国际SMA关爱日|一文全面了解SMA

脊髓性肌萎缩症(spinalmuscularatrophy，SMA)是以脊髓前角细胞为主的变性，导致患者以四肢近端为主的肌肉对称性、进行性萎缩和无力，最终导致呼吸衰竭甚至死亡的一类疾病。

通常自手的小肌肉开始，蔓延至整个上肢和下肢，反射消失，感觉障碍不出现，面肌和眼肌不受累。

其群体发病率为1/6000~1/10000，携带者频率为1/40-1/60，来自中国的报道中，台湾省发病率为1/8,968，携带率为1/48；中国其他地区携带率与国际报道基本一致。是婴儿期最常见的致死性遗传病。

表1：脊髓性肌萎缩症的分型和临床表现

SMA为常染色体隐性遗传病。致病基因SMN1（NG_008691.1）定位于5q13.2，转录本编号NM_000344.3，其编码的全长SMN蛋白（NP_000335.1）在各组织细胞广泛表达，参与剪接体蛋白复合体的组装，是真核细胞生物生存所必需的管家蛋白。SMN1双等位基因发生致病性变异通常导致SMA发生。

（一）致病基因——SMN1

98%的SMA患者的SMN1双等位基因变异分别遗传自双亲，2%患者有一个等位基因发生新生变异。SMA突变基因型主要有两类∶95%由SMN1双等位基因纯合缺失所致，即【0+0】基因型；5%由SMN1复合杂合突变所致，即一个等位基因缺失，另一个等位基因发生微小致病性变异，为【0+1^d】基因型。SMN1双等位基因均为微小致病性变异，即【1^d+1^d】基因型，非常罕见，目前仅有白种人近亲婚配的病例报道。SMN1缺失大部分为外显子7合并外显子8共同缺失，少部分仅为外显子7缺失。由于外显子8位于非编码区，SMN1缺失通常指外显子7缺失。SMN1微小致病性变异在不同种族患者中表现不同的变异谱系，目前国内外已报道的微小致病性变异约90种，中国患者已报道近30种，其中检测频次≥2，并经美国医学遗传与基因组学学会（ACMG）致病性评估确认为是致病性微小变异有7种。

图示：SMN1纯和缺失类型

（二）修饰基因——SMN2

SMN2全长mRNA编码与SMN1相同的SMN蛋白。SMN2与SMN1的序列同源性>99.9%，两者仅存在5个碱基差异，其中在第7外显子第6位c.840的C/T，导致90%的SMN2mRNA外显子7被选择性剪接，仅有10%的SMN2表达全长有功能SMN蛋白。

SMN2拷贝数是目前公认的SMA修饰因子，患者携带SMN2拷贝数越多表型越轻，尽管其与表型的相关性不完全一致，在国内外管理共识中仍将SMN2拷贝数作为SMA诊断的标准步骤之一。一般认为，携带1个SMN2拷贝的患者是最严重的0型，宫内发病，出生后1个月内死亡；携带2个SMN2拷贝的患者通常为1型，大部分在2岁前死亡，早期给予药物治疗及呼吸和营养支持可降低死亡率；携带3个SMN2拷贝的患者主要为2型和3型，需要药物治疗和前瞻性干预及定期随访；携带4个SMN2拷贝数的患者通常为4型，发病晚，病情进展缓慢。SMN2拷贝数在以调控SMN蛋白为治疗策略的药物临床试验中常常被作为重要参考数据，而在新生儿筛查中则被作为症状出现前患者治疗评估的重要生物学标志物。

SMA一般临床诊断过程如下∶

（1）临床评估∶临床医师根据病史查体拟诊，主要临床特点为进行性、对称性四肢和躯干的肌无力，近端重于远端，下肢重于上肢，有时可见舌肌纤颤、手震颤；

（2）临床检测∶包括血肌酶谱，肌酸激酶（CK）值正常或轻度升高，绝大多数患者不超过正常值的10倍，肌电图提示神经源性损害；

（3）基因检测显示SMN1外显子7纯合缺失或SMN1复合杂合突变，阳性结果可确诊SMA；

（4）基因检测阴性结果患者需行肌电图及肌肉活检，帮助诊断与鉴别诊断。

SMA的临床分型主要依据患者起病年龄和获得的运动里程碑，并参考SMN2拷贝数（表1）。部分患者的运动里程碑获得迟于健康个体，因此，建议对患者进行定期随访。

（注∶SMA为脊髓性肌萎缩症；CK为肌酸激酶；MLPA为多重连接依赖性探针扩增；qPCR为实时荧光定量PCR；RT为逆转录）

图1 ：SMA诊断流程图

SMN1发生双等位基因的致病性变异是SMA诊断的主要依据，临床诊断或临床疑似SMA的患者均应进行基因检测确诊。检测的目标基因为SMN1和SMN2。其中SMN1拷贝数和致病性变异的检测结果用于疾病诊断或排除诊断，SMN2拷贝数的检测结果作为患者诊断后的治疗、临床管理和预后评估的参考指标。

