摘 要

本文报告1例POLR3A基因突变致髓鞘形成不良的脑白质营养不良7型（hypomyelinating leukodystrophy type 7，HLD7）病例。患者为53岁女性，表现为进行性加重的痉挛性步态和构音障碍，并伴部分感觉功能受累，幼儿时期有运动里程碑发育延迟和牙齿发育异常。MRI提示有脑白质病变和小脑萎缩。基因检测提示患者POLR3A基因存在复合杂合变异c.928T>A（p.W310R）和c.3295C>T（p.R1099C），该变异位点既往未见报告。本病以对症支持治疗为主。本文通过对该病例的报告及文献回顾，期望提高对HLD7及POLR3-HLD疾病谱系的认识，并为临床诊治提供参考。

关键词 

POLR3A；髓鞘形成不良的脑白质营养不良7型；步态异常；运动发育迟滞；牙齿发育异常；基因突变

1 病例资料

患者，女，53岁，因“进行性走路困难35年余”就诊，18岁时出现姿势不协调，走路时肩部摆动，左右转弯不能一次完成，跑步速度减慢。26岁分娩后逐渐出现走路不稳，双下肢无力，鞋子磨损以双侧鞋底前侧较明显，症状进行性加重。曾多家医院就诊，走路不稳症状未见明显好转。42岁起，不能独立上下楼梯，需人搀扶。44~46岁期间出现平地行走困难，需人搀扶，同时伴有尿急、尿失禁、尿频（1次/2 h），并出现情绪不稳定，夜间腿部疼痛导致睡眠较差。46岁起，行动需依赖轮椅。53岁起出现明显的入睡困难和早醒，伴有吐词欠清，但反应速度和记忆力尚可。患者目前推助行器可走几步，平躺时平移下肢可，向上移动不能。患者自述4岁学会走路，牙齿发育晚于同龄儿，牙齿稀疏（图1A）。家族史：否认父母近亲婚配和阳性家族史（图1B）。

图1   HLD7患者家系图、头颅影像学及基因一代测序结果 图1A示先证者牙齿照片。图1B家系图：先证者（II:1）；父亲（I:1）、母亲（I:2）和其他家庭成员均无相似临床症状。图1C先证者头颅MRI显示脑室周围对称性白质异常，胼胝体变薄，小脑萎缩，顶叶欠饱满；脊髓MRI示胸髓变细。图1D先证者（II:1）存在POLR3A基因复合杂合突变，分别来自父亲c.928T>A（p.W310R）和母亲c.3295C>T（p.R1099C）。图1E 7号外显子编码的氨基酸W310和25号外显子编码的氨基酸R1099在不同物种之间呈高度保守。

体格检查：（2014年5月）一般检查及心、胸、腹部查体未见异常，神清对答可，吐词欠清，脑神经查体阴性，双下肢肌张力增高，双上肢肌力5级；左下肢：髂腰肌4，股二头肌3，股四头肌5^-，胫骨前肌4，腓肠肌4⁺，右下肢：髂腰肌4，股二头肌3，股四头肌5^-，胫骨前肌4，腓肠肌4⁺；双下肢内收5级，双下肢外展4^-级。指鼻试验正常，跟膝胫试验略差，行走呈痉挛步态需搀扶，浅感觉检查未见异常，图形觉、位置觉差，双踝音叉振动觉减退。双上肢腱反射（+），双下肢膝反射（+++），踝反射（++++）。髌阵挛（-），双侧踝阵挛持续（+），双侧病理征（+）。2021年4月随访，神清，吐词欠清，语速尚可，反应速度、记忆力尚可。下肢肌肉萎缩，双上肢肌力稍下降，平躺时平移下肢可，向上移动不能。跟-膝-胫试验不能配合。

辅助检查：患者分别于46岁和51岁时行头MRI，脑室周围对称性白质异常，胼胝体变薄，小脑萎缩，顶叶欠饱满；胸颈髓MRI示胸髓变细（图1C）。

该患者外周血样本行全外显子测序结果提示POLR3A（RNA polymerase III subunit A）基因存在双杂合变异（c.928T>A和c.3295C>T）。家系共分离结果显示双杂合变异分别来自父亲（c.928T>A）和母亲（c.3295C>T），故患者为POLR3A复合杂合突变，符合常染色体隐性遗传规律（图1D）。

本例患者成年期起病，以痉挛性步态和构音障碍为主要临床特点，呈进行性加重，并伴部分感觉功能受累，有运动里程碑发育延迟和牙齿发育异常，影像学提示脑白质病变和小脑萎缩等表现。结合临床表型、辅助检查结果与基因检测结果，诊断为髓鞘形成不良的脑白质营养不良7型（hypomyelinating leukodystrophy type 7，HLD7）。

