
二、详细分析
(一)AS的致病机制
印记是一对来自父母双亲的等位基因选择性表达的表观遗传现象。15q11-q13存在母源印记基因(父源表达)、父源印记基因(母源表达)和双亲表达基因。泛素蛋白连接酶E3A/人乳头瘤病毒E6结合蛋白(UBE3A/E6AP)位于15q11-q13,是一种印记基因。小鼠研究显示UBE3A在脑表达为母源表达而在其他所有组织为双亲表达。UBE3A特异性的母源脑表达也发生在人类脑组织。最近的证据显示UBE3A反义转录RNA(UBE3A antisense transcript,UBE3A-ATS)和“边缘元件”共同调控UBE3A的特异性表达,UBE3A的印记既需要“边缘元件”的功能丧失,又需要UBE3AATS的上调。对这一机制的探索有助于开发AS的新治疗方向。
AS主要存在4种遗传致病机制:15q11-q13母源性片段缺失最为常见,约占AS的70%~80%;母源性UBE3A基因内变异占10%~20%;15q11-q13父源单亲二倍体(paternal uniparental disomy,pUPD)占3%~5%;15q11-q13基因印记缺陷导致母源性UBE3A表达改变约占3%~5%。通常片段缺失者表型较重,父源二倍体或印记缺陷者表型较轻,表现在发育水平、体重、头围及癫痫发作方面。
UBE3A编码E3泛素连接酶(HECT)结构域,该酶催化泛素添加到底物蛋白上的赖氨酸残基,导致泛素化的底物蛋白降解。泛素化是一种重要的翻译后修饰方式,对调控蛋白功能和降解非常重要。泛素化级联包括泛素激活酶E1、泛素结合酶E2s和泛素连接酶E3s的顺序作用。在泛素化级联反应中,E3连接酶主要决定选择目标基因和泛素化位点。泛素连接酶活性对泛素化和目标蛋白的降解很重要,UBE3A活性的破坏导致目标蛋白的过度增高从而引起神经元功能障碍。目前已经发现一些UBE3A底物,但导致神经元缺陷的AS相关的底物尚不明确。
15q11-q13区域与孤独症密切相关,AS患儿经常被诊断为ASD。最近一个针对拷贝数变异导致孤独症的研究显示,15q11-q13区域重复占所有拷贝数变异ASD患儿的1%。UBE3A是一种多功能蛋白,具有重要的核和细胞质调节功能,可影响蛋白酶体功能,Wnt信号转导,昼夜节律,印记基因网络和染色质。UBE3A对神经系统发育作用或Ube3a表达异常如何导致认知和言语功能损害引起AS和ASD仍尚未完全明确。目前已知UBE3A在突触传递存在关键作用,提示AS全面功能缺陷可能源于突触的功能受损。
(二)临床表现
1.体格发育及面容特征
体格发育方面,片段缺失型AS患儿倾向于比正常人群瘦小,UPD及基因印记缺陷患儿倾向于比人群高大。UBE3A突变者体格发育个体差异较大。所有类型患儿约80%存在小头畸形。AS婴儿期面容无特异性,但随着年龄增长,会出现较有特点的颅面表型,包括中面部凹陷、宽口(可能是张口行为和笑容增加的后果)、下颌突出。AS患儿皮肤、眼和毛发色素沉着不足,在片段缺失患儿中更常见,这可能与Chr15q11-q13片段中的OCA2受累有关。眼部问题包括屈光不正、虹膜和脉络膜色素减退及斜视。眼球震颤也有报道。眼色素沉着常见,但在片段缺失型患儿中最常见。
2.发育迟缓
1岁内即出现发育迟缓,粗大和精细运动、语言理解及表达、社交均不同程度发育迟缓。AS患儿发育瓶颈为24~30个月,通常为重度发育迟缓。四肢肌张力减低、腱反射增强为AS特征,共济失调步态、震颤,患儿通常举起手臂、曲肘走路。始终不能走路患儿占10%,但随着早期诊断及干预的实现,目前AS的运动功能结局应有所改善。语言发育损害最为严重,大多数患儿无言语能力,少数患儿能说少数单字、短语。通常患儿配合度差,使得通常的评估方法难以实施,可能会低估患儿的能力。语言理解好于语言表达,借助于图片交换、沟通设备等可能使得个别AS实现非语言沟通。虽然所有能力均落后,但各能区表现参差不齐,社交能力相对较强,言语、运动能力相对较弱。成年AS多不能独自生活,限于室内活动,可说少数短语,高度依赖家人。
