我国已经进入深度老年化社会,阿尔茨海默病已经是我国第五位死亡病因
[1],随着国家大力开展老年性痴呆科普健康教育及各级医疗机构开始建立记忆力门诊,老百姓对老年性痴呆的认识逐步加深,老年性痴呆的就诊率逐年上升,记忆门诊也遇到越来多的早期发病痴呆患者
[2]。阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是老年性痴呆的最主要类型,根据发病年龄(65岁)分为早发型阿尔茨海默病(early onset Alzheimer's disease)和晚发型阿尔茨海默病。早发型AD约占所有阿尔茨海默病的5%,发病机制主要跟遗传因素有关系
[3]。早老素1(presenilin 1,PS-1)、早老素2(PS-2)和淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)基因突变所致早发型AD属于家族性阿尔茨海默病(familiar Alzheimer's disease, FAD),约占早发型AD的10%,FAD属于常染色显性遗传性AD
[4]。目前认为PS-1、PS-2和APP基因突变在FAD发病机制中发挥决定性作用,只要携带此3个基因的突变,终究会患AD,但是我们在临床中发现后天的生活方式和环境等因素也会影响其发病,并且个别PS-1基因突变所致早发型AD病例并无痴呆家族史,属于PS-1基因的新生突变(de novo mutation)所致
[5⇓⇓-8]。为了提高对PS-1基因突变所致早发型AD的认识,现将我们团队收集的4例PS-1基因突变所致的早发型AD整理发表如下。
临床资料
病例1 患者男性,60岁。主诉因“记忆力下降2年余”于2021年5月就诊。现病史:患者近2年无明显原因出现记忆力下降,家里的东西搬走后再问患者,患者不记得,有时出现做的事情和说过的话不记得,家庭中一些小问题处理能力下降,妻子觉得思维反应速度下降,性格脾气有改变,容易急躁,比较啰嗦,睡眠无改变,睡眠质量正常,午睡时间有时超过2小时,体重增加5 kg,食欲正常。既往史:无高血压病、糖尿病病史、脑卒中和心脏病病史,无脑外伤病史。个人史:吸烟40年,每天半包,偶尔饮酒,坚持每天晚上打乒乓球半小时。家族史:患者有痴呆家族史,具体见家系图1。体格检查:Bp144/100 mmHg P 86次/分 言语含糊不清,四肢肌力和肌张力正常。入院后全套的认知功能评估:简易精神状态检查量表(Mini-mental State Examination,MMSE)28分,蒙特利尔认知评估基础量表(Montreal Cognitive Assessment-Basic,MoCA-B )郭起浩教授版23分,记忆与执行筛查量表 (memory and executive screening,MES)郭起浩教授版81分,听觉词语学习测验(auditory verbal learning test ,AVLT)词语延迟回忆3分,AVLT词语总记忆22分,复杂图形测验(complex figure test,CFT)图形模仿34分,CFT图形延迟回忆13分,动物流畅性测验(Animal fluency test,AFT)13分,Boston命名测验24分,Stroop色词测验46分,连线测验195分,日常生活能力测定(activities of daily living,ADL)100分。该患者脑脊液AD标志物检测见表1。视频脑电图:睡眠脑电图周期变化不明显,局灶(额、中颞、中央和顶区)阵发尖波出现,慢波活动增多。全外显子测序发现携带PS-1基因11号外显子一处杂合突变c.1186G>A(鸟嘌呤>腺嘌呤)杂合突变,导致氨基酸改变p.A396T(丙氨酸>苏氨酸),APOE3/3型,该患者女儿未携带PS-1基因突变位点(北京金准基因科技有限责任公司)。进一步通过PET-CT(18F-AV45)检测发现:双侧额、顶、后扣带回及枕叶广泛Aβ沉积(深圳云杉医疗)。该患者确诊为PS-1基因杂合突变所致FAD,见图1-2。
表1 病例临床资料汇总Tab 1. Summary of Clinical Data of Cases |
病例 | 性别 | 发病年龄 | 痴呆家族史 | PS-1基因 突变位点 | 首发症状 | 是否伴椎体外系症状及体征 | 脑脊液AD标志物检测结果 | 首次就诊时神经心理评估结果 | 脑电图 检测结果 | APOE基因型 |
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1 | 男 | 58 | 有 | 11号外显子c.1186G>A | 记忆力下降 | 无 | Aβ42为 522.06pg/mL,Aβ40为40546.3pg/mL, Aβ42/Aβ40 比值为0.01,p-Tau181 为145.89pg/mL,总Tau为717.43pg/mL | 简易精神状态检查量表(MMSE)28分,蒙特利尔认知评估基础量表(MoCA-B )郭起浩教授版23分,记忆与执行筛查量表 (MES)郭起浩教授版81分,听觉词语学习测验(AVLT) 词语延迟回忆3分,AVLT词语总记忆22分,复杂图形测验(CFT)图形模仿34分,CFT图形延迟回忆13分,动物流畅性测验(AFT)13分,Boston命名测验24分,Stroop色词测验46分,连线测验195分 ,日常生活能力测定(ADL) 100分 | 局灶性阵发性尖波 | APOE3/3 |
