鈉離子通道相關基因突變致兒童癲癇 17例的臨床特征及致病基因譜

何娟 ，戴園園 ，2

作者單位：1 徐州醫科大學研究生學院，江蘇 徐州 221004；2 徐州醫科大學附屬醫院兒科，江蘇 徐州 221000

癲癇作為神經系統常見疾病之一，其發病原因多種多樣，包括遺傳因素、腦部疾病、全身性或系統性疾病等，隨著對遺傳學的認識逐漸提高，越來越多的發現表明離子通道相關基因突變與癲癇的發生密不可分。其中編碼鈉離子通道蛋白的基因突變是特發性癲癇最為常見的原因，常見突變基因有 SCN1A、SCN2A、SCN1B、SCN8A、SCN9A 等。本研究對 17例通過靶向捕獲二代測序發現鈉離子通道相關基因可疑致病性突變，并經 Sanger 測序驗證基因突變來源的病兒的臨床資料進行總結分析，旨在探討鈉離子通道相關基因突變所致癲癇的臨床特征，并豐富其致病基因譜。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析 2017年 6月至 2019年10月就診于徐州醫科大學附屬醫院兒科，通過靶向捕獲二代測序發現鈉離子通道相關基因可疑致病性突變，并經 Sanger 測序驗證基因突變來源的病兒。

1.2 方法

對入選病兒及其親屬建立臨床資料登記表，包括性別、起病年齡、發作類型、圍生期情況、既往史、智力及運動發育情況、用藥史、家族史等，每 3 個月進行 1 次門診或電話隨訪。對所有病兒的臨床表現、腦電圖和頭顱影像學等資料進行分析及總結。病兒監護人或其近親屬對病兒所受治療知情同意，本研究已通過徐州醫科大學附屬醫院倫理委員會的批準（XYFY2020-KL093-01）。

1.3 診斷標準

依據2017年國際抗癲癇聯盟（ILAE）癲癇的分類對病兒癲癇發作類型、癲癇類型（局灶性、全面性、全面性及局灶性兩者兼有、未知）以及癲癇綜合征進行分類。

1.4 抗癲癇藥物的療效

分為 4 種：控制（至少 3 個月無發作）、減少（發作次數減少≥25%）、無效（發作次數減少＜25%）和加重，控制或減少為有效。

2 結果

2.1 鈉離子通道基因突變結果

共收集到 17例鈉離子通道基因突變癲癇病兒，其中男 7例、女 10例。共檢測到 5 種不同類型的鈉離子通道基因雜合突變，分別為 SCN1A、SCN1B、SCN2A、SCN8A、SCN9A。其中 SCN1A 8例（Genbank 序列號 ：例6、8、17 NM_001202435，例1、2、5、13 NM_001165963，例4 NM_00116595），SCN1B 1例（例9 Genbank 序 列號 NM_199037.3），SCN2A 5例（Genbank 序列號：例11、12、14 NM_021007，例10、13 NM_0014040142），SCN8A 1例（例15 Genbank 序 列 號 NM_014191），SCN9A 2例（例16、17 Genbank 序列號 NM_002977）。除 3例SCN1A 基因突變位點（c.4633A＞G、c.5348C＞T、c.2837G＞A）已報道，其余 14 種為新發現的突變。17例中 9例為遺傳性突變，其余 8例為新生突變。依據美國醫學遺傳學與基因組學學會遺傳變異分類標準與指南，17例病兒中 16例提示致病，1例（c.-18A＞C∕-）提示意義不明?；蚪Y果分析見表1。

