原發性震顫的遺傳學研究進展

江吉鴻 范海倫 余鑫 徐從英 王琰萍 嚴雅萍

原發性震顫（essential tremor,ET），被定義為持續3年以上的雙側上肢動作性震顫，伴或不伴其他部位震顫，沒有其他神經系統體征（如肌張力障礙、共濟失調或帕金森?。┑恼痤澗C合征[1]。ET 是一種常見的運動障礙性疾病，主要表現為動作性震顫，頻率多為4～12 Hz，多累及雙上肢，也可擴散到其他部位（如頜部等）[2]。ET在人群中的患病率為0.4%～0.9%，隨著年齡增長，65 歲以上人群的患病率為4.6%～6.3%，≥95 歲人群的患病率超過20%[2]。ET 的發病機制至今尚未完全明確，目前研究認為皮質-腦橋-小腦-丘腦-皮質環路的節律性震蕩是ET 的主要病理生理學機制。多模態神經影像技術研究表明，ET 患者不僅存在小腦功能和代謝異常，也存在灰質和白質結構異常[3]，而伽馬氨基丁酸（gamma amino butyric acid, GABA）藥物治療有效也側面證實了原發性浦肯野細胞功能障礙導致小腦皮質抑制減少，表明ET 很可能是一種小腦去抑制的結構性、退行性腦疾病[4]。

ET 的病因包括遺傳因素、老化因素和環境因素。30%～70%的ET 患者具有家族史[1]，多呈常染色體顯性遺傳，近年來遺傳因素是ET 病因中的研究熱點。多年以來的連鎖分析、外顯子組和全基因組測序、全基因組關聯分析等多種基因測序已發現近10 余種與ET 發病風險相關的基因。本文對原發性震顫遺傳學研究進展作一綜述。

1 連鎖分析

2020 年，一項Meta 分析顯示，高加索人群中ETM1基因座的DRD3 基因Ser9GIy（也被稱為312G＞A 和rs6280）多態性與ET 具有相關性，且GG+GA 基因型的存在會使發病風險增加[5]。ETM2 基因座定位于2p24.1，其中HS1-BP3 基因表達的產物參與兒茶酚胺和5-羥色胺等神經遞質的調節，這兩種神經遞質與震顫發病有關[6]。ETM3 基因座定位于6p23，但目前尚未有研究發現與ET 相關的致病基因。

2 外顯子組和全基因組測序

在散發性ET 患者或家族中發現包括FUS、TENM4、SCN4A、SCN11A、HTRA2、KCNS2、HAPLN4、NOS3 等基因變異。

2.1 FUS 基因 FUS 基因通常被認為是肌萎縮側索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）的致病基因[7]。2012 年，Merner 等[8]發現FUS 基因與ET 的相關性，并確定了FUS c.868C＞T 變異是導致ET 的病因。2020 年，Yan 等[9]在FUS 位點發現2 個單核苷酸多態性（rs74 1810 和rs1052352）與ET 致病相關。然而，Hopfner 等[10]在國外隊列中未發現FUS 基因變異與ET 相關。目前FUS 基因致病的病理生理機制尚不明確，Tio 等[11]在果蠅模型的研究發現，FUS c.868C＞T 在多巴胺能和5-羥色胺能神經元中靶向表達會致使果蠅出現運動功能障礙，并伴有GABA 能通路的損傷。

2.2 TENM4 基因 2015 年Hor 等[12]對3 個ET 家族進行全外顯子組測序，發現TENM4 基因c.4324G＞A 錯義突變，推測其可能通過中樞神經系統脫髓鞘及軸突導向共同參與ET 發病。Hor 等[12]發現TENM4 基因3 個不同的致病突變均與表型分離。然而，Yan 等[9]在ET和對照組的研究中未發現組間等位基因頻率存在差異。但也有研究者在TENM4 基因敲除的小鼠中發現有ET 表型的存在[13]。因此，TENM4 和ET 的相關性仍需在其他隊列中進一步驗證。

