.因此对于存在CMB，尤其还合并高血压的CADASIL患者，需权衡缺血与出血的风险，谨慎使用抗血小板或抗凝药物.

综上所述，CADASIL患者的临床特征除4个核心症状外，诊断时还需关注头晕、脑出血等临床表现；NOTCH3R544C是本研究中最常见的突变位点，并多见于广东地区人群；在中国大陆首次证实NOTCH3R544C突变患者较少出现颞极白质高信号；确诊CADASIL的患者建议行SWI序列扫描检测脑内微出血.本研究仍存在一些不足，一是需增加样本量，二是除R544C突变以外，其他NOTCH3基因突变及其临床表型的相关性需作进一步探讨.