KCNQ2基因c.581C＞T新发突变致大田原综合征一例报道并文献复习

厉广栩，喻树峰，逯军，陈明辉，王丹虹，陈秀灵

大田原综合征（OS）是一种以癫痫发作为特征的神经系统罕见疾病，也称早期婴儿癫痫性脑病伴爆发抑制（EIEE），由日本神经学家大田原（Ohtahara）于1976年首次报道，其主要临床特征和电生理特征为婴儿早期或新生儿期起病、频繁及难以控制的强直痉挛发作、典型暴发-抑制脑电图及精神运动发育落后［1-2］。OS可能的病因包括脑畸形、代谢紊乱和某些基因突变。二代测序技术的应用为发现更多致病基因提供了技术支持，迄今为止，已发现57个基因与OS有关［3］，其中ARX、STXBP1、KCNQ2等基因已经被证实是OS的致病基因［4-6］，基因突变作为OS的发病因素越来越被人们重视［7］。笔者通过行全外显子组检测（WES），确诊了1例由KCNQ2基因c.581C＞T新发突变导致的OS患儿，该致病突变位点国内外均未见报道，现报道如下。

1 病例简介

患儿，女，28 d，因“反复抽搐25 d”于2018-03-10于中南大学湘雅医学院附属海口医院就诊。患儿于出生后第3天无明显诱因开始出现抽搐，表现为意识丧失，双眼凝视，头向后仰，口唇青紫，四肢强直抖动，持续数秒后自行缓解，发作时体温正常，此后抽搐反复发生，1～3次/d，性质同前，曾在外院给予抗癫痫治疗22 d（具体用药情况不详），效果欠佳，入院前3 d抽搐频率增多，发作形式不断改变，时有双眼凝视、双手握拳、四肢屈曲，时有四肢抽动及强直、阵挛等。持续时间3～10 s，约8次/d。个人史：足月剖宫产，系第3胎第1产，孕晚期行腹部彩超提示胎儿头围增宽。出生时有轻度窒息史，Apgar评分1 min 6分，Apgar评分5 min 9分，Apgar评分10 min 10分；家族史：姑姑有癫痫病史，否认有其他家族遗传病史。入院查体：意识清晰，反应迟钝，精神运动发育落后，不能注视物体，追光、追物差，对说话声音反应差，头易偏斜，头围38 cm，前囟平软，直径约1.5 cm×2.0 cm，颈无抵抗，心肺腹查体未见异常。双侧瞳孔等圆等大，对光反射灵敏。双下足内翻，呈马蹄状，肌张力及肌力正常，原始反射能引出。辅助检查：2018-02-22外院颅脑MRI：脑沟变深，脑回变小，可能为先天性脑发育差；血尿串联质谱未见异常。2018-03-11入院进行血常规、血氨、血乳酸、血气分析、肝肾功能、电解质、脑脊液常规、生化检查未见异常。2018-03-13行24 h动态脑电图示：持续性爆发、抑制图形；爆发段为高波幅杂乱尖波、尖慢波，持续2～3 s，右半球显著，抑制段为低波幅混合波，持续1～3 s（见图1）。结合患儿为新生儿、频繁及难以控制的强直痉挛发作的临床表现、典型爆发-抑制脑电图及运动发育落后，诊断为OS。予以丙戊酸钠、苯巴比妥抗癫痫治疗后，患儿抽搐控制欠佳，此后患儿多次因反复抽搐来本院就诊，随访期间抽搐未改善，在出生后第5个月死于癫痫持续状态。

2 基因突变分析

2.1 血液样本采集 取得患儿父母签署的送检知情同意书后，采集患儿4 ml及患儿父母、姑姑各2 ml外周静脉血，置于含乙二胺四乙酸（EDTA）的抗凝试管中，送往北京康旭医学检验所进行WES。

2.2 WES 采用Qiagen Flexi Gene DNA Kit提取试剂盒（德国Qiagen公司）提取血液样本的基因组DNA。采用Sure Select Target Enrichment System目标序列富集试剂盒（美国Agilent公司）制备目标基因DNA文库。将制备好的基因组DNA文库杂交至靶向特异性捕获文库。应用NEXTSEQ 500测序仪（美国Illumina公司）测序。

