探秘帕金森病 “幕后黑手” LRRK2 基因：构建最大数据库，解锁精准医疗新密码

为解决 PARK-LRRK2 研究中知识空白、文献繁杂及变异解读困难等问题，研究人员开展 LRRK2 变异相关研究。他们构建数据库，明确变异、临床特征等情况。该研究为精准医疗提供依据，值得科研读者一读。

　　

在神经科疾病的大家族里，帕金森病（PD）是一种比较常见的 “老年病”，它就像一个调皮的 “捣蛋鬼”，会让患者出现运动方面的问题，比如动作变得迟缓（bradykinesia）、手脚不受控制地颤抖（resting tremor）、身体变得僵硬（rigidity），连保持身体平衡都变得困难（postural instability）；同时，还会带来一系列非运动症状，像精神方面的问题、自主神经功能紊乱、睡眠障碍以及感觉功能异常等。据了解，差不多 25% 的帕金森病患者发病年龄在 65 岁以下，甚至有 5 - 10% 的患者在 50 岁之前就 “中招” 了。

帕金森病的发病原因比较复杂，遗传因素和环境因素都在其中 “作祟”，而且它们还会相互影响。其中，单基因病因在一些早发性帕金森病患者中起着重要作用，比如 LRRK2、SNCA、VPS35、PRKN、PINK1 和 PARK7 等基因发生致病性变异时，就可能引发帕金森病。尤其是 LRRK2 基因，它的致病性变异是常染色体显性遗传帕金森病最常见的原因之一。

LRRK2 基因编码的蛋白质是一种多结构域蛋白激酶，具有自我磷酸化的能力，在细胞的多个重要过程中都扮演着关键角色，像细胞骨架重塑、囊泡运输、自噬以及蛋白质翻译等。一旦 LRRK2 激酶活性增加，就可能会打乱这些正常的细胞过程，最终导致中脑黑质的多巴胺能神经元死亡，引发帕金森病。

以前，大家只知道 LRRK2 基因有 7 个明确的致病性变异，不过随着研究的深入，新的功能测试发现了大约 20 个能增加 LRRK2 激酶活性的变异，这些变异也可能与帕金森病的发病有关。而且，增加的 LRRK2 激酶活性还为治疗帕金森病提供了一个潜在的靶点，一些针对 LRRK2 激酶的抑制剂正在临床试验中接受检验呢。

但是，关于帕金森病和 LRRK2 基因的研究虽然已经有很多（相关科学出版物超过 3000 篇），却存在不少问题。面对如此庞大的文献数量，研究人员想要全面了解相关信息变得非常困难。而且，在 LRRK2 基因相关的研究中，还有很多不确定的地方，比如不同变异所导致的表型差异，以及对众多基因变异的准确解读等。这些知识上的空白，可能会影响到对 LRRK2 相关帕金森病（PARK - LRRK2）患者的精准识别，使得一些患者错过参与针对特定基因的临床试验的机会。

为了填补这些知识空白，推动帕金森病研究的发展，来自相关研究机构的研究人员在《Nature Reviews Neurology》期刊上发表了一篇名为 “LRRK2 in Parkinson disease: challenges of clinical trials” 的论文。他们通过深入研究，得出了一系列重要结论，为我们进一步了解 PARK - LRRK2 提供了关键信息，对未来的临床研究和治疗具有重要意义。

在这项研究中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先是文献检索，他们利用 PubMed 数据库，按照 MDSGene 的格式制定检索词，对相关文献进行筛选，同时还参考了 Human Gene Mutation Database 专业版来补充遗漏的文献；然后是数据收集，按照 MDSGene 协议，从符合条件的文献中提取患者的人口统计学、遗传学和临床信息；最后是致病性评分，将所有变异映射到 GRCh37/hg19，基于 ENST00000298910 转录本命名，使用 VarSome 和 Franklin 这两个在线工具，并结合 ACMG 的建议对变异进行致病性评分，对于存在争议的情况则手动评分 。