2 | 女性 | 51 | 无 | 8号外显子c.791C>T | 语言含糊不清和记忆力下降 | 有 | 脑脊液AD标志物检测:Aβ42为298.61pg/mL,Aβ40 为4889.61pg/mL,Aβ42/Aβ40 比值为0.06,p-Tau181为193pg/mL,T-Tau 为949.92pg/mL | MMSE 15分,MoCA-B 10分,MES 48分,AVLT词语延迟回忆0分,AVLT词语总记忆5分,CFT图形模仿15分,CFT图形延迟回忆1分,动物流畅性(AFT)9分,Boston命名测验11分,Stroop色词测验44分,连线测验281分,ADL 100分 | 阵发性尖慢复合波 | APOE基因型2/3 |
3 | 女性 | 51 | 无 | 8号外显子c.791C>T | 记忆力下降 | 无 | Aβ42 为405ng/L(正常值>550ng/L), T-Tau 为880ng/L(正常值<400ng/L)和p-Tau 181为103ng/L(正常值<80ng/L)(北欧某医院记忆中心) | MMSE2分 | 未测 | APOE基因型3/3 |
4 | 男性 | 37 | 有 | 4号外显子c.265G>C | 记忆力下降 | 无 | Aβ42 200.41pg/mL,Aβ40 2543.94pg/mL,Aβ42/Aβ40 比值=0.08,p-Tau 18175.27pg/mL,T-Tau 629.86pg/m | MMSE27分,MoCA-B 24分,MES76分,AVLT 词语延迟回忆0分,AVLT总记忆15分,CFT图形模仿35分,CFT图形延迟回忆4.5分,AFT 14分,BNT 26分,CWT-C 50分,STT-B 168分,NPI 为1-1-1分,ADL 100分 | 1.α波及节律出现减少、频率慢化8Hz ;2. 中、后颞明显局限性慢波。 | APOE基因型为3/4型 |
图1 家系图1Fig 1. Family Diagram 1 |
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图2 磁共振图片1Fig 2. Magnetic resonance image 1 Not: Bilateral temporal parietal lobe has mild cerebral atrophy, bilateral hippocampal atrophy is not significant, bilateral posterior horn white matter degeneration of the lateral ventricles, bilateral frontal temporal cortex perfusion is significantly reduced, bilateral frontal lobe, posterior cingulate gyrus, and occipital lobe are significantly A β Deposition. |
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病例2 患者女性,51岁。主诉因“言语含糊不清伴左侧上肢活动受限2个月”就诊。现病史:患者5个月前无明显原因出现言语欠流利,清晰度下降,自己未觉察,由家人发现,同时出现记忆力下降,日常生活正常,2个月前逐渐出现左侧上肢上抬活动受限,伴左侧肩部及上臂疼痛,力量减退,不能持重物。既往有甲状腺结节手术、剖宫产和子宫肌瘤切除病史,无高血压、糖尿病、脑卒中和心脏病等病史,无肝炎和结核传染病病史,无脑外伤和输血史。家族史:无痴呆家族史,父母80余岁仍健在。查体:Bp 104/72 mmHg P 68次/分, 四肢肌力5-级,四肢肌张力增高,面具脸。全套认知功能评估:MMSE 15分,MoCA-B 10分,MES 48分,AVLT词语延迟回忆0分,AVLT词语总记忆5分,CFT图形模仿15分,CFT图形延迟回忆1分,动物流畅性(AFT)9分,Boston命名测验11分,Stroop色词测验44分,连线测验281分,ADL 100分。脑脊液AD标志物检测见表1。全外显子测序发现携带PS-1基因8号外显子一处杂合突变c.791C>T(胞嘧啶>胸腺嘧啶),导致氨基酸改变p.P264L(脯氨酸 >亮氨酸),现GRN基因一处杂合突变c.329G>A(鸟嘌呤>腺嘌呤),导致氨基酸改变p.R110Q( 精氨酸>谷氨酰胺),APOE基因型为2/3型(北京金准基因科技有限责任公司)。患者父母及儿子拒绝完成基因检测,该患者发病2年后生活完全不能自理,见图3。