2.3 SCN 系列基因 SCN4A 常見表達于神經、肌肉中，常引起周期性癱瘓、肌張力障礙、肌強直等疾病。Bergareche 等[14]對1 個ET 家族進行全外顯子組測序發現SCN4A 基因表達的蛋白上第1 537 位點甘氨酸到絲氨酸變異，該變異促進了鉀離子和銨離子的電導，可能是震顫的原因。無獨有偶，2019 年，Hosoi 等[15]在小鼠模型中發現SCN8A 與ET 相關，但是目前尚未有研究證實ET 患者存在該基因突變。2017 年，針對伴有發作性疼痛的家族性ET 患者，有研究團隊采用全外顯子組測序或Sanger 測序，發現該家族成員中存在SCN11A 的p.Arg225Cys 突變，該突變可引起家族性偶發性疼痛，并出現震顫，也進一步證實了ET 可能是神經通道疾病之一[16]。

2.4 HTRA2 基因 研究者在1 個表型為ET 和帕金森病的土耳其家族中發現了HTRA2 p.G399S 變異，ET 表型可見于該基因的純合子或雜合子，純合子ET 患者發病年齡早、震顫更為嚴重[17]。但是有研究發現HTRA2 可能不是ET 的常見基因突變[9]，所以該基因與ET 的關聯還需進一步驗證。

2.5 HAPLN4 基因 HAPLN4 基因也叫透明質酸和蛋白多糖鏈接蛋白4 基因，其在基底神經節和小腦的神經周圍網絡中表達，也高度表達于小腦浦肯野纖維。HAPLN4 作為周圍神經網絡組分，可以選擇性地協助小腦浦肯野纖維-小腦深部核團之間GABA 能突觸的形成和傳遞[18]，研究者發現HAPLN4 缺乏會令小腦深核中浦肯野纖維GABA 能突觸的數量減少[18]。

2.6 NOS3 基因 NOS3 基因在中樞神經系統（包括小腦）、神經元和內皮細胞中高度表達，可將L-精氨酸轉化為神經遞質一氧化氮。有研究者對ET 家族進行基因測定，在2 個ET 家族中分別發現了NOS3 基因的雜合變體c.46G＞A 和c.164C＞T[19]，而在另1 個家族中發現KCNS2 c.1137T＞A 突變。該突變位于電壓門控鉀離子（K+）通道α-亞基Kv9.2 中，可調節內源性K+通道的活性。有研究者制作了表達人類野生型Kv9.2 和ET突變型Kv9.2 亞基的轉基因果蠅模型，在突變型中發現了通道的高失活性和更高頻率的放電性，這些數據支持了KCNS2 突變的致病性[20]。

2.7 CCDC183 MMP10 GPR151 基因 近來一項研究發現CCDC183 基因c.1025G＞A 導致的無義突變可能是ET 致病原因[21]。該基因純合子僅在ET 患者中發現，但雜合子可同時見于ET 患者和健康對照人群。此外，MMP10 中的rs535864157 和GPR151 中rs114285050均發現與ET 有關，研究者預測其對于發現ET 致病機制有重要作用[21]。

2.8 CACNA1G 基因 Odgerel 等[22]通過全基因組測序，在ET 家族中發現CACNA1G 基因存在c.1367G＞A變異，該基因編碼T 型鈣離子（Ca2+）通道亞基CaV3.1參與各種運動通路，被認為與神經元自噬和ET 有關。

2.9 NOTCH2NLC 基因 NOTCH2NLC 基因是神經元核內包涵體病的致病基因。研究證實NOTCH2NLC基因陽性先證者的皮膚活檢中可檢測到嗜酸性核內包涵體[23]。Sun 等[23]在11 個ET 家族中發現了NOTCH2NLC 基因的異常GGC 重復擴增與ET 有關。隨后，Yan 等[24]驗證了在中國東部ET 患者中也存在NOTCH2NLC 基因的異常GGC 重復擴增，但有研究對歐洲人群進行基因測序并未發現該異常擴增與ET 相關[25]。

3 全基因組關聯分析

3.1 LINGO1 基因 全基因組測序首先應用于冰島人群，統計分析顯示LINGO1 基因（15q24.3 號染色體）中rs9652490 和rs11856808 與ET 存在強相關。此后在眾多研究中，部分研究發現rs9652490 與ET 相關，認為rs9652490 可能是ET 的易感基因[26]，然而在其他研究中，并沒有發現rs9652490、rs11856808 與ET 相關[27]。因此，LINGO1 基因與ET 的相關性仍需要進一步驗證。

