癲癇的精準(zhǔn)醫(yī)療

遺傳性癲癇的精準(zhǔn)醫(yī)療baby諾安癲癇疾病概述01癲癇精準(zhǔn)診斷02癲癇用藥0301癲癇疾病概述癲癇是一組由大腦神經(jīng)元異常放電引起的短暫的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失常為特征的慢性疾病，具有突然發(fā)生，反復(fù)發(fā)作的特征。按照有關(guān)神經(jīng)元的部位和放電擴(kuò)散的范圍，功能上可能表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)、感覺、意識(shí)、行為、自主神經(jīng)等不同障礙，或兼有之。癲癇診斷的三要點(diǎn):大腦神經(jīng)元異常放電、反復(fù)發(fā)作癲癇、慢性腦部疾患癲癇定義遺傳性癲癇癲癇的遺傳學(xué)病因主要有四種表現(xiàn)形式:單基因遺傳性癲癇、多基因遺傳性癲癇、遺傳性多系統(tǒng)疾病中的癲癇、細(xì)胞（染色體）遺傳異常所致的癲癇。遺傳因素是導(dǎo)致癲癇，尤其是經(jīng)典的特發(fā)性癲癇的重要原因。分子遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大部分遺傳性癲癇的分子機(jī)制為離子通道或相關(guān)分子的結(jié)構(gòu)或功能改變。癲癇的常見遺傳學(xué)病因基因測序技術(shù)的發(fā)展,使癲癇的診斷率從過去幾年的10%提高到了30-40%,隨著技術(shù)的發(fā)展,越來越多的癲癇基因被發(fā)現(xiàn)02癲癇精準(zhǔn)診斷273名患有不明原因DRE的兒童WES檢測74名（診斷率:17.3%，13/74）臨床外顯子檢測58名（診斷率:44.8%,26/58）Panel檢測141名（診斷率:32.6%，46/141）NGS測序助力癲癇精準(zhǔn)醫(yī)療無明顯的獲得性腦異常、感染、免疫性病因該研究中,兒童DRE患者總體診斷率為31.5%,表明NGS對(duì)于這類患者的診斷具有重要意義。超過60%的突變是在表型與其他基因?qū)е虏灰讌^(qū)分、既往報(bào)道的表型不經(jīng)典的情況下被發(fā)現(xiàn)的。例如,在遺傳性病因?yàn)殛栃缘?6例患者中,根據(jù)臨床特征和腦電圖結(jié)果,19例主要被診斷為West綜合征。但通過NGS發(fā)現(xiàn),這些患者有不同的最終診斷和預(yù)后。86名患者（31.5%）完成了基因診斷,33個(gè)基因中有93個(gè)可能致疾的突變位點(diǎn)。最常見的突變基因是SCN1A（24.4%,21/86）,其次是TSC2（8.1%,7/86）、SCN8A（5.8%,5/86）等該研究發(fā)現(xiàn)離子通道基因出現(xiàn)率最高,為50%（43/86）,其次是蛋白激酶相關(guān)基因（23%,20/86）發(fā)現(xiàn)了20個(gè)“可執(zhí)行”基因,如果發(fā)現(xiàn)這些基因可以直接治療。62名患者有“可執(zhí)行”基因,其中一半以上（34/62）接受了立即治療。經(jīng)過6個(gè)月的矯正治療,18例（52.9%,18/34）患者實(shí)現(xiàn)無癲癇發(fā)作,13例（38.2%,13/34）患者癲癇發(fā)作減少Tablee-2GeneswhichwoulddirecttherapiesGenerecommenddrugsSCN1AVPA,STP,CLB,KDSodiumchannelblockers(CBZ,OXC,LTG)SCN2ASodiumchannelblockers(PTH,CBZ,OXC,VPA),(patientswith"gainoffunction"mutation)Sodiumchannelblockers(patientswith"lossoffunction"mutation)SCN8A(patientswith"gainoffunction"mutation)CBZ/OXC(patientswith"lossoffunction"mutation)GABRG2VPA,VGB,LEV,GPTTGBKCNQ2PB(BFNE)PHT/CBZ/RTG(NEE)NADOLKVGB,NzpNAKCNT1QuinidineNATSC1VGB,RapamuneNATSC2VGB,RapamuneNAPNPOPyridoxine,pyridoxal5’-phosphateNAPCDH19Bromide，CLBCBZ/OXCTRPM6MagnesiumsulfateNADNM1VPA,CLB,VGB,KDNASLC35A2ACTHNAALDH7A1Pyridoxine,pyridoxal5’-phosphateNAGNAO1NzpNAHCN1LTG,GPTNAKCNMA1TheBK-channelantagonistpaxillineNASLC6A1KDTGBSPTAN1VPA/CBZ/TPM/ACTH/KDNA癲癇推薦用藥在眾多離子通道中,目前研究最多的與癲癇關(guān)系最密切的為鉀離子、鈉離子、鈣離子、氯離子4種類型的離子通道離子通道基因-鉀離子鉀離子通道由100多種基因編碼，是種類最多的一類離子通道，占離子通道家族的一半以上。根據(jù)鉀通道激活模式及跨膜區(qū)的數(shù)目分為4種類型:電壓門控鉀通道（KV）、內(nèi)向整流性鉀通道（Kir）、鈣激活性鉀通道（KCa）及雙孔道鉀通道（K2P）。目前報(bào)道與遺傳性癲癇相關(guān)的鉀離子通道主要為前3種類型。KCNQ2.KCNQ3:KCNQ通道屬于KV家族,KCNQ2和KCNQ3是良性家族性新生兒驚厥（benignfamilialneonatalinfantileseizures，BFNS）的致病基因，這兩個(gè)基因突變?cè)贐FNS致病中占60%-70%。隨著測序技術(shù)的發(fā)展，KCNQ2和KCNQ3的表型譜也擴(kuò)展到嚴(yán)重的癲癇腦病。KCNT1:KCNT1基因編碼鈉激活鉀離子通道Slack，目前在3種難治性癲癇綜合征患者中發(fā)現(xiàn)KCNT1基因突變，分別是嬰兒惡性游走性部分性癲癇（MMPSI）、AD夜間額葉癲癇（ADNFLE）及大田原綜合征。這些患者中發(fā)現(xiàn)的KCNT1基因突變均為新生突變，且突變多發(fā)生在C末端結(jié)構(gòu)域，盡管表現(xiàn)為不同的驚厥類型，但存在智力發(fā)育遲緩比例很高，并且傳統(tǒng)抗癲癇藥物治療無效。電生理研究表明該基因突變導(dǎo)致鉀離子通道功能增強(qiáng)，而且鉀離子通道拮抗劑奎尼丁可減輕KCNT1基因突變所致的功能障礙。目前應(yīng)用奎尼丁靶向治療KCNT1突變所致MMPSI患者已有成功案例KCNQ2基因變異表型異質(zhì)性KCNQ2基因是電壓門控鉀離子通道基因,與KCNQ3共同編碼形成M型鉀離子通道,主要表達(dá)于大腦組織。研究發(fā)現(xiàn)81.8%（27/33）的BFNE家系為KCNQ2基因變異所致,證實(shí)KCNQ2基因是BFNE的主要致病基因,也有少數(shù)報(bào)道稱KCNQ2基因變異可以導(dǎo)致良性家族性新生兒-嬰兒癲癇（Benignfamilialneonatalinfantileepilepsy,BFNIE）或良性家族性嬰兒癲癇（Benignfamilialinfantileepilepsy,BFIE）。40例KCNQ2基因變異癲癇患兒不同表型所占的比例曾琦,張?jiān)氯A,楊小玲,陳嬌陽,張靜,楊瑩,姜玉武,吳希如.KCNQ2基因相關(guān)癲癇的臨床表型譜研究[J].