联系我们 全外显子组测序揭示1672例中国肌萎缩侧索硬化症患者的基因型
发布日期：2024-10-21 15:16 点击次数：137
肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种致命的神经退行性疾病。连年来，新的ALS致病基因握住发现，加深了对ALS基因型-表型关系的意志，有助于展望病情进展，为基因会诊提供更全面的依据。商量纳入2014年1月至2022年12月时间在北京协和病院神经内科就诊的相宜改造后的El Escorial会诊标准的1672例ALS患者，网罗临床长途，进行全外显子组测序以及C9ORF72基因的动态突变筛查联系我们，分析患者的临床表型及基因型。
1672名ALS患者的平均发病年事为52.6 ± 11.2岁（范围：17-85岁），就诊时的中位患病时辰为14个月（四分位距9-24个月，范围：2-204个月）。男女性比例为833:839。患者包括297名（17.8%）延髓性发病患者，198名（11.8%）连枷臂/腿详尽征患者，89名（5.3%）有家眷性ALS的患者，52名（3.1%）患有奉陪的额颞叶稚童（FTD）患者。在175名患者（占该队伍的10.5%）中检测到与ALS关系的致病变异，最常见的突变基因是SOD1、FUS和ANXA11。家眷性ALS患者中，56.2%（50/89）存在基因突变，而散逸性ALS病例中该比例为7.9%（125/1583）。从表型-基因型关系性来看：（1）在ALS-FTD患者中，最常见的基因突变是ANXA11和C9ORF72相通扩增，连枷臂/腿详尽征患者更多佩戴SOD1、ANXA11和hnRNPA1突变；（2）尽管存在基因异质性，但不雅察到FUS和NEK1突变在男性中更常见，且FUS突变患者发病年事较年青；SOD1和SQSTM1突变更可能以下肢发病。
本商量通过大鸿沟临床数据及1672例病例的基因组分析，提供了中国ALS患者基因组特征的全面数据。不同基因型ALS患者在发病年事、发病部位、临床表型等方面的各别，不错匡助临床医师更好地展望病情进展，为精确会诊和个体化颐养提供依据。
商量布景
肌萎缩性侧索硬化症（ALS）是一种聘任性影响脊髓前角细胞、脑干畅通核、皮质锥体细胞和锥体束的神经退行性疾病，其特征是同期累及高下畅通神经元。Meta分析效用自满，各人ALS的发病率和患病率区别为4.42/10万东谈主-年和1.59/10万东谈主-年，中国的标化发病率和患病率区别为2.97/10万东谈主-年和1.62/10万东谈主-年。当今该病尚无灵验颐养规范，多量患者在发病3-5年内死于呼吸短少。连枷臂/腿详尽征是ALS的一种临床变异型，其特征是症状和体征局限于上肢或下肢高出12个月，而不累过甚他节段，该表型与较长的生计期孤苦关系。部分ALS患者还可合并额颞叶稚童（FTD），C9orf72、TARDBP、FUS、UBQLN2和TBK1被详情为两种疾病的共同致病基因。
ALS频繁被以为是一种多成分疾病，受基因和环境成分的影响。跟着基因分析和测序本领的跳动，以及全外显子组测序资本的裁减，新的ALS致病基因的武断出现了激增。ALS不同基因型与临床表型的关系仍需进一步商量。将ALS的临床特征与已知的基因突变进行比较，为长入疾病的发病和进展机制提供了一个新的视角。本文旨在更新我国ALS患者的临床和基因突变谱，为临床医师灵验早期识别该病和制定合适的基因检测计谋提供教育。
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181期：生死存一线，小算四害毒开（230）
商量规范
商量经受全外显子组测序筛查ALS和ALS-FTD中发现的36个基因，包括SOD1、ALS2、SETX、FUS、VAPB、TARDBP、OPTN、VCP、UBQLN2、SIGMAR1、FIG4、CHMP2B、PFN1、NEFH、PRPH、TFG、TAF15、GRN、CHCHD10、TUBA4A、TBK1、NEK1、GLE1、MATR3、CCNF、ANXA11、HNRNPA1、SQSTM1、ERBB4、TIA1、SPG11、KIF5A、GLT8D1、DNAJC7、TBP、CTSF和MFSD8。平均测序深度高出100X，销毁率高出98.6%。此外，经受片断长度和相通引物团员酶链反映检测ALS-FTD患者中ATXN2和C9ORF72基因的相通或缺失。