3.2 SLClA2 基因 SLClA2 基因也叫溶質載體家族1-膠質親和性谷氨酸轉運蛋白成員2，位于11 號染色體，編碼溶質轉運蛋白，該蛋白作為興奮性谷氨酸神經遞質在ET 的發病機制中起著重要作用[28]。SLClA2 基因變異在一項中國人群的研究中得到印證[29]，而在歐洲人群并未發現SLC1A2 rs3794087 基因變異[30]。

3.3 STK32B、PPARGC1A、CTNNA3 基因

3.3.1 STK32B 基因 2016 年有學者在對歐洲人群的一項研究中發現3 個新的ET 相關位點，其中STK32B在ET 患者小腦皮質中表達增加，通過分析顯示STK32B 中rs10937625 與小腦皮質表達減少有關[30]。后續一項研究顯示人類小腦人髓母細胞瘤細胞中STK32B 基因過度表達，會導致Ca2+跨膜轉運和嗅覺轉導等通路異常，且過表達的STK32B 會影響其他ET 致病基因（如FUS 基因）的轉錄水平[31]。

3.3.2 PPARGC1A 基因 PPARGC1A 基因編碼過氧化物酶體增殖物激活受體γ 輔激活因子1A（PGC-1α），其中rs17590046 被發現可能與ET 有關，但是亞洲兩項研究卻得出相互矛盾的結論[32-33]。PPARGC1A 基因位于染色體4p15.1 上，PPARGC1A 參與線粒體功能和能量代謝，其功能喪失可能導致紋狀體的神經元退化[34]。

3.3.3 CTNNA3 基因 CTNNA3 基因編碼連環蛋白α是一種與阿爾茨海默病基因相關的細胞-細胞黏附分子，在歐洲ET 隊列中，CTNNA3 基因中rs7903491、rs12764057、rs10822974 3 個位點變異被證實與ET 易感性相關[30]。隨后，有研究證實CTNNA3 rs7903491 的G 等位基因為ET 的危險因素，然而在中國人群中而尚未發現rs12764057 和rs10822974 與ET 相關[35]。

3.4 BACE2 基因 在一項針對大樣本歐洲ET 患者的分析中發現，BACE2 基因與小腦下腳細胞內體積分數（神經元密度的標志物）增加有關[36]。小腦下腳將本體感受信息從脊髓和腦干核團傳導至小腦皮質。結構像MRI 發現，與健康對照組比較，ET 患者的小腦中腳和下腳體積明顯萎縮[37]。

4 其他相關基因

4.1 ADP-核糖基化因子（ADP-ribosylation factors,ARFs）基因 ARFs 基因屬于小單體GTPases 家族，包括6 個成員，分為3 類：Ⅰ類（ARF1、2 和3）、Ⅱ類（ARF4 和5）和Ⅲ類（ARF6）。一項日本研究在Ⅱ類ARF 缺陷大鼠模型中發現ARF4+/-/ARF5-/-小鼠表現出ET 樣行為[15]。Ⅱ類ARF 缺陷損害Nav1.6 的定位，從而降低了腦電的膜興奮性，導致類似ET 樣的運動障礙。

4.2 血紅素加氧酶（heme oxygenase, HMOX） HMOX是血紅素分解代謝中的必需酶。一項研究發現，在西班牙人群中ET 患者攜帶HMOX1 rs2021746T 和HMOX2 rs1051308G 的等位基因頻率明顯低于對照組[38]，上述等位基因變異與西班牙人群ET 的發病風險微弱相關。然而該研究尚未在其他人群中被復制，值得進一步研究探討。

4.3 CACNA1A 基因 CACNA1A 基因編碼神經元通道P/Qα1A 亞基，屬于電壓門控鈣通道超家族，P/Q 通道在中樞神經系統中普遍存在，尤其是在小腦顆粒細胞和浦肯野細胞中。一項多組學分析研究發現CACNA1A 基因可能是ET 相關基因[39]。

盡管目前有上述多種基因檢測結果提示遺傳與ET 有關，但是其確切的病因并不明確。隨著病程的發展，越來越多的ET 患者會出現疊加的神經癥狀和體征，如串聯步態受損、可疑的肌張力障礙性姿勢、記憶障礙等，部分ET 有時可以和帕金森病或者肌張力障礙在一個家族中共存。Benito-León 等[40]對年齡≥65 歲的ET 患者隨訪3.3 年，發現其進展為帕金森病的概率增加4 倍，因此必要對有類似癥狀的疾病的基因進行鑒別。

