赵斯钰,杨 乐,李桃利,吴 岩,雷丽云,王 燕
(西安市儿童医院神经内科,陕西 西安 710003)
突触囊泡在释放神经递质、参与神经电活动中至关重要。近年来研究发现突触囊泡运输传递与癫痫发病关系密切,目前已有较多癫痫综合征被证明与编码突触囊泡基因突变有关。STXBP1基因位于9号染色体,编码突触膜融合蛋白-1(syntaxin-binding protein 1,STXBP1),该蛋白是突触囊泡运输和神经递质释放的重要蛋白,在整合膜蛋白受体复合物的形成及突触囊泡融合过程中发挥着重要作用[1]。2008年Saitsu等[2]首次在大田原综合征患儿中发现STXBP1基因突变。随着二代测序技术的普及,越来越多的STXBP1基因相关病例被报道[3-4]。本文主要对西安市儿童医院收治的4例STXBP1基因突变所致癫痫患儿的临床表现及基因突变情况进行总结,以提高临床对该类疾病的认识,指导临床早期诊断及治疗。
临床分析对象为2018年1月至2019年6月西安市儿童医院神经内科经全外显子测序技术筛选出的4例STXBP1基因阳性癫痫患儿。
经临床确诊癫痫[5]患儿家长知情同意,采用EDTA抗凝管抽取患儿及父母外周血各3mL,采用血液基因组DNA抽提系统非离心柱型(北京天根生物技术有限公司)提取外周血基因组DNA。
基于NovaSeq 6000技术测序平台,采用IDT xGen Exome Research Panel进行捕获建库,双末端(Paired-End)测序策略,对患儿基因组DNA进行外显子测序。对可疑突变位点通过ExAC_EAS、ExAC_ALL、1000Genomes、gnomAD等数据库进行人群频率验证,应用SIFT、Polyphen2、LRT、MutationTaster、FATHMM等软件进行蛋白结构分析及危害性评估,参考dbSNP、OMIM、HGMD、ClinVar等多种数据库对致病变异位点进行评估。根据美国医学遗传学与基因组学学会(the American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)分类指南及病人的临床表型进行致病变异的筛选[6]。对致病变异位点采用一代Sanger测序技术进行验证,对可能存在的拷贝数变异情况进行qPCR验证。
建立临床档案,收集并分析患儿临床资料信息,包括:姓名、性别、起病及就诊年龄、发作类型、家族史及个人史、检查结果、治疗方案、临床疗效、发育评估及随访情况。
通过对比治疗前后患儿癫痫发作次数减少程度将疗效分为3个级别:癫痫发作次数减少>75%为显效;发作次数减少在50%~75%为有效;发作次数减少<50%为无效[7]。
采用Gesell婴幼儿发育量表对患儿的四大行为领域进行评估得出发育商(DQ)值。四大行为领域包括:运动(大运动和精细运动)、语言、适应能力及个人社会交往。DQ在55~75为轻度精神运动发育迟滞,DQ在40~54为中度精神运动发育迟滞,DQ在25~39为重度精神运动发育迟滞;DQ<25为极重度精神运动发育迟滞[8]。
本研究中经全外显子测序技术筛选出4例STXBP1基因阳性癫痫患儿,见表1。4例STXBP1基因阳性癫痫患儿男女比例为3∶1;起病年龄为15天至2岁3个月,平均为5.1个月。STXBP1基因相关癫痫患儿及其父母测序见图1。
例1患儿为STXBP1基因错义突变,系母源性遗传,其母表型为良性婴儿癫痫,先证者临床表型为Lennox-Gastaut综合征;先证者癫痫发生前患儿即存在精神运动发作迟缓,经多种抗癫痫药物及激素联合治疗,发作控制不佳,仍存在痉挛、肌阵挛发作及重度精神运动发育迟滞。
例2患儿为包含STXBP1基因在内的染色体微缺失,系新生突变,临床表型为局灶性癫痫、非综合征性,左乙拉西坦单药治疗发作快速控制,脑电图恢复正常,但随访过程逐渐出现头围增长缓慢、震颤及重度精神运动发育迟滞。
例3患儿为新发STXBP1基因错义突变,临床表型为局灶性癫痫、非综合征性,多药联合治疗有效,局灶性发作伴意识障碍发作类型消失,仍存在局灶起源进展为双侧强直阵挛发作及中度精神运动发育迟滞。
例4患儿为新发STXBP1基因错义突变,临床表型为未归类的早发癫痫性脑病,左乙拉西坦单药治疗后多种发作均控制,随访过程中患儿出现中度精神运动发育迟滞。
图1 STXBP1基因相关癫痫患儿及父母测序图Fig.1 Sequence diagram of STXBP1 gene-related epilepsy children and their parents
表1 4例STXBP1基因相关癫痫患儿临床表型及基因型Table 1 Clinical phenotypes and genotypes of 4 children with STXBP1 gene-related epilepsy
(转下表)
