医生“追凶”5年 她们脑中长“石头”之谜解了
好端端的一个人,突然变得不会走路、说不清话,甚至认知都出现障碍,检查发现大脑里长了“石头”(钙化物),这是怎么回事呢?福建医科大学附属第一医院神经内科、中国科学院神经所、山东大学齐鲁医院3家单位的研究团队探索了5年,发现这是一种名叫CMPK2的基因突变所致。
11月29日,上述3家单位的课题组在我国医学核心期刊《Cell Discovery》上在线发表相关论文,阐述在国际上首次发现CMPK2基因双突变可导致细胞线粒体功能障碍,并引起家族性脑钙化症。
论文中的研究对象之一黄女士来自三明,原本身体健康,2017年40岁时,突然变得走路不稳,总是东倒西歪。渐渐地,她连说话都不利索,还出现明显的认知障碍,目前生活已无法自理。
黄女士发病后,家人送她到附一医院神经内科就诊。医生进行头颅CT检查,发现她脑中的双侧基底节、小脑和其他脑区都长了许多“石头”,属于脑钙化症的典型表现。医生追问病史,得知黄女士哥哥的脑中也有很多类似的“石头”。亲兄妹均有同样的影像学表现,医生高度怀疑,症状背后的始作俑者是基因突变。
无独有偶,就诊于山东大学齐鲁医院的于女士,也出现与黄女士极为相似的临床症状和脑钙化灶。听闻于女士的情况后,附一医院神经内科陈万金教授团队大胆推测,于女士与黄女士的病,很可能源自同一个致病基因。
一场针对两个家系遗传病因的“解谜之旅”,就此开始。据了解,脑钙化症最常见的病因,包括假性甲状旁腺功能减退症、线粒体病等。目前,仍有40%以上的脑钙化灶患者的遗传病因未明确,且缺乏有效的预防和治疗手段,黄女士、于女士的发病情况就属其列。
研究团队先后运用全外显子测序技术和Sanger测序,经过不懈努力,锁定两个家系脑钙化症患者均带有CMPK2基因的双突变,并明确正是该基因造成了她们的脑钙化。而后,结合外周血转录组测序分析,研究发现,患者多个线粒体相关通路呈现明显紊乱,符合CMPK2基因突变后的生化结局。
CMPK2基因编码是细胞线粒体中负责进行一种重要物质转化的最关键的酶,而机体的每个体细胞中都有线粒体。
于是,在小鼠实验中,研究团队取小鼠的精、卵子配成受精卵,敲除其中的CMPK2基因,而后运用“试管婴儿”技术,将这种存在CMPK2基因缺陷的受精卵移植到代孕小鼠子宫。诞下的小鼠长大后,做小动物CT扫描,发现脑中也有不少钙化灶。
跨物种的表型模拟,有力证明了CMPK2基因突变正是脑钙化症背后的真相。该研究结果为黄女士、于女士两个疑难罕见病家系解决了遗传诊断,也推进了脑钙化诊断和治疗的发展进程。(记者 朱丹华 通讯员 夏雨晴)
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