2 讨论

髓鞘形成不良性疾病（hypomyelinating disorders，HMD）是一组以髓鞘形成障碍为特征的遗传性疾病，遗传方式包括X连锁、常染色体显性和常染色体隐性遗传，此外还可能由染色体畸变导致，如18q缺失综合征等。头颅MRI的典型特征为白质持续T₂高信号，可有轻度T₁低、等或高信号^[1]。临床表现为在新生儿期或婴儿期出现眼球震颤和发育迟缓，也可能出现肌张力减退、痉挛、锥体外系体征、共济失调或癫痫发作等表现^[2]。

HMD于1885年被首次报告，最初命名为PMD（pelizaeus-merzbacher disease）^[3]。目前，已发现27种HMD^[2, 4-8]。在日本0~19岁群体中HMD的患病率为0.78/10万^[9]。其中POLR3相关髓鞘形成不良的脑白质营养不良（Pol III-related hypomyelinating leukodystrophy，POLR3-HLD）最初于2003年被报告^[10]；随后，在印度、荷兰、加拿大、美国、罗马、日本、中国等也陆续被报道；临床表型谱主要包括运动功能障碍、牙齿发育异常、内分泌功能障碍、近视为主的眼科异常等^[2, 11-13]。发病年龄从18个月到17岁不等，多为11~13岁^[14-15]。根据主要临床特征可分为以下综合征：4H综合征（hypomyelination, hypodontia, hypogonadotropic hypogonadism）：髓鞘脱失、牙齿稀疏和促性腺激素分泌不足；ADDH（ataxia, delayed dentition, and hypomyelination）：共济失调、萌牙延迟和髓鞘发育不良；TACH综合征（tremor-ataxia with central hypomyelination）：震颤-共济失调伴中枢神经系统髓鞘形成不良；LO综合征（leukodystrophy with oligodontia）：脑白质病伴少牙症；HCAHC综合征（hypomyelination with cerebellar atrophy and hypoplasia of the corpus callosum）：髓鞘形成不良伴小脑萎缩和胼胝体发育不良^[16-18]。POLR3-HLD的致病基因包括POLR3A（HLD7型）、POLR3B（HLD8型）、POLR1C（HLD11型）和POLR3K（HLD21型）^[19-24]。研究发现，与POLR3B突变患者相比，POLR3A突变患者起病略晚，但起病后进展迅速，预期寿命更短^[12, 25]。而POLR3K患者多有严重的消化功能障碍^[20]。而大多数POLR1C突变患者具有典型POLR3-HLD表现^[19, 21]，部分病例还存在颅面发育异常，即Treacher Collins综合征（鸟面综合征），其预后较差^[26-28]。其中，POLR3A基因相关的POLR3-HLD被归类为HLD7。本文对全球已报告的91例HLD7患者进行文献复习，总结其临床特点见图2：其中肌张力障碍最为常见（91.67%），此外还包括小脑性共济失调（89.06%）、发育里程碑迟滞（72.00%）、眼球扫视障碍（71.15%）、眼球震颤（44.44%）、肌张力增高（64.71%）、Babinski征阳性（58.73%）、构音障碍（64.44%）、吞咽困难（40.74%）、牙齿发育不全（61.82%）、多涎（55.56%）、认知功能障碍（51.56%）、低促性腺素性功能减退症（44.00%）、近视（44.44%）、听力障碍（25.00%）和癫痫（22.73%）。

图2   已报告的共计91例POLR3A基因突变患者临床特征频率分布柱状图

由于几乎所有HLD患者脑白质存在轻度T₂高信号，因而头颅MRI检查对于提示HLD的临床诊断非常重要^[29]。4H综合征或POLR3-HLD的MRI特点为视辐射、内囊后肢及丘脑前外侧部分锥体束的T₂低信号，小脑白质轻度T₂高信号，齿状核相对低信号；小脑萎缩常于10岁以内出现，这在其他HMD中较为罕见^[29-30]。MRI上，POLR3B突变患者的小脑异常更显著，而POLR3A突变患者则以白质损害为主^[12, 31]。然而，也有研究发现部分POLR3A突变患者可没有白质受累或胼胝体变薄、小脑萎缩和脑干萎缩的证据；相反，可能出现纹状体和红核受累。这表明POLR3-HLD的表型谱仍在进一步扩展^[32-33]。