图3. 磁共振图片2Fig 3. Magnetic resonance image 2 Not: Bilateral temporal parietal lobe atrophy is evident, while bilateral hippocampal atrophy is relatively mild. |
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病例3 女性,61岁,因主诉“记忆力下降10年余”于2018年4月就诊。现病史:患者10年前(51岁时)曾有一次在机场转机时忘记登机,后有一次忘记给自己购买地铁票,当时生活和工作基本正常,一直未重视,2016年底在月光下遛狗时不慎跌倒导致脑外伤,后出现记忆和认知功能明显下降,2017年12月在北欧某医院记忆中心就诊,发现患者无法完成瑞典语评估,完善脑脊液AD标志物检测确诊为AD。既往史:既往无高血压、糖尿病、脑卒中和心脏病病史。家族史:其母亲和舅舅去世前有精神异常病史。个人史:右利手,大学学历,曾为中学英语教师,后移民北欧为商人,能够熟练使用当地语言、英语、中文。体查:神清,言语清晰,心肺腹(-),颅神经(-),四肢(-),无锥体外系症状体征。神经心理评估:MMSE 2分 (2018.04.03) 。实验室常规检查:血常规、肝肾功能正常、甲状腺功能均正常,HCY 9 umol/L。脑脊液AD标志物检测见表1。全外显子测序发现携带PS-1基因8号外显子一处杂合突变c.791C>T(胞嘧啶>胸腺嘧啶),导致氨基酸改变p.P264L(脯氨酸 >亮氨酸),APOE基因型为3/3型(北京金准基因科技有限责任公司)。2年后该患者病程中曾出现多次癫痫大发作,予以左乙拉西坦片500mg bid口服后无发作,患者现年66岁,仍存活,卧床不起,吞咽障碍,四肢僵硬,生活完全需要照料,见图4-5。
图4. 家系图3Fig 4. Family Diagram 3 |
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图5 2019年4月头颅磁共振图片3Fig 5. Head MRI image in April 2019 3 Not: Bilateral frontal and temporal lobes are significantly atrophic, bilateral hippocampal atrophy is relatively mild, and bilateral paraventricular and posterior horn white matter degeneration occurs. |
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病例4 患者,男性,39岁。患者因“记忆力下降2年”2021年9月16日入院。现病史:患者近2年无明显原因出现记忆力下降,刚发生的事情转身即忘,有时反复询问同一件事情,远期的记忆力保留,因记忆力下降影响工作,因经常不记得分配的工作任务被公司辞退,在陌生的地方搞不清方向,日常生活能力正常,性格脾气无改变,语言正常,入睡正常,但是经常早醒,醒后不能入睡,睡眠时间约5小时。既往史:2020年12月在深圳某市人民医院生内科就医发现“多发脑梗塞、心脏卵圆孔未闭”行心脏卵圆孔未闭封闭手术治疗,无高血压、糖尿病病史,8岁时有跌倒导致后枕部着地,昏迷1小时史。家族史:其母亲55岁开始出现记忆力下降,现年65岁,完全需要家人照顾,其姥爷、舅舅和姨妈均在50余岁因老年性痴呆去世,小舅和小姨健在,大哥40岁记忆力正常。查体:Bp113/66 mmHg 心肺腹未见异常,颅神经未见异常,四肢机理肌张力正常,语言流利,对答正常。深圳市某医院认知功能评估(2020年7月7日):MMSE 29分,临床记忆力量表指向记忆8分(原始9分),联想学习12分(原始分5.5分),图像自由回忆8分(原始11分),无意义图形再认16分(原始分为14分),人像特点回忆16分(原始分为8分),日常生活能力无功能障碍,14分(躯体生活自理6分,工具性日常生活能力8分)。入院后认知功能评估(2021年9月17日)见表1。患者常规检测:血常规、肝肾功能、甲状腺功能、凝血功能均正常,乙肝、梅毒和HIV均阴性,糖化血红蛋白5.6%,同型半胱氨酸14 umol/L。脑脊液AD标志物见表1。全外显子测序发现携带PS-1基因4号外显子一处杂合突变c.265G>C,导致氨基酸改变p.V89L(缬氨酸>亮氨酸),APOE基因型为3/4型,该患者女儿和哥哥未携带PS-1`基因突变位点(北京金准基因科技有限责任公司),患者母亲在老家未行基因检测。视频脑电图:1.α波及节律出现减少、频率慢化8 Hz ;2. 中、后颞明显局限性慢波,见图6-7。
