SCN9A基因突变引起原发性红斑肢痛症1例及文献复习

孙翠翠, 杨赛, 郑航, 梁云生, 林志淼, 陈永锋

1.安徽医科大学广东皮肤病临床学院, 2.南方医科大学皮肤病医院,广东 广州 510091

原发性红斑肢痛症(primary erythromelalgia,PEM)是一种罕见的常染色体显性遗传的神经病变,以四肢远端反复发作的烧灼样疼痛和红肿为主要特征,严重影响患者的正常生活[1]。目前PEM的发生主要被认为是编码钠离子通道1.7(Nav1.7)α亚单位的基因发生突变,从而导致外周感觉功能障碍[2-3]。本文报道1例以双小腿、双足反复发作的红肿、烧灼样疼痛,并有阳性家族史的PEM, 经二代测序结合Sanger验证确定本例患者的致病基因为编码Nav1.7α亚单位的SCN9A基因,患者明确诊断为PEM。本研究对探索SCN9A基因突变与表型的关联性提供了新的依据,并对PEM的治疗提供经验。

1 对象与方法

1.1 研究对象

患者男,24岁,10年前无明显诱因双足背出现弥漫性淡红色充血性斑片,伴灼热感,运动、受热刺激后加重,遇冷后可好转,严重时可有轻度疼痛感,每日重复数次至数十次。1年前患者足背红斑逐渐蔓延至双小腿,并出现紧张性水疱,伴灼热、疼痛感,置入冷水中可缓解,水疱破溃后遗留不规则瘢痕。由于长期将双足浸泡在冷水中,患者左踝部出现糜烂、溃疡,经久不愈。皮肤科检查：双足、双小腿可见弥漫性、水肿性红斑,边界欠清,皮温较正常皮肤高;皮肤表面干燥、粗糙(图1A、1B)。左小腿下段可见数个直径约1～3 cm的糜烂、深在溃疡,伴有少量渗血、渗液。双足踝部、足背皮肤皲裂,皮纹明显,有色素沉着及不规则萎缩性瘢痕(图1C、1D)。家族中其爷爷、父亲、叔叔、堂兄、姐姐、弟弟均有类似情况(图2)。实验室检查示C反应蛋白37.23 mg/L↑,血沉23 mm/h↑;白细胞计数(WBC)10.32×109/L↑;红细胞计数(RBC) 6.03×1012/L↑;尿常规、粪常规、血电解质、肝肾功能、心酶四项、IgE定量、血糖、血浆D-二聚体、天疱疮抗体四项、抗核抗体、性激素六项、甲功五项未见明显异常。HLA-B*1502实时荧光定量PCR：阴性。双侧下肢动静脉彩超、胸片、心脏彩超未见异常。乳腺彩超示男性双侧乳腺发育。垂体增强MRI：考虑垂体微腺瘤,直径约3 mm。心电图示：窦性心律,早期复极。皮肤溃疡处细菌涂片检查可见少量革兰阳性球菌,未见念珠菌。左小腿组织病理检查示表皮角化过度,部分坏死,细胞内水肿;棘层假上皮瘤样增生,鳞状上皮细胞轻度异形;小血管增生、壁增厚,血管内皮细胞肿胀,血管周少许淋巴细胞浸润(图3A、3B)。

图1 患者临床图片 1A、1B：双足、双小腿可见弥漫性、水肿性红斑,边界欠清,皮温较正常皮肤高。皮肤表面干燥、粗糙;1C、1D： 左小腿下段可见数个直径约1～3 cm的糜烂、深在溃疡,伴有少量渗血、渗液。双足踝部、足背皮肤皲裂,皮纹明显,有色素沉着及不规则萎缩性瘢痕

图2 原发性红斑肢痛患者家系谱(箭头示先证者)

图3 患者左小腿皮损组织病理： 表皮角化过度,部分坏死,细胞内水肿;棘层假上皮瘤样增生,鳞状上皮细胞轻度异形;小血管增生、壁增厚,血管内皮细胞肿胀,血管周少许淋巴细胞浸润(HE, 3A：100×;3B：400×)

1.2 方法

1.2.1 DNA提取 经南方医科大学皮肤病医院伦理委员会批准,患者及家属签署知情同意书后,抽取先证者及其母亲、姐姐、弟弟、叔叔、堂兄弟等8名家庭成员外周血 5 mL, 置于EDTA抗凝管中,用天根血液基因组DNA提取试剂盒(DP349)提取基因组DNA,利用nanodrop微量分光光度计检测 DNA浓度及质量。

1.2.2 筛选致病基因及Sanger测序 将DNA打断并制备文库,通过 NanoWES V2 芯片对目标基因外显子及邻近剪切区的DNA进行捕获和富集,最后使用 NovaSeq6000测序平台进行变异检测。测序数据质控指标为：目标区平均深度>20X的位点所占比例>97.5%。数据分析：测序片段使用UCSC hg19人类参考基因组进行比对,并使用Verita Trekker®变异位点检测系统和Enliven®变异位点注释解读系统对数据进行分析,确定有效变异,挑选符合家系共分离的变异位点。

