杜氏肌肉肌營養不良癥（Duchenne muscular dystrophy，DMD）是由于抗肌萎縮蛋白缺乏引起的X連鎖隱性遺傳性神經肌肉病。杜氏肌營養不良癥得名于紀堯姆·本杰明·阿曼德·杜興（Guillaume Benjamin Amand Duchenne，1806-1875）。進入20世紀，DMD研究一度陷入沉寂。直到進入分子時代，大量的遺傳學研究和分子生物學研究聚焦于該疾病。通過流行病學調查，了解杜氏肌營養不良是一種X連鎖隱性遺傳病，發病率在男性嬰兒中約十萬分之10，屬于發病率較高的遺傳病。另一類稱為貝氏肌營養不良（Becker muscular dystrophy，BMD）與其發病機理類似，發病率為約十萬分之8。它們在女性中極為罕見。
杜氏肌肉營養不良癥病理特征表現為肌纖維變性和中樞神經系統疾病，主要為男性患病，女性攜帶者大多表型正常，發病率約為活男嬰的3.3/10萬。杜氏肌營養不良發病患者骨骼肌表現為反復退化和再生，并最終導致肌衛星細胞耗竭，骨骼肌被結締組織和脂肪組織代替。患者臨床上主要表現為全身骨骼肌萎縮，進行性無力和小腿腓腸肌假性肥大，并伴隨不同程度的智力障礙，多于20歲左右并發心、肺功能衰竭死亡。
產檢是杜氏肌肉肌營養不良癥有效的預防手段。DMD患者的治療主要是多學科對癥治療，包括藥物治療、康復治療、呼吸系統并發癥治療、心臟病治療、外科矯形治療和其他治療等。
病因
致病基因
DMD的致病基因為抗肌萎縮蛋白基因（dystrophin，DMD）（OMIM*300377），位于染色體Xp21.2區，全長約2.2Mb，共包含79個外顯子，是已知最大的人類基因。DMD基因的變異以外顯子缺失/重復為主。約60.2%為一個或以上外顯子的大片段缺失，最常見的缺失區為第45～54和第3～22外顯子。約9.6%為大片段重復，最常見的重復區為第3～9外顯子。此外，約23%的病例是由基因內部外顯子和側翼區點突變所致，其中約50%為無義突變，小片段缺失/重復和剪接位點突變次之，分別占點突變的36.5%和14.6%。這些點突變分布于整個DMD基因，并無明顯的熱點區域。
女性攜帶者若出現發病較早或有嚴重的肌無力等癥狀，應考慮以下可能的機制：(1）除DMD基因缺失外，同時還有其他區域基因的異常；(2）DMD基因存在純合或復合雜合突變；(3）因X染色體失活偏倚，以正常的X染色體失活為主，突變的DMD基因所在的X染色體未失活或占少數。這種偏倚可能是由于X染色體本身的失活存在偏倚，也可能是Xp21.2區域的重組所致；(4）雄激素不敏感綜合征患者核型為46，XY，但社會性別為女性，一個DMD基因異常即可致病。
基因型與表型的對應關系
DMD患者的表型與DMD基因突變是否影響開放閱讀框有關。若DMD基因的致病變異未改變DMD的開放讀碼框，即非框移缺失或重復，患者通常僅有輕微的表型，而當致病變異改變了開放讀碼框時，患者將出現更嚴重的表型。然而，上述規則僅能解釋大多數的病例，而仍有一些例外的情況。用開放讀碼框規則來預測患者的預后或表型的嚴重程度時，必須考慮到患者的整體信息，包括發病年齡、與表型預測相關的檢測結果、dystrophin的表達量等。
SPP1和LTBP4基因的變異可能修飾DMD患者的表型。SPP1基因5′端非編碼區的一個多態性位點（rs28357094）可能延長DMD患者的行動時間。LTBP4基因V194I、T787A、T820A、T1140M等4個位點所構成的純合單體型（IAAM）可以使DMD患者走路的平均時間延長約1.8年。因此，對于DMD患者可以檢測上述位點，以便更準確地評估其預后。
