文摘
摘要目的:评估患者突变的频率和临床特点主要肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)基因在前瞻性地确定,人群流行病学病例系列。
方法:研究人群包括所有ALS病例诊断在皮埃蒙特,意大利,从2007年1月至2011年6月。突变的付家SOD1 TARDBP, ANG, OPTN,和C9ORF72已被评估。
结果:475例患者纳入研究,51例(10.7%)进行ALS-related的突变基因(C9ORF72,32岁;SOD1,10;TARDBP7;付家,1;OPTN,1;盎,没有一个)。积极的肌萎缩性侧索硬化症或额颞叶痴呆家族史(FTD)被发现在46例(9.7%)患者。31(67.4%)的46个家族病例和429散发病例(4.7%)的基因突变。根据逻辑回归建模,除了积极的肌萎缩性侧索硬化症或FTD家族史,携带基因突变的机会有关的共病FTD(优势比3.5;p= 0.001),发病年龄≤54年(优势比1.79;p= 0.012)。
结论:我们发现∼11%的ALS患者携带基因突变C9ORF72最常见的基因改变。共病发病年龄FTD或一个年轻的是强大的指标可能遗传疾病的起源。
术语表
- 肌萎缩性侧索硬化症=
- 肌萎缩性脊髓侧索硬化症;
- bvFTD=
- 额颞叶痴呆行为变体;
- CI=
- 置信区间;
- 歧视=
- 家族性肌萎缩性侧索硬化症;
- FTD=
- 额颞叶痴呆;
- 或=
- 优势比;
- PARALS=
- 皮埃蒙特和瓦莱达奥斯塔注册ALS;
- sALS=
- 零星的肌萎缩性侧索硬化症
肌萎缩性脊髓侧索硬化(ALS)是一种退化性疾病的成人年龄涉及电动机系统,进步和总是致命的。在5%的情况下,它被认为是基因传播(家族性肌萎缩性侧索硬化症(歧视))1,2而在剩余的情况下,偶尔发生在人口(零星的肌萎缩性侧索硬化症(sALS))。已发现多个基因突变导致肌萎缩性侧索硬化症,即超氧化物歧化酶1(SOD1),3焦油DNA结合蛋白(TARDBP),4血管生成素(盎),5融合在肉瘤(付家),6,7optineurin(OPTN),8和描述的最近染色体9 72年开放阅读框(C9ORF72)。9,10
几项研究已经评估单个基因的突变频率,11但是很少有研究相比的相对频率SOD1,TARDBP,盎,付家11,- - - - - -,15;所有这些研究都是基于高等中心的一系列情况下,,因此倾向于人口较年轻的患者更多的歧视16;此外,只有其中一个数据C9ORF72,目前认为这种形式的神经退化的主要因素。因此没有数据ALS-related基因的突变频率在以人群为基础的设置一般ALS人口的代表,除了我们先前的文章SOD1在意大利都灵的一个省,突变,在2000 - 2005年期间。16
本研究的目的是评估的频率主要前瞻性地确定ALS基因的突变,人群流行病学系列病例的确定通过皮埃蒙特和瓦莱达奥斯塔注册ALS (PARALS),比较患者的临床特点和没有基因突变。
方法
研究人群包括所有ALS病例诊断在皮埃蒙特和瓦莱达奥斯塔,意大利,2007年1月1日的4.5年期期间,2011年6月30日。例通过PARALS招募,前瞻性流行病学登记涉及的所有神经部门2意大利北部地区。注册成立于1995年,仍在操作。流行病学数据对1995 - 2004年期间发表在别处。17
案例收集。
例的主要来源的神经学部门2区域。首页调查人员使用了一种特别的问卷收集病人的人口数据、疾病的历史,神经系统和实验室研究结果,和治疗。诊断肌电图检查是在所有患者根据标准程序执行。案例收集的辅助源皮埃蒙特和瓦莱达奥斯塔的中央区域档案和死亡率从意大利统计局编码。临床记录的病例发现通过第二手来源,及相关临床信息对每个案例进行了分析,以验证是否病人诊断ALS达到合格标准;所有活着的病人联系通过电话和拜访的神经病学家参与这项研究。
诊断标准。
肌萎缩性侧索硬化症的诊断是基于El堆渣场修订标准。18明确的患者,可能,可能的综合性实验室ALS是包含在寄存器中。
歧视的定义。
