面肌萎缩症的遗传模式是什么,是如何遗传的?

  面肌-肱肌萎缩症是一种以肌肉无力和萎缩(肌肉萎缩)为特征的疾病。该病以最常受影响的肌肉命名:面部、肩胛骨和上臂的肌肉。面肩肱肌萎缩症的体征和症状通常在青少年时期出现。然而,该病的发病和严重程度差别很大。较轻的病例可能直到生命后期才变得明显,而罕见的严重病例在婴儿期或儿童早期就变得明显。

  面部肌肉或肩部无力通常是这种情况的第一个症状。面部肌肉无力使人难以习惯性地喝酒和吹口哨,或在微笑时嘴角上扬。眼睛的肌肉无力导致入睡时眼睛不能完全闭合,这可能导致眼睛问题,如眼睛干燥。脸部一侧的无力可能比另一侧更严重,原因尚不清楚。肩部肌肉差往往会导致肩胛骨从背部突出,这是常见的肩胛骨翼状体征。肩部和上臂的肌肉无力可能使人难以抬起手臂或扔球。

  面顶肱肌萎缩症

  与面容-肱骨肌肉萎缩症有关的肌肉无力在几十年中慢慢恶化,并可能扩散到身体的其他部位。小腿肌肉的无力可能导致一种叫做足下垂的情况,这可能影响行走并增加跌倒的风险。臀部和骨盆肌肉的弱点可能使爬楼梯或行走变得困难。受影响的人可能由于腹部肌肉薄弱而导致腰部曲度夸张(脊柱前倾)。大约20%的受影响者最终需要使用轮椅。

  面-肩-肱肌肉萎缩症的其他症状和体征可包括轻度的高音听力损失和视网膜感光组织的异常。这些体征往往不明显,只有在医学检查时才能发现。罕见的是,肩胛骨萎缩症会影响心脏肌肉或呼吸所需的肌肉。

  20%的面肌和肱肌萎缩症患者需要坐轮椅

  研究人员已经描述了两种类型的面颈部肌肉萎缩症:1型(FSHD1)和2型(FSHD2)。这两种类型有相同的体征和症状,并因其遗传原因而有所区别。

  面肌和肱肌萎缩症的发病率

  据估计,面容-肱骨肌肉萎缩症的发病率为10,000。大约95%的病例为FSHD1;其余5%为FSHD2。

  面颈部和肱骨肌肉萎缩症的原因

  肱面肌萎缩症是由涉及4号染色体长臂(q)的遗传变化引起的。这种疾病的两种类型都是由靠近染色体末端的一个DNA区域(称为D4Z4)的变化引起的。该区域由11至100多个重复片段组成,每个片段约3300个DNA碱基对长(3.3kb)。整个D4Z4区域通常是超甲基化的,意味着它有大量的甲基(由一个碳原子和三个氢原子组成)附着在DNA上。甲基会使基因沉默,所以DNA的高甲基化区域往往有较少的开启(有效)基因。当D4Z4区域的甲基化程度过高并缺乏连接的甲基时,就会导致面瘫肱骨肌萎缩症。在FSHD1中,发生低甲基化是因为D4Z4区域异常缩短(收缩),包含1至10个重复序列,而不是通常的11至100个重复序列。在FSHD2中,低甲基化通常是由一个叫做SMCHD1的基因突变引起的,该基因为正常的低甲基化D4Z4区域提供制造蛋白质的指令。然而,大约20%的FSHD2患者在SMCHD1基因中没有确定的突变,低甲基化的原因不明。

  脸部肌肉萎缩症导致面部肌肉无力

  D4Z4区域的高甲基化通常在大多数成人细胞和组织中通过称为DUX4的基因沉默来维持。有关的DUX4基因位于4号染色体上,位于D4Z4区段的最接近的一端。在面肌萎缩症患者中,D4Z4区域的低甲基化阻止了DUX4基因在其正常关闭的细胞和组织中的沉默。尽管对DUX4基因活动的功能知之甚少,但研究人员认为它影响了其他基因的活动,特别是在肌细胞中。DUX4的异常活动在破坏或摧毁这些细胞的基因中是未知的,从而导致进行性肌无力和萎缩。

  染色体4上与DUX4基因描述相邻的DNA调控区域被称为PLAM序列,这是生产DUX4蛋白所必需的。4号染色体的一些拷贝具有功能性的PLAM序列,而其他拷贝则没有。具有功能性pLAM序列的4号染色体拷贝被描述为4qA或 "允许性"。那些没有功能性pLAM序列的被描述为4qB或 "不允许"。没有功能性的pLAM序列,就不能制备DUX4蛋白。由于每个细胞中有4个4号染色体拷贝,个体可能有4个 "允许 "的4号染色体拷贝,2个 "不允许 "的拷贝或各一个拷贝。面肌和肱肌萎缩症只能发生在至少有一个4号染色体 "容许 "拷贝的个体。无论受影响的个体是否有受感染的D4Z4区域或SMCHD1基因的突变,只有当功能性的pLAM序列也存在以允许DUX4蛋白产生时,才会导致该疾病。

  由4号染色体异常引起的面瘫肱骨肌营养不良症

  研究表明,导致FSHD2的SMCHD1基因的突变也可能增加FSHD1患者的疾病严重程度。研究人员怀疑,合并D4Z4区域和SMCHD1基因的突变导致附着在D4Z4区域的甲基较少,这使DUX4基因高度活跃。在有这两种基因改变的人中,过度活跃的基因会导致严重的肌肉无力和萎缩。

  面肌和肱肌萎缩症的遗传模式

  FSHD1是常染色体显性遗传,这意味着4号染色体上缩短的D4Z4区域的一个拷贝就足以导致该病。在大多数情况下,受影响的个体从受影响的父母那里继承了改变的染色体。其他FSHD1患者没有家族史。这些情况被描述为散发性的,是由 "允许的 "4号染色体的一个拷贝上新的(自发的)D4Z4收缩引起的。

  FSHD2以双基因模式遗传,这意味着两个独立的基因变化是导致该病的必要条件。对于FSHD2,个人必须继承SMCHD1基因(位于18号染色体上)的突变,并且,他们必须分别继承 "容许 "4号染色体的一个拷贝。受影响的人通常从父母一方继承SMCHD1突变,从另一方继承 "允许 "的4号染色体。(由于在大多数情况下,父母双方的基因都没有改变,他们通常不受影响)。