病理生理學
DMD基因編碼抗肌萎縮蛋白dystrophin，該蛋白質定位于骨骼肌和心肌細胞膜的內面，發揮細胞支架的作用。當dystrophin不足時，肌纖維的完整性將被破壞，進而發生肌纖維壞死、肌肉纖維化和再生能力的喪失，嚴重者可見纖維結締組織和脂肪組織替代了正常的肌肉組織。
流行病學
杜氏肌營養不良癥在世界上新生男嬰的發病率約為1/3500～1/5000，而有癥狀的女性攜帶者估計為1/100000～1/45000。在中國，DMD患者無明顯的地域特征，每年大約有400～500例DMD患兒出生，總計DMD患者高達7～8萬人，是患病人數最高的國家之一。
臨床表現
DMD在男性中完全外顯，主要表現為進行性、對稱性肌無力，近端重于遠端。患兒通常表現為走路晚，易摔倒，走路慢，到3歲左右步態異常開始變得明顯；開始時運動發育仍不斷進步，但逐漸表現出爬樓、跑、跳和起立等行動的困難，并逐漸出現Gower征、腰前凸、雙側腓腸肌假性肥大等體征，4～5歲過了平臺期之后，運動能力開始倒退，10～12歲喪失獨立行走能力，需借助輪椅行動，往往在30歲前因呼吸系統并發癥或心力衰竭而死亡。此外，部分患者會有非進行性的認知異常，包括智力障礙（19%）、學習困難（44%）、注意力缺陷多動癥（32%）、孤獨癥譜系障礙（15%）、焦慮（27%）等。
DMD女性攜帶者通常無癥狀，但仍有部分攜帶者由于各種機制出現一些癥狀：5%會出現肌痛和抽搐，19%有輕中度肌無力，通常從近中軸部位開始，平均發病年齡為33.6歲，40%僅有肩帶或上肢肌肉受累，發生嚴重肌無力者很少。53%有肌酸激酶（creatine 激酶，CK）增高，平均約306 U/L。此外，27%的攜帶者還會出現左心室擴張或擴張型心肌病，平均發病年齡為40歲左右。
檢查診斷
臨床表型診斷
DMD的臨床表型診斷主要關注以下3個方面：
(1）病史特點：表現為進行性、對稱性肌無力。3歲前主要表現為運動發育延遲，學齡前期主要表現為走路易摔跤，爬樓梯、跳躍等運動能力較同齡兒落后，學齡期出現上樓困難、下蹲后起立困難，并逐漸出現行走困難或不能，青少年期需借助輪椅，成年期將出現呼吸衰竭或心力衰竭；
(2）臨床體征，包括假性腓腸肌肥大、Gower征、翼狀肩等；
(3）輔助檢查，包括血清酶學檢測、神經肌肉電生理檢測、肌肉活體組織檢測。血清酶學檢測包括CK、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）和肌酸激酶同工酶（creatine 激酶 isoenzyme-MB，CK-MB）。DMD患者早期的CK水平明顯增高，但晚期隨著肌細胞的壞死，CK水平反而會較前明顯降低，LDH和CK-MB水平則呈輕、中度升高。對于早期癥狀不典型或無癥狀但懷疑為DMD的患兒，可先期進行血清酶學篩查，若發現CK水平達正常值的20～50倍，可直接通過基因檢測確診；神經肌肉電生理檢測：通常表現為典型的肌源性損害；肌肉活檢：對肌細胞進行免疫組織化學染色或蛋白質印記通常將觀察不到dystrophin的表達。若基因檢測能夠發現致病變異，也可以不做肌肉活檢。
分子診斷技術
DMD基因的突變以外顯子缺失/重復為主，基因內部外顯子及側翼區域的點突變次之。針對外顯子缺失/重復，首選多重連接探針擴增（multiplex ligation-dependent amplification，MLPA），高分辨比較基因組微陣列雜交（array comparative genome hybridization，aCGH）也是可選的方法；針對基因內部外顯子及側翼區域點突變，常用的方法為Sanger測序，也可考慮采用靶向捕獲測序的方法，但需要向受檢者及家屬說明該方法的局限性，例如有較低的幾率由于未捕獲到致病變異而導致假陰性的結果。
