发作性运动诱发性运动障碍精准诊治及分子机制研究成果详解

国家自然科学奖出版材料 项目名称 阵发性运动障碍的精准诊断、治疗及分子机制 提名及提名意见 段淑敏院士：阵发性运动障碍（PKD）是最常见的阵发性运动障碍，多发生于儿童和青少年严重影响青少年的学习、生活和身心健康。过去，由于缺乏特异性诊断标志物，临床上经常出现误诊、漏诊的情况。该项目对多囊肾的诊断、治疗及分子机制进行了深入探讨，取得了以下原创性成果： 1、全球首次报道多囊肾的第一个致病基因PRRT2，编码脯氨酸-丰富的跨膜蛋白。 2、实现PKD的准确诊断。研究结果于2011年发表在杂志上，并得到许多国际研究小组的证实。他已引用这些内容超过 200 次。 2.对患者进行长期随访，首次研究PKD临床表型与PRRT2基因型的关系，发现PRRT2突变患者发病年龄更早，临床表型更严重，但卡马西平剂量很小（如0.05g/d）可以彻底缓解携带PRRT2突变的患者的临床症状，对指导临床医生治疗PKD具有重要意义 患者。但如果患者出现肌强直，卡马西平的治疗效果就会受到影响。 3.揭示PRRT2热点突变的遗传机制以及PRRT2突变导致疾病发生的分子机制。

上述系列研究成果对PKD的诊断和治疗具有深远的指导意义，有望为神经性癫痫疾病的研究提供新思路。鉴于此，我提名该项目获得国家自然科学奖二等奖。何林院士：致病基因的克隆和鉴定是一项繁琐而复杂的工作。迄今为止，中国学者克隆出的遗传病致病基因还很少。该项目利用全外显子组测序等技术，对临床多年来收集的PKD家系进行研究，成功克隆出第一个阵发性运动性运动障碍（PKD）致病基因，该基因编码脯氨酸。富集跨膜蛋白2 (PRRT2)；进一步的研究证实PRRT2基因突变频率较高 c．并非来自奠基者效应，而是由于该区域DNA序列不稳定导致，容易出现新的突变，揭示了PRRT2热点突变的遗传机制；在此基础上，经过对患者的治疗和长期随访，发现小剂量卡马西平可以完全控制患者的癫痫发作，让患者获得与正常人相同的生活质量，实现PKD的精准治疗。上述结果对于全面了解该病的分子发病机制、准确诊断和治疗该病具有里程碑意义。因此，我提名该项目获得国家自然科学奖二等奖。王建志教授：阵发性运动源性运动障碍（PKD）在临床上经常被误诊为癫痫或其他运动障碍。

本项目针对多囊肾的诊断、治疗及分子机制进行了一系列研究，取得了以下研究成果： 1. 2006年，国内首次报道了家族性多囊肾患者的临床特征和遗传特征。经过五年的努力，2011年第一个PKD致病基因PRRT2（富含脯氨酸跨膜蛋白2）在国际上首次报道，成为诊断PKD的金标准。 2.对PKD患者进行长期随访，筛选出各种抗癫痫药物，并确认极小剂量的卡马西平即可完全控制患者的不自主运动，使患者的学习、工作、生活、运动与正常人无异。老百姓。并是第一个在国际上报告结果的人。 3.揭示PRRT2热点突变的发生是由于该区域DNA序列不稳定造成的，容易出现新的突变。该系列研究成果不仅提高了多囊肾的诊断效率，还优化了治疗方案。已得到国内外多个研究小组的证实并在临床推广，对临床医生对多囊肾的诊断和治疗具有重要的指导意义。特别值得一提的是，长期以来，没有人关心PRRT2蛋白的功能。直到2011年，PRRT2基因被证实是PKD的致病基因，国际上数十个研究团队高度重视，迅速投入研究，一马当先。该领域的研究。根据国家自然科学奖的授予条件，我提名该项目为国家自然科学奖二等奖。

