癲癇型腦病的基因研究進展（干貨分享）

1、2020年癲癇型腦病的基因研究進展（課件）癲癇型腦病的基因研究進展摘要:癲癇性腦?。╡pilp enchlopthies，EEs）是癲癇性異常導致進展性腦部功能障礙，是一種兒童期常見的腦部疾病，以多種嚴重的癲癇癥候群為特征的神經系統(tǒng)功能紊亂性疾病。EES病因尚不明確，多數(shù)研究將病因指向癲癇基因，本文在查閱大量國內外文獻資料基礎上綜述癲癇基因的研究進展。關鍵詞:癲癇型腦病;基因;突變ntic rsearchadvnc inepti enphalopyAbsac: epileptic encphalath （pilepi encephalotes, Es) s epilpticdefectin a

2、dced bran ysunctio，s acommon hildhoddiease of he rain, is chaacerizedby rty of sever pilesy ydrome funcion sodr ofthe ervousse。The iology of EES isot lear o studies pointo epilepsy gne。 Ths paper reewst resarc proess feilepsy ees baeo a lage nmber ofdosi and freiglterate。.Kywords：epileps ncephalopy；

3、ee；uaonEs是發(fā)生在嬰兒和兒童的嚴重痙攣性疾病，首次發(fā)病多見兒童、青年時期，男性高于女性1，癲癇兒童死亡率是成人的10倍2，然而癲癇型腦病的病因、發(fā)病機制仍不十分明確,年齡依賴性是EES的共同特征，早發(fā)性癲癇性腦?。╡ary-onset epipicnepaloptes，EOEE）包括早發(fā)性肌陣攣腦?。╡arlymycncepl enephalpaty，EME)、大田原綜合征（Ohthar ydroe,OS）、嬰兒惡性游走性部分性癲癇（mgnt migratg prtial seizuesn nfacy，PSI）、est綜合征及avet綜合征.目前臨床仍局限于對癥治療，近年來的研究將癲癇

4、病因指向基因突變和全基因拷貝數(shù)變異,雖然缺乏確切的數(shù)據和對應的基因型-表型關系，但是隨著基因檢測技術的不斷提高，對癲癇型腦病基因研究逐漸明朗,目前發(fā)現(xiàn)多種基因變異可導致癲癇型腦病的發(fā)生。.1。癲癇型腦病的基因研究 Es主要是由于癲癇發(fā)作或者癲癇間隙頻繁放電引起，嬰幼兒時期的癲癇型腦病影響大腦發(fā)育，突觸可塑性形成以及神經環(huán)路形成,可導致認知、運動功能發(fā)育遲緩，智力發(fā)育遲緩、孤獨癥等嚴重神經系統(tǒng)后遺癥。有研究顯示0的癲癇病因與遺傳因素有關4,目前癲癇基因研究進展速度較快，有一部分基因篩查已經在臨床開展?；蜓芯考夹g從早期的微陣列技術發(fā)展到二代基因測序技術,現(xiàn)代的全外顯子測序（whleexo seq

5、uenci，ES)與全基因組測序，加速了癲癇基因的檢出率,對癲癇基因研究提供有益的幫助，基于目標捕獲的WS 技術將為EES基因研究提供有力證據5。從遺傳學的角度來看,有幾十個基因與EEs相關,而且到目前為止，很難找到一個共同機制來解釋Es6。.1。 STBP突觸融合蛋白結合蛋白基因(STX1）位于9q34。1編碼TXP1蛋白，遺傳方式為顯性遺傳，在神經元中表達,調節(jié)神經元鈣通道敏感性，負責突觸間神經遞質的釋放，促進突觸囊泡的沉淀與膜融合,參與突觸囊泡循環(huán).TXBP1致EE機制為該蛋白質通過結合snan-1A(STX1)調節(jié)突觸小泡融合和神經遞質釋放，改變其構象并調節(jié)ARE復合物【7】。在蛋白質

