临床案例

苏女士，59岁，从两年前开始渐渐出现说话不清、肌肉萎缩、双腿痉挛等症状，而智力和视力等均正常，在XX医院被诊断为遗传性共济失调。

苏女士的儿子李先生为此非常担忧。苏女士作为单亲妈妈将他辛苦抚养长大并供他上学实属不易，现在自己刚成家且有了待遇不错的工作，本是为母亲尽孝心让她安享晚年的时候啊! 李先生从媒体和网络上了解到华大基因为很多遗传病患者找到了病因，他抱着试一试的心态，主动联系到了华大基因。

华大基因的遗传专家对苏女士病情进行评估分析，考虑到脊髓小脑共济失调和Friedreich共济失调是常见的遗传性共济失调，而Friedreich共济失调通常在25岁之前发病，因此怀疑苏女士患脊髓小脑共济失调（SCA）的可能性更大。因为SCA在中国人中最常见的型别是由(CAG)n的重复数异常而导致的SCA3，所以首先为苏女士安排了SCA动态突变的基因检测（检测方法：毛细血管电泳）。

经过对基因组数据的细致分析，与脊髓小脑共济失调3型（SCA3）相关的ATXN3基因上10号外显子 (CAG)n的重复数为69，超出正常范围，是全外显型突变[1]，推测ATXN3基因(CAG)n重复区域非正常扩展为该病例的疑似致病原因。 由于苏女士的父母均已去世，因而并未在其父母中进行验证；对李先生进行了验证，结果显示李先生的(CAG)n重复数在正常范围。

目前，华大基因可以对遗传性脊髓小脑共济失调共19个型别（包括9种动态突变型别和10种非动态突变型别）进行科研检测。动态突变检测采用毛细管电泳的方法，非动态突变检测采用二代测序方法。
 

关于脊髓小脑共济失调

核苷酸重复病，是指致病基因内三核苷酸或五核苷酸等重复序列拷贝数不稳定地扩展而导致的一组遗传病。正常的重复序列在代间传递中也有一定的变化，但是不会超过正常范围，从而保持遗传的稳定性。而患者所携带的异常扩展序列在遗传给后代时有进一步扩展的趋势，称为动态突变。

遗传性脊髓小脑共济失调( spinocerebellar ataxias，SCAs) 在普通人群发病率为1/ 10 万～5/ 10 万，是累及人类神经系统的主要遗传疾病之一， 由于具有动态突变的遗传特征而备受关注。SCA病变主要累及小脑，脑干和脊髓，多为常染色体显性遗传。临床表现为共济失调、构音不良、痉挛、眼球运动障碍，锥体束和锥体外系征等。SCA3、SCA1、SCA2、 SCA6、SCA7、SCA8、SCA12,、SCA17、 DRPLA（齿状核红核苍白球丘脑下核萎缩，Dentatorubral-Pallidoluysian Atrophy）是该病的九个亚型，分别由ATXN3, ATXN1, ATXN2, CACNA1A, ATXN7, PPP2R2B, ATN1基因编码区(CAG)n及TBP基因编码区(CAG/CAA)n 和ATXN8的 (CTA·TAG)n(CTG·CAG)n重复区域非正常扩展引起，其他一些型别则是非动态突变导致的，包括SCA5，SCA11，SCA13，SCA14，SCA15，SCA23等[2]。

除少数亚型外，多数SCA亚型的遗传病理学具有以下共同特点：

• 发生遗传早现(anticipation)，在同一SCA家系中发病年龄逐代提前，症状逐代加重。这是由于突变基因在减数分裂过程中的不稳定性使得下一代的三核苷酸重复数进一步扩展，而三核苷酸重复数与发病年龄成反比、与病情严重度成正比；

• 在大多数SCA中，核苷酸序列重复超过一定的临界值，患者就会出现临床症状。

• 父系遗传常见，且重复次数随着向子代的传递得到扩展。

      SCAs 各基因亚型发病率在全球范围内存在广泛的变化，我国常见的为SCA1～3 亚型，其中又以SCA3最常见。从目前研究来看，除SCA1～3、SCA6～7 外，其余亚型均为罕见亚型[3]。

      脊髓小脑共济失调3型（Spinocerebellar ataxia 3，SCA3）也称为Machado-Joseph病，为临床最为常见的亚型，由ATXN3基因第10号外显子的CAG三核苷酸重复序列拷贝数扩展导致，正常重复次数为12-44次，异常为52-86次，之间为中间突变型，中间突变型的重复次数可能会随着向子代的传递被扩展[1]。
 