值得注意的是，即使綜合應用MLPA和基因測序，仍有約6.9%的患者找不到致病變異。應考慮以下的可能性：(1）突變位于內含子深處或表達調控區，此時可通過RT-PCR方法直接檢測患者DMD基因的表達水平；(2）患者的臨床診斷不準確，需重新進行詳細的臨床評估，必要時進行肌肉活檢。
女性攜帶者的診斷
檢測指征包括：(1）患者已通過基因檢測找到致病變異，現需評估家系中女性成員是否為攜帶者，以便指導其生育；(2）患者未進行基因檢測就已死亡，可對其母親或其他經系譜圖推測為攜帶者的女性進行檢測。
檢測方法：(1）分子診斷，方法同患者；(2）外周血CK水平。若CK增高，則支持該女性為攜帶者，需注意CK水平正常并不能排除其為攜帶者。
針對發病較早或有嚴重的肌無力等癥狀的女性：可首先進行核型分析，排除X染色體大片段缺失、Turner綜合征、X染色體與常染色體易位、雄激素不敏感綜合征等，其次可考慮進行基因組拷貝數變異分析，以排除Xp21.2區的染色體微缺失。最后，需完善分子檢測，排除DMD基因純合或復合雜合突變的可能性。對疑似為雄激素不敏感綜合征者，還可以進行AR基因測序，以進一步明確診斷。
產前診斷
通常將根據家系中患者或攜帶者已檢測到的致病變異，采用合適的方法對絨毛、羊水、臍帶血等胎兒樣本進行檢測，之后結合性別信息來判斷胎兒是否患病。對于男性患病胎兒，應建議其終止妊娠。對于不愿意終止妊娠者，應詳細告知家屬胎兒出生后可能出現的癥狀、預后及現有的治療方法，使胎兒在出生后能夠得到及時、合理的護理；對于女性攜帶者胎兒，通常不建議終止妊娠，但應向家屬說明女性攜帶者可能出現的癥狀、預后及現有的治療方法。
對于臨床診斷為DMD，但因患者已死亡或患者MLPA和基因測序均為陰性者，若家系足夠大、遺傳方式明確可應用連鎖分析，發現男性胎兒攜帶有高風險X染色體時，應建議終止妊娠，并考慮對胎兒的肌肉組織進行dystrophin的染色檢測。此外，已明確致病變異的DMD患者及其家系成員也可以選擇胚胎植入前診斷來降低生育風險。
鑒別診斷
進行性肌營養不良癥是一組疾病，包括杜氏肌肉營養不良癥、白氏肌營養不良、面肩肱型肌營養不良等。根據受累肌群的分布特征，可進行初步鑒別。
重癥肌無力好發于10~35歲青年，90%的患者有胸腺瘤或胸腺組織異常。起病隱匿，從一組肌肉開始，逐漸累及他處，眼肌受累最為常見。
多發性肌炎好發于女性，受累肌群以四肢近側各肌以及頸部肌肉多見，肌肉萎縮程度較輕，無選擇性肌肉假性肥大。此病病程進展較快，可自行緩解。
治療
對癥治療
DMD患者的治療主要是多學科對癥治療，包括藥物治療、康復治療、呼吸系統并發癥治療、心臟病治療、外科矯形治療和其他治療等。
藥物治療主要采用糖皮質激素。可使用潑尼松，劑量通常為0.75mg/（kg·d），可改善DMD患者的力量和肺功能，減少脊柱手術的需求和延緩心肌病的發生。但需要注意激素治療可能引起的副作用，包括肥胖、Cushing面容、多毛癥、骨質疏松等。為減少副作用，必要時可將劑量減少1/3。此外，維生素e、輔酶Q等藥物可能有一定的幫助。
康復治療是終生的。應根據患者的病情和成長階段，采用不同類型的康復治療。在學齡前期，應以肌肉抗阻力訓練為宜，不宜進行離心性耐力訓練；應盡量維持日常活動，可做小運動量的游戲；行走困難時可用呼吸訓練器鍛煉肺功能；應注重手指功能的訓練；職能方面，可進行運動量小的技藝訓練，例如繪畫、雕刻等。此外，在康復訓練時應注意避免關節攣縮或骨骼變形，運動訓練時可穿矯形鞋，行動困難時可使用站立床。
