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脑海绵状血管瘤突变检测在家族性脑海绵状血管瘤中的临床意义

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脑海绵状血管瘤(CCM)是一种罕见的常染色体显性遗传疾病,其外显率不高,且在家族内和家族间的表达率存在差异。在CCM1、CCM2和CCM3三个基因中已经证实了因果突变。作为世界神经外科联合会

  脑海绵状血管瘤(CCM)是一种罕见的常染色体显性遗传疾病,其外显率不高,且在家族内和家族间的表达率存在差异。在CCM1、CCM2和CCM3三个基因中已经证实了因果突变。作为世界神经外科联合会(WFNS)教育委员会现任主席、德国汉诺威国际神经外科研究所(INI)神经外科教授、世界神经外科联合会(WFNS)提名委员会前任主席,巴特朗菲教授在论文《Clinical impact of CCM mutation detection in familial cavernous angioma》中详细论述了相关突变。

  家族性CCM主要与多发病变的发生有关,多发病变的数量和大小随着年龄的增长而增加。与这一观察结果一致的是,在14例看似零星的多发性海绵状瘤病例中,有4例先前被证明是CCM1突变携带者。因为他们的父母没有被分析,所以仍然不清楚他们是遗传的还是新的突变。在进一步的研究中,神经影像学显示22例多发性海绵状血管瘤阴性家族史患者中有17例海绵状血管瘤无症状。到目前为止,在该队列中检测到6个CCM1、4个CCM2和4个CCM3突变,这表明对于有多发性海绵状瘤的似乎零星病例,突变检出率至少为64%。值得注意的是,5名没有受神经放射学影响亲属的患者中有2人发现了CCM3突变。其中一个突变是导致CCM3基因鉴定的从头基因组缺失。最近又报道了新的CCM生殖系突变。在这项研究中,我们提出了结合遗传和神经放射学数据的一个看似零星的病例,患者,实际上,遗传了一个先前未描述的母体CCM1突变。

  巴特朗菲教授病例报告一则

  病史:

  一名三岁的波斯尼亚女孩在急性出血和神经系统恶化1个月后被转到德国INI进行脑干海绵体的手术治疗。她表现为嗜睡、头痛、右侧偏瘫、面神经麻痹和言语障碍。这种突然的恶化是由于先前诊断的伴有轻度脑积水的脑桥海绵状瘤的扩大和出血。临床稳定和神经症状的改善出现在抗水肿治疗。磁共振成像(MRI)显示多发性脑海绵状畸形,包括左额叶的致痫性病变,经医学治疗(图1)。入院时,患者发生躯干性共济失调。她几乎不能保持坐着的姿势,也不能站立。轻度面神经麻痹,重度偏瘫,反射亢进,右侧巴宾斯基征阳性。复查MRI示左侧脑桥海绵体,最大尺寸4×3.5×3cm(图1)。

脑海绵状血管瘤

图1:a-c增强t1加权磁共振图像显示的大脑桥空洞的孩子术前。术后轴位图像显示海绵样畸形完全切除,第四脑室大小恢复,脑干减压。e梯度回声MRI显示儿童额外的幕上海绵状血管瘤(左额叶和顶叶)

  手术过程

  为了使大脑放松,在显微外科手术干预之前,在右室放置脑脊液引流。我们的病人接受了神经导航的完整的桥脑海绵体切除术,没有任何并发症。术中取仰卧位,右侧卧头转。我们选择了针对前外侧脑桥的左侧颞下横幕入路。术中监测躯体感觉和脑干听觉诱发电位。

  术后

  术后,她的神经症状不断改善。术后10天进行MRI检查,证实海绵体完全切除,并显示先前严重增大的脑干减压(图1)。住院2周内持续斜视和轻度面神经麻痹。她因在本国接受神经康复治疗而出院。有症状的左侧额叶海绵体切除(图1e)提供给父母(图2),但他们还不赞成第二次手术。

脑海绵状血管瘤

图2:a,b多发性幕上海绵状瘤伴典型的低信号,27岁母亲,梯度回声MR扫描。c无症状母亲常规t2加权磁振造影可见规模较大的左侧额叶海绵状瘤(白色箭头)

  基因分析

  在获得知情同意后,从淋巴细胞DNA中扩增CCM1、CCM2和CCM3外显子及其邻近的内含子序列,并在Beckmann CEQ 8800毛细管电泳系统上直接测序。CCM1基因第16号外显子(c.1683_1684insA)的1个bp的插入在患者和她的母亲身上被发现,而在父亲身上没有被发现(图3)。

