肌营养不良症，先天性梅洛辛缺乏症，1A；MDC1A

肌营养不良症、先天性梅洛辛缺乏症

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由于 LAMA2 部分缺陷导致的先天性肌营养不良症，包括

有证据表明，merosin 缺陷型先天性肌营养不良症 1A 型（MDC1A）是由层粘连蛋白 α-2 基因（LAMA2；LAMA2）纯合或复合杂合突变引起的。156225）在染色体 6q22 上。

LAMA2基因的双等位基因突变还可引起常染色体隐性肢带型肌营养不良症23（LGMDR23；618138），一种不太严重的疾病。

▼ 说明

Merosin 缺陷型先天性肌营养不良症是一种常染色体隐性遗传的肌营养不良症，其特征是出生时或出生后前 6 个月内明显肌无力。患者表现出肌张力低下、吮吸和哭闹不良以及运动发育迟缓；大多数人从未实现孤立行走。大多数患者脑成像也有脑室周围白质异常，但智力低下和/或癫痫发作很少发生（Xiong等人总结，2015）。

▼ 临床特征

Tome 等人（1994）观察到 13 名先天性肌营养不良症患者的骨骼肌中的层粘连蛋白异构体（merosin）特异性缺失，而肌内膜结缔组织显着增加。Tome 等人（1994）研究了层粘连蛋白，因为它通过肌营养不良蛋白（300377）相关糖蛋白的大型寡聚复合物与肌膜下细胞骨架相连。

Sunada 等人（1995）描述了 2 名无关的白人患者，患有 merosin 阴性先天性肌营养不良症，表现为广泛的脑异常，包括多小脑回和 T2 加权脑 MRI 上幕上白质的异常高强度信号。

Mercuri 等人（1995）研究了 17 名患有先天性肌营养不良症的无关个体。所有7名merosin缺乏症患者的大脑MRI均可见异常白质变化，并且体感诱发电位（SEP）异常。相反，在 merosin 阳性患者中未发现 MRI 或 SEP 变化。在随后的一项配套研究中，Mercuri 等人（1995）一致发现 MRI 扫描异常的患者存在知觉运动困难，但在 Merosin 阳性且 MRI 扫描正常的先天性肌营养不良儿童中却没有发现。

Hayashi等（1995）通过免疫细胞化学和生化检查，在40名日本患者中发现了1名merosin阴性先天性肌营养不良症患者。一名 16 个月大的女孩出现运动里程碑延迟、全身肌张力减退、无力以及大脑白质弥漫性低密度区域。RT-PCR 未检测到层粘连蛋白 α-2 链 mRNA，但未描述该基因的推测突变。因此，Hayashi等人（1995）得出结论，merosin阴性先天性肌营养不良症在日本的发生率确实较低。

Shorer等人（1995）证明，10例merosin阴性先天性肌营养不良症患者的运动神经传导速度降低，但15例merosin阳性先天性肌营养不良症患者的神经传导速度没有降低。

几种先天性肌营养不良症，即 FCMD、肌眼脑病（253280）和 Walker-Warburg 综合征（236670），具有大脑结构异常和相关的严重智力障碍。Philpot等人（1999）证明，在大量患有merosin缺陷CMD的儿童中也可以发现一系列结构畸形。他们报告了 14 名患有 Merosin 缺乏 CMD 的儿童的 MRI 研究。所有 14 例患者均出现白质变化，这种变化在出生后 6 个月后出现，并随着时间的推移持续存在。变化是弥漫性的，扫描中最大的孩子（14 岁）也显示 U 纤维受累。一名患有中度智力低下和癫痫的儿童，其主要特征是复杂的部分性发作和非典型失神，治疗起来很困难。MRI 显示明显的枕叶无脑和脑桥小脑发育不全。大脑其余部分的回旋模式看起来很正常。另外四例智力正常，也有小脑发育不全，脑桥受累程度不同。