3.行为异常
AS行为特征为快乐的风格,容易诱发的大笑,注意力短暂,多动,喜欢嘴里含东西,爱玩水等。虽然婴儿期可能喂养困难、烦躁,但仍以快乐性格和微笑增加为特征。也有较少见的AS患儿无快乐特点,持续烦躁。AS通常有较强的社交欲望,易兴奋。AS大笑通常存在诱因,但是大笑的反应通常是不合时宜的、过度的。大多数AS患儿注意力短暂、多动,但青春期或成年时期该特点逐渐减轻。多数患儿存在破坏行为及刻板行为,但极少出现伤人行为。
4.睡眠障碍
AS的睡眠障碍发生率为20%~80%。睡眠问题可能在2~6岁时最严重,青春期开始逐渐消失。可表现为入睡及维持睡眠困难、总睡眠时间减少、睡眠-觉醒节律障碍、夜行症、遗尿症、磨牙症、梦魇、白天过度嗜睡以及与睡眠有关的呼吸困难。癫痫可能与睡眠问题相关,另外中枢性或阻塞性呼吸暂停也可参与AS睡眠障碍。本例AS患儿4岁时腺样体肥大致睡眠呼吸暂停,行腺样体切除术后睡眠明显改善。
5.癫痫
AS患儿约80%以上均合并癫痫,一项研究显示所有片段缺失类型、4/5pUPD及3/4UBE3A突变患儿存在癫痫发作,且片段缺失型癫痫发作比其他类型发作更早。75%AS患儿于3岁前出现发作,发作类型包括肌阵挛发作、非典型失神、全身强直-阵挛和失张力发作,多数患儿存在多种发作类型,可能在青春期出现癫痫发作减少现象。
6.其他临床特点
AS常伴骨骼肌肉的继发改变,其中脊柱侧弯发病率儿童约10%,成年可达70%,随年龄增长发病率呈逐渐增加趋势。脊柱侧弯可能与躯干肌张力低、立位脊柱力线异常有关。早期持续的康复治疗可能改变脊柱侧弯的自然病程。另外腰椎前突、足内旋内翻在AS中也较常见。
(三)实验室检查
1.磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)
AS患儿缺乏特异性的脑结构改变,头颅MRI可提示双侧脑室增宽、胼胝体变薄及脑萎缩。脑白质区T2WI、FLAIR序列高信号较多见。基于体束的脑形态分析可发现AS患儿纹状体、边缘系统及眶额皮质灰质容积减少。AS患儿弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)参数可提示髓鞘化延迟或低下,轴突密度减低或直径减低。
2.脑电图
AS患儿脑电图最常见的改变为额叶长程的高波幅2~3Hz活动伴有发作性癫痫样放电。高波幅节律性4~6Hz活动,主要出现在枕区,伴尖波,可通过闭眼易化出现,12岁以下常出现。有研究对比AS患儿和正常同龄儿脑电图发现,AS脑δ波幅更高、更活跃。且AS患儿清醒及睡眠整个新皮层均表现出δ震荡增强,儿童早期更明显。故有研究建议δ节律在临床中可作为AS脑电特征性改变进行鉴诊。
(四)本病例临床特点分析
本患儿婴儿期喂养困难,快乐个性,容易诱发大笑。自幼全面发育迟缓,语言、认知发育迟缓为著。1岁余出现肌阵挛癫痫发作。体格检查示皮肤白皙,头小,四肢肌张力低下,共济失调步态,手刻板行为,脑电图以弥散的δ节律为特点的慢节律,且伴尖波发放。头颅MRI无特异性改变。血生化检测及尿气相色谱质谱分析均无异常。临床高度符合AS特点,鉴于AS多数为片段缺失型,故对其行CMA检测,发现上述表现,结合患儿典型的临床表现可诊断为15q11-q13母源性片段缺失导致的AS。经规则的康复治疗运动功能逐渐进步,但仍为共济失调步态。认知及语言功能损害无显著改善。癫痫经抗癫痫药物治疗及生酮饮食治疗控制尚可。