癲癇雜志,2019,5(04):244-256.KCNQ2位點(diǎn)變異與治療本研究31種KCNQ2基因點(diǎn)變異與智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育的相關(guān)性分析KCNQ2基因變異以錯(cuò)義變異為主,新生變異更常見。KCNQ2基因變異導(dǎo)致的癲癇多在新生兒期起病。研究中鈉離子通道阻滯劑奧卡西平的患兒最多,有效率高達(dá)90%,與文獻(xiàn)報(bào)道一致。因此,建議攜帶KCNQ2基因變異的患兒應(yīng)該首選鈉離子通道阻滯劑,尤其是奧卡西平。文獻(xiàn)報(bào)道,個(gè)別有痙攣發(fā)作的KCNQ2基因變異患兒使用卡馬西平治療有效。本研究5%的患兒在使用奧卡西平后出現(xiàn)發(fā)作加重,因此如果選用奧卡西平治療應(yīng)注意密切隨診治。曾琦,張?jiān)氯A,楊小玲,陳嬌陽,張靜,楊瑩,姜玉武,吳希如.KCNQ2基因相關(guān)癲癇的臨床表型譜研究[J].癲癇雜志,2019,5(04):244-256.離子通道基因-鈉離子目前克隆出的人類鈉離子通道均為電壓門控鈉離子通（VGSC）,VGSC對(duì)維持正常神經(jīng)功能至關(guān)重要,也是目前發(fā)現(xiàn)與遺傳性癲癇相關(guān)的最重要的一類離子通道。都由4個(gè)結(jié)構(gòu)域（Ⅰ～Ⅳ）組成,每個(gè)結(jié)構(gòu)域包含6個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)（S1～S6）,S4由一個(gè)帶正電荷的精氨酸和2個(gè)疏水性氨基酸形成重復(fù)的模體,對(duì)去極化敏感,被稱為通道的電壓感受器,S5與S6之間的發(fā)卡樣結(jié)構(gòu)稱為P環(huán),在離子通透性及選擇性中發(fā)揮重要作用；DⅠ-DⅡ和DⅢ-DⅣ之間的胞內(nèi)區(qū)域起到調(diào)控通道活性的作用,這些電生理特性決定了VGSC具有感知興奮和產(chǎn)生電沖動(dòng)的作用,尤其是分布在AIS區(qū)域的VGSC具有決定沖動(dòng)發(fā)放的作用。編碼Nav1.2亞基，對(duì)不同發(fā)育時(shí)期的小鼠海馬CA1區(qū)進(jìn)行免疫染色，發(fā)現(xiàn)隨年齡增長由Nav1.6代替Nav1.2在AIS區(qū)發(fā)揮功能，這可能是SCN2A突變多見于嬰兒良性癲癇并隨著年齡增長發(fā)作消失的原因。目前在BFNS患者中發(fā)現(xiàn)的SCN2A突變已超過10個(gè)，均為錯(cuò)義突變，這些突變導(dǎo)致的電生理特性不同，但多表現(xiàn)為蛋白在膜上表達(dá)量減少。通常見于于BFNS、GEFS+等預(yù)后良好的患者，但近年來在智力障礙和癲癇性腦病患者中也發(fā)現(xiàn)了SCN2A突變，Dravet綜合征患者中發(fā)現(xiàn)SCN2A為無義突變。Arg853Gln突變見于嬰兒痙攣（infantilespasms，IS）及Lennox-Gastaut綜合征（LGS），其中1例患者應(yīng)用拉莫三嗪后發(fā)作明顯減少，提示該突變可能為獲得功能突變。SCN2ASCN8ASCN8A編碼Nav1.6亞基，是近年來新發(fā)現(xiàn)的癲癇致病基因。目前在癲癇患者中發(fā)現(xiàn)的SCN8A突變數(shù)目已達(dá)32種，患者中位起病年齡5個(gè)月，通常都有部分性發(fā)作，強(qiáng)直-痙攣發(fā)作占一半以上，另外1/3患者有痙攣發(fā)作，多數(shù)患者起病前發(fā)育正常，起病后出現(xiàn)智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩或倒退，頭顱影像學(xué)一般正常，少數(shù)患者也可出現(xiàn)腦萎縮。