GRIN2B 基因错义变异致早发性癫痫性脑病27型1例报告

梅道启 梅世月, 王潇娜. 王 媛 陈国洪 杨志晓 陈晓轶 张耀东. 杨秀安

1.郑州大学附属儿童医院（河南省儿童医院 郑州儿童医院）东区神经内科（河南郑州 450018）；2.河南省遗传代谢性疾病重点实验室 河南省儿童神经发育工程研究中心（河南郑州 450018）；3.承德医学院基础医学院生物化学教研室（河南承德 067000）

国际抗癫痫联盟（international league against epilepsy，ILAE）将癫痫性脑病（epileptic encephalopathy）定义为由频繁癫痫发作和/或癫痫样放电造成的慢性进行性神经精神发育迟滞或倒退、智力低下及语言障碍的一种癫痫综合征，同时有发作期与发作间期脑电图持续痫性放电。早发性癫痫性脑病（early onset epileptic encephalopathy，EOEE）是指新生儿期或婴儿早期出现的频繁癫痫发作，具有早发性、多种发作类型和药物难治性特点，发作间期脑电图呈持续痫性放电，导致患儿脑功能发育全面迟滞或倒退[1]。EOEE的遗传学病因通常分为两大类：离子通道相关基因变异和非离子通道相关基因变异。随着二代测序技术在临床上的广泛应用，目前已报道了977个与癫痫相关的基因，多数癫痫易感基因为离子通道相关基因。甲基-D-天冬氨酸离子能谷氨酸受体亚基2B（glutamate ionotropic receptor NMDA type subunit 2B，GRIN2B）基因位于染色体12 p 13 区域，编码N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体2 B 蛋白，在大脑皮质、海马和边缘前脑显著表达[2]，与EOEE 27型相关（OMIM：616139），故其变异所致疾病又称发育性癫痫性脑病27型，后者多为常染色体显性遗传，以新生错义变异为主，患病率尚不清楚。迄今为止，国外至少报道了100例GRIN2B基因相关的神经发育障碍病例，国内尚无相关癫痫病例报道。本文分析1例发生GRN2B基因新生错义变异的EOEE患儿的临床资料，总结其临床表型、脑电图及影像学、基因及分子遗传学特征，以提高临床医师对该病的认识。

1 临床资料

患儿为12 月龄女童，汉族，因间断性抽搐42天就诊于郑州大学附属儿童医院东区神经内科。G2P2，足月顺产，出生体质量3.7 kg，Apgar评分10 分，出生前无宫内缺氧及胎儿窘迫病史。无相关遗传病家族史。患儿生后第2 天起病，表现为左上肢抖动，持续30～40 s自行缓解，3～5次/d，无面色发绀、口吐白沫、大小便失禁，当地医院予苯巴比妥（15 mg/d，分2 次）口服无效。生后18 天患儿出现清醒期双眼向左侧凝视、左侧面部肌肉抽动、左上肢阵挛，伴哭闹、发绀，持续1～5 min自行缓解，1、2 次/d，于当地医院住院，继续口服苯巴比妥15 mg/d，同时加用左乙拉西坦口服液（0.4 mL/d，bid）。生后第23 天起清醒及睡眠期癫痫发作频繁，短则3～5 min、长则半小时发作1次，24小时达100余次，左乙拉西坦逐渐加至 1.6 mL/d（1天2次）抽搐仍不能控制，予加用丙戊酸钠溶液（2.4 mL/d，bid），发作有所减轻。出生后第42天患儿仍有抽搐发作，遂转至本院。入院时患儿有两种癫痫发作形式：①痉挛发作，表现为双上肢屈曲、内收，伴或不伴点头，每次10余下成串或单下发作，持续30 s至1 min自行缓解，缓解后哭闹；②局灶性发作伴泛化，表现为双眼左斜5～10 s，左下肢强直，继之右侧肢体屈曲抖动，伴意识障碍，每小时10余次，间隔3～5 min发作1次。父母均体健，非近亲结婚；哥哥出生时有缺氧缺血性脑病，1岁前予康复治疗，现7岁，学习成绩一般，韦氏智力测试IQ 70分（正常值＞90分）。患儿入院时体格检查：体质量5 kg，头围36 cm，身长55 cm，追听、追视欠佳；前囟平软，张力正常，直径为1.5 cm×2.0 cm，全身皮肤无牛奶咖啡斑及色素脱失斑，颈软，心肺无异常；颅神经检查无异常，四肢肌肉无萎缩，四肢肌力、肌张力低下，病理征阳性。