2 结果

经检测发现患者SCN9A基因有2个可能的突变位点,其中c.688+142G>A表示基因序列编号为NM_002977.3的第688位之后的第142个位置,原来的G(鸟嘌呤)被A(腺嘌呤)替代。还有一种可能是基因序列编号为ENST00000375387.4的SCN9A基因的第626位,G(鸟嘌呤)被A(腺嘌呤)所取代,并且导致了氨基酸的改变——原本在209位的甘氨酸被天冬氨酸替代,即p.Gly209Asp。先证者姐姐、叔叔2、堂兄检测出相同突变。先证者母亲、叔叔1、堂弟、姑姑未检测出相同突变(图4)。先证者爷爷、父亲、弟弟因故未能来院进行基因测序。

图4 先证者SCN9A基因NM_002977.3：c.688+142G>A或ENST00000375387.4：c.626G>A(p.Gly209Asp)杂合变异,其姐姐、叔叔2、堂兄有相同杂合突变(4A),其母亲、叔叔1、堂弟、姑姑未检测到相同突变(4B)

结合患者临床表现及基因检测结果,诊断为PEM,治疗上予阿司匹林肠溶片100 mg每日1次,加巴喷丁胶囊300 mg每日2次;盐酸美西律片首日200 mg每日1次,2 d后改为每日2次,患者疼痛仍未缓解,加用卡马西平片100～200 mg每日1次、氟哌噻吨美利曲辛片1片每日1次。急性发作期加用苯甲酸利扎曲普坦片10 mg每日1次。局部治疗：双小腿皮损内导入100单位A型肉毒毒素,外用多磺酸粘多糖乳膏、复方多粘菌素B乳膏、复方利多卡因乳膏外敷疼痛处,依沙吖啶糊膏外涂渗出部位,溃疡处外用重组人酸性成纤维细胞生长因子。冷却疗法：空调、风扇吹双下肢降温。患者经治疗后疼痛明显缓解。治疗半年及1年后随访：患者仍规律使用盐酸美西律、卡马西平及苯甲酸利扎曲普坦片,双下肢灼痛感减轻,急性发作频率减少。

3 讨论

维持适当的膜电位对哺乳动物细胞中的许多生理过程至关重要。心血管功能、中枢和外周神经系统的冲动传导,需要对膜电位的变化进行精细调节,电压门控钠离子通道(VGSC, NaV)在这些过程中发挥重要作用。VGSC家族包括9个亚型(Nav1.1-Nav1.9),在动作电位的产生和传导中起着关键作用,这些通道的异常活动会产生严重的健康问题[4]。其中Nav1.7位于染色体 2q24.3,主要分布于交感神经节和背根神经节(DRG)的伤害性感觉神经元[5]。PEM的发病原因主要是由于编码钠离子通道 1.7(Nav1.7)α亚单位的SCN9A基因发生突变。该致病基因由Yang等[6]于2004年首次发现并报道,其功能获得性突变会导致严重的痛觉功能障碍及嗅觉异常。Nav1.7是河豚毒素敏感型钠通道,能够放大微小的缓慢的去极化,使得膜电位更加接近动作电位的电压阈值,增加DRG的兴奋性,从而引起痛阈降低和疼痛信号神经元的放电频率增加[2],导致PEM的发生。而继发性红斑肢痛症一般无SCN9A基因突变,其常见于自身免疫性和骨髓增生异常性疾病、小纤维神经病变、某些药物的副作用或作为副肿瘤综合征,多见于成年人,尤其是自身免疫缺陷患者[7-8]。

红斑肢痛症(erythromelalgia,EM)以反复发作的烧灼样疼痛伴四肢远端红肿为特征,目前尚无确切的全球发病率报道。在瑞典的一项研究报道,EM的发病率为0.36/10万,但没有显示原发形式的发病率数据[9]。在美国奥姆斯特德县的一项基于人群的研究中,报告发病率为1.3/10万[10]。实际上在不同地区、不同性别中发病率差异较大[11]。因EM较为罕见,暂无国际公认的诊断标准。以下临床诊断标准被建议使用：①四肢烧灼样疼痛;②遇热后疼痛加重;③患肢降温可缓解疼痛;④患处皮肤出现红斑;⑤患处皮肤温度升高[12]。皮损组织病理活检可以看到毛细血管增生,大量血管巢形成,血管内皮细胞损伤,血管周围炎性反应改变,C3、纤维蛋白等免疫复合物沉积,但非特异性[8]。本病例符合以上5条诊断标准,且基因测序显示SCN9A基因发生突变,故明确诊断为PEM。