6、水平，該突變導致STP1的結構域3b和結構域2的部分完全喪失。STP（mn8 1）突變與各種類型的癲癇有關，目前已發(fā)現(xiàn)的STBP1基因突變有32個雜合突變類型，主要發(fā)生在生命早期.il等8對5位早期癲癇腦病患兒進行基因篩查，RI腦皮質檢查和陰性代謝篩查，記錄標準腦電圖和視頻腦電圖,5例患兒中包括38例Ohtaaa綜合征，結果發(fā)現(xiàn)5種新的STXP突變，所有出現(xiàn)突變的患者都表現(xiàn)出htara綜合征，提示SXP1基因突變是Ohtahaa綜合征的可能病因.aisu0同樣在患有Oahaa綜合征中發(fā)現(xiàn)STXP1突變，另一項研究顯示Ohtahra綜合征患兒在嬰兒晚期癲癇發(fā)作停止、腦電圖表現(xiàn)為陣發(fā)性活動繼而出現(xiàn)

7、快節(jié)律，強烈提示STBP1基因突變.然而Depez等1在10例癲癇發(fā)作性腦病患者中發(fā)現(xiàn)了6例SXB1畸變，沒有一例TXBP1基因突變被診斷為Ohaha綜合征，由此可見TXBP在Ohahara綜合征的特異性并不明確。.1。2 CDK細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶樣5（Cln-deennt kinase ike5，CD5)位于Xp2,其基因異常導致早期癲癇性腦病，主要累及女童，以生命早期難治性驚厥為特點，隨著年齡增加可出現(xiàn)ett樣癥狀，例如咬手指等刻板動作、自閉癥、大腦發(fā)育緩慢、睡眠障礙、過度換氣等，M可見白質內高強信號。CDKL5致EES機制目前尚無定論,CDL5基因突變在女性早期癲癇腦病患兒中發(fā)病

8、率為9281213。elni14對6例Es患兒進行視頻腦電圖監(jiān)測和基因檢測,其中2例患有癲癇性痙攣，4例患有固定型復雜的癲癇發(fā)作模式，5例患兒CDKL5基因異常,CD5異?；純壕鶠榕?雖然DKL5為X染色體基因，但是在部分男性癲癇腦病患兒中也發(fā)現(xiàn)CDKL基因突變，Lian Johwann15對125例Es患者進行基因檢測發(fā)現(xiàn)%的男性患者和的癲癇性腦病女性患者有CDKL5改變,BaBuisso12認為表型異質性與基因突變的性質或位置無關,或與x染色體失活的模式有關,iang aoSw1認為女性CKL5基因異常頻率高于男性原因可能為女性有兩個X染色體。.1.3 TAN1SPA基因位于9q333q

9、341,在調節(jié)突觸結構穩(wěn)定性、脊髓和運動神經的髓鞘化發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用.SPT1異常在st ynre（WS）中被發(fā)現(xiàn)，患兒伴有髓鞘形成減少，不良的視覺注意力，以及發(fā)育遲緩。el16研究了10位9q34。區(qū)域的DNA拷貝數(shù)丟失的兒童，0位患兒中例為ES,10位兒童都表現(xiàn)出中重度語言障礙,例出現(xiàn)斜視，10例肌張力減退，部分出現(xiàn)張力亢進或共濟失調，10例患者均出現(xiàn)中至重度自閉傾向，6例MRI示腦部發(fā)育不良，其中1例髓鞘發(fā)育遲緩,2例小垂體,3例Chii一類畸形，腦電圖顯示例多病灶異常放電，7例中度生理缺陷，例小腦患者，1例胃腸道畸形，基因檢測顯示5位患兒9q34。11區(qū)域STAN1雜合子內缺失,