商量效用
ALS患者的临床特征：
2014年1月至2022年12月北京协和病院ALS临床数据库共登记ALS患者1672例，其中男性833例，女性839例。发病年事为17-85岁，平均年事为52.6±11.2岁。就诊时，患者的中位病程为14个月（四分位距9-24个月），平均ALSFRS-R评分为38.2±6.5。放浪2023年12月，共有748例患者物化或接受气管切开术，中位生计期为32个月（范围21-44个月）。男性和女性患者的发病年事[(52.8±11.0)岁 vs. (52.4±11.4)岁，T=0.763, P=0.445]和生计期[31个月(范围：21-43个月) vs. 32个月(范围：21-45个月)，U=67 004.0, P=0.640]各别均无统计学意旨。
字据发病类型对患者进行了分类：297例患者(17.8%)为延髓起病，1,366例患者(81.7%)为肢体起病，9例患者(0.5%)为呼吸系统起病（表1）。与肢体起病的患者比较，延髓起病的患者发病年事更大（56.4±10.7岁 vs. 51.6±11.1岁，T=6.543，P<0.001），ALSFRS-R评分更高（39.2±5.9 vs. 37.9±6.7，T=3.101，P=0.002）。肢体起病的ALS患者中，连枷臂详尽征109例(6.5%)，连枷腿详尽征89例(5.3%)。连枷臂亚组男性比例显赫更高（67.0%，χ2=21.8，P<0.001）。与其他临床亚型比较，连枷臂/腿患者就诊时的疾病捏续时辰更长（30-36个月，H=382.4, P<0.001），中位生计时辰更长（56-59个月）；以呼吸肌受累起病的患者中位生计时辰最短（25个月），其次为延髓起病的患者（29个月）(H=94.0，P<0.001)。
表1
app开发在统统这个词队伍中，52例ALS患者也相宜额颞叶稚童（FTD）的会诊标准，占队伍的3.1%（表2）。与无FTD患者比较，ALS-FTD患者以延髓起病的比例更高（64% vs. 16.3%，χ2=55.0, P<0.001），起病年事更大[(58.6±9.0)岁 vs. (52.4±11.4)岁，T=3.842，P<0.001]，中位生计期更短[28个月(22-43个月) vs. 32个月(21-34个月)，U=715.6，P<0.001]。
表2
ALS患者的基因组特征：
队伍中有89例家眷性ALS患者（表2），其发病年事早于散逸性ALS患者[(49.3±11.7)岁 vs. (52.7±11.2)岁，T=2.723，P=0.007]。但两组患者的平均功能评分、中位疾病捏续时辰、中位生计期各别均无统计学意旨。最终在175例患者（占队伍的10.5%）中检测到23种ALS关系致病或可能致病变异（图1）。家眷性ALS患者的突变佩戴率为56.2%（50/89），突变频率由高到低按次为SOD1（66%）、FUS（12%）、ANXA11（6%）和其他突变（16%）。散逸性ALS患者的突变佩戴率为7.9%（125/1583），突变频率由高到低按次为SOD1（28%）、FUS（12.8%）、ANXA11（12%）、SQSTM1（10.4%）、NEK1（5.6%）、TBK1（5.6%）、TARDBP（4.8%）和其他突变（20.8%）。8例（15.4%）ALS-FTD患者检出致病变异，其中3例为ANXA11突变，2例为C9ORF72相通扩增，TBK1、UBQLN2、NEFH突变各1例。总体而言，9例患者被发现存多种ALS关系冷落变异。其中，1例43岁男性存在SOD1基因的2个冷落变异（c.440G>A、c.441T>A），和1例39岁男性佩戴FUS基因的2个冷落变异（c.703A>G, c.706A>G）；然而，尚不明晰这些冷落的变异是否在并吞等位基因上。此外，1例59岁女性同期佩戴SOD1 c.37G>C和ERBB4 c.3371G>A变异，1例43岁女性同期佩戴SOD1 c.32G>C和UBQLN2 c.1498C>T变异。其余5例患者有多个冷落变异，字据ACMG标准分类为意旨不祥情或可能为良性。基因突变阳性和阴性患者的生计期各别无统计学意旨[32个月(范围：21-44个月) vs. 29个月(范围：20-42个月)，U=19111.0，P=0.511]。