项目简介 阵发性运动性运动障碍（PKD）是最常见的阵发性运动障碍。过去，由于缺乏特异性诊断标志物，癫痫在临床上常被误诊为癫痫或其他运动障碍，延误了治疗，严重影响患者的学习、工作和生活。自1967年首次报道多囊肾以来，国内外学者致力于寻找其致病基因，并试图寻找该病的诊断标志物，但一直未能成功。此外，2004年国外专家发布的PKD诊断标准中，仅提出抗癫痫药物可能缓解患者症状，但没有明确指出哪种药物最好、什么剂量足够。因此，本项目对多囊肾的诊断、治疗及分子机制进行了一系列研究，取得了以下原创性成果： 1.利用全外显子组测序等技术，对历年临床采集的8个中国汉族多囊肾病家系进行分析。研究，成功克隆并率先报道了全球首个PKD致病基因PRRT2，编码富含脯氨酸的跨膜蛋白2，实现了PKD的精准诊断。长期以来，没有人对PRRT2蛋白的功能给予足够的关注。直到2011年该项目在期刊上发表论文，确认PRRT2基因是PKD的致病基因后，引起了国际上数十个研究小组的关注，并迅速投入研究予以证实。目前，该书已被他引用200余次。

2.首次发现PRRT2基因高频突变c．这并不是由于创始人效应，而是由于该区域的DNA序列不稳定，容易出现新的突变。提示该突变为热点突变，揭示了PRRT2热点突变的发生。遗传机制3.对患者进行长期随访，首次研究PKD临床表型与PRRT2基因型的关系，发现携带PRRT2突变的患者发病年龄更早，临床表型更严重。同时，卡马西平从多种抗癫痫药物中被选为治疗PKD的最佳药物，并证实极小剂量（0.05g/d）的卡马西平即可完全控制患者的不自主运动，改善多囊肾的症状。患者的学习、工作、运动、生活与常人相同，达到与正常人相同的生活质量。实现了多囊肾的精准治疗，并在国际上首次报道。但如果患者同时携带引起肌强直的基因，卡马西平的治疗效果就会受到影响。总之，上述一系列原创成果对于指导临床医生准确诊治PKD、引领该领域研究、为神经性癫痫疾病的研究提供新思路具有里程碑意义。相关成果发表在（IF=27.959）、（IF=8.32）等国际主流专业期刊上，并被《》等权威杂志引用。

培养国家杰出青年1名、杰出青年1名、国家高层次人才特殊支持计划（简称“万人计划”）领军人才1名、中国青年女科学家奖1名、中青年科学家1名国家卫生计生突出贡献专家，上海市优秀博士论文奖获得者1人。客观评价：该项目首次报道阵发性运动源性运动障碍（PKD）致病基因PRRT2，并首次报道小剂量卡马西平可完全控制疾病发作，实现PKD的精准诊治。该系列成果发表在（IF=27.96）、（IF=8.32）等国际主流期刊上，并被《》、《》、《of》、《in》、《Brain》等权威杂志广泛引用。单篇文章被引用次数为208次（5年内）。相关研究得到了第三方的高度评价，具体如下： 1、全球首次报道PRRT2为多囊肾的致病基因 1、评价：本研究首次报道多囊肾的致病基因，解决了长期研究难题给读者带来的问题。

了解PRRT2蛋白的功能并探索PKD的发病机制是未来的研究方向。由于PRRT2蛋白的功能目前尚不清楚，对该蛋白的研究可能为发作性疾病提供新思路。这项新颖且令人兴奋的研究揭示了 PKD（包括散发性 PKD）的致病基因。尽管目前对 PRRT2 蛋白的功能知之甚少，但作者发现突变的 PRRT2 改变了亚细胞定位，从细胞膜易位到细胞质。同时，作者对小鼠进行研究，发现PRRT2在大脑和脊髓中高表达，在P14时达到峰值。散发性 PKD 还应筛查 PRRT2 基因。如果发现阳性突变，对于遗传咨询具有重要意义(/prime)。 2. J Med Genet、Brain、Brain等国际主流专业期刊发表的论文评价：J Med Genet在2013年发表了一篇综述文章，回顾了PRRT2基因的发现，并指出虽然BFIE/ICCA的致病区域/PKD 于1997年定位于16号染色体上。随后的研究也对该区域的候选基因进行了测序，但尚未找到致病基因。 2011年，陈万进等人成功结合连锁分析和全外显子组测序技术，从8个中国多囊肾患者家系中获得了新基因PRRT2。

这一发现很快在不同种族背景的家庭中得到了验证（从2011年底首次发表PRRT2基因，到2012年底，相关文章已有33篇）。迄今为止（2013年1月），已在超过330名家族性PKD和散发性PKD患者中发现PRRT2基因突变（J Med Genet 2013；50：133-139）。在过去的15年里，人们在寻找PKD/IC的致病基因上花费了大量的工作，但直到最近才利用全外显子组测序技术证实PRRT2基因突变是PKD的重要原因(2012; 79 ：2115 –2121）。 PKD的致病基因多年来一直难以捉摸，直到最近才确定PRRT2基因是PKD的致病基因。该基因编码富含脯氨酸的小跨膜蛋白（Brain 2015；138：3567-3580）。过去5年发表了大量关于PRRT2基因的科学论文。 2011 年之前，对 PRRT2 作用的了解非常有限 (; 15: 374-384)。 2.首次分析PKD表型与PRRT2基因型的关系，并首次报道小剂量卡马西平可完全控制PKD发作。 Brain等国际主流专业期刊发表的论文对这一创新进行了如下评价：近期的一项研究确定了四种PRRT2突变（c.、c.、c.、c.），并探讨了PRRT2突变与卡马西平的关系。