患儿主要实验室检查显示，血生化、血氨、乳酸、丙酮酸、铜蓝蛋白、同型半胱氨酸均无异常，甲状腺功能无异常，血、尿遗传代谢病筛查无异常。心脏彩超示卵圆孔未闭，左室心内膜回声稍强。未行相关脑组织及器官病理检查。

为进一步明确患儿病因，经医院伦理委员会审核通过，患儿父母签署知情同意书后，采集先证者及其父母、哥哥全血各2 mL，乙二胺四乙酸抗凝，送往本院遗传代谢重点实验室及北京智因东方行拷贝数变异及全外显子基因测序（WES）。结果显示，患儿染色体核型及拷贝数变异分析未见异常。GRIN 2 B基因13号外显子发生杂合错义变异，(NM_000834)：c.2635 G＞A(p.Glu 879 Lys)；父亲、母亲、哥哥一代Sanger家系测序验证均为野生型（图1）。该变异c.2635G＞A(p.Glu879Lys)为新生变异（de novo），符合强致病证据PS 2；该变异位于变异热点和/或位于已知无良性变异的关键功能区域，符合中等致病证据等级1（PM1）；在dbSNP、ESP数据库、千人基因组数据库及ExAC 数据库中未见收录，符合中等致病证据PM2；Polyphen2和Mutation Taster等多种软件预测其可能为有害变异，符合支持致病证据PP3。根据2015年《ACMG遗传变异分类标准与指南》[3]，参考HGMD Pro、PubMed、ClinVar数据库，c.2635G＞A变异的致病性尚未见文献报道，该变异级别为PS2+PM1+PM2+PP3，评定为可能致病变异。

图1 GRIN2B 基因测序图

入院后根据患儿的临床特点、脑电图、头颅影像学表现明确诊断为EOEE，结合基因检查结果，考虑为GRIN2B基因变异所致EOEE。应用咪达唑仑1周，维生素B6提高惊厥阈值，逐渐停用苯巴比妥、左乙拉西坦，丙戊酸钠减量；应用托吡酯1月余，由1 mg/(kg·d)逐渐加量至5 mg/(kg·d)，仍不能完全控制发作；加用奥卡西平口服，剂量由10 mg/(kg·d)逐渐加至30 mg/(kg·d)，联合抗癫痫治疗4个月，患儿6个月时癫痫发作逐渐控制（图2）。

图2 患儿诊疗时间轴

患儿出院后每月随访1 次，同时进行康复功能训练，发育较正常同龄儿落后，3月龄抬头，不稳；5月龄能翻身；8月龄才会独坐，不能爬行；12月龄稍能扶站，但不稳，不能行走。出院后无癫痫发作，脑电图未见异常放电。2月龄长程视频脑电图（VEEG）示醒-睡各期均有多灶性尖波、棘波发放；4 月龄时VEEG示睡眠期右侧额叶、中央区尖波、棘慢波发放伴泛化累及全导（图3）；8及12月龄VEEG均正常。8月龄复查头颅磁共振成像（MRI）示双侧额部蛛网膜下腔增宽（图4）。12月龄时体格检查：体质量8 kg，头围47 cm，身长65 cm（＜P3）；前囟未闭，全身皮肤无牛奶咖啡斑及色素脱失斑，颈软，心肺无异常；颅神经检查无异常；四肢肌肉无萎缩，四肢肌力、肌张力低下，病理征均阴性。12月龄Gesell神经发育量表评估示：大运动功能相当于6月龄，精细动作相当于6 月龄，语言功能相当于7 月龄，适应能力相当于6月龄，社会行为相当于5月龄，总发育商（DQ）为52分（正常80～100分）。