SCN1BSCN1B編碼VGSC的β1亞單位，在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)分布廣泛，通常只有1個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，同時(shí)也是多種抗癲癇藥物（如卡馬西平、苯妥英）用以增加鈉通道失活的作用靶點(diǎn)。在1個(gè)FS伴早發(fā)失神癲癇的家系中發(fā)現(xiàn)SCN1B基因Ile70_Glu74del微缺失突變，突變發(fā)生部位與Cys121Trp相同，同樣是由于減少鈉通道失活比例而引起神經(jīng)元興奮性增加。由SCN1B導(dǎo)致的Dravet綜合征為常染色體隱性遺傳。SCN1A編碼Nav1.1亞單位，目前已報(bào)道超過650個(gè)SCN1A基因突變，表型譜從輕到重包括:熱性驚厥（FS）、全面性癲癇伴熱性驚厥附加癥（GEFS+）、Doose綜合征及Dravet綜合征。Dravet綜合征屬于難治性癲癇，超過80%的致病基因是SCN1A，且大于50%的突變?yōu)榻囟掏蛔?，而FS、GEFS+患者中發(fā)現(xiàn)的SCN1A突變多為錯(cuò)義突變。Nav1.1主要分布于抑制性GABA能神經(jīng)元，蛋白功能降低導(dǎo)致中間神經(jīng)元活動(dòng)減弱，造成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)興奮性增強(qiáng)，因此這類患者使用鈉通道阻滯劑通常會(huì)加重發(fā)作。對(duì)于未檢測到SCN1A基因突變的Dravet綜合征患者也可能是由其他基因或SCN1A基因重復(fù)或缺失引起。鈉離子通道SCN1A離子通道基因-鈣離子鈣離子通道是最早發(fā)現(xiàn)與失神癲癇有關(guān)的離子通道。在人類中已明確的鈣離子通道致病性突變主要發(fā)生在CACNA1A（Cav2.1）和CACNA1H（Cav3.2）,與之相關(guān)的疾病是遺傳性全面性癲癇和兒童失神癲癇。另外編碼輔助亞基γ3（CACNG3）和β4（CACNB4）的基因突變或多態(tài)性位點(diǎn)也與遺傳性全面性癲癇或CAE有關(guān),僅有少量報(bào)道?；鵆ACNA1A因編碼P/Q型鈣通道Cav2.1,CACNA1A突變可導(dǎo)致發(fā)作性共濟(jì)失調(diào)2型,這類患者出現(xiàn)癲癇發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)是普通人群的7倍。CACNA1A基因喪失功能突變也見于認(rèn)知障礙、自閉癥和早發(fā)癲癇腦病等,表明攜帶該基因突變患者具有表型異質(zhì)性,這是由于除該基因本身功能異常外,還可能存在其他易感基因之間的相互作用。CACNA1H基因編碼T型鈣通道Cav3.2,2003年報(bào)道該基因是CAE的易感基因,首次證實(shí)T型鈣通道在人類遺傳性癲癇疾病中的重要作用,至今已發(fā)現(xiàn)30多個(gè)與失神癲癇相關(guān)的CACNA1H基因突變。多項(xiàng)研究表明,失神癲癇患者中發(fā)現(xiàn)的CACNA1H突變多為獲得功能突變,而細(xì)胞內(nèi)鈣離子增加是引起神經(jīng)元同步化放電前提,進(jìn)一步證實(shí)了該基因在癲癇致病中的作用。離子通道基因-氯離子氯離子通道是與癲癇相關(guān)的最重要的一類陰離子通道。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中包括:電壓門控氯離子通道（CLC）和受體門控氯離子通道。