表1 鈉離子通道相關基因突變病兒 17例的基因結果分析

2.2 臨床表型特點

2.2.1 SCN1A 基因突變病兒臨床表型特點 8例病兒起病年齡為 1月至 3歲，其中 1～6月齡起病 4例，7月齡至 1歲起病 1例，＞1歲起病 3例。8例病兒中 4例診斷為 Dravet 綜合征 ，3例為熱性驚厥附加癥（FS+），1例為熱性驚厥。8例均表現為全面發作或部分繼發全面性發作；例5 曾有發熱時誘發的癲癇持續狀態。例4、例5 病兒有智力、運動發育落后，其余病兒智力、運動發育正常。8例病兒血、尿代謝篩查均未見明顯異常。8例病兒均至少進行過 1 次視頻腦電圖（VEEG）檢查。發作間期腦電圖1例為正常兒童腦電圖，5例可見稍多量-多量散在棘波、棘慢波（放電可局限于一側或雙側額、中線區或中央、頂、中線區），2例可見廣泛性及多灶性癇樣放電。8例病兒頭顱 MRI 中 3例（例1、4、5）病兒出現雙側額葉腦溝稍增寬伴腦外間隙增寬，1例（例8）胼胝體膝部小腔隙灶，余 4例均未見明顯異常。8例病兒均予抗癲癇藥物治療，經門診或電話隨訪，隨訪時間 6～24 個月。其中 3例（例2、4、5）聯合用藥無效，1例（例5）因癲癇持續狀態死亡；剩余 5例單藥治療可控制 。 2例為家族遺傳性突變（例6 c.1499G＞A ∕p.Arg500Gln- 父 源 、例8 c.3176A＞T∕p.Asp1059Val- 母源），伴發作性疾病史，余 6例為新生突變。其中 7例為錯義突變（c.5657G＞A、c.4633A＞G、c.5348C＞T、c.4216G＞C、c.1499G＞A、c.2837G＞A、c.3176A＞T），1例為移碼突變（c.3483delA）。3例（例2、4、7）攜帶變異為國際已報道變異（c.4633A＞G、c.5348C＞T、c.2837G＞A），余 5例為未報道的新突變。見表1。

2.2.2 SCN1B 基因突變病兒臨床表型特點 1例SCN1B 基因突變病兒起病年齡為 7歲 3月齡，發作表現為雙眼上翻，牙關緊閉，四肢僵直、抖動，持續 1 min 左右，表型為 FS+，病兒智力、運動發育正常，血、尿代謝篩查及頭顱 MRI 均未見明顯異常。其母 2～3歲時有高熱驚厥史，未服用抗癲癇藥物，6～7歲發作自行緩解。發作間期腦電圖初期為左側 Rolandic 區大量棘波、棘慢波發放，予抗癲癇藥物單藥治療，隨訪時間 18 個月，服藥后發作可控制且腦電圖放電減少 。 為 來源于母親的未報道的錯義突變（例9 c.599C＞T∕p.S200F）。見表1。

2.2.3 SCN2A 基因突變病兒臨床表型特點 5例病兒起病年齡 3月至 6歲 5月齡，其中 1～6月齡起病 2例，＞1歲起病 3例。5例病兒中 2例診斷為良性家族性嬰兒癲癇（BFIE）（例12、14），1例為 FS+（例10），1例為嬰兒痙攣征（例13），1例診斷為早發癲癇性腦病（EEEs）（例11），5例均表現為全面發作或部分繼發全面性發作。例11、例13 病兒有智力、運動發育落后。5例病兒血、尿代謝篩查均未見明顯異常。發作間期腦電圖1例（例12）為正常兒童腦電圖，1例（例14）可見額、中線區稍棘波、尖波發放，1例（例10）可見枕、后顳區棘波、棘慢波發放（放電可局限于一側或雙側），2例（例11、13）可見廣泛性及多灶性癇樣放電，其中例11 監測到肌陣攣發作 1 次。5例病兒頭顱 MRI 中 1例（例13）可見雙側側腦室擴大，海馬體積稍小，兩側額顳部腦外間隙增寬，余未見異常。均予抗癲癇藥物治療，隨訪時間 6～24 個月，3例為聯合用藥，其中 2例（例11、13）無效，1例（例14）服藥后發作可控制；剩余 2例（例10、12）單藥治療服藥后發作可控制。5例SCN2A 基因突變中1例為非編碼區突變（例10 c.-18A＞C∕-），3例錯義突變（例11 c.5197C＞T∕p.Pro1733Ser、例12 c.755T＞C∕p.Met252Thr、例14 c.5167A＞G∕p.Ile1723Val），1例剪接位點突變（例13 c.3521-2A＞G∕-），均為未報道的雜合突變，4例為家族遺傳性突變（例10、11、12、14），其父母一方攜帶相同致病基因，伴發作性疾病史，1例（例13）為新生突變。

2.2.4 SCN8A 基因突變病兒臨床表型特點 1例SCN8A 基因突變病兒起病年齡為 9月齡，發作表現為雙眼上翻，口唇抖動，牙關緊閉，四肢強直、抖動，呼之不應，面色青紫，表型為 BFIE，病兒智力、運動發育正常，血、尿代謝篩查及頭顱 MRI 均未見明顯異常。其父親、大伯及姑姑幼時均有抽搐史，臨床表現與病兒相似，口服抗癲癇藥物治療，后未再發作。發作間期腦電圖初期為睡眠期雙側額區及額中線區棘慢波發放，雙側顳區棘波、尖波、棘慢波發放，予抗癲癇藥物單藥治療服藥后發作可控制，隨訪 6 個月，半年后復查腦電圖為睡眠期雙側額、中央及中線（Fz）區棘波、尖波發放。為來源于父親的未報道的錯義突變（例15 c.1897C＞G ∕p.Leu633Val）。見表1。