POLR3A基因共有31个外显子，全球范围已报告了60多个致病性突变，包括错义突变、无义突变、剪接位点突变、插入突变、缺失突变和大片段插入/缺失突变^[2]。其中以错义突变最为常见^{[12, 17, 31-32, 34]}。POLR3A基因内含子区域突变，可能导致遗传性痉挛性共济失调表型^[35-36]。迄今，尚未发现明确的POLR3A热点突变^[37]。在来自荷兰、加拿大、美国的105名4H综合征患者中，大多数法裔加拿大患者以杂合或纯合形式携带POLR3A的c.2015G>A突变（7/10），可能与奠基者效应有关；其余欧洲患者多具有POLR3B突变（53/62），其中51例患者具有POLR3B的c.1568T>A杂合突变；地中海人群患者多携带POLR3A突变^[12]。本研究所报告的POLR3A基因复合杂合变异c.928T>A（p.W310R）和c.3295C>T（p.R1099C）为错义突变，根据MutationTaster (http://www.mutationtaster.org/)预测结果，c.928T>A和c.3295C>T均为致病性，在1000 Genomes数据库中未发现该突变。W310和R1099在不同物种之间呈高度保守（图1E）。根据ACMG评估和分级指南，这两个变异被评为致病（1PS+1PM+2PP）。

POLR3A基因位于10q22.3，其与POLR3B和POLR1C共同编码RNA聚合酶III复合物（RNA polymerase III ，Pol III）的亚基，Pol III是合成非编码小RNA（如5SrRNA和tRNA）过程中的必需酶，这些非编码小RNA进一步参与mRNA翻译过程^[24, 38]。目前，致病性POLR3A突变导致疾病发生的机制尚未明确。一项研究应用CRISPR-Cas9 技术将 POLR3A c.2554A>G (p.M852V) 引入人类不同的细胞系内，并评估其对Pol III发生、入核、DNA结合、转录和翻译水平的影响，显示在所有细胞模型中，参与神经系统翻译调节的BC200 RNA (BCYRN1)均全程受累；此外，在少突胶质细胞中BC200基因敲除所引起的转录组和蛋白组学变化远大于单纯POLR3A基因敲除；编码髓鞘碱性蛋白的 MBP 基因mRNA 水平在 POLR3A 突变细胞中显著降低^[39]。因此，BC200 RNA作为POLR3A突变的下游效应分子，在少突胶质细胞分子生物学改变和POLR3-HLD进展中扮演重要角色^[39]。

本病尚无有效治疗方法，以对症治疗和多学科合作为主，建议由包括儿科神经学家、临床遗传学家、物理治疗师、职业治疗师、言语和语言病理学家、神经心理学家、康复医师、牙医、内分泌学家、眼科医生、耳鼻喉专家和初级保健医师在内的多学科团队提供个性化护理。需要避免服用容易导致窒息的食物，也要避免D2 受体阻滞剂类药物（例如氟哌啶醇或利培酮等精神安定药，甲氧氯普胺等抗恶心药物），后者可进一步加剧锥体外系症状^[16]。随着高通量测序技术的发展及分子生物学研究的不断深入，POLR3-HLD的表型谱与发病机制有望被进一步揭示。

3 点评

本文报告1例由POLR3A基因复合杂合突变导致的HLD7的罕见病例，并对HMD及POLR3-HLD进行文献回顾与总结。临床实践中，对于慢性起病、进行性加重的痉挛步态，伴牙齿发育异常和运动里程碑发育迟滞，MRI提示有脑白质和小脑异常者，应首先考虑进行HLD相关基因筛查。在临床表型上，尤要注意与痉挛性截瘫相鉴别；进一步结合影像学发现，则需与其他先天性或获得性白质脑病相鉴别，尤其是各种脑白质营养不良等。基因检测可为疾病分型和确诊提供重要帮助。

参考文献：

1. BARKOVICH A J, DEON S. Hypomyelinating disorders: An MRI approach[J]. Neurobiol Dis, 2016, 87: 50-58.

2. JI H, LI D, WU Y, et al. Hypomyelinating disorders in China: The clinical and genetic heterogeneity in 119 patients[J]. PLoS One, 2018, 13(2): e0188869.

3. SINGH R, SAMANTA D. Pelizaeus-Merzbacher Disease[M]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2022.

4. VERDURA E, RODRIGUEZ-PALMERO A, VELEZ-SANTAMARIA V, et al. Biallelic PI4KA variants cause a novel neurodevelopmental syndrome with hypomyelinating leukodystrophy[J]. Brain, 2021, 144(9): 2659-2669.