目前没有一个共识歧视的诊断标准,19和最近的识别C9ORF72基因hexanucleotide扩张的一个主要原因ALS和额颞叶痴呆(FTD)共病在同一谱系20.,- - - - - -,22ALS谱系分析进一步复杂。对于本文,我们使用两种不同的歧视的定义:首先,一个狭义的定义要求至少1第一的存在——或者二级相对受到ALS血统的指标情况23;第二,一个更广泛的定义,考虑到患者1一级歧视也相对FTD,当指示病例进行GGGGCC hexanucleotide扩张第一内含子C9ORF72基因。
遗传分析。
所有的编码外显子和50个基点的侧翼intron-exon边界SOD1的外显子6的TARDBP的外显子14和15付家和外显子5、9、12和14OPTN和唯一的外显子盎PCR扩增,测序使用Big-Dye终结者v3.1测序工具包(应用生物系统公司Inc .),并运行在一个ABIPrism 3130基因分析仪。这些外显子被选为绝大多数已知的已知致病变种躺在这些突变热点。repeat-primed PCR试验被用来屏幕的存在GGGGCC hexanucleotide扩张第一内含子C9ORF72。10
认知评估。
从2007年1月病人的神经行为功能障碍与额叶系统评估行为。24从2009年6月,> 95%的患者也经历了一个完整的认知根据共识标准电池诊断ALS的额颞叶认知和行为症状。25患者分类两类基于神经行为和认知测试:主题与FTD认知正常和主题。患者FTD被进一步subclassified行为变异额颞叶痴呆(bvFTD),进步失语症,根据提出的标准或语义痴呆,ALS的痴呆的分类。25
控制。
控制神经健康受试者,居民在该地区的研究,和年龄,准确性情况。SOD1在130年被测序控制,C9ORF72在245年,TARDBP在196年,盎在140年,付家在280年,OPTN在96年。
统计方法。
比较方法是用方差分析。Cochran-Armitage测试趋势是用来测试突变情况下的频率在不同的年龄群体。逻辑回归(逐步向前)是用来确定独立相关因素存在基因突变。逻辑回归的变量包括年龄(≤54、55 - 69≥70岁),性别、发病类型(球和脊髓),共病FTD,家族史阳性1第一——或者相对与ALS或FTD二级。一个p值< 0.05被认为是显著的。数据处理使用SPSS统计软件包版本18 (IBM公司,芝加哥,IL)。没有患者失访。随访包括1148 5人/年。
伦理批准。
这项研究已经涉及伦理委员会批准的中心。所有的病人和控制签署书面知情同意。数据库被据意大利规定隐私。
结果
研究期间共有601名患者被诊断出患有肌萎缩性侧索硬化症研究区域。其中40不给他们的同意基因分析和42死在血液采样。44个病人被发现只有通过第二手来源,因此能不检测DNA (图)。因此,共有475名患者(79.0%)中包含突变的分析研究。病人没有包含在基因分析发病年龄老的意思是比包括在这项研究中(68.7(标准差10.7)和65.5(标准差10.6)年,p= 0.02),但类似的发病和临床表型的网站(数据没有显示)。
家族性肌萎缩性侧索硬化症的频率。
36例患者(7.6%)属于34家庭遇到了窄歧视的标准。共有46名(9.7%)患者,属于44显然无关的家庭,满足更广泛的歧视的标准。
基因突变的频率。
31(67.4%)的患者46歧视进行突变检测ALS基因之一。相比之下,只有20(4.7%)的429显然sALS情况下有一个基因突变。整个系列的总体来说,51例(10.7%)进行ALS-related基因的突变。年轻患者近3倍携带突变的一个已知的ALS基因相比,老年患者(Cochran-Armitage测试的趋势,p= 0.03,表1)。
相关的临床因素携带致病突变的风险。
根据逻辑回归建模,一个病人有一个基因突变的机会是最密切相关的一个积极的家族史ALS或FTD第一或二级亲属(比值比(或)22.2,95%可信区间[CI] 9.6 - -52.6;p= 0.0001)。共病FTD的存在(或3.5,95%可信区间1.7 - -7.4;p= 0.001)和发病年龄≤54岁(或1.79;95%可信区间1.1 - -3.6;p= 0.012),也显著的独立影响因素携带基因突变的可能性。
的患者的临床特征或没有携带报告基因突变表2。不同的基因突变的特点是截然不同的表型。没有发病的突变盎被发现,没有一个病人在本系列中进行两种不同基因的突变。
C9ORF72hexanucleotide重复扩张。
