这种情况得名于最常受影响的肌肉:脸部,肩胛骨和上臂的肌肉。面肩肱型肌营养不良症的体征和症状通常出现在青春期。但是,病情的发生和严重程度差别很大。较温和的病例可能在晚年才会变得明显,而罕见的严重病例在婴儿期或童年早期就显现出来。
面肩肱型肌营养不良症估计发病率为1万人。所有病例中大约95%是fshD1; 剩下的5%是FSHD2。
面肩肱型肌营养不良症是由涉及4号染色体长臂(q)的遗传变化引起的。这种疾病的两种类型都是由染色体末端附近的DNA区域(称为D4Z4)的变化引起的。该区域由11到100多个重复片段组成,每个片段长约3300个DNA碱基对(3.3kb)。整个D4Z4区域通常是超甲基化的,这意味着它具有大量与DNA相连的甲基(由一个碳原子和三个氢原子组成)。甲基使基因沉默,因此DNA的高甲基化区域倾向于具有更少的打开(有效)的基因。面肩肱型肌营养不良症结果当D4Z4区域低甲基化,缺少连接的甲基。在FSHD1中,发生低甲基化是因为D4Z4区域异常缩短(收缩),包含1到10次重复,而不是通常的11到100次重复。在FSHD2中,低甲基化通常是由称为SMCHD1的基因中的突变引起的,其提供了制造通常高甲基化D4Z4区域的蛋白质的说明。然而,大约20%的FSHD2患者在SMCHD1基因中没有确定的突变,并且低甲基化的原因是未知的。
D4Z4区域的高甲基化通常在大多数成人细胞和组织中保持称为DUX4的基因沉默。所述DUX4基因位于最靠近的端部的D4Z4区的区段4号染色体。在面肩肱型肌营养不良症患者中,D4Z4区低甲基化可防止DUX4基因在通常被关闭的细胞和组织中沉默。尽管对DUX4基因活性的功能知之甚少,但研究人员认为它影响其他基因的活性,特别是在肌细胞中。DUX4的异常活动是未知的基因破坏或破坏这些细胞,导致进行性肌无力和萎缩。
所述DUX4基因毗邻的DNA的调节区上的4号染色体被称为PLAM序列,这是必要的生产DUX4蛋白质。4号染色体的一些拷贝具有功能性pLAM序列,而另一些拷贝不具有。具有功能性pLAM序列的4号染色体的拷贝被描述为4qA或“允许的”。没有功能性pLAM序列的那些被描述为4qB或“不允许的”。没有功能性pLAM序列,则不能制备DUX4蛋白。由于每个细胞中有4个4号染色体拷贝,所以个体可能有4个染色体的4个 “允许”拷贝,2个“不允许”拷贝或者每个拷贝中的一个。面肩肱型肌营养不良症只能发生在至少有一个“宽容” 4号染色体拷贝的人身上。无论受影响的个体是否具有感染的D4Z4区域或SMCHD1基因突变,仅当功能性pLAM序列也存在以允许DUX4蛋白产生时才会导致疾病。
研究表明,导致FSHD2 的SMCHD1基因突变也可能增加FSHD1患者的疾病严重程度。研究人员怀疑,合并D4Z4区域和SMCHD1基因突变的组合导致D4Z4区域连接的甲基更少,这使得DUX4基因具有高度活性。在两种基因改变的人中,过度活跃的基因导致严重的肌无力和萎缩。