【神经遗传】RFC1基因突变导致伴周围神经病和前庭反射消失的小脑性共济失调综合征1例并文献复习

【神经遗传】RFC1基因突变导致伴周围神经病和前庭反射消失的小脑性共济失调综合征1例并文献复习

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文章来源：中华神经病学杂志，2022,55(7): 690-698

作者：傅家瑜、刘晓轩、傅玉和、张硕、吴洁英、范东升

概括

目的

探讨RFC1（C1）基因突变引起的小脑性共济失调综合征（C1）伴有周围神经病变和前庭反射丧失患者的临床和遗传特征，以提高对该病的认识。

方法

报道了一名2021年1月就诊于北京大学第三医院的患者，从患者的外周血中提取了DNA，进行详细的共济失调相关基因检测。检索文献报道RFC1基因突变情况，总结分析所有患者的临床和遗传特征。

结果

该病例患者为51岁女性。她主要表现为步态不稳定逐渐恶化。结合辅助检查，与临床诊断相符。该患者的基因检测结果排除了其他报告的遗传性共济失调变异，并且还改进了 RFC1 基因检测。结果显示，该患者存在双等位基因致病性变异结构（AAGGG）exp重复扩增。共检索到报道RFC1基因变异的国内外文献14篇。患者总体RFC1基因变异率为68%至100%。 RFC1基因变异率在散发性和家族性患者中是不同的。这种基因变异具有种族差异。

综上所述

对于成人迟发性共济失调患者，头颅磁共振结合电生理和前庭功能检查有助于鉴别。 RFC1基因检测对该病的诊断具有重要意义。该患者扩大了我国共济失调的疾病谱，证实了RFC1基因突变对于中国人群共济失调筛查具有重要意义。

小脑性共济失调综合征伴周围神经病变和前庭反射消失（ , , , ）是一种以进行性共济失调为主要表现的神经退行性疾病。散发性和遗传性病例均有报道。这种疾病破坏了三个主要的平衡系统。临床表现为经典三联征：小脑萎缩与其他类型的共济失调相比，共济失调、前庭功能减退和非长度依赖性感觉神经病的整体病程具有起病晚、进展缓慢、预后较好的特点[1,2, 3,4,5]。等人首先总结了典型的三联征。 [1] 2004年，随后等人制定了诊断标准。 [2] 2016年。2019年等人[3]将 RFC1 (C 1) 基因重复扩展突变确定为第一个发现的该疾病的致病基因。此后，该病受到越来越多的关注和报道，进一步加深了人们对互利共生的认识。了解疾病的疾病谱[6,7,8]。在这里，我们首次报告一名患者的临床诊断和基因检测表明 RFC1 基因中存在致病性重复扩增突变。我们还根据该病例回顾文献，总结其临床和遗传特征。

材料和方法

1. 临床数据

患者，女，51岁，汉族，起病隐袭。因“进行性行走不稳17年”，于2021年1月26日到我院神经内科门诊就诊。 17年前，患者在无明显诱因的情况下出现步态不稳、平衡能力差，无明显跌倒。此后，上述症状逐渐发展，包括无法快速行走、跑跳困难、活动或体位改变时出现暂时性视力模糊和眼前发黑、偶有耳鸣、常年干咳等。 。未给予特殊诊断和治疗。两年前，我感觉自己的步态变得更加不稳定，感觉就像踩在棉花上一样。我上下楼梯明显不稳定，很容易撞到人。我害怕晚上走路。走路和闭眼站立时身体都有晃动，但没有明显的摔倒。发病以来，无明显四肢无力或疼痛，无抽搐、肌肉抽搐，无大小便障碍，无言语困难或吞咽障碍，无情绪或睡眠障碍。他过去的经历并不起眼。否认哮喘、慢性咽炎等肺及耳鼻喉疾病史。他还否认有遗传病家族史。他的父母不是近亲结婚的。他否认有偏食、异食癖和中毒史。他没有吸烟史。