受體門控氯離子通道主要受抑制性神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)控，GABA與突觸后膜的GABA受體結(jié)合，激活氯離子通道引起氯離子內(nèi)流，產(chǎn)生抑制性突觸后電位，達(dá)到抑制神經(jīng)元興奮性的作用。GABA激活受體包括GABAA受體、GABAB受體及GABAC受體GABRA1基因編碼α1亞基,青少年肌陣攣癲癇（juvenilemyoclonicepilepsy,JME）、全面性癲癇、強(qiáng)直陣攣發(fā)作并有光敏感、在難治性癲癇綜合征及癲癇性腦病患者中發(fā)現(xiàn)GABRA1基因新生突變。GABRB3位于染色體15q11.2-q12,編碼GABAA受體β3亞單位,該區(qū)域?yàn)橛≯E控制區(qū)域,其缺失、重排可引起Angelman綜合征和Prader-Willi綜合征,Angelman綜合征患者臨床多伴癲癇發(fā)作。15q11.2微缺失是目前與遺傳性癲癇明確相關(guān)的區(qū)域,GABRB3基因即位于這一相關(guān)區(qū)域。GABRG2編碼γ2亞基,GABRG2基因突變（Gln40X和Gln390X）也見于GEFS+和Dravet綜合征患者,這類患者通常早期也具有FS或熱敏感。遺傳性全面性癲癇患者中發(fā)現(xiàn)GABRG2錯(cuò)義突變PRRT2基因PRRT2基因?yàn)榫幋a富脯氨酸跨膜蛋白2基因,2011年發(fā)現(xiàn)其為發(fā)作性運(yùn)動(dòng)誘發(fā)肌張力障礙的致病基因,隨后發(fā)現(xiàn)其亦為良性家族性嬰兒癲癇的致病基因,并可導(dǎo)致其他多種良性發(fā)作性疾病。紅色殘基代表截?cái)嗷蚪財(cái)?移碼突變,黃色殘基代表錯(cuò)義突變,其中移碼突變c.649dupC(R217Pfs*8)是目前最常見的突變。PRRT2相關(guān)疾病發(fā)病時(shí)期李寶廣,楊花芳,鄭華城,etal.16例PRRT2基因突變家系研究[J].中國優(yōu)生與遺傳雜志,2019(2):152-156.Brain.2015Dec;138(Pt12):3476-95.doi:10.1093/brain/awv317.Epub2015Nov23.案例匯總魏子涵,喬曉枝,鄧艷春.DEPDC5基因突變與癲癇.癲癇雜志.2019年11月第5卷第6期.DEPDC5突變是家族性可變?cè)罹衷钚园d癇的主要致癇原因,也可引起其他家族性局灶性癲癇、散發(fā)性局灶性癲癇以及全面性癲癇。少數(shù)的患者有大腦結(jié)構(gòu)損傷。DEPDC5突變相關(guān)癲癇為不完全顯性遺傳,加之環(huán)境的影響而使得患者表型各異。大量體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)以及臨床檢測結(jié)果顯示,DEPDC5失功能突變可能使神經(jīng)元mTOR通路過活化進(jìn)而引發(fā)癲癇,同時(shí)另外的DEPDC5或者mTOR通路其他基因的突變可會(huì)引起皮質(zhì)發(fā)育畸形在所有的癲癇患者中,約1/3是藥物難治性癲癇,而DEPDC5相關(guān)癲癇的難治性高達(dá)52.46%。DEPDC5突變導(dǎo)致mTOR通路過活化是DEPDC5相關(guān)癲癇的機(jī)制,所以mTOR通路抑制劑雷帕霉素及其類似物可能對(duì)這種癲癇有較好的治療作用。生酮飲食能降低mTORC1活性,可能對(duì)于DEPDC5相關(guān)癲癇的治療有較好的效果。DEPDC5基因癲癇致病機(jī)制復(fù)雜,不同離子通道基因突變甚至同一離子通道基因不同類型的突變可表現(xiàn)出不同的臨床表型,對(duì)抗癲癇藥物療效或可不同,而不同基因突變也可能導(dǎo)致同一表型,為臨床進(jìn)行基因診斷增加難度。臨床異質(zhì)性突變類型SCN1A:FS、GEFS+，錯(cuò)義突變；癲癇性腦病，截短突變突變位置突變所在結(jié)構(gòu)域的差異,對(duì)蛋白功能的影響也會(huì)有差異。