2.3 生物信息学分析及基因致病性的判断 将测序平台产生的原始数据进行数据分析（生物信息学分析），测序数据通过工具BWA（v0.7.15）进行匹配比对，通过ANNOVAR（v2016-02-01）软件以及注释程序注释变异数据，包括通过RefSeq、Ensembl、UCSC等数据库进行基因相关注释，OMIM、HGMD、ClinVar等进行疾病相关注释，通过千人基因组计划（1000Genomes）数据库、单核苷酸多态性（dbSNP）数据库以及大规模人群全外显子（ESP6500、ExAC）数据进行突变频率注释，使用PolyPhen2、SIFT和MutationTaster 3个工具分析变异对蛋白的损伤程度进而进行突变预测。通过频率及变异类别的筛选以及与疾病的相关关系，筛选出候选突变。

2.4 一代测序验证 采用Sanger测序法对候选突变进行验证。对该样本需要验证的位点及其父母、姑姑的位点进行一代测序验证。

2.5 基因测序结果 患儿存在KCNQ2基因c.581C＞T（p.Thr194Ile）杂合突变（见图2，本文图2彩图见本刊官网www.chinagp.net电子期刊相应文章）。对患儿及其父母、姑姑相同基因位点进行Sanger验证，未发现该错义变异，证实c.581C＞T突变为新生变异。

3 文献复习

图1 大田原综合征患儿动态脑电图Figure 1 Suppression-burst patterns on the electroencephalogram（EEG）in the patient with ohtahara syndrome

以“大田原综合征”与“KCNQ2”为检索词检索中国知网、维普网和万方数据知识服务平台，检索时间均从建库至2018-08-01，共检索到相关中文文献2篇［7-8］，KCNQ2基因突变致OS病例3例，均为新发突变，其突变位点分别为c.793G＞A、c.736G＞C、c.1742G＞A，均非 c.581C＞T 突变。

图2 患儿及其父母、姑姑KCNQ2基因突变Sanger测序图Figure 2 Sanger sequencing validation of KCNQ2 gene mutation in this family

以“Ohtahara syndrome”and“KCNQ2”［Title/Abstract］为检索式在PubMed数据库进行检索，检索时间均从建库至2018-08-01，排除非临床病例报道及临床资料不全的文献，检索到4篇英文文献［6，10-12］，KCNQ2基因突变致OS病例20例，均非c.581C＞T突变，其突变位点分别为：ZHANG等［9］报道了1例，突变位点为c.1452G＞C；MARTIN等［10］报道了1例，突变位点为c.827C＞T；KATO等［5］报道了10例，突变位点分别为c.650C＞A、c.794C＞T、c.854C＞A、c.881C＞T（2例）、c.997C＞T、c.1657C＞T、c.1658G＞T、c.1682C＞T、c.1689C＞G；MILH等［11］报道了8例，突变位点分别为c.860C＞A、c.926C＞T、c.821C＞T、c.715G＞C、c.881C＞T（2例）、c.566G＞T、c.2318dupG；均为新发突变。

目前国内外已报道OS患者的KCNQ2基因突变共23例，均为新发突变（100%）［5，7-11］。结合既往文献，本例OS患儿KCNQ2基因c.581C＞T新发突变在国内外均未见报道，使与OS相关的KCNQ2基因谱（突变位点）数据库更加丰富和完善，有利于遗传咨询和产前诊断。

4 讨论

OS是一种罕见的早期婴儿型癫痫性脑病，起病年龄一般在出生后3个月内，多数早至1个月之内，临床表现主要为难治性强直痉挛发作，可以成串发作类似婴儿痉挛发作，或孤立性出现，也可有局部运动性发作、一侧惊厥等发作形式［1，12］。脑电图表现为周期性暴发-抑制（高波幅的爆发波和地平波交替出现），清醒和睡眠状态中持续存在，但常在睡眠期更明显，脑电图是本病重要的诊断依据［2］。常伴有严重的精神运动发育落后或停滞，神经影像学检查常有明显的异常发现［12］。本例患儿为新生儿期起病，存在频繁及难以控制的痉挛性发作的临床表现、典型暴发-抑制脑电图及精神运动发育落后，故诊断为OS。患儿无肌阵挛发作，脑电图清醒和睡眠状态中均持续存在典型的暴发-抑制，故不考虑婴儿早期肌阵挛性脑病。患儿发病年龄在1个月以内，脑电图无高峰节律紊乱，故不考虑婴儿痉挛症。患儿持续反复抽搐1月余，补充维生素抗癫痫药物治疗效果欠佳，血糖及电解质均未见异常，故不考虑良性家族性新生儿惊厥及低血糖、低钙、低镁、维生素B6缺乏症等代谢异常性疾病所导致的新生儿惊厥。因此，本例患儿最终确诊为OS。

虽然目前OS确切的病因仍未知，但大量研究及文献报道证实部分OS与遗传密切相关，主要是指某些基因发生突变致病，多因离子通道异常或蛋白质结构改变所致［3-5，11］。CNQ2基因是编码电压门控钾离子通道基因，定位于20q11.3，含11个外显子和10个内含子，DNA长约4 kb，KCNQ2基因发生突变，可致钾离子通道功能障碍，通过使神经元阈值降低或者复极化受阻，增加神经元兴奋性，从而诱发癫痫［13］。OS相关的KCNQ2基因突变可对钾离子通道功能造成严重损害，作为钾离子通道开放剂和γ-氨基丁酸（GABA）增强剂的瑞替加滨可通过降低神经元兴奋性来控制癫痫发作［13］，故选择性打开Kv7.2/3钾离子通道的瑞替加滨治疗KCNQ2基因突变导致的OS可能更有效［14］。KCNQ2基因突变已被证实为OS的致病基因，其遗传方式为常染色体显性遗传［5］。KCNQ2基因突变所致的OS绝大多数为新发突变［10-11，13］。本例患儿 KCNQ2 基因 c.581C＞T（p.Thr194Ile）编码序列第581号核苷酸由C变为T，该变异导致第194号氨基酸由Thr（苏氨酸）变为Ile（异亮氨酸），可能对蛋白质的结构和功能产生较大影响。对患儿及其父母相同基因位点进行Sanger验证，未发现该错义变异，结合患儿基因型、临床表型及文献复习，并通过Polyphen2、SIFT和MutationTaster 3种基因软件预测，证实本例患儿KCNQ2基因c.581C＞T为新发突变，且为本例OS患儿的致病突变。

OS是癫痫综合征的一种，其治疗方案主要包括抗癫痫药物、类固醇激素、饮食疗法、手术治疗等。已有相关文献报道使用左乙拉西坦、氨己烯酸、水合氯醛治疗OS有一定疗效［15-17］，临床上也尝试使用苯巴比妥、丙戊酸钠、托吡酯、苯二氮卓类等抗癫痫药控制OS抽搐，但疗效不一，目前尚缺乏大规模的临床数据证实这些抗癫痫药物对OS的确切疗效。文献报道使用促肾上腺皮质激素（ACTH）对一部分OS患儿有效［10，18］，还有文献报道表明早期使用生酮饮食（高脂、低碳水化合物和适当蛋白质的饮食）对OS患儿的抽搐控制有一定帮助，特别是对于使用常规抗癫痫药物治疗无效的患儿，建议尽早使用生酮饮食。外科手术治疗也是OS患儿的一种治疗选择，尤其对于药物治疗无效的患儿［19］。国外已经有多项大脑半球切除术（切除大脑的一侧）治疗OS的临床报道，但疗效尚不明确［20］。OS对药物治疗反应不好，发作后难以控制，预后差，超过一半的患儿死于婴儿期［21］，存活下来的多在3～6个月时可以转变为婴儿痉挛症（West综合征）、Lennox-Gastaut综合征（LGS）或部分性癫痫发作，并伴有严重智力低下、脑瘫等神经系统问题［13］。本例患儿抗癫痫药物控制欠佳，最后于出生后第5个月死于癫痫持续状态。

综上所述，KCNQ2基因是OS的致病基因，KCNQ2基因c.581C＞T新发突变是OS的致病突变。对于新生儿期起病，特别是脑电图具有暴发-抑制的难治性癫痫，若未找到明确病因，均建议行基因检查明确是否有基因突变。此外，对于高危人群实行OS相关致病基因的二代测序筛查有利于家庭优生优育，并能提供遗传咨询及产前诊断。

作者贡献：厉广栩负责文章的构思与设计、研究的实施与可行性分析，撰写论文；喻树峰进行文献/资料收集与整理、结果分析与解释、文章修订；陈明辉、王丹虹、陈秀灵参与文献/资料收集；逯军负责文章的质量控制和审校，对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。