Taratuto 等人（1999）报道了一名患有皮质回旋异常的 Merosin 缺陷型先天性肌营养不良症婴儿的临床、活检和尸检结果。大脑显示多小脑回和枕叶无脑回，伴有边缘神经胶质异位和下蚓部发育不全。

Pegoraro等（2000）报道了一名因LAMA2基因（156225.0011和156225.0012）复合杂合突变引起的严重CMD患者。她出生时就出现严重肌张力低下和关节挛缩。汽车里程碑严重延迟。她还患有中枢神经系统受累，包括癫痫发作、中度智力低下、心室扩张、白质异常和脑回肥大。肌肉活检显示部分 LAMA2 免疫染色，确定其为缺乏大部分外显子 31 的选择性剪接亚型。

Jones 等人（2001）报道了一系列 5 名 LAMA2 缺陷患者，并回顾了已发表的报告来表征其表型。报告的 5 名患者中只有 1 名患有严重的典型先天性肌营养不良症表型。Jones 等人（2001）指出，在先前发表的病例中，12% 的病例出现较晚发作、缓慢进展的肌肉无力，更准确地称为“肢带型肌营养不良症”。6% 的病例发现精神发育迟滞，8% 的病例发现癫痫发作，亚临床心脏受累占 3% 至 35%，神经元迁移缺陷占 4%。至少 25% 的报告病例已实现孤立行走。3 名 LAMA2 缺陷患者无症状；10 人 MRI 正常，其中 4 人 LAMA2 基因突变。10% 至 20% 的病例记录的最大肌酸激酶低于 1000 单位/升。在 25% 的病例中发现了 LAMA2 基因突变，其中 68% 具有典型的先天性肌营养不良表型。Jones 等人（2001）得出结论，所有营养不良的肌肉活检，无论临床表型如何，都应该用 LAMA2 抗体进行研究。

Xiong等人（2015）报告了43名儿童或青少年的临床特征和遗传分析，其中大多数为汉族血统，患有先天性肌营养不良症和骨骼肌活检明显的LAMA2缺陷。大多数（29名患者）在出生时就有明显的肌张力低下和弱哭声，而其余患者则在出生后的前6个月内出现这些症状和运动发育迟缓。38 名患者从未实现孤立行走，5 名患者有轻度肌无力和步态受损。23 名患者出现眼肌麻痹。所有患者的脑影像学显示双侧脑室周围白质T2强度异常，胼胝体、内囊、小脑和脑干不受影响。八名智力低下和/或癫痫患者有更多弥漫性白质异常。未观察到皮质畸形。遗传分析鉴定出 LAMA2 基因中的双等位基因突变或缺失；没有明显的基因型/表型相关性。

▼ 诊断

产前诊断

Naom et al.（1997）得出结论，对滋养层层粘连蛋白α-2链进行免疫细胞化学分析可以检测受影响胎儿的异常情况，并在未受影响和携带胎儿中给出正常结果。尽管如此，他们还是建议在所有病例中研究 LAMA2 基因座的连锁分析，以用于产前诊断 merosin 缺陷型先天性肌营养不良症。

▼ 遗传

D\'Alessandro 等人（1999）使用紧密连锁的信息多态性微卫星标记，研究了 29 个信息性 merosin 缺陷家族中与突变等位基因相关的单倍型的遗传模式。这使得他们能够从正常纯合子中识别出杂合子个体，这些个体在临床、病理学和生化上都无法区分。通过连锁分析，他们发现携带与突变等位基因相关的父本或母本单倍型的杂合个体数量显着增加。他们提出了这样的问题：在这种疾病中是否存在有利于杂合子的选择。

▼ 测绘

Hillaire 等人（1994）通过纯合性作图证明，merosin 阴性先天性肌营养不良症与 6q2 的 16-cM 区域有关，层粘连蛋白 M 基因位于该区域。在 3 个近亲、merosin 阳性先天性肌营养不良症家族中，他们发现与 FCMD 基因座定位的 6q2 或 9q31-q33 没有关联。