呼吸系統并發癥的治療主要是控制感染、改善通氣、避免誤吸。當患者肺活量過低（<50%）時，可使用無創呼吸機；肺部感染時應及時使用抗生素；不能自行排痰時應考慮氣管切開吸痰；2歲以上的患兒可接種肺炎及流感疫苗。
心臟病方面：針對擴張型心肌病，可選用血管緊張素轉化酶抑制劑（angiotensin-converting enzyme inhibitor，ACEI）或血管緊張素受體Ⅱ阻滯劑；心動過速可使用β受體阻滯劑；心肌損害明顯者可使用洋地黃。
外科矯形：前期可使用矯形器延緩脊椎側彎或后凸的進展，必要時可進行手術治療；步行期間發生骨折時應以內固定手術穩定骨折，盡快恢復行走，失去行動能力后骨折，可用夾板、石膏等材料固定骨折部位；嚴重的馬蹄內翻足可進行手術糾正。
其他方面：良好的營養管理，預防營養不良和肥胖；每年檢測一次骨密度，及時補充維生素D和鈣；應注意心理輔導，促進患者正常的心理發育；早期可進行學校教育，后期由于行動困難可通過電視、廣播等輔導學習；注重家庭護理。
基因治療
2014年歐盟委員會批準了藥物Ataluren（商品名Translarna）進入歐洲市場，該藥可減少核糖體對提前終止密碼子的敏感性，使mRNA在翻譯時在終止密碼子處不終止而繼續翻譯（即"通讀"），它可以用于治療DMD基因無義突變的患者（約占DMD患者的13%）。2016年，美國食品藥品監督管理局批準了反義RNA藥物Eteplirsen（商品名Exondys 51），該藥物可誘導DMD基因轉錄的mRNA跳過第51外顯子，產生的mRNA可生成內部存在部分缺失但具有功能的dystrophin蛋白，以此來修復由于突變造成的開放讀碼框被破壞的缺陷（約占DMD患者的15%）。中國尚無獲批的DMD基因治療藥物。
預防
患者父母：患者的父親通常不是攜帶者，也不會有癥狀。若家系中存在2個或以上的患者，患者的母親通常是攜帶者。如果僅有1個患者，則患者母親可能是攜帶者，也可能不是。需要注意的是，即使外周血檢測未發現患者母親攜帶與患者相同的致病變異，其仍可能由于生殖腺嵌合（15%～20%）再次生育患病的后代。因此，對于DMD患兒的母親，無論其是否為攜帶者，在其再次生育時均應進行產前診斷。
患者同胞：患者同胞的風險取決于母親是否為攜帶者或生殖腺嵌合體。若其母親為攜帶者，則患者的同胞兄弟將有50%的概率為患者，50%的概率為正常，同胞姐妹有50%的概率為攜帶者，50%的概率不攜帶致病變異；若患者的母親既非攜帶者，也不存在生殖腺嵌合，則患者同胞兄弟的患病概率和同胞姐妹為攜帶者的概率均很低（經驗判斷<1%）；若患者母親存在生殖腺嵌合，其同胞兄弟患病的概率和同胞姐妹為攜帶者概率則介于上述兩個概率之間。這將取決于母親生殖腺嵌合的比例。當患者同胞姐妹生育時，若無法排除母親生殖腺嵌合，則應對患者的同胞姐妹進行攜帶者檢測，以指導生育。
患者后代：男性DMD患者通常由于過早死亡或病情較重而無法生育后代。若患者能夠生育，其兒子不會患病，但女兒必定是攜帶者。因此，患者的女兒在生育時必須進行產前診斷。
其他家庭成員：患者的父親通常不攜帶DMD基因的致病變異，姑媽、堂姐妹、伯伯等父系親屬也不會攜帶該致病變異，但患者的外婆、姨媽等母系女性親屬可能為攜帶者，舅舅等男性成員可能為患者，其風險將取決于患者母親是否為攜帶者，以及這些家庭成員與患者的親緣關系。因此，對于母親家族女性成員懷疑為攜帶者的，應進行攜帶者檢測，而對于男性成員，考慮到相同的致病變異可能導致癥狀較輕的貝氏進行性肌營養不良（Becker muscular dystrophy，MD），應對其進行詳細的臨床評估或分子檢測。