32 (6.7%)ALS情况下进行hexanucleotide重复扩张C9ORF72基因,使其最常见的突变中,代表所有突变病例的62.7%。在这些情况下,24例(75.0%)有家族史对ALS, FTD,或两者兼而有之。ALS患者的平均发病年龄C9ORF72hexanucleotide重复扩张(SD 8.5) 61.6年(范围43 - 71;值62.6,四分位范围55.7 - -67.3)。14例患者(45.2%)有一个球开始,10(31.3%)是女性。超过一半的患者C9ORF72hexanucleotide重复扩张有绚丽的FTD,远远超过其他突变患者和那些没有突变。症状符合bvFTD在我们所有的情况下携带致病扩张。三个病人psychotic-like症状。共病FTD明显更频繁的患者家族史阳性ALS, FTD,或两者兼而有之(p= 0.008)(表3)。
SOD1突变。
SOD1突变是第二个最常见的突变,代表所有ALS病例的2.1%和19.6%的突变。确定了以下错义突变:c59A > G (p.N19S) 1 (sALS), c。115 c > G (p.L38V)(1歧视),c。142 g > T (p.V47F)(1歧视),c。271G>A (p.D90N) (1 sALS, in heterozygosis), c.272A>C (p.D90A, in heterozygosis) (1 sALS), c.281G>A (p.G93D) (2 fALS), c.328 G>T (p.D109Y) (2 unrelated sALS cases), and c.435G>C (p.L144F) (1 sALS). Patients withSOD1突变的平均发病年龄54.4岁(SD - 20.3)(范围16 - 85;值57.0,四分位范围44.7 - -70.7)。只有1例延髓的发作。没有患者SOD1突变有认知障碍。
TARDBP突变。
七个病人携带的错义突变TARDBP基因,占所有ALS病例的1.5%和13.7%的突变。最常见的TARDBP突变是c。1144G>A (p.A382T) missense mutation (1 fALS and 3 sALS). Other identified mutations were c.1009A>G (p.M337V) (1 fALS), c.1102G>A (p.G368S) (1 sALS), and c.1169 A>G (p.N390S) (1 sALS). Patients withTARDBP突变的平均发病年龄64.4岁(SD 6.1)(52 - 70,四分位范围,60.0 - -68.2)。三的7例(42.9%)有一个球和3例(42.9%)出现bvFTD发作。
付家突变。
只有1例c。1542G>C (p.R514S) missense mutation of the付家基因。详细描述这个病人的临床情况和血统被报道。26
OPTN突变。
我们发现1患者歧视携带从未描述c。1499 t > C (p.L500P)错义突变的外显子14OPTN基因。这种突变预测由两个不同的项目,致病性Polyphen2 (http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2)和PMut (http://mmb.pcb.ub.es/PMut/)。
歧视,没有发现突变。
15 ALS患者积极的家族史,但没有携带基因突变的一个主要的肌萎缩性侧索硬化症。这些患者的平均年龄为62.1岁(SD 9.2;47 - 80;值61.3,四分位范围55.1 - -68.0)。只有2例(13.3%)有bvFTD, 3例(33.3%)有一个球开始。
谱系显然零星的病人携带基因突变。
谱系的20显然零星的患者C9ORF72,SOD1,TARDBP突变,没有亲戚痴呆、帕金森病、或其他神经退行性疾病被发现。
讨论
在我们的研究中,我们分析了大量的遗传学病因流行病学系列ALS患者。患者前瞻性地确定通过皮埃蒙特和瓦莱达奥斯塔注册ALS 4.5年期间和∼80%的确定病例接受了基因测试。超过10%的病人进行测试的一个主要ALS基因的突变,C9ORF72hexanucleotide扩张是最常见的确定基因突变。