5. RIEDHAMMER K M, STOCKLER S, PLOSKI R, et al. De novo stop-loss variants in CLDN11 cause hypomyelinating leukodystrophy[J]. Brain, 2021, 144(2): 411-419.

6. HELMAN G, ZEREM A, ALMAD A, et al. Further Delineation of the Clinical and Pathologic Features of HIKESHI-Related Hypomyelinating Leukodystrophy[J]. Pediatr Neurol, 2021, 121: 11-19.

7. SAWAGUCHI S, GOTO M, KATO Y, et al. Hypomyelinating Leukodystrophy 15 (HLD15)-Associated Mutation of EPRS1 Leads to Its Polymeric Aggregation in Rab7-Positive Vesicle Structures, Inhibiting Oligodendroglial Cell Morphological Differentiation[J]. Polymers (Basel), 2021, 13(7): 1074

8. FU H, WANG Q, LIU H. Novel Mutations in NPC1 are Associated with Pelizaeus-Merzbacher-Like Disease: A Case Report[J]. Int J Gen Med, 2021, 14: 797-803.

9. NUMATA Y, GOTOH L, IWAKI A, et al. Epidemiological, clinical, and genetic landscapes of hypomyelinating leukodystrophies[J]. J Neurol, 2014, 261(4): 752-758.

10. ATROUNI S, DARAZé A, TAMRAZ J, et al. Leukodystrophy associated with oligodontia in a large inbred family: fortuitous association or new entity?[J]. Am J Med Genet A, 2003, 118a(1): 76-81.

11. TEWARI V V, MEHTA R, SREEDHAR C M, et al. A novel homozygous mutation in POLR3A gene causing 4H syndrome: a case report[J]. BMC Pediatr, 2018, 18(1): 126.

12. WOLF N I, VANDERVER A, VAN SPAENDONK R M L, et al. Clinical spectrum of 4H leukodystrophy caused by POLR3A and POLR3B mutations[J]. Neurology, 2014, 83(21): 1898.

13. SASAKI M, TAKANASHI J, TADA H, et al. Diffuse cerebral hypomyelination with cerebellar atrophy and hypoplasia of the corpus callosum[J]. Brain Dev, 2009, 31(8): 582-587.

14. WOLF N I, HARTING I, INNES A M, et al. Ataxia, delayed dentition and hypomyelination: a novel leukoencephalopathy[J]. Neuropediatrics, 2007, 38(2): 64-70.

15. ORCESI S, TONDUTI D, UGGETTI C, et al. New case of 4H syndrome and a review of the literature[J]. Pediatr Neurol, 2010, 42(5): 359-364.

16. BERNARD G, VANDERVER A. POLR3-Related Leukodystrophy[M]. ADAM M P, ARDINGER H H, PAGON R A,et al. GeneReviews(®). Seattle (WA); University of Washington, Seattle; August 2, 2012. PMID: 22855961.

17. DAOUD H, TéTREAULT M, GIBSON W, et al. Mutations in POLR3A and POLR3B are a major cause of hypomyelinating leukodystrophies with or without dental abnormalities and/or hypogonadotropic hypogonadism[J]. J Med Genet, 2013, 50(3): 194-197.

18. SAITSU H, OSAKA H, SASAKI M, et al. Mutations in POLR3A and POLR3B encoding RNA Polymerase III subunits cause an autosomal-recessive hypomyelinating leukoencephalopathy[J]. Am J Hum Genet, 2011, 89(5): 644-651.

19. KASHIKI H, LI H, MIYAMOTO S, et al. POLR1C variants dysregulate splicing and cause hypomyelinating leukodystrophy[J]. Neurol Genet, 2020, 6(6): e524.

20. DORBOZ I, DUMAY-ODELOT H, BOUSSAID K, et al. Mutation in POLR3K causes hypomyelinating leukodystrophy and abnormal ribosomal RNA regulation[J]. Neurol Genet, 2018, 4(6): e289.

21. THIFFAULT I, WOLF N I, FORGET D, et al. Recessive mutations in POLR1C cause a leukodystrophy by impairing biogenesis of RNA polymerase III[J]. Nat Commun, 2015, 6: 7623.

22. JURKIEWICZ E, DUNIN-WASOWICZ D, GIERUSZCZAK-BIALEK D, et al. Recessive Mutations in POLR3B Encoding RNA Polymerase III Subunit Causing Diffuse Hypomyelination in Patients with 4H Leukodystrophy with Polymicrogyria and Cataracts[J]. Clin Neuroradiol, 2017, 27(2): 213-220.