图3 患儿VEEG 检查结果

图4 患儿8 月龄头颅MRI 检查结果

2 讨论

EOEE 包括新生儿期发病的早期肌阵挛癫痫性脑病、婴儿游走性部分性发作、大田原综合征、婴儿痉挛、婴儿严重肌阵挛性癫痫（Dravet综合征）、维生素B6依赖性脑病等疾病，具有早发性、发作形式多样、难治性癫痫、精神运动发育落后及严重脑电图异常放电特征[4]。EOEE病因目前不完全明确，主要与神经递质释放及合成，突触修剪和发生，神经元分化、迁移，膜受体、膜转运体的结构和功能相关的多个基因变异有关[5]。目前癫痫遗传学病因研究主要集中在离子通道基因上，一些非离子通道基因也与EOEE神经系统发育有关，从而导致EOEE的发病机制不尽相同[6]。

本研究在1例女性E O E E 患儿体内检测到GRIN2B基因的13号外显子上存在一处新生杂合错义变异，(NM_000834)：c.2635G＞A(p.Glu879Lys)，经过WES 数据的分析筛选，未发现其他与患儿临床表型相关的变异基因。该基因变异根据2015 年《ACMG遗传变异分类标准与指南》被评定为可能致病变异[3]。患儿父母体健，哥哥智力稍低下，均无癫痫发作，在此位点上的基因型均表现为野生型，表明该变异在此家系中符合家系共分离，提示其为新生位点的错义变异，结合患儿的临床特点和基因突变家系分析，推测该变异为本病可能性遗传学病因，根据患儿的临床特征可诊断为EOEE 27型（OMIM：616139）。本例患儿GRIN 2 B基因发生杂合变异(NM_000834)：c.2635G＞A(p.Glu879Lys)，国内、外文献尚无该位点变异的报道。

GRIN基因家族编码3 类NMDA 受体亚基：结合2个甘氨酸的GluN1（GRIN1的产物）亚基、结合2个谷氨酸的GluN2（GRIN2A、GRIN2B、GRIN2C和GRIN 2 D）亚基的双异四聚体或三异四聚体和结合甘氨酸的GluN 3（GRIN 3 A 和GRIN 3 B），NMDA受体由甘氨酸结合GluN1亚基和谷氨酸结合GluN2构成。NMDA受体至少可以分为3个家族，其命名基于对GRIA、GRIK 产生的选择性受体激动剂AMPA以及NMDA 的GRIN基因。NMDA 受体为离子型谷氨酸受体，是大脑中表达的配体门控离子通道，介导兴奋性神经传递Ca2+释放，通过NMDA 受体发出的信号在大脑发育、学习、记忆和其他更高的认知功能中起重要作用。GluN1亚基在整个中枢神经系统中表达，而GluN 2（A-D）亚基的4 个亚型具有不同的时空表达模式，由GRIN 2 B编码的GluN 2 B亚基在产前得到高度表达，并且在出生后大部分脑部表达水平开始下降；GluN 2 B 出生后表达逐渐限制于前脑[7]。含有GRIN 2 B亚基的NMDA 受体具有如下特点：①对Ca2+有高度通透性；②仅在谷氨酸和甘氨酸共同存在的情况下才能有效激活；③能被Zn2+及GRIN 2 B的非竞争性拮抗剂所阻断。

GRIN2B基因位于12p13.1区域，为离子型谷氨酸盐受体的NMDA 亚基2 B 基因（GRIN 2 B），在ClinVar、HGMD数据库中均有收录，由1 484个氨基酸组成，包含1个氨基末端结构域、2个配体结合结构域（S1和S2）、4个跨膜结构域（M1～M4）和1个C 末端结构域，致病性错义变体聚集在配体结合结构域S1和S2以及跨膜结构域M1～M4内或相邻区域[8]。GRIN2B为长度约400 kb的基因组DNA，包含13个外显子（转录NM_000834.4），在基因变异致病性中多为新发错义变异，较少为无义及移码变异。鉴于GRIN2B在控制NMDA受体功能中的重要作用，GRIN2B亚基表达或功能变异的相关破坏可能会导致多种神经发育表型，GRIN 2 B亚基表达在突触回路的可塑性、细胞迁移、分化和神经兴奋性传递形成过程中均起重要作用[7]。

GRIN 2 B基因关联的疾病是婴儿EOEE 27型（OMIM：616139），主要临床表型为多种神经发育障碍，包括难治性癫痫发作、癫痫持续状态、发育迟缓/智力障碍、自闭症谱系障碍、注意力缺陷多动障碍、小头畸形、全面性发育迟缓、共济失调、肌张力异常（痉挛和/或肌张力低下，有时与进食困难有关）、运动障碍及视觉障碍。脑电图提示多种异常放电，头颅MRI 示脑部皮质发育畸形，对多种抗癫痫药物疗效差。有研究表明，NMDA 受体GRIN 2 B 亚基过度激活是癫痫发作的一个重要原因[9-10]。