▼ 分子遗传学

Helbling-Leclerc等（1995）在2个患有先天性merosin缺陷型肌营养不良症家族的受影响成员中，在LAMA2基因中发现了2种不同的纯合突变（156225.0001-156225.0002）。他们提出，“层粘连蛋白-2 的细胞外定位可能允许新的治疗策略恢复其在肌纤维周围的存在，并改变这种非常致残的疾病的严重病程。”

大约一半的 CMD 病例是由 LAMA2 完全缺乏引起的。Tezak et al.（2003）指出，在这些严重的新生儿发病患者中报告了许多功能丧失突变，但在具有部分 LAMA2 缺陷的轻度 CMD 中只发现了错义突变。他们研究了 9 名 CMD 患者，这些患者在脑 MRI 上显示异常白质信号，在肌肉活检免疫荧光上显示 LAMA2 部分缺陷，并在 6 名患者中发现了 LAMA2 序列的变化。这 6 种变化中有 5 种是新的；5 种是新的。其中包括 3 个错义变化（参见，例如 156225.0009-156225.0010）和 2 个剪接位点突变。通过免疫染色发现的部分 LAMA2 缺陷对于 LAMA2 基因突变携带者来说并不特异，因为只有 2 名患者显示出明确的致病突变，另外 3 名患者显示出可能的突变。LAMA2 突变阳性和突变阴性 CMD 患者的临床表现和疾病进展相同。

Di Blasi et al.（2005）在 15 名先天性肌营养不良症患者中的 10 名中发现了 10 个 LAMA2 突变，其中包括 9 个新突变，并且 LAMA2 蛋白的肌肉表达无法检测到或大大降低。所有突变阳性患者从出生起就有全身肌张力低下和严重虚弱，并且都有异常的 MRI 变化。一个创始人突变（156225.0013）被鉴定并确定起源于阿尔巴尼亚。5 名未检测到 LAMA2 突变且也没有白质变化的患者中，有 2 名患者发现 FKRP 基因（606596）发生突变。

Oliveira等人（2008）在所有26名临床表现提示MDC1A的患者的52个疾病等位基因中的50个（96%）中鉴定出了LAMA2基因中的18种不同突变，其中包括14种新突变。仅在 2 名患者中发现杂合突变。10 名（31%）患者携带包含 LAMA2 基因（156225.0015）外显子 56 的常见 5-kb 缺失。

▼ 基因型/表型相关性

在关于 LAMA2 突变的全面突变更新中，Oliveira 等人（2018）指出，最常报道的基因型是在两个疾病等位基因中产生过早终止密码子（PTC）的变异，与肌肉活检中层粘连蛋白的完全缺乏有关，并且引起严重的先天性肌营养不良症（MDC1A）。相比之下，错义变异存在于较少数量的病例中，通常与肌肉活检中部分层粘连蛋白缺乏相关，并导致较轻微的迟发型疾病（LGMDR23）。

▼ 发病机制

Taniguchi 等人（2006）对儿童时期不同年龄的 4 名 FCMD 患者和 1 名 MDC1A 患者的骨骼肌活检标本进行了组织学检查和 cDNA 微阵列分析。组织学检查显示营养不良特征、纤维尺寸变化、明显的间质组织和脂肪组织增殖。肌纤维的炎症、坏死和再生不太明显，尤其是与杜氏肌营养不良症（DMD；310200）。FCMD和MDC1A样本显示细胞外基质基因表达增加，如COL3A1（120180）、THBS4（600715）和OSF2（POSTN）；608777），而编码成熟肌肉成分的基因则下调，包括MYH7（160760）、TCAP（604488）、DES（125660）和MYH1（160730）。基因表达的上调主要发生在肌纤维中，仅轻微发生在成纤维细胞中。相比之下，之前对 DMD 肌肉的微阵列分析（Noguchi 等，2003）报道了编码肌肉成分的基因上调，反映了 DMD 退化后活性肌纤维再生的增强。Taniguchi等（2006）提出FCMD和MDC1A的主要病理特征是间质纤维化，没有肌肉变性和再生，这与DMD不同。