預后
杜氏肌營養不良癥預后差，致殘率致死率極高。此病尚無根治方法，經多學科綜合管理和康復治療后，可以預防并減少并發癥，延緩疾病進程，提高生活質量。
歷史
杜氏肌營養不良癥得名于紀堯姆·本杰明·阿曼德·杜興（Guillaume Benjamin Amand Duchenne，1806-1875）。他是200年前的法國神經生物學家，進行了肌肉電刺激的開創性研究。杜興不僅嘗試用電治療肌肉問題，還將電作為研究解剖結構和生理學的研究手段。他發明了“杜興機”——一種用電刺激肌肉的便攜裝置，極大地豐富了電生理學研究。使用該裝置，他發現假笑不涉及眼睛周圍的肌肉，而發自內心的微笑涉及眼周和嘴部肌肉。
進入20世紀，DMD研究一度陷入沉寂。直到進入分子時代，大量的遺傳學研究和分子生物學研究聚焦于該疾病。通過流行病學調查，了解杜氏肌營養不良癥是一種X連鎖隱性遺傳病，發病率在男性嬰兒中約十萬分之10，屬于發病率較高的遺傳病。另一類稱為貝氏肌營養不良（Becker muscular dystrophy，BMD）與其發病機理類似，發病率為約十萬分之8。它們在女性中極為罕見。
研究進展
基因替代治療
基因替代治療是在DMD患者的基因組中插入外源的功能性DMD基因，從而恢復DMD患者骨骼肌、心肌細胞表達有功能的抗肌萎縮蛋白。腺相關病毒（AAV）具有肌細胞取向性，可以作為DMD基因載體。但AAV非常小（4.5 kb），而DMD基因是已知的人類最大基因（2.4 Mb），因而利用病毒載體導入截短的、能表達部分Dys的DMD基因是基因替代治療的一種選擇。有研究發現，在DMD基因突變小鼠（mdx 小鼠）模型中，局部注射缺少70％編碼序列的微型Dys，可保護mdx小鼠的四肢肌肉和心臟功能。同樣，在金毛犬肌營養不良癥（golden retriever muscular dystrophy，GRMD）的犬模型中也實現了肌肉功能改善。針對AAV介導的微型抗肌萎縮蛋白基因治療正開展多項臨床試驗，也有研究通過雙重腺相關病毒技術和慢病毒載體提高基因載體的容量，有望裝載全長的DMD基因。
外顯子跳躍治療
外顯子跳躍治療是利用特異性反義寡核酸在DMD基因前信使核糖核酸剪接過程中，排除特定外顯子以重建閱讀框，將突變類型糾正為整碼突變，這樣大多數DMD患者在理論上可以產生截短的、但功能正常的Dys，是DMD治療的又一策略。約80％的DMD突變可以通過跳躍1到2個特定的外顯子糾正突變類型來恢復閱讀框，其中，51號外顯子的跳躍可治療約13％的DMD患者。
Eteplirsen是專門為51號外顯子設計的一種反義寡核苷酸，2016年9月美國美國食品藥品監督管理局批準其用于DMD治療，這是首個通過FDA批準的DMD基因治療藥物。
基因組編輯治療
基因組編輯技術是利用細胞自身的修復機制——非同源末端鏈接（Non-homologous end joining，NHEJ）或同源重組（Homologous Recombination，HR）所致隨機插入和/或缺失，在原基因座位修復突變基因。工程核酸酶可通過切割DNA雙鏈結構的特定序列，誘發修復位點斷裂，從而達到原位基因編輯的目的。