23. TéTREAULT M, CHOQUET K, ORCESI S, et al. Recessive mutations in POLR3B, encoding the second largest subunit of Pol III, cause a rare hypomyelinating leukodystrophy[J]. Am J Hum Genet, 2011, 89(5): 652-655.

24. DIECI G, FIORINO G, CASTELNUOVO M, et al. The expanding RNA polymerase III transcriptome[J]. Trends Genet, 2007, 23(12): 614-622.

25. PELLETIER F, PERRIER S, CAYAMI F K, et al. Endocrine and Growth Abnormalities in 4H Leukodystrophy Caused by Variants in POLR3A, POLR3B, and POLR1C[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2021, 106(2): e660-e674.

26. GAUQUELIN L, CAYAMI F K, SZTRIHA L, et al. Clinical spectrum of POLR3-related leukodystrophy caused by biallelic POLR1C pathogenic variants[J]. Neurol Genet, 2019, 5(6): e369.

27. HAN J Y, KIM S Y, CHEON J E, et al. A Familial Case of Childhood Ataxia with Leukodystrophy Due to Novel POLR1C Mutations[J]. J Clin Neurol, 2020, 16(2): 338-340.

28. KRAOUA I, KARKAR A, DRISSI C, et al. Novel POLR1C mutation in RNA polymerase III-related leukodystrophy with severe myoclonus and dystonia[J]. Mol Genet Genomic Med, 2019, 7(9): e914.

29. STEENWEG M E, VANDERVER A, BLASER S, et al. Magnetic resonance imaging pattern recognition in hypomyelinating disorders[J]. Brain, 2010, 133(10): 2971-2982.

30. PIANA R L, TONDUTI D, DRESSMAN H G, et al. Brain Magnetic Resonance Imaging (MRI) Pattern Recognition in Pol III-Related Leukodystrophies[J]. Journal of Child Neurology, 2013, 29(2): 214-220.

31. TAKANASHI J, OSAKA H, SAITSU H, et al. Different patterns of cerebellar abnormality and hypomyelination between POLR3A and POLR3B mutations[J]. Brain Dev, 2014, 36(3): 259-263.

32. AZMANOV D N, SIIRA S J, CHAMOVA T, et al. Transcriptome-wide effects of a POLR3A gene mutation in patients with an unusual phenotype of striatal involvement[J]. Hum Mol Genet, 2016, 25(19): 4302-4314.

33. HARTING I, AL-SAADY M, KRAGELOH-MANN I, et al. POLR3A variants with striatal involvement and extrapyramidal movement disorder[J]. Neurogenetics, 2020, 21(2): 121-133.

34. POTIC A, BRAIS B, CHOQUET K, et al. 4H syndrome with late-onset growth hormone deficiency caused by POLR3A mutations[J]. Arch Neurol, 2012, 69(7): 920-923.

35. LA PIANA R, CAYAMI F K, TRAN L T, et al. Diffuse hypomyelination is not obligate for POLR3-related disorders[J]. Neurology, 2016, 86(17): 1622.

36. MINNEROP M, KURZWELLY D, WAGNER H, et al. Hypomorphic mutations in POLR3A are a frequent cause of sporadic and recessive spastic ataxia[J]. Brain, 2017, 140(6): 1561-1578.

37. LATA E, CHOQUET K, SAGLIOCCO F, et al. RNA Polymerase III Subunit Mutations in Genetic Diseases[J]. Front Mol Biosci, 2021, 8: 696438.

38. BERNARD G, CHOUERY E, PUTORTI M L, et al. Mutations of POLR3A encoding a catalytic subunit of RNA polymerase Pol III cause a recessive hypomyelinating leukodystrophy[J]. Am J Hum Genet, 2011, 89(3): 415-423.

39. CHOQUET K, FORGET D, MELOCHE E, et al. Leukodystrophy-associated POLR3A mutations down-regulate the RNA polymerase III transcript and important regulatory RNA BC200[J]. J Biol Chem, 2019, 294(18): 7445-7459.

【引用格式】李玲，朱泽宇，曹立，等. 中年女性，进行性走路困难35年余——POLR3A基因复合杂合突变致HLD7[J]. 中国神经精神疾病杂志，2022，48（3）：188-192.

【Cite this article】LI L,ZHU Z Y,CAO L，et al. One middle-aged female with progressive walking difficulties for more than 35 years—— a case of HLD7 due to compound heterozygous mutation of POLR3A gene[J]. Chin J Nervous Mental Dis，2022，48（3）：188-192.

DOI：10.3969/j.issn.1002-0152.2022.03.014