Bax（600040）介导的肌肉细胞死亡是 MDC1A 的 Lama2-null 小鼠模型中观察到的严重神经肌肉病理学的重要贡献者。Vishnudas 和 Miller（2009）分析了正常和 LAMA2 缺陷的肌肉和细胞（包括来自 MDC1A 患者的肌源性细胞）中 Bax 调节的分子机制。在小鼠生肌细胞中，Bax与多功能蛋白Ku70（XRCC6;）共免疫沉淀。152690）。此外，从Ku70设计的细胞渗透性五肽，称为Bax抑制肽（BIPs），可抑制十字孢菌素诱导的Bax易位和小鼠生肌细胞中的细胞死亡。Ku70 的乙酰化可以抑制与 Bax 的结合，并且可以作为细胞死亡敏感性增加的指标，在 Lama2 缺失小鼠肌肉中比在正常小鼠肌肉中更丰富。人类LAMA2缺陷患者成肌细胞培养物形成的肌管产生高水平的活化半胱天冬酶-3（CASP3; 600636）在聚-L-赖氨酸上生长时，但在含有 LAMA2 的基质上生长或用 BIP 处理时则不会。与正常肌管相比，人类 LAMA2 缺陷肌管中的细胞质 Ku70 数量减少，乙酰化程度更高。Vishnudas 和 Miller（2009）得出结论，细胞死亡敏感性增加似乎是人类 LAMA2 缺陷肌管的固有特性，而 Ku70 是 Bax 介导的发病机制的调节因子。

▼ 动物模型

Michelson等人（1955）描述了典型的小鼠肌营养不良菌株dy。此后积累了大量关于突变的形态和生化特征的文献。纯合子小鼠表现出严重的进行性肌营养不良症。此外，这些小鼠比同窝小鼠要小，并且在 2 至 6 个月内死亡，原因不明。

Xu等（1994）通过免疫荧光和免疫印迹在dy/dy小鼠的骨骼肌、心肌和周围神经中检测不到M-层粘连蛋白的重链，但在杂合子和野生型非营养不良小鼠中正常表达。免疫荧光证实营养不良小鼠中存在其他主要基底膜蛋白。通过对 dy/dy 小鼠的肌肉和心脏组织进行 Northern 印迹检测，检测到非常低水平的 M-层粘连蛋白重链 mRNA，这表明 M-层粘连蛋白重链 mRNA 的产生水平可能非常低或者不稳定。由于M-层粘连蛋白重链基因与dy基因座位于同一区域的小鼠染色体10上，Xu等人（1994）认为该基因的突变导致了肌营养不良症。使用 Southern blotting 进行的初步研究表明，营养不良小鼠中的 M 链基因并未被删除。

Sunada et al.（1994）证明merosin是α-dystroglycan的天然配体，α-dystroglycan是dystropin-糖蛋白复合物的细胞外成分，并且在小鼠Lamm中编码它的基因对应到染色体10的相同区域其中 dy 基因座已被绘制。对 dy 小鼠的 merosin 表达分析表明，骨骼肌、心肌和周围神经存在特定缺陷。背侧和腹侧神经根的髓鞘形成障碍可能与雪旺细胞以及肌肉基底膜中的 merosin 的正常表达有关。

Xu等（1994）通过检测层粘连蛋白α-2链基因的突变，确定了dy等位基因dy（2J）的分子基础。剪接位点共有序列中的 G 到 A 突变导致多个 mRNA 的剪接和表达异常。一种 mRNA 被翻译成 α-2 多肽，并删除了结构域 VI。截短的蛋白质显然缺乏野生型蛋白质的重要品质，并且无法提供足够的肌肉稳定性。Xu等人（1994）指出：“越来越清楚的是，肌营养不良症可能是由许多参与稳定肌细胞膜的蛋白质突变引起的，包括肌细胞与细胞外基质的附着。在这方面，可能会在导致皮肤起泡疾病、大疱性表皮松解症的突变中找到相似之处。”