下面我们来详细看看研究结果：

1. 纳入文章、研究类型和突变筛查方法：研究人员通过检索策略，最初找到了 3257 篇相关文章，经过层层筛选，最终有 299 篇文章符合要求。这些研究中，最常见的研究类型是突变筛查（占比 56.2%），其次是病例报告或病例系列、关联研究、家族研究等。在检测 LRRK2 变异时，研究方法多种多样，从只筛查特定变异到全外显子或基因组测序都有，不过大部分研究（51.3%）是针对不同帕金森病基因的特定变异进行筛查。
2. 致病性评分：研究人员一共鉴定出 283 个 LRRK2 变异，其中 281 个可以通过 VarSome 和 Franklin 进行评分，剩下的 2 个以及其他 178 个变异则手动评分。结果发现，VarSome 和 Franklin 这两个工具在致病性评分上存在较大差异。VarSome 会把很多意义不明的变异（VUS）错误地判断为 “可能良性”，这是因为它错误地应用了 BP1 标准，而实际上 LRRK2 蛋白的功能缺失并不是已知的致病机制；Franklin 则会把一些可能致病的变异归类为 VUS，因为它没有应用 PS3 标准。综合考虑后，大部分变异（241/283，85.2%）被归类为 VUS。
3. 纳入患者和变异：研究人员总共确定了 4660 名 LRRK2 变异携带者，其中 3387 名携带潜在致病性变异的帕金森病患者被纳入 MDSGene 数据库并进行分析。在这些患者中，76.3% 患有帕金森病，1.4% 患有其他疾病，22.3% 临床未表现出症状。这些患者携带 211 种不同的变异，其中错义变异最为常见（占比 91.9%），其次是内含子变异、无义变异等。p.G2019S 是最常见的变异，有 2480 名患者携带，不过在临床未表现出症状的个体中，也有 743 人携带该变异；p.R1441G 是第二常见的变异，也存在部分未患病的携带者。由于未患病的变异携带者数据不完整，所以目前还无法准确判断这些变异的外显率，但可以确定的是，p.G2019S 和 p.R1441G 都存在不完全外显的情况。
4. 排除患者和变异：在 4660 名 LRRK2 变异携带者中，有 18 人患有非典型帕金森病，48 人患有其他疾病，这些患者被排除在分析之外，因为 LRRK2 基因型在这些非帕金森病表型中的致病作用尚未明确。此外，还有 46 名患者由于携带其他帕金森病相关基因的潜在致病性变异，其遗传病因难以明确归为 LRRK2，也被排除。
5. 人口统计学和表型数据：
   • 人口统计学数据：研究人员对部分患者（23.3%）的年龄信息进行了分析，发现这些患者的中位年龄为 67 岁，男性占比 51.3%。患者的种族分布以欧洲 / 白人、阿拉伯人以及混合 / 其他种族为主，大部分患者来自突尼斯、西班牙、意大利和美国等国家。在突尼斯患者中，全部携带 p.G2019S 变异；在西班牙患者中，约一半携带 p.G2019S 变异，另一半携带 p.R1441G 变异。约三分之一的帕金森病患者有阳性家族史。
   • 发病年龄：在 894 名（30.0%）有发病年龄信息的患者中，中位发病年龄为 56 岁。虽然大部分患者（68.9%）发病较晚（≥50 岁），但仍有大约三分之一（31.1%）的患者属于早发性帕金森病（EOPD，发病年龄在 21 - 50 岁之间），甚至有 8.6% 的患者发病年龄小于 40 岁。携带 VUS 的患者中位发病年龄为 52 岁，比一般帕金森病患者的发病年龄要早，这表明部分 VUS 可能也与疾病发生有关。
   • 症状和体征：研究人员对患者的 14 种运动症状和 7 种非运动症状进行了分析。运动症状在所有纳入患者中都存在，其中运动迟缓（bradykinesia）最为常见，其次是僵硬（rigidity）和静止性震颤（resting tremor），姿势不稳（postural instability）相对较少见。在非运动症状中，认知下降和抑郁较为常见。不过，由于数据缺失严重，很难对症状和变异类型之间的关系进行深入分析。只有 15.3% 的患者报告了初始症状，其中震颤是最常见的初始症状，其次是运动迟缓（bradykinesia）和僵硬（rigidity），携带（可能）致病性变异和 VUS 的患者在初始症状上没有明显差异。
   • 与其他常染色体显性遗传帕金森病的比较：与其他常染色体显性遗传的帕金森病（如 PARK - SNCA 和 PARK - VPS35）相比，LRRK2 变异携带者的症状报告比例较低。在初始表现方面，PARK - SNCA 和 PARK - VPS35 患者最常见的症状是运动迟缓（bradykinesia），而 LRRK2 变异携带者则是震颤。
   • 左旋多巴治疗反应：在部分有治疗信息的患者中，约 26.7% 的患者接受了左旋多巴治疗，其中 95.3% 的患者对左旋多巴治疗有良好或优秀的反应，携带 VUS 的患者与其他患者在治疗反应上没有明显差异。关于其他治疗方法（如泵治疗、手术治疗等）的信息很少，未进行系统分析，但已有研究表明深部脑刺激（DBS）对 PARK - LRRK2 患者有一定的益处。
   
   

综合研究结果和讨论部分，这项研究具有非常重要的意义。研究人员通过系统性文献回顾，建立了目前最大的 PARK - LRRK2 数据库，为临床医生诊断 PARK - LRRK2 提供了全面的参考依据。随着 LRRK2 激酶抑制剂的研发和临床试验的开展，准确识别和了解这些患者变得越来越重要。同时，研究还发现了目前变异解读工具存在的问题，强调了专家解读的重要性。此外，研究揭示了 PARK - LRRK2 患者的发病年龄特点，修正了以往认为 LRRK2 变异主要导致晚发性帕金森病的观点。而且，PARK - LRRK2 患者在运动反应并发症和认知障碍方面的发生率相对较低，这为进一步研究帕金森病的发病机制和治疗策略提供了新的思路。虽然研究存在一些局限性，如数据缺失严重等，但它为后续研究指明了方向，对推动帕金森病精准医学的发展具有重要意义，有望帮助更多帕金森病患者找到更有效的治疗方法，提高他们的生活质量。