10、提示SPAN突變與早期的頑固性癲癇發(fā)作之間的因果關系。Saisu1報道了日本兩例患有早期嚴重痙攣的兒童,兩名患兒的腦MRI顯示嚴重的腦血管萎縮，白質減少，腦干、腦組織發(fā)育不全,胼胝體減少,在三個被試者中，1個PAN1和SBP雜合，臨床表現(xiàn)與SXBP突變的患兒相似,如早期的痙攣,腦電圖抑制-爆發(fā)模式，之后過渡到t sndroe，嚴重發(fā)育遲緩，提示SPA1突變導致癲癇型腦病，可能的機制為病理聚合/血紅蛋白形成和異常軸突起始段完整性受損造成SPTAN1突變。.14 RXAX基因染色體位于Xp22.1,ARX蛋白不僅控制神經節(jié)內隆起的氨基丁酸能神經元的切向遷移，而且還可以誘導從皮層下的腦室區(qū)的徑向遷移

11、18。ARX基因變異主要累及男孩，至今已有44種不同的突變類型被報道，常見于Ohthar綜合征或早期嬰兒癲癇性腦病（EI）抑制破裂,Ohtahr綜合征是最嚴重和最早的與年齡相關的癲癇性腦病,該綜合征的特點是早期發(fā)作性痙攣,與嚴重持續(xù)的突發(fā)活動模式有關，導致了癲癇頑固性發(fā)作和嚴重的智力遲鈍.ARX致E突變的機制尚不清楚，Pvon在Ohtahar綜合征患兒中發(fā)現(xiàn)了至少4種基因的特異性突變，其蛋白產物在較低的大腦神經元和神經元間發(fā)揮必不可少的功能，包括線粒體呼吸鏈在與EIEE無關的個體中被識別：()X2.1（EIE- 變異）的ARX(與ristalss關聯(lián)的）meox基因；(2）p2(eiee- 2

12、變種)CDL5(YK）基因;()1p15(eee 3變種)的SC5A22（G1)基因;（)Stxp1(unc18 - 1）基因9q4 （eie 4變種）.hi1研究了一個X連接無腦回伴有生殖器異常的嬰兒,發(fā)現(xiàn)該患兒大腦氨基丁酸能神經元亞群中出現(xiàn)RX基因突變,同時在神經元細胞遷移標志物化學反應試驗中發(fā)現(xiàn)含有谷氨酸脫羧酶和鈣蛋白的細胞在新皮質中明顯減少。.1。5 CDH9粘附蛋白9基因（rotocdhein 9,PCDH19，OMI umbe 30460），在神經元高度表達的跨膜蛋白,可能參與調節(jié)鈣離子依賴細胞粘附和神經元的連接,至今作用機制不明。CDH19和SNA突變的患者有非常相似的臨床特征，

13、包括早期發(fā)熱或不伴發(fā)熱,發(fā)育緩慢和語言、行為障礙，認知退化，可導致多態(tài)性癲癇發(fā)作，特別是罕見的肌陣痙攣，主要累及女性，男性也可發(fā)病。Dpienne Christel2在Davet綜合征(Dravet syndom，DS）患兒中發(fā)現(xiàn)一名男性患兒PCDH1基因的染色體Xq2。1的半合子缺失,同時在1名女性患者中發(fā)現(xiàn)9個不同的點CDH9基因突變（4個錯義和5個剪切突變）,提示PC9在癲癇性腦病中起著重要的作用。.2。其它基因 K和KCNQ3基因突變對家族性新生癲癇(BFNS)具有一定的影響,Sarah21對0例不明原因癲癇發(fā)作及相關精神運動阻滯患者進行KQ和KN突變分析，8例（0，/80）出現(xiàn)異合K

14、NQ2突變。CNA基因是一種最常見的突變的人類癲癇基因，盡管有超過20種不同的突變報告，但仍然很難畫出清晰的基因型表型關系圖.Harkin2在8名患有Dravet綜合征患者中發(fā)現(xiàn)隱源性多灶性癲癇（2）的特殊子組（共5例)中有3例發(fā)生SCN1突變，SC1A突變表現(xiàn)型的特征是早期的多焦點發(fā)作和認知能力下降，提示ravet綜合征的診斷增加SNA檢測。Uslue23等人在土耳其C1基因的突變篩查中發(fā)現(xiàn)兩名不明原因癲癇型腦病患者中存在S1A突變,提示SCNA突變與多種表型之間存在聯(lián)系，SCN1A為建立了一種快速有效的大基因突變檢測方法提供可能.田小娟2等人對4例ravt綜合征患兒進行進行SC1A基因突變