成簇間隔短回文重復序列 （clusteredregularly inter－spersed short palindromic repeats，CRISPR）上游基因所編碼蛋白可在CRISPR序列區誘導雙鏈DNA斷裂，因此被命名為CRISPR關聯基因（CRISPR associated，Cas）。CRISPR/Cas系統因其具有識別外源DNA并靶向誘導雙鏈DNA斷裂，以沉默外源基因表達的功能而被開發成一種高效的基因編輯工具。從2016年開始，CRISPR/Cas系統逐漸在體外培養的肌衛星細胞、患者源性成肌細胞、人誘導多能干細胞源性肌肉細胞和mdx小鼠模型中實現DMD基因編輯，并可見Dys水平恢復，部分骨骼肌和心肌肌力增強。2018年，Amoasii L等首次成功利用CRISPR/Cas9技術對50號外顯子缺失的DMD犬模型完成外顯子跳躍治療。次年，Min YL等通過向44號外顯子缺失的小鼠模型中注射重組AAV包裝的Cas9核酸酶和單向導核糖核酸，可以恢復抗肌營養不良癥蛋白表達以及肌肉收縮能力的改善。
終止密碼子通讀治療
無義突變是由于某單一堿基突變使氨基酸密碼子轉變為終止密碼子的點突變，提早出現的終止密碼子引起mRNA退變，提前終止蛋白質翻譯，產生截短的、無功能的蛋白質。終止密碼子通讀治療又稱為無義突變通讀治療，一些化合物通過與核糖體的結合，阻止終止密碼子的信號識別，從而跳過這個錯誤的終止密碼子，誘導提早出現的終止密碼通讀，從而繼續翻譯Dys5）。該方法適用于所有無義突變DMD患者，其占總患者人群的10％～15％。
研究發現，在mdx小鼠中，慶大霉素可誘導Dys的高表達，增加肌肉的收縮能力；但慶大霉素的耳毒性和腎毒性限制了在DMD治療中的應用。高通量篩選已經確定了Ataluren（PTC124，商品名Tranlsarna）為一種蛋白修復藥物，能夠降低核糖體對過早終止密碼子的敏感性，具有潛在的終止密碼子讀取能力，造成所謂“終止密碼子通讀”，且具有比慶大霉素更好的安全性。
一項治療前后的比較研究發現，Ataluren可使Dys表達增加11％。Bushby K等進行了一項隨機雙盲多中心試驗，174例5～20歲的無義突變DMD的男性患兒，接受了為期48周的Ataluren治療，治療中無嚴重不良事件報道，Ataluren具有良好的安全性與耐受性，40mg·（kg·d）-1劑量治療組比對照組6MWT增加了31.3 m。薈萃分析結果顯示，Ataluren對6MWT為300～400m的患者治療效果顯著，且可以維持肌肉功能。2014年EMA對年齡≥5歲的無義突變患者予以有條件批準使用Ataluren治療。Ataluren 的主要缺點是只適用于具有無義突變的個體（約13%的DMD患者），并且與其他治療罕見疾病的藥物一樣，價格昂貴。
相關事件
重慶綦江中學的周朝喜老師的兒子羅睿燊出生半個月就被確診苯丙酮尿癥，五歲半時又被診斷為杜氏肌營養不良癥。醫生曾告訴周朝喜，“這種病如果不加以干預，很可能活不過18歲。”羅睿在11歲半時喪失了行走能力。2023年，羅睿燊完成了兩件大事，一是打破預言，度過了18歲大關；二是去了西藏，征服了4500米高度。
參考資料 >
識病尋源|從基因編輯技術CRISPR治療失敗看杜氏肌營養不良癥.澎湃新聞.2024-01-16
Duchenne型肌營養不良多學科管理專家共識.中華醫學雜志.2024-01-18
杜氏進行性肌營養不良的臨床實踐指南.中華醫學遺傳學雜志.2024-01-16
杜興型和貝克型肌營養不良.默沙東診療手冊.2024-01-16
“雖然死亡就在不遠處，但它不是還沒來嗎？” 走進一位媽媽的“兒子保衛戰”.百家號.2024-01-16