图1
基因型-表型关系性分析：
商量者总结了佩戴高频基因型（病例≥5例）患者的临床特征（表3）。一般而言，佩戴SOD1和FUS突变的患者更有可能有家眷史。在佩戴FUS和NEK1突变的患者中，男性居多。SOD1和SQSTM1突变频繁与下肢发病关系，而FUS突变患者的发病年事频繁较年青。SOD1、ANXA11、SQSTM1和TARDBP突变患者的进展速率相对慢于FUS、NEK1和TBK1突变患者。佩戴SOD1（8例）、ANXA11（2例）、hnRNPA1（2例）和NEK1（1例）突变的患者更易发生连枷臂/腿详尽征。并吞基因内的不同突变位点也发达出临床表型的可变性（表4）。
表3
表4
对高突变频率基因进行的分析自满，佩戴SOD1突变的大多量患者（89.7%）为肢体起病，佩戴p.H47R、p.A5V和p.G42D突变的患者的发病年事显赫低于该队伍的平均年事。p.H47R和p.N87S突变与下肢发病关系，p.A5V和p.G42D突变与上肢发病关系。p.H47R进展从容，而p.A5V、p.G13R和p.N87S进展飞速。p.G42D的进展速率存在较大的异质性。在佩戴FUS突变的患者中，p.P525L变异与发病年事最小和进展速率相配快关系，p.R521G、p.R521C和p.R521H佩戴者也与发病年事较小和进展速率较快关系。佩戴ANXA11 p.P36R突变的患者更容易发达为延髓起病，管理系统开发资讯起病年事更晚，进展更慢，值得珍藏的是，有2例患者发达为ALS-FTD。雷同，TARDBP p.G294V佩戴者发病年事较大，但病情进展飞速。
讨 论
本商量总结了中国病院队伍中不同表型肌萎缩侧索硬化（ALS）患者的东谈主口统计学、临床和基因组特征。该患者队伍的性别比例接近1∶1，女性东谈主数略多于男性。除连枷臂详尽征和呼吸肌受累亚组外，其他亚组的性别比例保捏踏实，男性约占46-47%。固然很多其他队伍和商量者之前的陈说标明ALS患者中男性比例较高，但也存在互相矛盾的发现。总体而言，与东谈主口年事关系的性别比跟着年事的增长而渐渐下落，并随时辰发生显赫变化。1990年往时的商量陈说了较高的数值，而当今的趋势标明趋向于更均衡的1∶1。跟着时辰的推移，妇女的生活面容风俗和行状/环境败露（如抽烟、与职责关联的行径和社会行径的更动）的渐渐转机，以及她们预期寿命的延迟，可能会导致老年群体中性别比例的下落。
与之前的商量相似，中国ALS患者的发病年事比高加索东谈主群更早，延髓起病的患者频繁年事更大。ALS进展发达出十分大的异质性；延髓起病是预后不良和默契扼制发生的孤苦危机成分，在本商量中也不雅察到，延髓起病的患者生计期较短，在ALS-FTD患者中发生率较高。可能的原因包括发病年事大、预后差、吞咽防碍和饮水呛咳加多误吸和养分不良的风险等。延髓与按捺膈肌的脊髓前角神经元在剖解学上的左近性也使呼吸肌更易受累。连枷臂/腿详尽征在本组病例中占11.8%（198/1672），男性比例显赫增高，但发病年事与经典肢体起病ALS患者各别无统计学意旨，与文件报谈一致。连枷臂详尽征患者起病时临床发达种种，多量进展从容，早期会诊极具挑战性，常被误诊为颈椎病或多灶性畅通精神病，从而延误会诊，延迟患者的病程和生计期。本商量是迄今为止中国报谈的最大的ALS-FTD患者队伍，从2016年的8例加多到52例，占总队伍的3.1%。与早期数据比较，本商量发现ALS-FTD患者的发病年事更早（58.6岁vs. 62.8岁），这是初度败露的永久随访数据，自满其生计期比分歧并FTD的ALS患者更短，救济合并FTD与更差的ALS预后关系。
跟着基因检测本领的发展，ALS关系基因突变的数目和检出率正在发生变化。2016年，商量团队在254例中国ALS患者中进行了一项商量，家眷性ALS患者的突变检出率为35%，散逸性ALS患者的突变检出率为5.6%，最常见的基因为SOD1、FUS和OPTN。在本商量中，家眷性ALS病例的基因突变检出率约为56.2%和散逸性ALS病例的约为7.9%，其中ANXA11成为最常见的突变之一。C9ORF72相通扩增在白种东谈主ALS和ALS-FTD患者中常见，但在中国东谈主群中冷落，检出率仅为0.12%（2/1672），部分评释了中国ALS-FTD发病率显赫低于西方国度的原因。