其中，12例携带突变的PKD患者接受100 mg/d卡马西平治疗后症状完全缓解，且剂量减至50 mg/d后仍有效。然而，在PRRT2阴性PKD患者中，20名患者接受100 mg/d卡马西平治疗，只有2名患者症状完全缓解。虽然还需要更大规模的研究来证实上述结果，但本研究的结果（Li et al., 2013）和另一项小样本观察结果（Mao et al., 2014）提示卡马西平对携带 PRRT2 突变的 PKD 患者有不良影响。它具有更好的治疗效果并且需要更低的剂量（Brain 2015；138：3476-3495）。更重要的是，Li Li 及其同事报道，携带 PRRT2 突变的 PKD 患者对低剂量卡马西平治疗反应良好，而 94% 没有 PRRT2 突变的 PKD 患者对卡马西平反应较差，即使剂量增加也是如此 (- Eur J 2016; 37 ：41-44）。 3.首次揭示PRRT2高频突变(c.)的发生与新生突变有关，提示其为热点突变。 Brain等国际主流专业期刊发表的论文对这一创新评价如下：目前发现的PRRT2致病因子大多数突变都会导致蛋白质截短，最终导致功能丧失。

在众多的突变中，c．最近被报道为热点突变（Int J Mol；15：23408-23417）。李（洪福）等人研究发现c．突变可以产生新的突变，表明这种突变不是来自创始人效应，而是热点突变。这一结论也得到了其他相关研究结果的支持（Exp Ther Med 2015；9:909-912）。尽管缺乏实验证据，但推测胞嘧啶碱基的重复可能促进发夹结构的形成和DNA聚合酶的滑移，导致DNA复制过程中插入额外的胞嘧啶，从而产生常见的c。移码突变（；138：3476-3495）。代表性论文和专着目录（不超过8篇）：序号、论文专着影响因子、年份、卷数、页码、发表时间、通讯录、国内第一作者、SCI、其他被引知识产权名称/期刊名称/作者（xx年，xx卷年、月、日）总被引次数是否为xx页）数量所属国家。陈万金，林宇，外显子组熊志奇，魏伟，导致倪旺的PRRT2基因，谭国和，。郭顺令，何进，.陈、林宇、熊志奇，2011年第43卷吴志英127./12/1陈万金陈亚芳、张琪伟伟、倪旺、谭国和、郭，1252-1255王宁杰、李洪福、何进、陈、张其杰、李、林逸、慕容申林逸、、徐、王兴、徐建峰、宁、吴。王宁，吴志英2013年第19卷李洪福，王倪，2 PRRT2 c．来自de 3./ 1/ 1 吴智英 李宏福 69 是 61-65 熊志奇、徐健新进。 CNS 冯、吴智英抽动。李、、熊志奇、徐、吴。李洪福，陈万PRRT2与金，倪王，王药开彦，刘公禄，2013年80卷3。李陈，8./4/1 吴志英，李洪福，王宁，熊志奇，1419是1534-1535徐剑锋，吴志妮王，王，刘，王英宁，熊志奇，徐，吴。并同：一本李洪福，陈万2014年30卷李洪福和两本CLCN1。 2./ 12/ 1 吴志英金，倪旺，吴01为1010-1016陈万金。李，陈志英，王妮，吴。家族性阵发性运动障碍的三个家族。林宇，吴志英，2006，第39卷，5 临床及遗传特征。中华神经病学杂志。林宇，-2006/11/1 吴智英 林宇 王宁，慕容慎 07 是 734-737 吴智英，王宁，慕容慎行。总行数 190 244 主要贡献者情况： 1、吴志英，排名第1，求是特聘教授，主任医师，博士生导师，项目负责人。工作单位：浙江大学医学院附属第二医院，完成单位：浙江大学医学院附属第二医院。本项目的主要贡献： （1）负责整个项目的策划并组织人员实施。 （2）为本项目原创性科学发现作出创造性贡献：全球首次克隆鉴定PRRT2