查体：卧位血压120/81 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），立位血压116/78 mmHg。内部体检一般正常。意识清晰，语言流畅，高级皮质功能未见异常。左右两侧双眼可见不连续水平眼震，上下视力正常。其余脑神经体格检查未见明显异常。四肢肌张力正常，四肢肌力V级，四肢腱反射对称，双下肢膝腱反射活跃（+++），跟腱反射正常(++)，双下肢病理征阳性，髌阵挛、踝关节扭伤阴性。双侧指鼻试验尚可，快速旋转试验不灵活，跟膝胫试验不稳定。行走步幅较宽，直线行走不稳定，患者一步站立时双脚发抖。龙伯格征呈阳性。四肢浅表感觉对称正常，髂前上棘以下下肢振动感减轻，尤其是右侧。实验室检查：患者血常规、生化、甲状腺功能、同型半胱氨酸、肿瘤、感染、免疫等实验室检查结果未见异常。脑磁共振成像（图1）显示小脑蚓部前背、后上裂和外侧半球水平裂特征性萎缩。前庭功能测试显示半规管功能降低，头脉冲测试显示左侧水平半规管和左前半规管前庭眼反射（VOR）增益降低，​​双侧水平半规管出现代偿性眼跳（图2）。完整肌电图显示双下肢运动神经传导复合肌肉动作电位（ ）未见异常，双腓肠神经中感觉神经传导感觉神经动作电位（ 神经 ）未见异常，双下肢未检测到交感皮肤反应（皮肤）。双下肢感觉诱发电位（ ）异常变化。

图1 脑磁共振显示患者有小脑共济失调综合征特征的小脑萎缩，伴有周围神经病变和前庭反射丧失：主要位于前背蚓部，对应于外侧半球后上裂和水平裂之间的VI小叶，VIIa 和 VIIb 萎缩（箭头）。 A和B是矢状位视图（T2WI）； C和D是轴向视图（T1WI）

的 与 , , .注意 和 的 以及 Ⅵ、Ⅶa 和 Ⅶb () 之前的 和部分。 A、B：视图（T2WI）； C、D：轴视图（T1WI）

图2 一名患有小脑性共济失调综合征并伴有周围神经病变和前庭反射丧失的患者接受了头部脉搏测试。结果显示，左水平半规管和左前半规管的前庭眼反射增益随着双侧水平半规管的代偿性眼跳而降低。

2 的头部测试， ， ， 眼睛增益在左管和左管中， 与

2、研究方法

1.基因检测：根据既往报道的共济失调基因诊断策略[9,10,11]，在患者知情同意并签署知情同意书的情况下，将对患者进行详细的基因检测。采集患者外周血DNA，完善特异性基因检测（金准基因科技有限公司）：（1）靶向二代测序，采用美国公司外显子芯片，覆盖腓骨肌萎缩、遗传性痉挛性截瘫、脊髓小脑更多超过 4,000 个与性共济失调 (SCA) 等疾病相关的基因进行了全外显子组测序。 （2）常见动态突变检测：基于聚合酶链式反应（PCR）扩增和毛细管电泳片段，分析检测遗传性共济失调疾病中常见的重复扩增突变基因，包括SCA1、SCA2、SCA3、SCA6、SCA7、SCA8、 SCA10、SCA12、SCA17、SCA36、苍白齿红素路易体萎缩 (DRPLA)、弗里德赖希共济失调 (FRDA) 基因。 (3)RFC1基因突变检测：首先采用标准PCR检测是否存在双等位基因长片段扩增。当RFC1基因有双等位基因长片段扩增（>1.5 kb）时【神经遗传】RFC1基因突变导致伴周围神经病和前庭反射消失的小脑性共济失调综合征1例并文献复习，琼脂糖凝胶电泳呈无条带。带显示。其次，使用三重引物通过重复引物PCR扩增重复序列区域中的DNA片段（AAAAG、AAAGG、AAGGG）。取 0.5 μl PCR 产物，与 8.5 μl 去离子甲酰胺和 1 μl 分子内标充分混匀，94℃加热。变性5min后，使用ABI DNA分析仪（美国公司）毛细管电泳至标准长度，使用V2.2.0软件进行分析。当 RFC1 基因扩增 AAGGG 重复片段时，其产物具有特征性锯齿状下降峰模式。此外，还对北京大学第三医院神经内科采集的30份无遗传病家族史的健康志愿者血样完成了RFC1基因突变检测，作为解读RFC1基因突变结果的参考。对患者家庭进行详细询问，绘制完整的家庭图。

2.文献综述：以“RFC1”联合“”““”“”、“RFC1基因”联合“前庭反射丧失”、“小脑性共济失调综合征”和“周围神经病变”为关键词，数据库，万方数据库、CNKI数据库检索2021年5月20日前的相关病例报告或研究文献。其中，未明确诊断三联征且未同时检测的临床受试者不包括具有详细临床和遗传数据的RFC1基因突变病例。