影响N M D A R 功能和表达，从而编码人类GluN 2 B（NP_000825）基因变异可引起包括癫痫发作、智力障碍、发育迟缓、肌张力减退/肌张力增高、自闭症和/或言语障碍等表型[11]，文献报道该基因的临床表型还包括帕金森病。因本患儿年龄较小，目前不能行走，需要继续长期随访观察。相关研究通过外显子基因检查报道GRIN2B相关的神经发育障碍患儿中，较常见的为癫痫发作以及自闭症谱系障碍和自闭症样行为，其中癫痫发作多为全面性、局灶性和/或癫痫性痉挛，部分为多种癫痫发作类型[12]。

发育延迟/智力障碍多为轻、中度改变，同时也包括小头畸形、肌张力障碍、运动障碍或舞蹈样运动障碍、皮质视觉障碍。婴幼儿头颅MRI 显示蛛网膜下腔增宽，部分为皮质发育不良、基底节异常及海马发育不良等改变。研究报道，GRIN 2 B基因致病杂合变异类型和智力障碍有一定相关性[6,8]，其中无义或移码变异倾向于表现为轻度或中度智力障碍，而致病性错义变异可表现为严重的智力障碍，GRIN2B相关神经发育障碍的外显率被认为是100%。本例患儿利用核心家系全外显子组测序，检测到GRIN 2 B基因(NM_000834)：c.2635G＞A(p.Glu879Lys)变异为新生错义杂合变异，结合临床表型特点及基因致病等级，明确诊断为EOEE，该变异被评定为可能致病变异，但具体的分子机制还有待进一步蛋白功能验证。

GRIN 2 A基因的变异体通常与癫痫表型相关，但GRIN 2 B基因的变异体通常存在于神经发育障碍患儿中。GRIN 2 B基因变异引起的早期癫痫性脑病相对罕见。查阅文献，国内尚未发现NMDA 受体GRIN 2 B亚基基因与癫痫相关性的报道。本例患儿起病较早，抽搐频繁，发作形式初为局灶性发作、阵挛发作，后演变为痉挛发作、局灶性发作继发全面性发作，伴轻度精神运动发育迟缓，脑电图表现为多种放电形式。国外文献报道，该基因导致早期癫痫性脑病，对多种抗癫痫药物疗效较差，GRIN2B基因的部分错义变异导致有蛋白结构的功能获得或功能丧失，其中对功能获得类型应用NMDA受体阻滞剂（如美金刚、拉普洛地尔）治疗有效[13-14]。目前无相关治疗的药物临床试验研究，而本病例对丙戊酸钠、苯巴比妥、左乙拉西坦等抗癫痫药物疗效差，后应用奥卡西平、托吡酯联合治疗症状逐渐得到控制，治疗后无发作，复查脑电图异常放电消失。其中难治性癫痫发作、发育迟缓/智力障碍等部分临床症状与国外报道相一致[8]，其余小头畸形、肌张力障碍表现暂不明显，不排除年龄较小所致的临床表型轻微的可能，需进一步长期随访。

综上所述，EOEE 主要的临床表现为频繁难治的发作、精神运动发育迟缓伴共济失调、自闭症谱系障碍、注意力缺陷/多动障碍、小头畸形、视觉障碍，MRI示髓鞘发育不良或额颞部蛛网膜下腔增宽，脑电图表现为多种异常放电形式，对多种抗癫痫药物疗效差。因该病临床表型多样，轻重不一，诊断相对困难，预后较差，严重者可致患儿死亡。对临床上病因不明的EOEE 患儿，可尽早行全外显子或癫痫相关基因检测以明确诊断，可对治疗及遗传咨询提供帮助，能够更好地判断预后。由于本研究仅报道1例家系EOEE 患儿，存在一定局限性，通过基因测序发现有GRIN2B基因新生错义突变，而c.2635G＞A(p.Glu879Lys)是患儿可能的病因，尚需较多样本病例及多家系研究进一步探索该病的遗传机制及诊治经验。