      检测方法

      由于脊髓小脑共济失调各亚型之间临床症状相互重叠，在不同种族或同一种族不同家系，甚至同一家系中不同患者均可出现不同的临床表现，使得单从临床表型对患者进行分型十分困难。随着分子诊断技术的进步及脊髓小脑共济失调各亚型致病基因的确定，目前已可对患者及家系进行基因学诊断，同时可使遗传咨询及产前诊断进入临床应用[4]。

      基因学检测是目前诊断SCA3的金标准。方法：取患者的外周静脉血，提取其基因组DNA，经PCR后对产物进行电泳，从而对三核苷酸重复数目进行检测。基于PCR产物的琼脂糖凝胶电泳可进行初步诊断（患者出现不同于双亲的扩展条带），下图为一个动态突变导致的疾病家系电泳图谱[5]。

备注：质量浓度为1.5%琼脂糖凝胶电泳检测显示，第1、2 泳道样本均出现2 个电泳条带，表明患者与其父存在扩展条带；

第3 泳道样本仅有1 个电泳条带，不存在扩展条带。而且第1泳道的扩展条带最长，接近500 bp[5]。

毛细管电泳是一种基于测序仪将正常片段和扩展片段分开的方法，由于在PCR中掺入荧光染料，可显示不同颜色的荧光。在出现的峰图中，蓝色的峰为样本，红色的峰为分子量标准，根据红峰的片段大小可读出蓝峰的片段长度，通过预设的参数就可以得到样本CAG三核苷酸重复的次数。

应该注意的是，SCA2，SCA7，SCA8，及SCA10这几种型别有时候因拷贝数过大、甚至只能通过Southern Blot才能检测出来。应结合临床发现、家族史、发病年龄等评估样本是否适合用Southern Blot检测[2]。

此外还有克隆测序的方法（非必需）：从琼脂糖凝胶上将患者的正常片段和扩展片段分别切下来，回收后连接到质粒载体上，在大肠杆菌中进行扩增，提取质粒后再进行测序。由于克隆测序非常繁琐，一般只对位于正常和异常之间的重复次数的样本进行测序来予以验证[6]。
 

遗传咨询

对SCA的预防目前仍无良策，主要措施是做好遗传咨询工作。SCA多为常染色体显性遗传，各亚型的风险评估大致相似，主要内容包括：

1. 先证者的父母多数携带有致病基因，由于发病较晚或者在症状出现之前就去世，家族史可能为阴性。

2. 如果先证者父母一方携带一个异常扩增的突变基因，则先证者每个同胞有50%的可能遗传了突变基因，其后代携带致病基因的可能性也有50%。

3. 由于遗传早现，在同一SCA家系中发病年龄逐代提前，症状逐代加重。

4. 产前诊断前需经分子诊断首先确定家系中先证者的SCA基因突变，在此基础上进行胎儿DNA遗传诊断。

5. 对于无症状高风险成年人，应告知若经检测确诊为携带致病基因后可能对就业、教育、社会地位及家庭关系方面造成负面影响，经检查结果阳性者需安排长期随访。

6. 国际上一般认为对于易患成年期起病性疾病的无症状儿童不宜进行症状前诊断检查，理由是这种检查剥夺了孩子了解自身病况的选择权，得到阳性结果后可能会影响其家庭和社会关系，并可能影响患儿的教育和未来的就业情况。
 

参考文献

1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1196/

2. Jayadev S, Bird TD. Hereditary ataxias: overview. Genet Med 2013; 15: 673-683.

3. 姜淼等，脊髓小脑共济失调研究新进展. 国外医学遗传学分册, 2003年第26 卷第6 期

4. 张成等，脊髓小脑共济失调3型家系CAG 动态突变分析和产前诊断. 中国现代神经疾病杂志,2012年6月第12卷第3期

5. 郝莹，陈园园，顾卫红等，少年型亨廷顿病临床与基因突变分析. 中国现代神经疾病杂志2012年6月第12卷第3期

6. 顾卫红，基因动态突变检测方法简介http://blog.sina.com.cn/s/blog_504720710100mgss.html

7. 陆国辉，《临床遗传咨询》，北京大学医学出版社

说明：此案例文章系华大基因遗传咨询团队撰写，转载请注明来源。