综述:常染色体隐性遗传早发性帕金森病的遗传学机制

《Current Opinion in Neurobiology》:The genetics of autosomal recessive early-onset Parkinson's disease

【字体: 时间:2025年11月19日 来源:Current Opinion in Neurobiology 5.2

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  早发性帕金森病(EOPD)多由常染色体隐性基因突变引起,分为典型(PRKN、PINK1、DJ-1相关,进展缓慢)和异常型(ATP13A2、FBXO7等基因相关,伴其他神经症状)。长读测序技术解决了部分未诊断病例,新发现PTPA、DAGLB等5个EOPD相关基因,靶向PRKN的小分子药物即将进入临床试验。

  
吉约姆·科根(Guillaume Cogan)|苏珊娜·莱萨日(Suzanne Lesage)|亚历克西斯·布里斯(Alexis Brice)
法国巴黎索邦大学(Sorbonne University)、大脑研究所(Institut du Cerveau)、巴黎脑研究所(Paris Brain Institute, ICM)、法国国家医学研究院(Institut National de la Recherche Médicale, U1127)、法国国家科学研究中心(Centre National de la Recherche Scientifique, UMR7225)、巴黎公共医疗保健机构(APHP),法国巴黎
早发性帕金森病(Early-onset Parkinson's disease, EOPD)通常指在40至50岁之前发病的帕金森病(Parkinson's disease, PD)。与晚发性PD不同,EOPD往往由常染色体隐性基因的致病突变引起。EOPD可分为两种表型:典型EOPD(由PRKN、PINK1和DJ-1基因突变引起),其病情进展较慢;以及非典型EOPD(由ATP13A2、FBXO7、DNAJC6、VPS13C、SYNJ1、PLA2G6基因突变引起),常伴有其他神经系统症状。本文将综述EOPD的最新研究进展及仍存在的挑战。目前,已明确了一些致病基因突变的频率及其与临床表现的关系。长读长测序技术帮助诊断出许多之前未被发现的PRKN基因突变病例。此外,还有五个新基因(PTPA、DAGLB、PSMF1、EPG5、SGIP1)被证实与EOPD相关,并可能引发多种神经系统症状。针对PRKN基因功能障碍的小分子药物预计将在未来几年进入临床试验阶段,为EOPD的精准治疗开辟新途径。

引言

“早发性帕金森病”(Early-onset Parkinson's disease, EOPD)这一术语最早由Quinn等人在1987年提出,用于指21至40岁之间发病的帕金森病病例[1]。如今,EOPD的定义较为宽松,部分研究将其定义为21至40岁或21至50岁之间发病的病例[2,3];也有研究将发病年龄限定在40岁、45岁或50岁以下[4]。EOPD在帕金森病总体病例中的占比远低于晚发性PD(Late-onset PD, LOPD)。
帕金森病的发生通常受遗传、环境和生活方式等多种因素的影响。在部分患者(约10%)中,该病由一个或两个孟德尔遗传基因的致病突变引起[5,6]。常染色体显性(Autosomal dominant, AD)基因的致病突变(如GBA1、LRRK2、SNCA、VPS35、GCH1、RAB32、ATXN2、ITSN1)通常导致与LOPD相似的临床表现(发病年龄较晚),但SNCA基因的错义突变和三倍体突变会导致更严重的病情进展[7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]。而常染色体隐性(Autosomal recessive, AR)基因突变则多导致EOPD,其中PRKN、PINK1和DJ-1基因突变引起的典型EOPD病情进展较慢,发病初期或间歇期可能出现局部肌张力障碍,对低剂量左旋多巴反应较好,认知功能受损较轻[15, 16];另一组AR基因(ATP13A2、FBXO7、DNAJC6、VPS13C、SYNJ1、PLA2G6)突变则导致非典型EOPD,这类患者通常在20岁之前发病,并常伴有智力缺陷、严重认知障碍、发育迟缓、癫痫发作和锥体系统症状。鉴于EOPD与AR基因之间的密切关联,本文主要讨论AR基因相关的EOPD。

常染色体隐性基因突变在早发性帕金森病中的频率

由于缺乏大规模、经过严格筛选的病例数据,目前尚无法准确评估与EOPD相关的致病基因突变频率。根据早期发表的研究[5,17],专家小组估计PRKN基因突变分别占40岁以下和31岁以下发病帕金森病病例的50%和77%[15]。然而,最新的大型研究显示这些数据可能被高估了。

PRKN基因的临床表现与基因型-表型关联

Menon等人收集了来自46个国家的647名帕金森病患者的基因型和表型数据(其中76.5%具有欧洲血统),这些患者均携带两个PRKN基因的致病突变(均为双等位基因)。研究发现,PRKN基因的结构变异(Structural variants, SVs)最为常见(43.6%),其次是错义突变(25.6%)、移码突变(15%)、剪接位点突变(7.5%)和无义突变(6.8%)[23]。

利用长读长测序技术识别AR-EOPD基因中的隐藏突变

早期研究认为PRKN和PINK1的某些致病突变与帕金森病发病风险相关[30,31],但后续更大样本的研究排除了这一关联[32,33]。最近的长读长测序技术(Long-read sequencing, LRS)显著提高了对PRKN基因突变的检测灵敏度。

新发现的AR-EOPD相关基因

除了PRKN和PINK1等主要导致进展缓慢的EOPD的基因外,还有其他基因(如PTPA、DAGLB、PSMF1、EPG5和SGIP1)与进展较快的复杂型EOPD相关[38, 39, 40]。在过去三年中,这些基因被证实与这种类型的EOPD有关。

针对AR-EOPD基因的精准治疗

目前有三项针对帕金森病的临床试验正在开展,涉及SNCA(NCT0300149)、GBA1(NCT02906020[60]、NCT05778617、NCT04127578)和LRRK2(NCT05348785)基因[61]。虽然这些研究中未涉及隐性基因,但针对PRKN基因的疗法研究值得关注。目前有多种小分子药物正在临床前阶段测试,旨在恢复线粒体功能。

结论/展望

近年来,AR-EOPD的遗传学特征得到了进一步明确。通过对多个大型队列的系统性基因分析,提高了EOPD的发病率估计精度。研究发现,发病年龄越早,发现致病基因突变的可能性越大。PRKN仍是AR-EOPD的主要致病基因,但GBA1和LRRK2的致病突变也会增加患病风险。

作者贡献

吉约姆·科根(Guillaume Cogan):概念设计、初稿撰写及可视化;苏珊娜·莱萨日(Suzanne Lesage):概念设计、审稿与编辑;亚历克西斯·布里斯(Alexis Brice):概念设计、审稿与编辑。

资助

本研究得到了法国医学研究基金会(Fondation pour la Recherche Médicale, FRM, MND202004011718)、法国基金会(Fondation de France)、法国大脑研究联合会(Fédération pour la Recherche sur le Cerveau, FRC)、法国帕金森病协会(France–Parkinson Association)以及法国“未来投资”计划(ANR-10-IAIHU-06)的支持。吉约姆·科根还获得了全球帕金森病遗传学项目(Global Parkinson's Genetics Program, GP2)的资助,该项目由迈克尔·J·福克斯帕金森病研究基金会(Michael J. Fox Foundation for Parkinson's Research)发起(网址:https://gp2.org)。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。
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