4例NOTCH3基因突变的遗传性脑小血管病患者临床及认知特点

陈嫄，周玉颖，王艳，张惠红

脑小血管病（cerebral small vessel disease，CSVD）是一组以脑小血管，通常包括小动脉、微动脉、毛细血管、微静脉、终末小静脉及动静脉吻合支病变导致的临床、影像学、病理学表现及认知改变的综合征[1-2]。CSVD在临床上主要表现为脑梗死、脑出血和认知功能障碍等，大部分呈散发病例，少数呈家族聚集性，提示为家族遗传性CSVD[3]。NOTCH3基因突变的CSVD常被报道，被认为是伴有皮层下梗死和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病（cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy，CADASIL）的致病基因[4]。NOTCH3蛋白主要在成人小动脉血管平滑肌细胞中表达，对血管平滑肌细胞的稳定起重要作用。变异的NOTCH3蛋白可引起嗜锇颗粒在血管平滑肌细胞周围沉积，导致脑血管结构和功能改变，可引起如脑白质疏松、缺血性脑血管病、认知功能损害等[5]。本文回顾性分析NOTCH3基因突变的遗传性脑小血管病患者的临床资料，分析并比较其在首发症状、临床表现、影像学检查、辅助检查、基因检测及相关神经心理学评估方面的特点，以期能提高临床医师的认识，有利于疾病的早期诊断鉴别。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象 回顾性收集2015年5月-2017年9月天津市环湖医院神经内科收治的4例NOTCH3基因突变的遗传性脑小血管病患者的临床资料。

1.2 一般临床基本资料 收集患者的年龄、发病年龄、性别、受教育程度、既往史、吸烟饮酒史、痴呆家族史、脑血管病家族史、主诉、发病形式。发病年龄根据以下症状之一出现的时间确定：偏头痛；情感障碍；第一次脑血管事件；认知功能下降；头晕。

1.3 辅助检查 收集患者常规检查包括血常规、凝血四项、生化血脂全项、甲功全项、同型半胱氨酸、免疫全项、超敏C反应蛋白、尿常规、便常规、心电图、胸部X线、常规超声（心脏、腹部、泌尿系统）、血管超声（颈部超声、经颅多普勒超声）。

1.4 影像学检查 对患者行头颅磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）平扫检查（Philips Achieva 3.0T超导型核磁共振仪），采用8通道头线圈。扫描3个截面：冠状位、轴状位和矢状位，扫描序列包括T1加权成像、T2加权成像、液体衰减反转恢复序列（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）、弥散加权像（diffusion-weighted imaging，DWI）。

1.5 基因检测 采集患者外周血4 ml作为样本进行相关致病基因的检测（包括与各类脑血管病、脑肿瘤相关的共计94个基因）。使用Qiagen FlexiGene DNA Kit的方法提取样本DNA。随后采用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）进行文库构建，并对扩增后的产物进行纯化和定量。使用illumina公司的NextSeq500测序仪进行测序，获得下机原始数据，并用CASAVA（1.8.2）软件将原始数据转化为可识别的碱基序列，再经生物信息分析系统进行分析注释获得突变位点，并筛选出符合患者临床的位点，用Sanger测序进行一代验证。

1.6 神经心理学评价 包括：①认知功能评价：采用简易精神状态量表（mini-mental state examination，MMSE）和蒙特利尔认知评估量表（Montreal cognitive assessment scale，MoCA），MoCA总分为30分，评分＜26分者视为存在认知功能障碍。对于受教育程度≤12年者，测定分值+1分以校正教育偏差。②神经精神行为评价：采用神经精神量表进行评价。③日常生活活动能力评价：采用日常生活能力量表（activity of daily living scale，ADL）进行评价。④情绪状态评价：采用汉密尔顿抑郁量表（Hamilton depression scale，HAMD）和汉密尔顿焦虑量表（Hamilton anxiety scale，HAMA）进行评价。HAMD评分≥7分，轻度抑郁；HAMD≥17分，中度抑郁；HAMD≥24分，重度抑郁。HAMA≥29分，可能为严重焦虑；HAMA≥21分，肯定有明显焦虑；HAMA≥14分，肯定有焦虑；HAMA≥7分，可能有焦虑；HAMA＜7分，无焦虑症状。