（一）拷贝数检测技术

1.多重连接探针扩增（MLPA）∶MLPA方法针对SMN1与SMN2基因第7和第8外显子碱基差异位点（c.840位点C/T和c.*239位点G/A）设计杂交探针，采用其他染色体位点的多个管家基因作为内参基因，以SMN1∶SMN2不同拷贝数的样本作为平行对照，在完成杂交连接等系列反应后，根据荧光峰面积的比值比来判断目标基因序列的拷贝数。MLPA技术通过直接检测SMN1拷贝数，明确区分患者、携带者及正常人；还可同时检测患者的SMN2 拷贝数，是目前国内外SMA管理共识推荐使用诊断SMA的金标准。但是该方法不能检测SMN1 基因微小变异与SMN1【2+0】基因型。

图示：MLPA工作原理简图

2.荧光定量PCR∶主要原理是通过多重实时荧光定量PCR反应，以管家基因序列为内参，采用Taqman探针法分别对SMN1基因第7和第8外显子进行拷贝数相对定量，来判断是否发生缺失变异。该方法优势是操作简便、成本低廉，适用于人群筛查，但其特异性相比MLPA方法略逊，且SMN2拷贝数需要另外设计探针进行检测。同样不能检测SMN1基因微小变异和【2+0】基因型。

（二）SMN1微小变异检测技术

SMN1复合杂合突变患者需要确认发生在SMN1基因的微小变异。由于SMN1和SMN2高度同源，通常采用SMN1特异性长片段PCR结合巢式PCR的方法或SMN1基因逆转录（RT）-克隆测序进行SMN1的变异分析。

（三）NGS

由于高通量且商业化，NGS已成为单基因遗传病基因诊断的首选技术。由于SMN1和SMN2基因高度同源性，并且存在因相互部分转换形成的SMN1-SMN2融合基因，而目前的测序技术读长短（比如Illumina测序平台读长为100-150bp），因此NGS数据的常规比对拼接方法无法区别SMN1和SMN2基因的变异，gnomAD数据库内关于SMN1基因变异位点的信息描述也说明这个事实。但由于SMN1和SMN2基因存在2个碱基差异位点（exon7的c.840C/T；exon8的c.*239G/A），实验室可利用该位点的碱基类型的read比例来推测SMN1基因是否存在杂合或纯合缺失，但无法确定SMN1基因缺失长度和SMN2基因拷贝数。

（四）其他检测技术

SMA传统的检测方法还有双侧双重等位基因特异性PCR（AS-PCR）与聚合酶链反应-变性高效液相色谱（PCR-DHPLC）等。对于不具备定量检测技术条件的检测机构可以应用定性检测技术诊断SMN1外显子7纯合缺失病例，例如PCR-酶切分析或者Sanger测序等。但定性检测技术不能检测SMN1基因的杂合缺失，可能导致复合杂合突变患者的漏诊或误诊。

目前，已有3种药物被美国、欧盟、日本等国家和地区批准上市，SMA患者通过及早发现和治疗有望彻底治愈！

（一）Spinraza

首款SMA药物，2016年获FDA批准，2019年在中国获批。该药采用鞘内注射，出生时及出生后14天、28天、63天注射四次，之后每4月一次。第一年花费为75万美元，随后每年的治疗费用为37.5万美元。

Spinraza在美国为12.5万美元(约合人民币87万元)一剂。2021年12月3日，诺西那生钠注射液被正式纳入医保。据估算，每针不会超过3.3万元。

图示:Spinraza(诺西那生钠注射液)

（二）Zolgensma

首款SMA基因治疗药物，2019年获FDA批准上市。通过静脉60分钟注射给药，终身一次治疗，用于治疗2岁以下的SMA患儿。一针费用为210万美元。

（三）Evrysdi

首款SMA口服药物，2020年获FDA批准上市，2021年6月中国获批。通过口服，每天一次。<2岁费用为10万美元/年，2岁或体重＞20kg，费用约每年35万美元。

以上3种高昂的药物，目前并非所有SMA患者都可以承担，因此对症支持疗法，如定期物理治疗（PT）、使用支具或矫形器、规律运动训练等积极的康复治疗等，也还是干预、延缓疾病进展的主要方法。

参考文献：

1、北京医学会医学遗传学分会，北京罕见病诊疗与保障学会；《脊髓性肌萎缩症遗传学诊断专家共识》；中华医学杂志2020年11月3日第100卷第40期 Natl Med J China，November3，2020，Vol.100，No.40

2、E Mercuri，Spinal muscular atrophy: from rags to riches，Neuromuscular Disorders，2021，08

3、罕见病诊疗指南(2019年版)