本研究为病例报告研究。文章发表经北京大学第三医院医学研究伦理委员会批准【批号：（2021）医伦理审字（060-02）号】并获得患者本人知情同意。

结果

1. 临床诊断及基因检测结果

1.临床诊断：患者中年起病，起病隐袭，进行性加重，病程较长。临床以步态不稳为主要表现，伴有长期耳鸣、干咳、活动及体位改变时短暂双眼视物等。躯体障碍特征，体检显示水平眼球震颤、深部感觉障碍、征阳性及四肢和躯干共济失调，辅助检查发现小脑蚓部和半球特征性区域性萎缩，前庭功能降低（代偿性眼跳导致VOR增益降低）和感觉周围神经病。基因检测排除了 SCA、FRDA 和其他导致共济失调的外显子水平变异。根据等人制定的诊断标准。 [2]2016年，与临床诊断相符。

2.基因检测结果：（1）对4000多个共济失调相关基因进行靶向二代测序，未发现外显子水平的异常致病变异。 (2)SCA、DRPLA、FRDA等常见遗传性共济失调疾病相关基因未发现异常动态突变。 （3）患者RFC1基因第二内含子区域存在纯合致病性变异结构（AAGGG）exp重复扩增，重复次数超过100次，与以往文献报道的致病突变一致（图3、4）[3] ]。此外，通过详细的家属询问，我们发现除患者外，其他人均未出现类似症状，且患者其他家属均拒绝接受基因检测（家属图见图5）。综上所述，患者的基因结果支持常染色体隐性遗传的诊断。

图3 伴有周围神经病变和前庭反射丧失的小脑性共济失调综合征患者与健康对照者RFC1（C 1）基因的普通聚合酶链式反应结果。 M：DNA条带； 1、4、5、8：健康对照纯合短片段扩增； 2、3、7：健康对照杂合短片段扩增； 6：该患者没有短片段扩增，表明存在长重复片段扩增（>1.5 kb）

、 、 和 中的 C 1 基因链。 M: DNA ;1, 4, 5, 8: 的缩写; 2, 3, 7: 的简称； 6: 在此带有 ,, 的情况下，没有短的 , (>1.5 kb)

图 4. 伴有周围神经病变和前庭反射丧失的小脑共济失调综合征患者和健康对照患者的 RFC1 双等位基因重复扩增片段的分析模式。重复引物聚合酶链式反应可扩增致病性 (AAGGG) exp、非致病性 (AAAAG) exp 和 (AAAGG) exp 片段。答：该患者具有双等位基因 (AAGGG) exp/(AAGGG) exp（阳性）； B：对照具有双等位基因（AAAGG）exp/（AAAGG）exp（阴性）； C：对照具有双等位基因（AAAGG）exp/（AAAGG）exp（阴性）位基因（AAAAG）exp/（AAAAG）ex p（阴性）； D：对照含有杂合子（AAAAG）exp/（AAGGG）exp（阴性）； E：对照含有杂合子（AAAGG）exp/（AAGGG）exp（阴性）； F：对照包含杂合子（AAAAG）exp/（AAAGG）exp（阴性）

C 1 基因中的 、 、 和 。 - 链接 (AAGGG)exp、(AAAAG)exp 和 (AAAGG)exp 。答： (AAGGG)exp/(AAGGG)exp ()； B：(AAAGG)exp/(AAAGG)exp()； C: (AAAAG)exp/(AAAAG)exp ()； D：状态()中的(AAAAG)exp/(AAGGG)exp； E：状态()中的(AAAGG)exp/(AAGGG)exp； F：状态 () 中的 (AAAAG)exp/(AAAGG)exp

图5 伴有周围神经病变和前庭反射丧失的小脑性共济失调综合征患者的家系图。

5 的 , ,

2. RFC1基因变异引起的临床和遗传特征

表1汇总了截至2021年5月国内外共有14项研究详细报道了RFC1基因变异的原因，其中12项来自欧洲，2项来自亚洲。大多数患者的临床表型为经典三联征（小脑性共济失调、前庭功能减退和感觉周围神经病变）。据报道，有些病例锥体系统、锥体外系和自主神经系统同时受损，症状与路易体类似。与痴呆、帕金森病和运动神经元疾病相关的表型。从基因型来看，患者总体RFC1基因突变率为68%～100%，其中家族性基因突变率为98%～100%，散发性基因突变率为78%～92%。其中大多数为经典的AAGGG扩增，扩增数范围为152至2 750。其中两项研究报告了新的致病变异，即(AAAGG) 10-25 (AAGGG) exp (AAAGG)4-6扩增和ACAGG扩增发现于亚太华人血统。