2 结果

2.1 基本情况 4例患者中男性2例，女性2例，发病年龄32～62岁，平均发病年龄为47.75岁，平均受教育年限10.5年。其中1例患者既往有结肠炎病史，已治愈；其余3例无特殊病史。4例患者中有2例以急性脑梗死就诊，1例以头晕头痛就诊，1例以认知功能障碍就诊。其中2例有脑血管病家族史（表1）。

2.2 临床表现 4例患者中2例急性脑梗死患者的临床表现及阳性体征与所对应的急性局灶性缺血灶相符。其中例2患者不仅有急性脑梗死的症状，还伴有腰痛症状，且患者为秃顶，详细追问家族史，家族三代均有秃头，对患者进一步查腰椎核磁提示腰椎退行性改变，L4/5、L5/S1椎间盘膨出。例3和例4患者查体无阳性体征。

2.3 辅助检查 4例患者中例1和例2患者血化验存在高脂血症，其中例1患者的颈动脉超声提示颈动脉硬化；余3例患者颈动脉超声和经颅多普勒超声未见明显异常；4例患者的心电图、胸部X线及心脏、腹部、泌尿系统超声均未见明显异常。

2.4 头颅MRI检查结果 例1患者头MRI可见左侧脑室旁DWI异常信号，考虑急性梗死灶；例2患者头MRI可见延髓偏左DWI异常信号，考虑急性梗死灶；4例患者均存在白质异常改变（图1～4），主要表现为皮质下白质、脑干、颞极、基底节、外囊等部位长T1、长T2信号，FLAIR呈高信号（表2）。

2.5 基因检测 对4例患者进行的基因检测结果发现，例1患者19号染色体的NOTCH3基因3号外显子c.268C＞T杂合突变；例2患者19号染色体的NOTCH3基因4号外显子c.421C＞T杂合突变。例3患者为19号染色体的NOTCH3基因20号外显子c.3263G＞C杂合突变。例4患者为19号染色体的NOTCH3基因11号外显子c.1819C＞T杂合突变。4例患者基因检测均未发现HTRA1基因位点突变。

2.6 神经心理评估 MMSE和MoCA评分结果表明4例患者均存在认知功能障碍，亚项分析表明主要是在执行功能、语言、抽象能力及延迟回忆方面分值降低，而在定向力、计算力、命名、注意力等方面降低不明显（表3～4）。

3 讨论

NOTCH3基因突变的遗传性CSVD属于单基因遗传性CSVD，即疾病性状受一对等位基因控制，符合孟德尔遗传定律[6]。4例患者虽然在基因检测中均出现了NOTCH3基因突变，但在临床表现、影像学、神经心理评估等方面存在差异。4例患者中有2例以反复发作的卒中为首发症状，其中2例合并脑血管病危险因素（高脂血症和颈动脉硬化）。在NOTCH3基因突变的遗传性脑小血管病中反复发作的卒中常不伴有明确的脑血管病危险因素，故合并脑血管病危险因素的患者易被临床忽视。国内一项研究提示44.44%NOTCH3基因突变的患者存在脑血管病危险因素，但由于样本量小，尚不足以推测其对发病年龄、病程进展等影响[7]。偏头痛被认为是NOTCH3基因突变的CADASIL患者的早期表现，但不同种族和地区偏头痛的发病率差异较大，白种人偏头痛的患病率为14%～72%，而国内报道的患病率仅为5%。另有研究表明，部分患者可表现为非特异性头晕，因后循环缺血引起[8-9]。本文中例4患者以头晕头痛起病，无其他伴随症状，头颅MRI除皮质下广泛白质病变外无其他异常表现，因此皮质下白质病变引起的非特异性头晕也可能是遗传性脑小血管病的早期表现。

表1 4例患者一般临床基本资料

图1 例1患者头MRI FLAIR序列结果

图2 例2患者头MRI FLAIR序列结果

图3 例3患者头MRI FLAIR序列结果

图4 例4患者头MRI FLAIR序列结果

头颅MRI诊断CSVD患者颅内病变的敏感性高，可发现无症状患者的颅内病变，常表现为白质疏松、多发皮层下腔隙性脑梗死、微出血、脑萎缩。CADASIL患者白质病变常对称分布于皮层下白质、双侧脑室周围白质、颞极、丘脑、内囊、外囊和脑桥，晚期可出现范围增大融合成片状，其中颞极和外囊呈T2高信号是其特征性改变和重要诊断指标[10]。本文4例患者中有2例患者颞极可见明显的白质病变，表现为T2、FLAIR序列高信号。既往文献报道中，在高加索人群中约有89%～95%的患者出现颞极病变，而国内文献报道颞极病变出现率为46%[11]。微出血、腔隙性脑梗死、脑萎缩等表现也可作为CADASIL非特异性表现。

