結節性硬化癥伴癲癇發作患者基因突變類型與臨床表型相關性研究

郭 靜， 張佩琪， 金 洋， 李 花

結節性硬化癥 (Tuberous Sclerosis Complex，TSC) 是一種罕見的遺傳性神經皮膚、多系統的常染色體顯性遺傳病，臨床表型多變[1～3]。其特征是 TSC1 或 TSC2 基因的常染色體顯性突變，導致 mTOR(哺乳動物雷帕霉素靶蛋白)通路過度激活，增加細胞增殖和一系列其他后果[4]。癲癇是結節性硬化癥 (TSC) 患者最常見的神經系統癥狀之一，據報道患病率為 62%～93%[5～7]。它也是 TSC 患者發病和死亡的重要原因。

既往研究已闡述過TSC 合并癲癇的自然病程[6，8，9]。這些研究大多為回顧性研究，報告了單中心隊列，且樣本量相對較小。國內關于TSC 基因型-臨床表型關系的研究也大多為小樣本回顧性分析[10～12]，且大多數研究尚未將TSC基因型進一步分為不同的基因突變類型進行探討。雖然目前發現的基因型-臨床表型的相關性研究結果可能有限，但它們對預后咨詢具有重要意義。本研究將TSC1及TSC2進一步細分為不同基因突變類型，旨在探討結節性硬化癥伴癲癇發作患者的基因突變類型與臨床表型之間的關系，從而預估TSC患者的疾病發展及預后，對產前咨詢也有一定的指導意義。

1 材料與方法

1.1 研究對象 2013年10月至2019年10月期間廣東三九腦科醫院癲癇中心就診，符合國際結節性硬化癥聯盟2012年修訂的結節性硬化癥診斷標準的患者。

入組及排除標準：所有入組的結節性硬化癥患者均有癲癇發作；排除其他疾病所致癲癇或除 TSC 外有嚴重的其他系統疾病；患者或監護人同意TSC基因檢測。

1.2 方法

1.2.1 標本采集與實驗方法 經患者或其監護人知情同意后，采集患者及其直系親屬外周血各2 ml，外送基因公司進行TSC基因測序，根據基因檢測結果進行基因突變類型-臨床表型的分析。

1.2.2 臨床資料采集 收集上述入組患者的臨床資料：性別、起病年齡、家族史、皮膚改變及智力發育情況等資料，所有患者均行頭顱MRI或CT、視頻腦電圖、兒童生長發育水平測定或韋氏智力測定、心臟及腎臟超聲、肺部CT等相關檢查。

1.3 統計學方法 采用SPSS 20.0 統計軟件進行數據處理。計數資料用例數(%)表示，組間比較采用χ2檢驗或 Fisher 確切概率法分析，以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 一般情況 所有入組患者中共85例患者TSC基因檢測陽性，其中男性44例(51.8%)，女性41例(48.2%)，男女比例約1.07∶1。起病年齡生后2 d～25歲，平均(46.86±61.23) m。85例患者中有TSC家族史者29例 (34.1%)。有皮膚改變者76例(89.4%)，包括面部皮脂腺瘤、色素脫失斑、咖啡斑及鯊革斑等。肺部CT發現肺部淋巴管肌瘤(LAM)6例(7.1%)；心臟超聲提示有心臟病變的患者20例(23.5%)；腹部超聲發現腎臟病變者28例(32.9%)。頭顱影像學檢查提示85例患者均有皮質結節(100%)，同時發現室管膜下巨細胞星形細胞瘤(SEGAs)患者9例(10.6%)。智力水平評估提示智力低下者50例(58.8%)。85例患者中TSC1基因突變34例(40.0%)，TSC2基因突變51例(60.0%)。

2.2 TSC1及TSC2基因突變類型 85例患者中TSC1基因突變34例(40.0%)，分別為：剪切突變4例(11.8%)、移碼突變10例(29.4%)、無義突變4例(11.8%)、錯義突變16例(47.0%)。TSC2基因突變51例(60.0%)，分別為：剪切突變3例(5.9%)、移碼突變19例(37.3%)、無義突變1例(1.9%)、錯義突變25例(49.0%)及大片段缺失3例(5.9%)。上述不同突變類型在TSC1及TSC2基因分布中無統計學差異(χ2=6.575，P=0.160)，但可見TSC1及TSC2基因均以移碼突變及錯義突變的突變率較高(見表1)。

表1 TSC1/TSC2基因突變類型

2.3 TSC1/TSC2基因型與臨床表型關系 對比不同臨床表型與TSC1/TSC2基因型的關系，首先，將起病年齡分為≤1歲、～3歲、～6歲、～18歲、>18歲，經統計發現，不同的起病年齡在TSC1及TSC2基因中有統計學差異(χ2=12.304，P=0.015)，TSC2基因突變患者的起病年齡更早，以≤1歲為主，而TSC1基因突變的起病年齡以1～3歲為主。此外，進一步研究其伴隨疾病，經統計發現，腎臟病變及智力低下的發生率在TSC1及TSC2基因中有統計學意義(分別P<0.05)，TSC2基因突變患者腎臟病變及智力低下的發生率高于TSC1基因突變患者。而在性別、家族史、皮膚改變、肺部病變、心臟病變、室管膜下巨細胞星形細胞瘤(SEGAs)的發生率上，TSC1及TSC2間無統計學差異(見表2)。因所有患者頭顱影像學均提示皮質結節，因此皮質結節的發生率不納入統計。