2.2.5 SCN9A 基因突變病兒臨床表型特點SCN9A 2例，起病年齡分布為 8月齡及 1歲 1月齡，表型均為 FS+，發作間期腦電圖均為一側或雙側額、中線區棘波、尖波發放。隨訪時間 9～12 個月，1例（例17）予抗癲癇藥物單藥治療服藥后發作易控制，1例（例16）僅于發熱初期口服地西泮后未再發作。2例SCN9A 為未報道的錯義突變（例16 c.4702A＞G∕p.Asn1568Asp、例17 c.5678G＞A∕p.Arg1893His），其中 1例（例16）為家族遺傳性突變，其父幼年時曾有熱性驚厥史抽搐史，未予治療，3～4歲后未再發作，且攜帶相同致病基因 ，1例（例17）為新生突變 。見表1。

3 討論

鈉離子通道包括 9 個 α 亞基和 4β 個亞基，其中編碼人的電壓門控性鈉離子通道亞單位 α1、α2、β 1、α6 和 α9 的 基因分別 為 SCN1A、SCN2A、SCN1B、SCN8 和 SCN9A。不同的基因突變能夠導致不同程度且多種形式的癲癇發作。

SCN1A 位于染色體 2q24 上，包含 26 個外顯子，并編碼 Nav1.1 亞型。Nav1.1 與許多中樞神經系統疾病有關，例如癲癇，自閉癥，焦慮癥，情感障礙和偏頭痛。2000年 Escayg 等首次報道在全面性癲癇伴熱性驚厥附加癥（Generalized epilepsy with febrile seizure plus，GEFS+）家系中發現 SCN1A 基因突變。隨著人們對 SCN1A 基因的不斷認識，越來越多的 SCN1A 突變被報道，不同的突變位置、類型等所致疾病也不盡相同，輕者如 GEFS+、部分性癲癇伴熱性驚厥 附 加 征（Partial epilepsy with febrile seizures pius，PEFS+），重者如嬰兒重癥肌陣攣性癲癇（又 稱 Dravet 綜合征）均有發現 。 本研究 8例SCN1A 基因突變病兒中 4例診斷為 Dravet 綜合征，3例為 FS+，1例為熱性驚厥。SCN1A 基因變異分為遺傳性變異或新生變異，8例病兒中 2例為遺傳性變異，6例為新生變異。其中例5 病兒為 SCN1A 基因新生錯義突變，表型為 Dravet 綜合征，因癲癇持續狀態而死亡。且越來越多的遺傳學研究表明，表型較重的 Dravet 綜合征以 SCN1A 錯義突變和蛋白截斷突 變（包括無義突變和移碼突變）為主 。 田 小 娟等通過對 547例Dravet 綜合征病兒 SCN1A 基因突變與遺傳特點研究也證實了這一點，研究表示 Dravet 病兒 SCN1A 基因突變陽性率高，突變類型以錯義突變和截斷突變為主，Dravet 病兒 SCN1A 基因突變以新生突變為主。本研究除 3例攜帶變異為國際已報道變異（例2 c.4633A＞G∕p.Ile1545Val、例4 c.5348C＞T∕p.Ala1783Val、例7 c.2837G＞A∕p.Arg946His），余 5例（例1 c.5657G＞A∕ p.Arg1886Gln，例3 c.3483delA∕p.Ala1161fs，例5 c.4216G＞C∕p.Ala1406Pro，例6 c.1499G＞A∕p.Arg500Gln，例8 c.3176A＞T∕p.Asp1059Val）未報道的新發突變位點，加深了我們對 SCN1A 基因相關癲癇臨床表型的認識，拓展了 SCN1A 的突變位點譜。