本文4例患者检测到4种不同的NOTCH3基因突变，分别位于3号、4号、20号、11号外显子，根据既往研究报道，均为CADASIL患者基因突变好发位点[11-12]。本文中例1、例3和例4患者在临床表现、影像学和基因检测符合2007年中国CADASIL的临床诊断标准[13]，而例2患者除了出现反复缺血性卒中，MRI可见广泛白质损害外，还具有家族性秃顶和腰痛的特征性表现，与伴皮质下梗死和白质脑病的常染色体隐性遗传性脑动脉病（cerebral autosomal recessive arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy，CARASIL）的临床表现相符，基因检测却未检测到HTRA1基因突变，而检测到NOTCH3基因4号外显子杂合突变。此种情况国内外报道较少，2001年Yamada等人曾报道过日本一例患者NOTCH3基因突变，临床表现伴有秃头和腰痛[14]。

表2 4例患者影像学表现

表3 4例患者神经心理评估量表得分

表4 4例患者MoCA亚项比较

目前很多研究表明，CSVD是引起轻度认知功能障碍（mild cognitive impairment，MCI）的主要原因[15]。CSVD性认知障碍的发病机制尚不明确，其认知受损主要体现在注意力、信息加工处理速度、执行功能、记忆等领域。记忆与海马颞叶内侧皮层下功能通路有关，故有研究认为缺血使海马颞叶内侧皮层下功能通路破坏，进而导致记忆受损。执行功能与前额叶-皮质下环路、顶叶、扣带回、运动前区、枕叶、颞叶、基底节和丘脑等多部位相关，这些部位的梗死或缺血性改变均可导致执行功能缺损。

根据既往文献报道，NOTCH3基因突变的CADASIL患者发病年龄跨度大，主要临床特点包括先兆性偏头痛、短暂性脑缺血发作和缺血性卒中、认知功能下降、情绪异常（抑郁或冷漠）等[16]。认知功能障碍下降多呈缓慢、逐步恶化和阶梯式样进展。认知功能可能在疾病早期隐匿性存在，往往在短暂性脑缺血或缺血性卒中发作前很长一段时间已经存在。该病患者常常伴有情感淡漠，而严重的失语、失用、失认则少见。NOTCH3基因突变患者认知功能下降的原因尚未完全明确，由于皮层下白质动脉走行长、有许多管径狭窄的小动脉并形成终末端，没有侧支循环，所以最易受累，故推测是由于Notch蛋白在血管平滑肌细胞上表达，血管平滑肌细胞进行性变性，使Notch3蛋白积聚在细胞膜，导致血管阻抗增加。小动脉的改变促使CP-结合因子（CP-binding factor，CBF）下降，引起脑室周围的白质变性和深部白质及基底神经节的腔隙性梗死，导致认知功能下降。M.K. Liem等[17]的研究认为腔隙性梗死、脑部微出血、脑室的体积增加与NOTCH3基因突变的CADASIL患者认知功能的下降尤其是执行功能损害相关。本文4例患者中，例1和例2患者出现缺血性卒中，例1患者伴有轻度抑郁，4例患者均有轻度认知功能障碍，主要是在执行功能、语言、抽象能力及延迟回忆方面分值降低，尤以执行功能和延迟回忆分值降低显著，与以往对CSVD的认知障碍研究相符[18-20]。其中例3患者脑白质Fazekas分级3级，而认知功能评分尚可，其认知损害与脑白质病损程度不匹配，需考虑受教育程度在认知评价中的影响。对于NOTCH3基因突变患者伴随疾病发展其认知功能受损的程度和情绪状态的变化，还需今后进一步随访。

综上所述，NOTCH3基因突变的遗传性脑小血管病的临床特征多元化，个体之间具有异质性，在临床工作中，应仔细鉴别，减少漏诊，提高诊断准确率，尽早发现其家族遗传性，及时给予治疗及干预。

【点睛】NOTCH3基因突变的遗传性脑小血管病患者可伴有脑血管病危险因素，头颅MRI多见皮质下脑白质损害，认知障碍多见，患者个体间的临床表现和突变基因位点均有异质性。