只有一个ALS基因以人群为基础的研究已经完成在皮埃蒙特的省份之一,迄今在2000 - 2005年期间。16在那篇文章中,5.7%的386例ALS患者家族史阳性ALS和5例(1.3%)(2人显然是零星的)进行SOD1突变。clinical-based系列,各种ALS基因的频率相比,11,- - - - - -,15最常见的突变被发现的SOD1基因(5%至12%的病例)紧随其后TARDBP和付家4%的病例(2%)。在唯一的研究还评估了C9ORF72,这是最常见的突变基因。15但这些研究只包括歧视患者之一。较高的突变利率相比,这些研究观察到我们最有可能出现使用病人ALS诊所。这样的推荐群组是已知偏向的年轻患者更有可能携带基因突变。16
歧视在皮埃蒙特人口意外的频率高于以前的流行病学研究,报道了1,2除了某些基因守恒的人群,如芬兰,10,27瑞典和挪威北部,北部28和撒丁岛人。29日使用限制性歧视标准(即。,the presence of a first- or second-degree relative with ALS),23歧视在我们的系列的频率为7.6%,高于5.1%的报道发表研究的荟萃分析。2这种差异可能是相关系统收集病人的起源在皮埃蒙特注册后2007以及ALS的历史档案的存在情况下诊断在皮埃蒙特地区回到1950年代,让我们寻找姓氏反复出现在患者的谱系和确定情况下根据社区的起源。
最近的识别C9ORF72ALS和FTD的主要原因和频繁的身份显然sALS携带基因突变挑战歧视的经典定义。2,20.在此基础上,我们扩大了标准包括患者的歧视C9ORF72hexanucleotide重复扩张和一分之一——或与FTD二级相对。与这些更广泛的标准,歧视的频率增加到9.7%的整个系列。我们相信,这个速度代表了一个更现实的估计人口ALS内的家族性疾病。这一事实歧视有三分之二的病人满足这些标准基因检测强烈支持使用更具包容性的标准比以前提出的。23
C9ORF72hexanucleotide重复扩张被发现在所有ALS病例的6.7%和代表最常见的突变,这种流行病学人口的意大利血统。大约三分之二的这些情况有积极的肌萎缩性侧索硬化症或FTD家族病史。符合第一个临床的描述C9ORF72,21,22,30.,- - - - - -,32比那些没有年轻患者携带该突变基因突变,其中大约一半bvFTD。阳性家族史的高频FTD在这些情况下同意2的发现最近的文章。20.,30.目前还不清楚是否满足PCR诊断C9ORF72突变在临床设置。此外,精确测量重复扩张规模的印迹分析是必要的,使患者genotype-phenotype相关性这种突变。22
的频率SOD1突变,突变的19.6%和2.1%的所有歧视的情况下,与观察到的频率是一致的在同一地区在2000 - 2005年期间。16大约一半的病人携带SOD1突变显然是零星的,所有的情况下SOD1突变FTD。33的致病性SOD1错义突变已经受到了质疑。34然而,大多数突变系列是公认的致病突变和其他人可能会突变的外显率减少。35
第三个最常见的基因TARDBP,在所有ALS病例的1.5%确定。最常见的TARDBP突变是p。一个382T,identified in 3 cases of Sardinian ancestry and 1 case of Sicilian ancestry. We have previously published that this particular founder mutation is highly prevalent on Sardinia.29日大约一半的情况下携带TARDBP突变bvFTD,相对与共同特征TARDBP突变。29日
毫不奇怪,我们没有发现推定地发病的突变盎。事实上,最近的一项荟萃分析报告盎突变检测在只有∼0.5%的欧洲血统的ALS患者36和频率在意大利病人更低。37,- - - - - -,40虽然它仍然是可能的,我们的队列没有足够动力来检测盎突变,我们的数据证实,这种基因突变不是经常运动神经元变性的原因。
总的来说,ALS的情况下携带基因突变有一些临床特点。首先,基因突变的患者的平均发病年龄明显低于没有基因突变的病人。因此,携带基因突变的概率与病人的发病年龄呈负相关:年轻的发病年龄,有一个基因突变的可能性就越高。第二,19(21.8%)的87个患者的共病FTD携带基因突变(C9ORF72或TARDBP)相比,只有31(8.0%)的357个患者正常的认知。逻辑回归分析还表明,共病FTD有突变的几率增加了3.5和1.6的发病年龄< 55岁。因此,我们的数据,如果与其他研究证实,患者也可能建议提供测试共病FTD, 55岁以下,除了明确阳性家族史对ALS患者或FTD,那些显而易见的候选基因检测。