讨论

它是21世纪初逐渐被认识的一种以共济失调为主要表现的疾病。一般从50岁至60岁开始，进展缓慢。遇到典型的三合会通常需要10年左右的时间。此前的报道中曾出现过零星病例。性遗传和家族遗传均存在，遗传方式符合常染色体隐性遗传。目前其病因和发病机制尚不清楚[1,2,3]。病理学证据与神经退行性疾病一致。有学者提出，本病的变性与从周围神经感觉神经元、前庭神经进展到小脑的变性过程一致[22]。从临床表现来看，小脑功能障碍表现为小脑构音障碍、眼球运动障碍、肢体和轴性共济失调；前庭功能障碍表现为前庭眼反射消失或减弱；感觉周围神经损害多符合非长度依赖模式，常见深部感觉异常，部分病例还存在神经性疼痛。除典型的三联征外，还可见自主神经损害，主要是体位性低血压、口干或眼干[23]。此外，有研究报道，64%的患者出现慢性咳嗽也是植物神经受损的表现之一[4]。推测其机制是上呼吸道或食道周围感觉神经末梢的C纤维受损，导致上游脑干受损。去神经超敏反应发生在小脑和小脑的次级神经元中，影响咳嗽反射[24]。在辅助检查方面，头颅MRI评估小脑萎缩、电生理学检测周围神经损伤、头脉冲试验结合视频眼电图或等效设备检测前庭眼反射障碍等可为明确诊断提供重要支持[4]。从预后来看，病情进展缓慢。 55% 的患者 10 年后需要拐杖，25% 的患者 15 年后需要轮椅辅助。然而，这种疾病不会缩短预期寿命。文献报道死亡年龄为77(59, 87)岁[5]。

该患者有三联征。与国外以往报道相比，发病年龄较早，症状较轻，进展缓慢。他先出现小脑步态不稳，后逐渐出现慢性咳嗽、体位性低血压等症状。自主神经损伤的表现最终进展为周围神经的深部感觉障碍。辅助检查显示小脑及周围神经损伤较突出，前庭功能损伤较轻。该病的病程和预后均较好，提示该病可能具有一定的种族特异性。

RFC1基因位于4号染色体4p14，全长78,926 bp，包括25个外显子，编码含有1,148个氨基酸残基的复制因子C大亚基。它广泛表达于全身的组织细胞中，并且位于细胞核中。复制因子 C (C) 是一种 DNA 聚合酶辅助蛋白，含有 5 个亚基。作为DNA聚合酶的激活剂，与引物3′端结合，将增殖细胞核抗原（细胞）负载到DNA上，并激活DNA聚合酶δ和ε，促进DNA复制过程中或DNA后两条链的协同合成损伤，确保DNA的稳定性[25,26]。 2019年等人[3]证实RFC1基因第二个内含子区元件3'端AAGGG片段的重复扩增是第一个发现的致病变异，占家族性病例的100%和散发性病例的92%。研究人员发现，这种变异具有完全外显率，只有携带双等位基因纯合变异的患者才会致病，这与常染色体隐性遗传模式一致。正常人常携带该区域重复11次的AAAAG片段，有的还可能携带混合的AAAGG和AAGGG重复片段。欧美人群报道的致病性重复次数为400～2000次，具有同一家族兄弟姐妹中数量稳定、与发病年龄无关的遗传特点。