STXBP1基因定位于9q34.1,编码STXBP1蛋白,在神经系统广泛表达[9]。该蛋白在进化上非常保守,是突触囊泡运输和神经递质释放的重要蛋白[10]。STXBP1蛋白以两种不同的构象(开放/关闭)与Syntaxin-1相互作用,通过调节可溶性N-甲基马来酰胺敏感因子附着蛋白受体(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor,SNARE)核心复合体的形成及突触小泡与突触前膜的融合,调节神经递质的释放[11-12]。
自2008年Saitsu等[2]在大田原综合征中首次发现STXBP1基因突变以来,在越来越多的癫痫及癫痫综合征中,包括West综合征和Dravet综合征、Lennox-Gastaut综合征、早期肌阵挛性癫痫性脑病、未归类的EOEE及非综合征的癫痫患儿中发现了STXBP1基因[13-15],而随后在非典型Rett综合征、无癫痫的严重智力障碍等患儿中的发现,扩大了STXBP1基因相关疾病的疾病谱[3-4]。
癫痫和精神运动发育迟滞是STXBP1基因相关疾病的两大主要临床表型。癫痫发作最常见、且常常为难治性癫痫。起病年龄从生后16小时到13岁不等。约90%的患儿于婴儿期起病,其中50%新生儿期发病。所有癫痫发作类型均可见于STXBP1基因突变患儿中,其中以痉挛性发作和局灶性发作最多见[15-16]。精神运动发育迟滞是另一常见表型。所有患儿均可出现不同程度的智力残疾,且并不是总与癫痫活动有关[17]。Stamberger等[13]对147例STXBP1基因突变患儿研究发现,癫痫持续时间、频率、起病年龄、控制情况与智力障碍之间均无相关性。此外,患儿常伴随孤独症谱系障碍、运动障碍(包括共济失调)、低张力震颤、痉挛等症状。
本研究4例患儿中,男性3例,女性1例。3例患儿婴儿期起病,1例患儿幼儿期起病,平均起病年龄为5.1个月。1例为Lennox-Gastaut综合征,1例为未归类的EOEE,另外2例为非综合征性局灶性癫痫。在4例患儿中,2例患儿病程中出现局灶性发作,1例出现痉挛发作,1例同时存在痉挛与局灶性发作。所有患儿均存在精神运动发育迟滞,程度为中、重度,其中2例患儿在癫痫发作早期控制下仍出现明显精神运动发育迟滞,进一步说明STXBP1基因是一种发育障碍基因,癫痫与精神运动发育迟滞是两个主要、独立的临床表型。
目前已报道近200例致病性STXBP1基因杂合突变,包括移码、错义、剪接位点和无义变异及全基因和基因内缺失。约88%为STXBP1基因点突变、或小的缺失、或插入[17]。研究发现大多数错义突变都会破坏STXBP1蛋白的稳定性,导致蛋白的聚集和降解,这些容易聚集和降解的错误折叠蛋白质可能会破坏与其相结合蛋白质的稳定性,并使其共同聚集[18-20],推测可能与一些患儿的帕金森症状相关[17]。但尚未发现热点区域及临床表型-基因型相关性[13]。此外,约12%是由于STXBP1基因拷贝数变异,主要为缺失导致。这些缺失包括部分或全部STXBP1基因、甚至包含整个STXBP1基因在内的大片段染色体缺失[13]。本研究中,2例为错义突变,1例为含有STXBP1基因的拷贝数缺失(即单倍剂量不足),1例为剪切位点突变。病例2患儿存在1.54Mb拷贝数缺失,缺失区域包含STXBP1、DMN等相关基因,尽管癫痫发作单药控制良好,但仍存在重度精神运动发育迟滞、肌张力低下、震颤、头围小等表型。患儿表型不应仅归因于STXBP1基因,而应被视为多个基因丢失的多重影响。
目前对STXBP1基因相关癫痫的治疗主要是抗癫痫药物对疾病发作的控制,未来有望针对其发病机制进行精准治疗[21]。约半数患儿使用抗癫痫药后癫痫发作可完全控制;但仍有超过半数的患儿需要3种抗癫痫药物治疗。研究报道丙戊酸、左乙拉西坦、糖皮质激素、生酮饮食等治疗可能有效[22]。左乙拉西坦通过与神经突触囊泡蛋白SV2A结合,调节突触囊泡释放,抑制钙通道和细胞内钙的释放,可能抵消STXBP1突变诱导的致癫痫作用,被认为是治疗STXBP1基因相关癫痫的潜在首选药物[23-24]。许多研究报道左乙拉西坦对STXBP1基因相关癫痫具有良好的治疗效果[10,25-26]。Shao等[27]报道了1例1月龄癫痫性脑病患儿,以阵挛发作为主要表现,苯妥英钠、吡哆醇和苯妥英对其均无效,应用左乙拉西坦治疗发作完全控制,脑电图恢复正常。本研究中4例患儿对抗癫痫药物疗效存在显著差异,从一种抗癫痫药物治疗发作完全控制到即使给予多种抗癫痫药物联合应用患儿仍有反复癫痫发作。左乙拉西坦单药治疗发作控制者2例,均为婴儿期起病,提示对于婴儿期起病的STXBP1基因相关癫痫患儿,左乙拉西坦可作为首个抗癫痫药物选择方案。
STXBP1相关癫痫临床表型复杂,对于合并精神运动发育迟滞的早发性癫痫患儿应积极寻找其潜在病因。对于其中病因不明的患儿,有选择性地进行基因检测有助于癫痫疾病的分型及个体化治疗。