
DMD基因编码肌营养不良蛋白(dystrophin),该蛋白在骨骼肌和心肌的结构完整性维持中发挥关键作用,其变异可导致杜氏肌营养不良(DMD)、贝克肌营养不良(BMD)及相关扩张型心肌病。DMD是临床最常见的儿童致死性遗传性肌病,主要累及男性,发病率约为1/3500~1/6000活产男婴。长期以来,携带DMD基因半合子致病变异的男性被认为几乎完全外显。然而,2026年ACMG国际会议报告的两项研究对这一认识提出了重要修正。
DMD基因和肌营养不良蛋白亚型的结构。DMD基因通过使用替代启动子和不同剪接产生多种异构体(PMID:40596735) 两项研究:父系遗传的DMD基因外显子缺失

第一项研究报道了三个不相关家系,其中发现涉及45-60、49-51号外显子的框内缺失,均遗传自母系外祖父。这三个家族中共11名DMD基因缺失患者,包括3名女性(35-42岁)、她们的父亲(66-67岁)以及她们的6个儿子(7-15岁)。令人惊讶的是,这三名66-67岁的外祖父完全无症状,血清肌酸激酶(CK)水平正常,且无扩张型心肌病。除2名女性和其中4名孩子有过轻度的活动后疲劳外,神经肌肉体格检查均正常。在心脏超声检查中,除了1名42岁的女性外,其他人均未发现扩张型心肌病。
第二项研究通过PGT-M队列的回顾性分析,研究了DMD相关疾病PGT-M的患者群体中,父系遗传的发生频率,研究显示:在30例父系遗传DMD变异的家系中,23例(76.7%)的外祖父在遗传咨询时完全无症状。这些无症状携带者涉及的变异包括点突变、缺失和重复,其中49-51及48-51号外显子缺失在无症状组中反复出现。
基因型-表型复杂性与潜在分子机制
上述无症状携带者均携带框内缺失。按照经典的“阅读框法则”,框内缺失通常预测为较轻的BMD表型,框外缺失则预测为重症DMD,该法则可解释约91%的病例。但现实远比预测复杂——仍有近9%的患者不符合该法则,基因的5'端与3'端是该法则失效的高发区域。

(来源:PMID:38682751)
这种例外现象涉及两个可能机制:
其一,自发性外显子跳跃。即使变异在DNA水平上预测会破坏阅读框,mRNA剪接过程中有时可跳过突变外显子,从而恢复阅读框,产生部分功能蛋白。例如,外显子45的框外缺失本应导致重症DMD,但因内含子44断点具有剪接沉默子活性,可诱导低频率的内源性外显子44跳跃,恢复阅读框,使患者表现为轻症,且行走能力丧失显著延迟。此外,无义介导的mRNA降解(NMD)机制并非绝对严格:它能够降解含有提前终止密码子的转录本,从而相对富集那些通过跳跃而恢复完整阅读框的转录本。
其二,下游翻译重启。DMD基因含有多个内部启动子,外显子6内有两个替代起始密码子(对应第124、128位氨基酸),外显子8内有三个(对应第230、253、272位氨基酸)。当5'端存在截短突变时,核糖体可通过内部核糖体进入位点(IRES)机制在外显子6处启动替代性翻译。该IRES具有肌肉细胞选择性,产生的蛋白仅缺失前5个外显子,仍保留显著功能,表现为极轻的BMD表型。

即便突变的阅读框属性一致,同一变异仍可导致截然不同的临床结局。这种表型异质性在孟德尔遗传病中并不少见,以DMD基因外显子49-51框内缺失为例,既往文献中该变异分别见于DMD、BMD、X连锁扩张型心肌病及无症状个体。导致宽泛表型谱的因素可归纳为三类:
遗传修饰因子——目前已鉴定出多个DMD修饰因子,如SPP1、LTBP4等基因的多态性,通过调控炎症、纤维化和心肌功能影响临床表现。
表观遗传调控——DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA的表观遗传调控可影响蛋白表达水平及肌肉再生能力。同一缺失在不同个体中可能伴随不同程度的相邻外显子额外跳跃,若因此破坏阅读框,则可表现为DMD。
随机性——女性携带者中X染色体失活比例的极端偏移可使症状从无症状跨越至DMD;男性中发育过程的随机事件亦可影响蛋白表达。
(来源:PMID: 38682751,具有宽泛表型谱的常见DMD基因缺失重复)

这些发现提示,并非所有DMD基因外显子缺失均具有完全外显性,特定类型的框内缺失可能允许产生部分功能的内源性抗肌萎缩蛋白,或存在修饰基因、表观遗传等尚未明确的保护因素,从而显著减轻甚至消除临床表型。
而在遗传咨询中,当发现母系遗传的DMD基因缺失时,且母系外祖父(孩子的姥爷)没有任何症状时,基因检测的范围不能仅局限于外祖母,对外祖父的检测同样具有重要价值。若高龄男性外祖父携带相同变异却无症状,该信息将为家系内其他携带者的预后评估提供关键参考,亦有助于指导孕期管理决策。
参考资料: 1.https://www.gimopen.org/article/S2949-7744(26)00273-6/fulltext 2.https://www.gimopen.org/article/S2949-7744(26)00637-0/fulltext 3. Pickart AM, Martin AS, Gross BN, Dellefave-Castillo LM, McCallen LM, Nagaraj CB, Rippert AL, Schultz CP, Ulm EA, Armstrong N. Genetic counseling for the dystrophinopathies-Practice resource of the National Society of Genetic Counselors. J Genet Couns. 2025 Feb;34(1):e1892. doi: 10.1002/jgc4.1892. Epub 2024 Apr 29. PMID: 38682751. 4. Okubo M. Molecular genetics of dystrophinopathy. J Hum Genet. Published online July 2, 2025. doi:10.1038/s10038-025-01357-7 5. Bello L, Hoffman EP, Pegoraro E. Is it time for genetic modifiers to predict prognosis in Duchenne muscular dystrophy?. Nat Rev Neurol. 2023;19(7):410-423. doi:10.1038/s41582-023-00823-0