图6 家系图4Fig 6. Family Diagram 4 |
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图7 磁共振4Fig 7. Magnetic resonance 4 |
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讨论
PS-1基因位于定位于染色体14q24.3,包含10个编码外显子和3个非编码外显子,是γ分泌酶复合体负责催化亚基的主要成份,负责APP蛋白的裂解,PS-1基因突变会导致大脑Aβ42的过度产生和沉积。既往研究显示约55%的家族性AD的病因是PS-1基因突变所致,目前已经报道300余个PS-1基因突变位点,约50%的PS-1突变位点集中在第5和第8号外显子,PS-1基因突变所致的AD的平均发病年龄为45岁(28~61岁)
[9]。PS-1基因突变导致的痴呆临床异质性高,可以导致额颞叶痴呆(frontotemporal lobe dementia,FTD)或者AD与FTD共存
[10],也有报道PS-1基因突变导致皮质基底节变性(corticobasal degeneration,CBD) 和路易氏体痴呆(Lewy body dementia,LBD)的临床表现
[11-12];PS-1基因突变所致的家族性痴呆可以在儿童时期以癫痫起病
[13],也有些患者无痴呆家族史,为携带PS-1基因新生突变所致痴呆
[5⇓-7,9,14],给临床诊断带来困难。
上述4例痴呆病例均在65岁之前发病,其首发症状均为记忆力下降,病例1、病例3和病例4均有早发型痴呆家族史,病例2首发症状还包括语言含糊不清,无痴呆家族史。此4例患者均经过脑脊液AD标志物检测和全外显子测序,PS-1突变位点均见相关文献报道,符合临床确诊的PS-1基因杂合突变所致的早发型AD病例。病例2和病例3均为PS-1同一突变位点,起病年龄相同,尽管病例2同时携带一个AD的保护基因APOE2,但是起病时MMSE评分只有15分,明显偏低,同时合并帕金森综合征症状例如面具脸和四肢肌张力增高,视频脑电图发现该患者阵发性尖慢波,该患者病情进展快,发病2年内生活不能自理,病例2符合快速进展性阿尔茨海默病的临床特征,包括发病年龄低于70岁、女性、起病时MMSE低于20分以及合并锥体外系症状/体征、脑电图发现阵发性癫痫波等,并且病例2的脑脊液AD标志物Aβ42显著降低(<392 pg/mL)和T-Tau水平显著升高(>800 pg/mL)检测结果也支持其病例2为快速进展性AD
[15]。我们认为病例2发病速度明显快于病例3的原因与该患者文化程度、工作及生活环境的复杂程度低于病例3有关,病例2为大专学历和街道办工作人员,而病例3为大学本科毕业,曾经担任中学英语教师,后移民出国经商,会多国语言。有研究显示教育程度能够提高FAD和SAD患者大脑对于Aβ病理的抵抗
[16]。病例3在病程中病情快速恶化的原因可能与2016年底的意外跌倒导致脑震荡有关系。同时病例2同时携带额颞叶痴呆的致病基因GRN基因,GRN基因突变可以导致溶酶体功能障碍
[17],也可能参与了其发病机制。病例4的发病明显早于家族痴呆成员,尽管病例4同时携带AD的风险基因APOE4,但是有研究显示APOE4基因只能增加散发性AD(sporadic Alzheimer disease,SAD)患者脑内Aβ沉积,对FAD无影响,APOE基因型对PS-1基因突变所致的AD的发病年龄并无影响
[16]。因此我们认为病例4起病更早的原因可能与该患者童年时期曾经有过一次严重脑震荡病史,以及该患者发病前曾因为卵圆孔未闭导致脑梗塞有关。
随着老百姓对阿尔茨海默病的重视程度越来越高,尤其那些有痴呆家族史的人群求医的愿望越来越高,这些有痴呆家族史的人群既希望早期诊断,但是又非常顾忌阿尔茨海默病早日诊断后无有效的干预措施。目前尽管阿杜单抗和仑卡奈单抗治疗早期SAD取得突破性进展,获得美国FDA批准上市
[18],但是一项小规模临床研究发现gantenerumab单抗和solanezumab单抗并不能延缓早期FAD病情的进展
[19],目前更高剂量(4~5倍)的gantenerumab单抗和solanezumab单抗治疗FAD的临床试验正在进行当中
[20]。研究发现高强度的体育锻炼(每周至少150分钟)能够显著延缓FAD患者脑脊液AD标志物的出现和认知功能下降,与低强度体育锻炼相比,能够延缓FAD患者出现轻度痴呆发病15年
[21],积极的生活方式包括积极的娱乐、家庭和与工作相关的活动对家族性FTD也显示类似的保护作用
[22]。因此我们认为对于携带痴呆致病基因例如PS-1基因突变这类人群,尽管目前尚无有效的治疗方法,但是鼓励这类人群接受更高教育、持续学习新知识、开展更高强度体育锻炼和积极生活方式,或许也能显著延缓疾病的进展。