SOD1是中国度眷性和散逸性ALS患者中最常见的突变，尤其是p.H47R位点，这些患者频繁发达为疾病进展从容，生计期高出10年。p.A5V、p.G13R和p.N87S突变患者的快速进展与既往商量一致，而p.G42D位点在发病年事、进展速率和默契扼制方面发达出十分大的异质性。FUS是中国ALS患者中第二常见的突变，尤其影响年青患者；佩戴FUS突变的患者平均发病年事为39.9±9.5岁，最小仅为17岁。本商量中最常见的FUS突变为p.R521H（4例），尽管与其他FUS突变佩戴者比较，其发病年事较晚，但仍彰着低于典型的ALS患者。ANXA11于2017年头度被报谈与ALS关系，是该系列中第三常见的基因突变，在p.P36R位点的检出率最高，在本队伍中包括连枷臂/腿详尽征（p.R204Q，p.R327*）和ALS-FTD（p.A367V，p.P36R）等表型。商量自满，ANXA11卵白N端结构域突变的患者发病年事较晚，疾病进展较快，更易发生FTD，教唆不同结构域波及的致病机制不同。佩戴SQSTM1突变的ALS患者发达出十分大的临床异质性，即使是具有换取突变的患者，也可能有不同的疾病发病部位和生计期，也可能发展为FTD、帕金森详尽征和Paget病。在文件总结中，p.M337V是中国ALS患者中最常见的TARDBP突变，多见于家眷性ALS，中位生计时辰可达80个月；而p.G294V是中国散逸性ALS患者中最常见的突变，频繁起病年事较大，生计时辰较短。由于病例数目有限，未对其他与ALS关系的致病基因进行隐讳分析。
本商量有几个局限性。率先，看成单中心总结性商量，可能存在地区和样本聘任偏倚，戒指了效用的深广适用性；不同地区的环境成分和遗传布景对ALS发病和进展的影响可能不同。其次，商量者并莫得对统统患者进行默契评估，因此商量者无法提供统统这个词东谈主群的默契情状数据。然而，商量者之前的小样本商量（n=106）标明，11.3%的ALS患者发达出实施默契毁伤，而4.7%的患者发达出非实施默契毁伤。再次，本商量仅商酌了ALS关系的致病或潜在致病的基因突变，摒除了意旨不祥情的变异，这些变异可能包含潜在的致病突变，从而低估了基因突变在ALS中的比例。改日的商量应进一步探索这些变异的功能和致病机制。临了，基因型-表型关系性分析的特定基因突变位点数目仍然不及，不错通过文件系统综述加以补充。
要而论之，本大鸿沟总结性商量明确了中国ALS患者的临床表型和基因突变谱，为临床医师制定患者的颐养计谋和救济处罚决策提供了参考。ALS的某些专有表型为了解该病的潜在机制提供了要津的见识。
《肌萎缩侧索硬化会诊和颐养中国众人共鸣2022》指出，关于需要进行基因检测的肌萎缩侧索硬化症（ALS）患者频繁疏远进行C9ORF72、SOD1、TARDBP和FUS基因突变检测，若是条款允许，疏远行C9ORF72基因相通突变检测及二代测序筛查外显子测序（肌萎缩侧索硬化会诊和颐养中国众人共鸣2022-附下载）。值得阐发的是，我司的“全外显子组测序遗传病检测”模式，NGS规范学全外显子检测2万+个狡计基因（包含线粒体），销毁点突变（SNV）和小片断插入缺失（Indel）以及基因扩增（CNV）等变异类型，况且包含上文提到的肌萎缩侧索硬化症（ALS）和肌萎缩侧索硬化症伴额颞叶稚童（ALS-FTD）中发现的36个基因。此外，我司也基于PCR平台推出“C9orf72基因动态（相通扩增）突变检测”模式，用于C9orf72基因的动态（相通扩增）突变检测，在中国ALS和ALS-FTD东谈主群中C9orf72基因动态（相通扩增）突变相对冷落。总结来说，疏远在全外显子组测序遗传病检测的基础上，增选C9orf72基因的动态（相通扩增）突变检测，或者较为全面地扶直ALS和ALS-FTD患者确诊，并评估遗传风险。
参考文件：
Shen D, Yang X, He D联系我们, et al. Clinical and genetic characteristics of 1672 cases of amyotrophic lateral sclerosis in China: a single-center retrospective study. J Neurol. 2024;271(8):5541-5548. doi:10.1007/s00415-024-12513-y
发布于：江苏省