SCN2A 基因位于染色體 2q24.3，編碼鈉離子通道 α2 亞基，研究發現該基因與神經系統的發育密切相關，自從 2001年首次發現并確認了 SCN2A 基因突變導致良性家族性新生兒／嬰兒驚厥［B（F）NIS］以來，隨著人們對 SCN2A 基因突變所致癲癇疾病譜不斷認識及擴大，SCN2A 基因不僅可以導致癲癇發作，還可導致發育落后、孤獨癥、精神分裂癥以及周期性共濟失調等，以及多種癲癇綜合征或癲癇性腦病。本研究例12、例14 病兒表型較輕為 BFIE，均為錯義突變且為家族遺傳性突變（例12 c.755T＞C∕p.Met252Thr- 母 源 、例14 c.5167A＞G∕p.Ile1723Val- 父源），其父母一方攜帶相同致病基因，伴發作性疾病史 。 另 1例表型較輕的病兒（例10）為 FS+ ，其SCN2A 基因突變雖為非編碼區突變，但該突變基因來自與病兒父親，且其父親 6歲前曾有高熱驚厥數次，與病兒表型相似，此雜合突變符合疾病顯性遺傳模式，非編碼區雖不能編碼蛋白質，但其對遺傳信息的表達不可缺少，且具有調控遺傳信息表達的核苷酸序列，具有遺傳效應，故不排除此非編碼區突變（c.-18A＞C∕-）是一個功能性突變，有待進一步驗證。剩余兩例表型較重的病兒，例11 為來源于父親的錯義突變（c.5197C＞T∕p.Pro1733Ser），病兒發病年齡較晚，抗癲癇藥物控制不佳，且伴智力、運動發育落后，例13 為新生的剪接位點突變（c.3521-2A＞G∕-），病兒 1歲 4月齡發病，聯合多種抗癲癇藥物治療仍抽搐頻繁，且伴智力、運動發育落后。而 Begemann 等研究發現由新的截短或錯義突變引起的通道功能喪失是導致表型較重的癲癇的基本機制，良性癲癇通常是由于遺傳性的錯義突變導致，而癲癇性腦病是由于錯義變異引起的深刻而持久的門控變化的結果。國內學者也證實了這一觀點，表示 SCN2A 基因突變導致的癲癇表型譜廣，既可表現為良性預后的癲癇，也可表現為預后較差的癲癇性腦病，SCN2A 基因突變所致癲癇多為錯義突變，其他包括移碼突變、無義突變較為少見。新生突變的病兒表型常較重，多伴有智力、運動發育落后，輕型癲癇大多與遺傳性錯義突變有關。

SCN1B 作為第一個被發現與癲癇相關的鈉離子通道基因 ，在 1998年 由 Wallace 等在 一 個GEFS+ 家系中發現并將基因位點定位與染色體19q13.1。隨著遺 傳學的不 斷 發展，在 GEFS+家系中，SCNIB 基因突變相繼被發現。國內學者李建華等在 2 個 GEFS+家系中在 SCNlB 基因外顯子 3 發現 2 個新的雜合多態性（G181A）、（G15A）；在 SCNIB基 因外顯子6發現2個新的雜合多態性（T37C）、（A81C）。本研究 1例SCN1B 基因突變病兒表型為FS+，突變為來源于母親的雜合突變，且為未報道的錯義突變（c.599C＞T∕p.Ser200Phe）。此突變豐富了單核苷酸多態性（SNP）數據庫，為癲癇易感多態位點的研究提供了候選位點。

編碼 α 亞單位 Nav1.6 的 SCN8A 在中樞神經系統中高表達，自 2012年被鑒定為癲癇相關基因以來，研究發現 SCN8A 基因突變相關癲癇發作形式多樣，可表現為全身強直-陣攣發作、痙攣發作、失神和局灶性發作等，也可表現為多種癲癇綜合征如可表現為 BFIE，也可表現為多種癲癇性腦病如 Lennox-Gastaut 綜合征、West 綜合征等，SCN8A 基因突變除可導致癲癇發作外，還可影響病兒的語言、智力和發育水平。本研究 1例SCN8A 基因突變病兒起病年齡為 9月齡，表現為部分繼發全面發作，表型為BFIE；予抗癲癇藥物單藥治療服藥后發作可控制，腦電圖放電減少。 SCN8A 基因突變為錯義突變（c.1897C＞G∕p.Leu633Val）。 我院尚未發現與SCN8A 基因突變相關的癲癇性腦病，考慮與病源少、病種單一有關。