脑海绵状血管瘤

图3:正常序列的患者的父亲和插入一个腺嘌呤(A,粗体)在患者(箭头)和她的母亲(数据未显示)导致改变的阅读框和提前停止密码子(TGA,红色)。第一个受影响的氨基酸是位562的缬氨酸(V),它被改变为丝氨酸(S,粗体)。新的阅读框在5个氨基酸停止后结束(X,红色)(p.V562SfsX6)

  巴特朗菲教授表示:我们在患者身上发现的V562SfsX6移码突变符合截断CCM突变的已知方案。无症状父母的基因检测和MRI显示27岁母亲有相同的突变和多发海绵状血管瘤(图2)。因此,我们的患者最初被认为是散发病例,现在可以被归类为家族性CCM。

  多发性海绵状瘤,阴性基因分析

  CCM1、CCM2和CCM3分别在43-54、13-22和<10%的家族性CCM患者中检测到突变。在大约30%的患者中,目前的基因检测无法识别突变。例如,这可能是由于第四个CCM基因的存在、CCM1-3启动子区域的突变或所应用的突变检测方法的局限性。例如,直接测序无法检测到CCM2和CCM3中描述的大量缺失。为了提高突变检出率,除了测序外,我们还对CCM1-3进行了多重连接依赖探针扩增(MLPA)基因剂量测定。如果多发性海绵状瘤患者在测序和MLPA后的基因筛查结果呈阴性,我们建议对其亲属进行梯度回声MR扫描。

  在一个看似零星的病例中发现突变后,可以向父母和其他亲属提供遗传咨询和检测。虽然在索引患者中筛选CCM1、CCM2和CCM3基因突变有时可能很费力,但与MRI相比,在同一家系中对以前检测到的突变进行基因确认或排除是快速和经济有效的。此外,即使没有临床症状和神经放射学上可见的海绵状瘤,基因检测也能识别突变携带者。如果亲代突变得到确认,对进一步的家庭成员进行症状前基因检测时,将选择那些有风险并确实需要如前所述进行临床和神经放射学监测的亲属。因此,我们建议对有CCM突变的无症状家庭成员进行梯度回声MR扫描,以评估他们当前的中枢神经系统受累情况。连续磁共振扫描可能每年进行一次。根据研究结果和患者的兴趣,即使无症状的海绵体也可以通过手术切除,这对预防连续出血和神经功能缺损有很好的效果。

  散发的病例与多个海绵体携带一个新的突变

  如果双亲都携带正常的基因序列,而非亲权关系被排除在外,那么一定发生了新的突变。在这种情况下,除了先证者的子女和兄弟姐妹之外,亲属可以放心。携带CCM突变的多发性海绵状瘤患者有将近50%的风险将突变遗传给他们的孩子。此外,兄弟姐妹的复发风险可能不是完全可以忽略不计的,因为可能存在一个明显非载体亲本的生殖系嵌合现象。然而,这种风险是未知的,很难评估,因为它取决于突变的亲代配子的比例。基因测试精确地决定了孩子或兄弟姐妹是否也携带先证者的突变。

  巴特朗菲(Helmut Bertalanffy)教授总结到,由于目前已鉴定出三个CCM基因,因此对家族性CCM和散发性多发性病变都可进行分子遗传学诊断。如果在患者身上检测到CCM突变,基因检测可以明确地确定其家族内的突变携带者,在对亲属进行神经放射学筛选之前,应结合基因咨询进行检测。对已知突变检测呈阳性的个体可能需要核磁共振检查和选择性手术。阴性的检测结果将减轻亲属的临床和神经放射学监测和发展严重的海绵状血管瘤并发症的恐惧。

  巴特朗菲(Helmut Bertalanffy)教授为INC国际神经外科医生集团旗下组织世界神经外科顾问团(WANG)的成员,他们同来自美国、日本、欧洲等发达国家的同一专业不同细分领域的神经外科教科书级别专家一起,致力为促进中外神经外科事业的合作、提高和进步贡献力量,同时更为中国有需要的脑海绵状血管瘤、脑胶质瘤室管膜瘤脑膜瘤垂体瘤、视神经胶质瘤、丘脑肿瘤、鞍区肿瘤、脊髓肿瘤、脊索瘤、松果体区肿瘤等神经外科疾病患者提供更前沿更优质的治疗选择。

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