功能獲得/缺失功能獲得功能缺失修飾基因基因協(xié)同作用表觀遺傳表觀修飾,甲基化嵌合突變突變比例及組織突變比例差異性臨床異質(zhì)性-突變位置文章共總結(jié)了15例患兒攜帶GABRB2基因變異,其中有11例為此前國際上未報(bào)道的變異。GABRB2基因變異的臨床表型譜廣泛，包括:熱性驚厥1例，熱性驚厥附加癥3例，Dravet綜合征3例，嬰兒痙攣癥3例，大田原綜合征1例，不能分類的早發(fā)癲癇性腦病1例，發(fā)育落后及癲癇3例。3例位于跨膜段區(qū)域，8例位于胞外段區(qū)域，4例位于胞內(nèi)區(qū)域。結(jié)合既往已發(fā)表的文獻(xiàn)，將其表型進(jìn)行分析。我們發(fā)現(xiàn)變異位于跨膜區(qū)域段所導(dǎo)致的癲癇表型較重，位于胞內(nèi)段則表型較輕。然而，在胞外段區(qū)域，表型則輕重不一。臨床異質(zhì)性STXBP1純合功能獲得性變異與STXBP1雜合功能缺失性變異導(dǎo)致相同的主要臨床特征(發(fā)育遲緩、智力障礙和癲癇)和各自獨(dú)特的臨床表型（LGS綜合征vs大田原綜合征/West綜合征）LammertseHCA,VanBAA,MicheleI,etal.HomozygousSTXBP1variantcausesencephalopathyandgain-of-functioninsynaptictransmission[J].Brain(2):203癲癇用藥個(gè)體化用藥個(gè)體化用藥是基于患者間的個(gè)體差異對(duì)患者可能出現(xiàn)的用藥情況作出科學(xué)的預(yù)測然后制定給藥方案。引起藥物反應(yīng)個(gè)體差異的原因很多,如遺傳、性別、年齡、體質(zhì)、生理病理特征等,其中遺傳因素起著相當(dāng)重要的作用。藥物基因組學(xué)是研究個(gè)體遺傳特性對(duì)藥物劑量、反應(yīng)性、和療效個(gè)體間差異影響的一門新興學(xué)科,以實(shí)現(xiàn)“3right”為目標(biāo),即“Therightdoseoftherightdrugtotherightperson”中華人民共和國國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì).藥物代謝酶和藥物作用靶點(diǎn)基因檢測技術(shù)指南(試行)概要[J].實(shí)用器官移植電子雜志,2015,3(5):257-267.PharmGKB是史上唯一一個(gè)收集最完整的與藥物基因組相關(guān)的基因型和表型信息，并將這些信息系統(tǒng)地歸類的數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫由美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）創(chuàng)建.PharmGKB根據(jù)證據(jù)級(jí)別強(qiáng)弱，把用藥位點(diǎn)分為1A、1B.2A、2B.3、4四個(gè)等級(jí)，并認(rèn)為其中1級(jí)項(xiàng)目（包括1A級(jí)和1B級(jí)）滿足臨床應(yīng)用的最高標(biāo)準(zhǔn)。Level1A:CPIC指南或醫(yī)療社會(huì)認(rèn)可的藥物基因組學(xué)的指南或PGRN推薦用藥位點(diǎn)。Level1B:有確切的臨床證據(jù)提示相關(guān)性:絕大多數(shù)證據(jù)、多研究、大樣本支持的用藥相關(guān)位點(diǎn)。Level2A:滿足2B條件，并是重要用藥基因上的變異位點(diǎn)。Level2B:中等證據(jù)證明位點(diǎn)和用藥相關(guān)