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目的:对中国先天性眼外肌纤维化(congenital fibrosis of the extraocular muscles,CFEOM)家系进行致病基因定位及疾病分型,研究其中枢神经系统功能性改变,进一步认识和理解其神经源性的病变机制,为尚处初级研究阶段的CFEOM患者大脑fMRI变化规律提供更多临床依据。方法:1、致病基因定位与疾病分型1.1对2个CFEOM家系9名患者采集病史、体格检查、抽取外周静脉血5-8ml并提取基因组DNA。首先通过候选基因法对己知的主要基因突变位点进行探查,采取直接DNA序列分析,再通过SSCP证实突变位点,随机选取100名健康且无血缘关系中国人作对照组,以排除基因多态性可能。若仍未发现,则检测范围扩大到目前已报道的其它基因突变位点,或再运用连锁分析及全外显子测序进行检测。1.2通过查找致病基因发现已知或未知的突变位点,结合CFEOM家系患者临床表型进行疾病分型。2、神经功能检测与分析对2个家系典型CFEOM患者和正常对照组行全脑静息态功能磁共振检查及三维脑结构成像。正常组与病人组根据年龄及性别按2:1匹配。2.1首先对所有受试者进行全脑常规横断位MRI扫描以排除颅脑器质性病变。常规颅脑MRI扫描未见异常者继续行rs-fMRI扫描。2.2 rs-fMRI扫描:采用实时功能成像程序(Real-Time Imaging Processing,RTIP)方式及梯度回波-回波平面成像(Gradient-Recalled Echo-Planar Imaging,GRE-EPI)序列。2.3观察指标与分析:首先对采集的数据运用RESET软件进行预处理及校正,使用SPM8软件进行统计分析。对病变组与对照组的低频振幅(ALFF)、局域一致性(ReHo)、功能连接(FC)以及基于体素的形态学分析法(VBM)的脑结构变化进行比较分析。结果:1、临床研究1.1家系1五代中9人患病,均具有典型cfeom外观特征。致病基因位于kif21a基因外显子21,2860c>t(r954w),为杂合错义突变。1.2家系2四代中4人患病,除一人临床表型不典型外,其他三人都具有典型的cfeom外观特征。致病基因位于tbuu3基因外显子4,1249g>a(d417n),为杂合错义突变。1.3两个家系所有患者神经影像检查头颅mri形态上未见明显发育不良。2、静息态功能磁共振研究病患组8人:男6人,女2人,年龄13-58岁,平均年龄35.38岁(sd=14.02),正常对照组16人:男12人,女4人,年龄12-58岁,平均年龄36.26岁(sd=15.64),两组性别(chi-squaretestp=0.925)、年龄(p=0.822)比较无统计学差异。2.1rs-fmri分析结果:2.1.1alff:与正常对照组比较,病患组alff增强的脑区:小脑扁桃体、左颞下回;减弱的脑区:右顶上小叶。2.1.2reho:与正常对照组比较,病患组reho增强的脑区:右顶叶角回、左舌回、左岛叶中央沟盖、右中央前回;减弱的脑区:左小脑后叶。2.1.3fc:与正常对照组比较,以右额中回后部为种子区(roi)时,病患组无fc增加的脑区,减弱的脑区:右中央后回、左顶上小叶;以左额中回后部为种子区时,fc增加的脑区:右小脑前叶、小脑蚓部,无减弱的脑区。2.2vbm全脑灰、白质体积分析结果:2.2.1灰质体积:与正常对照组相比,病患组灰质体积增加的脑区:左辅助运动区、右顶下小叶、右额下回眶部;体积减少区:右额下回、左额上回。2.2.2白质体积:与正常对照组相比,病患组的白质无体积增加的脑区;减少的脑区:左丘脑、右枕下回、右杏仁核、胼胝体压部、右顶叶角回、右颞上回。结论:1、运用候选基因法确定2个cfeom家系致病基因定位分别为kif21a基因2860c>t(r954w)和tubb3基因1249g>a(d417n),均为杂合错义突变。2、cfeom1与cfeom3临床表型存在交叉,1型具更稳定的cfeom临床特征,3型表型更多样及外显不全。家系1属于cfeom1a型,遗传方式为常染色体完全外显的显性遗传;家系2属于cfeom3a型,遗传方式为常染色体不完全外显的显性遗传。3、2个CFEOM家系患者头颅常规MRI形态上均未见明显发育不良。4、全脑静息态功能磁共振研究显示CFEOM患者存在多个皮质中枢信号序列的变化,与患者异常心理和情绪、理解和辨别、运动和控制等脑区功能改变有关。以不同半球额中回后部(侧目中枢)为种子区的功能连接异常区域显示与患者视觉感知、运动学习及环境适应等相关。5、基于体素的形态学分析研究显示CFEOM患者灰、白质体积改变范围较广,涉及多个中枢神经功能区域,主要为边缘系统皮质与皮质下结构;大脑白质存在广泛体积减少区,提示颅内神经纤维传导功能下降,符合中枢神经源性肌病特征。