SCN9A 在染色體 2q24.3 上包含 27 個外顯子，并編碼電壓門控鈉通道 NaV1.7 的 α 亞基。SCN9A 最初被分類為周圍神經系統通道基因，后來報道了NaV1.7 在大腦中的表達，特別是在胚胎海馬中的表達，表明其在中樞神經系統中的作用。目前發現的 SCN9A 突變大多與熱性驚厥相關。目前對于SCN9A 基因突變導致癲癇發病的報道少，本研究中2例SCN9A 基因突變病兒，表型均為 FS+，1例僅于發熱初期口服地西泮后未再發作，另外 1例予抗癲癇藥物單藥治療服藥后發作可控制。2例SCN9A 均為錯義突變（例16 c.4702A＞G∕p.ASN1568Asp、例17c.5678G＞A∕p.AArg1893His），其中 1例為家族遺傳性突變，1例為新生突變。但是由于標本量小，標本采集地域局限，本研究僅能對 SCN9A 基因突變引發癲癇在病因學上做補充，還有待深入研究，進一步探索 SCN9A 基因突變與癲癇的關系。

本研究 17例鈉離子通道基因雜合突變病兒中，共檢測到 5 種基因突變，其中 SCN1A 8例（47.06%），SCN2A 5例（29.41%），SCN1B 1例（5.88%），SCN8A 1例（5.88%），SCN9A 2例（11.77%）；涉及多種突變類型，其中錯義突變 14例（82.36%），非編碼區突變 1例（5.88%），剪接位點突變 1例（5.88%），移碼突變 1例（5.88%）；遺傳性突變 9例，新生突變 8例。提示鈉離子通道基因突變以 SCN1A 基因突變多見共 8例，突變率達 47.06%，突變類型以錯義突變為主共14例（82.36%）。目前 SCN1A、SCN2A 作為鈉離子通道基因多態性研究的熱點基因，我們對其在特發性癲癇發病機制中認識不斷加深，而 SCN1B、SCN8A、SCN9A 基因突變導致癲癇發病的報道相對較少，因此我們在臨床工作中需不斷的積累病例，努力探索與發現其與癲癇的關系。目前國內外對于癲癇的治療主要以藥物為主，而電壓門控性鈉離子通道是抗癲癇藥物的常用靶點，目前研究發現鈉離子通道阻滯劑是治療 SCN2A 基因突變導致的早期癲癇性腦病的主要藥物，但本研究 5例SCN2A 基因突變病兒中，2例予鈉離子通道阻滯劑（拉莫三嗪或奧卡西平）聯合左乙拉西坦等抗癲癇藥物治療，效果仍不滿意，考慮與病兒臨床表型較重，或早期病因診斷不明確未及時用藥，或與突變導致電壓門控性鈉離子通道的結構或功能的改變而導致藥物抗性的出現有關。同時研究發現，對于 SCN1A 突變的病人，尤其是 DS，拉莫三嗪、奧卡西平等鈉離子通道阻滯劑可因阻滯抑制性神經元的功能，從而進一步加重癲癇的發生。而本研究 8例SCN1A 基因突變病兒中表型較輕者采用左乙拉西坦或丙戊酸鈉等廣譜抗癲癇藥物單藥治療發作可控制，表型較重者如DS 病兒多藥聯合治療仍無效，目前 VPA、托吡酯為治療 DS 的一線用藥，可聯合氯巴占（CLB）、司替戊醇（STP）、左乙拉西坦 、氯硝西泮等作為添加治療，但大多數 DS 病人并不會得到完全控制；由于目前有關 SCN1B、SCN8A、SCN9A 基因突變導致癲癇發病的報道較少，我院此類病兒表型均較輕，采用左乙拉西坦等廣譜抗癲癇藥物治療服藥后發作可控制，因此我們仍需不斷探索，尋求更為合適的治療方法。而鈉離子通道基因突變可導致藥物作用靶點發生結構或功能變化，同時基因突變還存在表型異質性，因此根據突變基因選擇抗癲癇藥物仍面臨著巨大的挑戰。

隨著分子遺傳學的研究進展，鈉離子通道相關致病基因逐漸被認識，相關的癲癇表型譜較廣，如本研究 17例病兒涉及的癲癇綜合征有 FS+、熱性驚厥、Dravet 綜合征、BFIE、嬰兒痙攣綜合征等。不同基 因導致的臨床表型可相同 ，如 SCN1A、SCN1B、SCN9A 均可導致 FS+；而相同基因可導致輕重不同的臨床表型，如本研究中 SCN1A 基因突變輕者可導致 FS+，抗癲癇藥物單藥治療服藥后發作易控制，重者導致 Dravet 綜合征，病兒聯用 3 種抗癲癇藥物治療仍死亡。綜上可知臨床表型的輕重可能與變異所在的位點和類型相關，也可能與遺傳方式相關。因此，對可疑病例盡早進行基因突變檢測，有助于早期明確診斷，指導臨床用藥，可進一步實現個體化診斷及精準治療。