根据之前AAGGG在正常白种人群体中占0.7%至4.0%的频率，估计RFC1双等位基因变异遗传病的患病率为1/625至1/20 000[3,12,27]。此外，研究人员还发现，相关基因型可能随着祖先的进化逐渐从AAAAG进化到AAAGG或AAGGG。基于白种人患者中的相同单倍型，有人提出这种变异在欧洲人群中具有遗传奠基者效应[3]。数据库搜索也通过该基因变异在不同人群中的不同分布证实了这一点。 [16]在gnom AD v3数据库中没有发现欧洲人群中的致病变异，但在亚太人群中发现了7个ACAGG重复。该片段的致病变异来自2名非洲人、4名南亚人和1名东亚人；随后在一名日本患者中证实了相关的致病性，表明ACAGG片段重复扩增在非白种人群体中的筛选意义。 [28]。我们报道的散发患者的RFC1双等位基因致病性变异结构（AAGGG）有超过100次重复扩增，从遗传学角度验证了临床诊断。据我国此前两篇文献报道，正常人携带的RFC1基因突变频率为1.00%~2.24%。据估计，该病在我国的患病率为1/2 000~1/10 000。目前国内对该病的认识已相当深入。如果还不够，则迫切需要进一步探索和研究[29,30]。

目前，RFC1基因变异对该病的致病机制尚未完全阐明。讨论主要集中在以下几个方面：首先，RFC1基因编码的蛋白质具有维持DNA复制和修复稳定性的功能，之前报道的许多语法障碍相关疾病的致病基因都涉及相似的途径，例如共济失调毛细血管扩张症、共济失调伴动眼神经失用1型和2型等[25,26]。此外，研究证实小脑和周围神经特别容易受到DNA修复功能降低的影响[3​​1]。因此，上述证据均表明DNA损伤机制的重要影响。其次，与RFC1基因相关的多核苷酸重复扩增位于内含子区域。研究证实，它不符合致病基因功能丧失导致编码蛋白本身表达异常的外显子突变模式。转录组水平分析表明，该突变可能通过异常扩增导致病理性mRNA积累毒性[3]。这也可以解释为什么所报道的疾病不具有动态突变、早期遗传发病和临床异质性的特征[32]。第三，突变位于Alu元素区域。先前的研究表明，Alu元素的失调会破坏脑线粒体的稳态和功能，导致细胞能量水平受损和神经元应激和死亡，这表明线粒体能量代谢机制在该疾病中发挥了作用。潜在的作用[33]。

查阅文献可以进一步探讨临床表型与基因型之间的关系：首先，据报道部分患者除经典三联征外，还存在锥体系统、锥体外系、自主神经系统等其他表现，提示：它们与其他神经系统症状有关。系统退行性疾病也可能是损害多个系统的疾病。其次，虽然临床报道的散发性队列中78%~92%存在RFC1基因突变，但仍有部分患者未发现致病突变，提示可能存在其他致病基因[3, 12]。许多学者正在尝试在具有临床表型的遗传家族中探索新的致病候选基因。等[12]发现22个家系的35名临床确诊患者中，共有4名患者无RFC1基因致病性突变。进一步基因再分析诊断1例为SCA45（FAT2基因杂合变异），1例为SCA3，1例为痉挛性共济失调型（SACS基因突变）。艾哈迈德等人。 [34]发现ELF2基因的错义突变对来自一个家族的3名临床诊断患者具有致病性。他们通过基础研究进一步验证，这种突变影响了SCA2和SCA38相关基因以及ATXN2基因的表达。潜在的致病机制。 [35]发现基因(p.)变异在显性遗传家族中引起严重的感觉神经元神经病变和前庭功能减退。未来需要进一步研究探索更多的临床表型和潜在致病基因，以更新共济失调疾病谱的表型，强化基因检测对于疾病鉴别诊断的价值。

RFC1基因变异是人群迟发性共济失调的重要原因。既往研究报道，晚发性共济失调队列中该病的比例可达14%～22%[3, 13]。临床上需与多系统萎缩、SCA、线粒体疾病、肿瘤及副肿瘤相关共济失调、酒精性小脑变性、自身免疫性小脑共济失调等疾病相鉴别[11, 36]。头颅平扫MRI、电生理检查和前庭功能检查可以清楚地提示客观的神经损伤，为诊断提供一定的提示。基因检测对于鉴别诊断具有重要意义。

我们在我国首次报告一例由RFC1基因致病性变异引起的病例，发现该患者具有经典表型，同时还具有发病年龄相对较早、进展缓慢的特点。 RFC1基因变异可能存在一定的种族差异。按正常人群携带率计算，我国患病率估计为1/2 000至1/10 000，表明该病在我国被严重低估。该研究拓展了我国成人共济失调的疾病和遗传谱，提醒神经科医生注意识别经典三联征表现，并对不明共济失调病例进行RFC1基因重复扩增基因检测。

参考文献省略