5 與ET 可相鑒別的疾病基因

5.1 帕金森病震顫 震顫在帕金森病中經常發生，癥狀可表現為靜止性震顫、姿勢性震顫、運動性震顫等形式。震顫發作時可與ET 相似，帕金森發病機制中部分與遺傳因素有關，其中又以LRRK2 和SNCA 基因較為常見。

5.1.1 LRRK2 基因 LRRK2 基因突變是到目前為止已知的最常見的帕金森病的遺傳原因，特別是最常見的Gly2019Ser 突變[41]。LRRK2 是1 個復雜的基因，LRRK2 的突變被認為與帕金森病相關，最近有研究發現LRRK2 抑制劑有可能糾正帕金森病患者的溶酶體功能障礙[42]。

5.1.2 SNCA 基因 帕金森病主要有兩大病理特征，其中一個是殘留神經元包漿中出現路易小體。由SNCA 基因編碼的140 個氨基酸的小多肽稱為α-突觸核蛋白（alpha-synuclein, α-Syn），α-Syn 是路易小體的重要成分，α-Syn 的突變會影響其折疊能力，使得α-Syn不溶并促進聚集，形成路易小體[43]。

5.1.3 PRKN 基因 PRKN 基因突變是早發性帕金森病的常見原因，Lesage 等[44]最近一項研究表明，PRKN基因突變占常染色體隱性遺傳家族的27.6%，且發病年齡越小，PRKN 突變的先證者比例越高。PD-PRKN的表型特征有下肢肌張力障礙、無認知障礙、對左旋多巴反應良好以及頻繁的運動波動和運動障礙[45]。

5.1.4 PINK1 基因 PINK1 基因是常染色體隱性遺傳帕金森病的第二常見病因，具有典型的帕金森特征，如震顫、運動遲緩和強直，最常見的特異性突變是錯義突變c.1040T＞C[45]。

5.1.5 VPS35 基因 VPS35 基因的錯義變異p.D620N是迄今為止唯一確認的突變[45]，表型類似于特發性帕金森，發病時中位年齡為49 歲，左旋多巴反應性強，以震顫為主[46]。

5.2 肌張力障礙性震顫 姿勢性震顫，偶爾緩解，頻率一般為3～5 Hz。目前有9 個基因類型在原發性單基因肌張力障礙震顫中被發現，包括DYT-HPCA、DYT-ANO3、DYT-KCTD17、DYT-THAP1、DYT-PRKRA、DYT-GNAL、DYT-TOR1A、DYT-KMT2B 和DYTSGCE。

5.2.1 DYT-HPCA 基因 2015 年初，有學者在先前報道的診斷為肌張力障礙的西班牙系猶太人的家族中發現了HPCA 基因突變，該突變會導致鈣穩態紊亂，從而引發肌張力障礙[47]。

5.2.2 DYT-ANO3 基因 ANO3 基因是編碼鈣門控氯離子通道的基因，在紋狀體中高度表達，致病原因可能是在信號轉導中發揮作用而導致肌張力障礙[48]。研究顯示66%攜帶DYT-ANO3 基因的肌張力障礙患者出現震顫，易誤診為ET[49]。

6 小結

綜上所述，ET 目前依賴于臨床診斷，尚未有其他明確的輔助手段加以支撐，且ET 臨床表現與其他疾?。ㄈ缗两鹕『图埩φ系K）有重疊，極易導致誤診與漏診。開展基因檢測對ET 診斷有一定幫助。就目前ET 遺傳基因檢測結果來看，基因型與種族人群相關，很少有基因能在所有人群中被復制，只有少數遺傳變異在單個家系中報道。目前已知測序方法包括連鎖分析、外顯子組和全基因組測序、全基因組關聯分析等測序方式，而不同的測序方法在一定程度上會影響基因檢測的成功率。針對NOTCH2NLC 基因，其與人類基因組的4 個旁系同源物高度同源，因此使用二代測序技術很難獲得其正確序列[50]?；蛐偷耐怙@率和表型的變化都會影響ET 診斷，因此還需有進一步特異性的遺傳診斷方法。