15、篩查，9。3%患兒SNA基因發(fā)生突變，其中.9為新生突變，僅。1位遺傳性突變,提示SCNA基因突變與Drvet綜合征的發(fā)生有密切骨關系,該基因突變以新生突變?yōu)橹?，在Drv綜合征患兒中應進行SCN1基因突變檢測，有助于早期診斷。SCN2基因突變可導致Drave綜合征,嬰兒痙攣癥、新生兒良性家族性驚厥、全面性癲癇伴熱性驚厥附加癥等多種癲癇綜合征。.CNA、ACB4和SC9A被認為發(fā)揮調節(jié)子的作用，這些基因的突變通常和其他癲癇表型相關，溶質載體家族 25 / 22、膜關聯(lián)鳥苷酸激酶反轉 2( MAI2）、叉頭框G基因（FOXG1、肌細胞增強因子2C(MEF2C）、GI、IN2、TK等編碼的蛋白參與前

16、腦發(fā)育和突觸傳遞功能,與表型存在密切的關系，但是由于基因突變的多效性及異質性,缺乏靈敏度和特異性報道。.3。全基因組拷貝數(shù)變異（rare opy numbr variants, NVs）NV（刪除和重復)已經成為癲癇的重要危險因素，CNV可導致最具破壞性且往往是病因不明的癲癇。Heathe等5對1例癲癇病患者進行了評估，并對其進行了高密度、外聚焦、全基因組寡核苷酸陣列的研究發(fā)現(xiàn)25例(79%）攜帶罕見的CNV,可能導致其表型，至少有0明顯或有可能致病性，在q1和例相同重復的患者中發(fā)現(xiàn)了例有重疊缺失的患者,其重復部位為1p12，同樣在沒有患有癲癇性腦病的突變人群中發(fā)現(xiàn)罕見的CN，提示罕見的Vs在

17、癲癇性腦病中的重要性。.4基因檢測技術是利用序列捕獲技術將全基因組外顯子區(qū)域N捕捉并富集后進行高通量測序的基因組分析方法，WES徹底改變了診斷癲癇性腦病的方式6，用于確定未分類的EOEs致病基因突變27。ES技術不僅有利于神經發(fā)育疾病的診斷,還有助于發(fā)現(xiàn)癲癇型腦病的發(fā)生機制,明確致病的突變基因。由于s的臨床分型和基因分型繁多、復雜，同種基因突變可致多種臨床表型，同樣同一臨床表型可能由多種突變基因導致。因此E診斷基因檢測基礎上應當認真篩選臨床分型,臨床上若出現(xiàn)生命早期癲癇性痙攣，肌陣攣性發(fā)作、抗藥性癲癇,不明原因癲癇持續(xù)狀態(tài)、發(fā)育緩慢甚至停止，癲癇伴運動障礙，生殖器、器官畸形,腦電圖呈爆發(fā)抑制、

18、高度失律,影像檢查無腦回，胼胝體、髓鞘化異常、腦萎縮應考慮基因突變。.5.小結與展望綜上，Es與多種相關基因變異存在密切、復雜的關系,由于目前技術局限仍然缺乏對基因-臨床表型的認知，Es在臨床分型和基因檢測時存在諸多困難，加之醫(yī)療診斷水平、技術、設備的不完善，EEs患兒仍有多數(shù)得不到有效救治.因此,注重對EEs病因、病機的研究、加強產前檢查、圍產期檢查、降低Es患兒出生率可有效降低患兒家庭負擔和社會負擔，相信隨著基因檢測技術,如高通量基因檢測技術、WS技術的不斷提高，為Es患兒基因背景提供進一步加深了解的可能，基因變異的機制和種類會逐漸被發(fā)現(xiàn)。.參考文獻:1lln 1,Lstunen ，Hln

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