PEM作为一种基因突变引起的遗传性神经疾病,具有遗传异质性及表型复杂性。有报道称SCN9A基因的碱基缺失导致移码突变,提前引入了终止密码,导致先天性疼痛不敏感、无汗症和轻度认知障碍的发生[13]。还有病例报道证实基因功能缺失突变与嗅觉、味觉丧失相关[14-15]。也有越来越多的研究表明SCN9A基因突变也与包括热性惊厥、全面性癫痫伴热性惊厥附加症和Dravet综合征在内的多种癫痫表型相关[16]。本病例基因测序结果示SCN9A基因内含子突变或错义突变,依据美国医学遗传学与基因组学学会(American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG) 指南,该变异初步判定为临床意义未明变异,即致病性有冲突。前者表示内含子区域中,原来的G被A替代,即使在非编码区域,如果重要的剪接位点或者剪接调控元件被改变,也会导致SCN9A基因相关的痛觉感觉障碍[17]。后者是SCN9A基因的第626个核苷酸处,G被替换为A,这造成在蛋白质的第209个氨基酸位点甘氨酸被天冬氨酸所替代。这两种类型的突变都有可能是本例患者致病原因。根据其家系遗传图,猜测其父亲也有相同突变,但究竟是哪种突变,需要进一步研究和验证。

本病通常需要与下列疾病相鉴别：①雷诺综合征：遇冷或情绪紧张后,出现阵发性肢端小动脉的痉挛,导致肢体末端缺血,表现为手指、脚趾相继出现变白、变紫、潮红等颜色变化,可伴随局部疼痛、麻木、灼热感及发冷等[18]。发生原因可能与交感神经活性增强或动脉血管壁异常导致的末梢血管对外界刺激过度反应有关。多继发于风湿病、血管病及神经系统疾病。根据肢端皮肤颜色间歇性改变以及激发试验、肢动脉压力测定、甲皱微循环检查、指动脉造影等可进行确诊[19]。②Fabry病(Fabry′s disease,FD)：是一种罕见的X连锁溶酶体病,由编码α -半乳糖苷酶A(α-Gal A)的GLA基因的致病性变异引起,分为经典型和迟发型。经典型FD常幼年起病,表现为肢端烧灼样疼痛、胃肠道症状、少汗症等,长期可导致肾衰竭、肥厚型心肌病、心律失常、听觉减退等。迟发型FD早期常无症状[20-21]。临床上主要通过检测α-Gal A活性及基因检测进行诊断[22]。在肾脏病理电镜下肾小球脏层细胞高度肿胀和空泡化是该病的典型改变[23]。

国内外针对EM的治疗方法很多,但无普遍有效的治疗方法。急性发作期患者常将肢体浸泡在冰水中以快速缓解症状,但常导致皮肤糜烂、溃疡及感染。行为疗法可使患者摆脱对冷水浸泡的依赖,使用安全的冷却工具,如风扇和空调,避免病情进一步恶化[24]。治疗药物以镇痛镇静、改善微循环及营养神经为主,常用的有非甾体抗炎药、阿片类药物、5-羟色胺受体抑制剂、前列腺素、三环类抗抑郁药、钙通道拮抗剂、β受体阻滞剂、抗心律失常药以及维生素 B 族药物等[2],但治疗反应有很大异质性,因此应注重联合用药。在Wang等[25]的一项阶梯式联合用药的研究中,大部分EM患者都能有效缓解疼痛,即EM患者起始口服美西律200 mg/d,2 d后若疼痛持续,则增加剂量100～200 mg/d[最大剂量为600 mg/d或20 mg/(kg·d)];2 d后仍持续疼痛,加卡马西平100 mg/d,2 d后疼痛仍不缓解,则增加剂量100～200 mg/d[最大剂量：800 mg/d或20 mg/(kg·d)]。治疗过程中如出现急性疼痛发作,则加用利扎曲普坦5～10 mg,每日不超过2次,给药间隔2 h以上,无急性疼痛则不加用利扎曲普坦。局部神经阻滞剂,如利多卡因,薄荷醇和普莫卡因联合使用、抗组胺及血管活性药物等也在多例患者中取得疗效[26]。另外,中医药及针灸、物理疗法、交感神经切除术等均能使患者有不同程度缓解[5,27]。近年来,越来越多研究表明Nav1.7是新型镇痛药物的理想靶点,更多Nav1.7高选择性抑制剂被证明有效且安全,如磺酰胺和酰基磺酰胺衍生物[4]。也有研究证明在全身或特定神经元群中敲除SCN9A基因可减轻疼痛反应[28]。

综上所述,本文报道了1例PEM,该患者检测出SCN9A基因NM_002977.3：c.688+142G>A内含子突变或c.626G>A错义突变,且在患者其他3名亲属中检测到相同突变;使用美西律、卡马西平及苯甲酸利扎曲普坦联合、阶梯式用药及局部镇痛药等可有效缓解疼痛。本研究进一步明确了PEM的发病机制,并为探索SCN9A基因突变与表型的相关性提供依据,也为该病的治疗提供经验和指导。