表2 TSC1/TSC2基因型與臨床表型關系

2.4 TSC基因突變類型與臨床表型關系 將TSC基因進一步細分為不同基因突變類型，比較TSC不同基因突變類型與臨床表型的關系，因表1可見TSC1及TSC2基因突變均以移碼突變及錯義突變為主，其他類型的突變率較低，因此將基因突變類型分為移碼突變組29例、錯義突變組41例及其他突變組(包括剪切突變、無義突變及大片段缺失)15例。經統計發現，心臟病變的發生率在不同的基因突變類型中有統計學意義(χ2=7.553，P=0.023)，錯義突變較容易出現心臟病變。此外，性別、起病年齡、家族史、皮膚改變、肺部病變、腎臟病變、SEGAs及智力低下的發生率在各組間無明顯統計學差異(見表3)。

表3 TSC基因突變類型與臨床表型關系

3 討 論

TSC是一種常染色體顯性遺傳性神經皮膚綜合征，由TSC1或TSC2基因的雜合致病性變異引起[13]。80%TSC 患者的主要癥狀是神經系統癥狀，以癲癇為主要表現。癲癇起病通常開始于出生后的前幾個月，大多數在1歲以內出現[14]。本研究中1歲以內出現癲癇發作的患者31人(36.5%)，在各起病年齡層中占主要優勢。

TSC1位于染色體9q34，含有23個外顯子，而TSC2位于染色體16p13，含有41個外顯子。TSC1 或 TSC2 的致病性變異引起mTOR信號轉導機制的過度激活，導致細胞生長的失調，從而導致各種器官系統中錯構瘤的發生[15]。目前已知的TSC 基因突變類型有1600余種，TSC1基因中共有 836 個突變被發現，而 TSC2 基因中2345個突變被發現，TSC2基因突變的個數遠大于TSC1基因[16]。研究報道TSC2基因突變的發生率約是TSC1的5倍[17]，本研究中TSC1突變34例，TSC2突變51例，TSC1∶TSC2突變比例約1∶1.5，因所有入組患者均有癲癇發作，考慮與入組標準及樣本量較小有關。

有研究指出，TSC1基因突變大多是由無義突變或移碼突變及剪切突變導致蛋白質翻譯過程提前終止引起。而 TSC2 基因突變多為錯義突變、大片段缺失或重組引起[18]。國內Yang等研究發現，無義突變是TSC1最常見的類型，在神經系統受累的突變中，無義突變最容易發生癲癇發作和智能障礙。而腎臟病變大多與TSC2基因突變小的插入或缺失有關[19]。本研究共入組85例TSC伴癲癇發作并TSC基因陽性的患者，對上述患者進行基因突變類型的分析，發現TSC1基因突變類型有4種：剪切突變、移碼突變、無義突變及錯義突變，而TSC2基因突變除上述突變類型外還發現有大片段缺失。TSC1及TSC2基因突變類型均以移碼突變及錯義突變的發生率最高，這與已報道的研究基本一致。

由于TSC2基因包含的外顯子較 TSC1多，隨機發生致病性突變的概率大，因此TSC2基因突變率較 TSC1高。由此可以解釋TSC2 基因突變常常引起更為嚴重的臨床表型[20，21]。有研究顯示，TSC2基因突變患者癲癇起病的年齡較TSC1基因突變患者早[22]，本研究也證實了TSC2起病年齡較TSC1更早，主要在1歲以內起病。國內外的研究均提示TSC2 基因突變比TSC1基因突變的患者更容易發生腎臟病變[23，24]。在本組入組患者中，也發現TSC2基因突變的腎臟病變及智力低下的發生率遠高于TSC1(P<0.05)。在本研究中，其他的臨床表型在TSC1及TSC2組間無明顯統計學差異，如進一步擴大樣本量進行統計可能會獲得更多的有統計學意義的結果。

因本研究中TSC基因突變以移碼突變及錯義突變為主，其他類型的突變率較低，因此將TSC基因根據突變類型進一步細分為移碼突變組、錯義突變組及其他突變組(包括剪切突變、無義突變及大片段缺失)，發現心臟病變在各組間的發生率有統計學意義，提示錯義突變發生心臟病變的趨勢高于其他各組。但本研究未進行兩組間的兩兩比較，且剪切突變、無義突變及大片段缺失例數較少，不能獨立成組進行比較，國內外的文獻也未見相關方面的研究，可待進一步擴大樣本量后進一步深入研究。

TSC臨床表型多種多樣，很難去預判每個個體的臨床表型[25]。因此通過對TSC基因突變類型與臨床表型的深入研究，得出精確的基因型-臨床表型或基因突變類型-臨床表型的關系，從而在患者起病初期對疾病發展及預后做出判斷是我們進一步研究的方向。

因本研究樣本量有限，將各組細分為不同的基因突變類型導致個別組例數偏少，因此部分結果的統計學意義有待考量，需進一步收集更多患者進行統計分析。