Kuang等人（1998）研究了merosin缺陷型先天性肌营养不良症（MCMD）小鼠模型，包括自发突变小鼠和胚胎干细胞同源重组产生的无效突变小鼠。在 merosin 完全或部分缺乏的小鼠中，它们在肌肉特异性肌酸激酶启动子的调节下表达人类 LAMA2 转基因。该转基因恢复了骨骼肌中merosin的合成和定位，极大地改善了肌肉的形态和完整性以及小鼠的健康和寿命。然而，转基因小鼠与非转基因营养不良小鼠一样，后腿都出现进行性跛行，这表明存在神经缺陷。这些结果表明，肌肉以外的组织（例如神经组织）中 Merosin 的缺失是 MCMD 的关键组成部分。人类 MCMD 以及其他形式的肌营养不良症的未来基因治疗可能需要修复多个组织中的缺陷基因产物。之前的观察发现，人类 MCMD 和小鼠体内 Merosin 缺陷型肌营养不良症的一个特征是运动神经完全有髓鞘，这表明除了肌肉之外，merosin 在神经组织中可能也很重要。

为了恢复LAMA2缺陷的小鼠模型的肌肉功能，Moll等人（2001）设计了agrin（103320）的小基因，agrin是一种以其在神经肌肉接头形成中的作用而闻名的蛋白质。Moll等人（2001）证明，这种微型集聚蛋白与基底膜和抗肌营养不良蛋白-糖蛋白复合物的成员α-肌营养不良聚糖（128239）结合，通过集集蛋白介导的稳定化机制来改善肌肉病理学。 α-肌营养不良聚糖和层粘连蛋白α-5链（601033）。Moll等人（2001）得出的结论是，他们的数据提供了体内证据，表明非同源蛋白质与合理的蛋白质设计相结合可用于设计可以恢复人类肌营养不良症中肌肉功能的治疗工具。

Shelton 和 Engvall（2005）在一篇综述中指出，LAMA2 缺陷的动物模型已在布列塔尼-史宾格犬混种狗和几种猫品种中得到描述，包括暹罗猫、缅因猫和家养短毛混种猫。作者指出，混合品种中层粘连蛋白-α-2 缺乏的发现表明，多个品种的狗和猫的基因库中存在突变。

Girgenrath等人（2009）发现，用抑制细胞凋亡的米诺环素或多西环素治疗Lama2缺失小鼠，显示出临床和病理改善。接受治疗的小鼠寿命延长，生长改善，并延迟后肢麻痹的发生。治疗小鼠的肌肉比未治疗的小鼠更大，炎症减少，Akt（164730）磷酸化增加，细胞凋亡标记物减少，如Bax（600040）和半胱天冬酶-3（CASP3）；600636）。研究结果表明，细胞凋亡增加是 LAMA2 缺陷的主要致病机制。

Lama1（150320）的转基因过度表达已被证明可以改善MDC1A小鼠模型中的肌肉萎缩和麻痹（Gawlik et al., 2004）。然而，Lama1 的大尺寸超出了临床上与基因治疗相关的载体的包装能力。Kemaladewi 等人（2019）使用携带催化失活 Cas9（dCas9）、VP64 反式激活子和单个-靶向 Lama1 启动子的引导 RNA。当对症状前的小鼠进行治疗时，Lama1在骨骼肌和周围神经中的表达上调，从而防止了肌肉纤维化和麻痹。尽管人们假设骨骼肌的纤维化变化是不可逆的，但 Kemaladewi 等人（2019）表明，当对有症状的 dy（2j）/dy（2j）小鼠开始治疗时，营养不良特征和疾病进展得到改善和逆转。后肢麻痹和肌肉纤维化。Kemaladewi et al.（2019）得出的结论是，他们的数据证明了 CRISPR-dCas9 介导的 Lama1 上调的可行性和治疗益处，这为 MDC1A 患者的突变无关治疗开辟了可能性。