本研究的一个限制是,∼20%的病例没有进行遗传分析。然而,情况不捕获没有任何相关的临床或人口特征差异从那些包括在这项研究中。
流行病学研究发现,至少有10%的ALS患者携带基因突变的一个主要的ALS基因,C9ORF72是最常见的基因改变在这个意大利大陆人口。我们发现存在共病FTD或一个年轻的年龄开始强劲的指标可能遗传疾病的起源,可能暗示未来基因研究和遗传咨询在肌萎缩性侧索硬化症。
作者的贡献
研究概念和设计:亚蔡博士,博士?卡尔沃莫拉博士,博士马志尼、Restagno博士,博士D 'Alfonso Traynor博士。收购数据:卡尔沃博士Moglia博士皮萨诺博士,博士马志尼、柯拉博士Majounie博士,博士伦Ossola博士Brunetti博士。数据的分析和解释:亚蔡博士,博士?卡尔沃莫拉博士,博士马志尼、Restagno博士D 'Alfonso博士。起草的手稿:亚蔡博士,博士•莫拉Traynor博士。关键的修订手稿的重要知识内容:亚蔡博士,卡尔沃博士,博士马志尼、Cantello博士,博士•莫拉Moglia博士,博士拉博士D 'Alfonso Majounie博士,博士伦皮萨诺博士Ossola博士Brunetti博士,博士Traynor Restagno博士。获得资助:亚蔡博士,博士D 'Alfonso Restagno博士。管理、技术和材料支持:拉博士Majounie博士,博士伦Ossola博士Brunetti博士。研究监督:亚蔡博士,博士马志尼、莫拉博士。亚蔡博士已经完全访问所有数据的研究,负责数据的完整性和数据分析的准确性。所有作者都同意提交版本的纸。
信息披露
a亚蔡已经收到了来自意大利卫生部研究支持(Ricerca Finalizzata), Regione皮埃蒙特(Ricerca Finalizzata),都灵大学Federazione Italiana Giuoco时,基金会维亚利e Mauro onlus,和欧盟委员会(健康第七框架计划)和服务科学顾问委员会生原体Idec Cytokinetics。a·卡尔沃已经收到Regione研究支持皮埃蒙特(Ricerca Finalizzata)和银行的di圣保罗。l .马志尼收到基金会Borgonovo研究支持。r . Cantello报告没有披露。g·莫拉已经收到了来自意大利卫生部研究支持(Ricerca Finalizzata)。c . Moglia和l . Corrado报告没有披露。s D 'Alfonso收到基金会Cariplo研究支持。e . Majunie a兰f·皮萨诺Ossola, m . Brunetti和Traynor b .报告没有披露。g . Restagno报告已经收到了研究支持意大利卫生部(Ricerca Finalizzata)和Regione皮埃蒙特(Ricerca Finalizzata)。去首页Neurology.org为充分披露。
承认
作者感谢患者和他们的家庭在这个研究合作。
脚注
在列出Coinvestigators和贡献者首页®网站www.首页neurology.org。
研究经费:这项工作的部分资金由Federazione Italiana Giuoco时,基金会维亚利e Mauro / la Sclerosi Laterale Amiotrofica onlus, Ministero德拉致敬(Ricerca疗养地Finalizzata, 2007), Regione皮埃蒙特(Progetti Finalizzati 2003年和2004年),Associazione Amico Canobio,基金会Cariplo(没有。2010 - 0728年),和2008年。研究导致这些结果已收到资金从欧洲共同体的健康第七框架计划(fp7/2007 - 2013)(批准的协议。259867年和278611年)。这项工作的部分支持由美国国立卫生研究院的校内的研究项目,国家老龄研究所(Z01-AG000949-02)。
- 收到了2012年4月27日。
- 接受2012年6月29日。
- 版权©2012年长企业公司,。
