14例孤獨癥譜系障礙合并癲癇的臨床表現及遺傳學分析

朱書瑤 江南靜 夏利 聶晶 樊軍 彭曉 曾蘭 陳艾 羅澤民 王齊艷

孤獨癥譜系障礙(autism spectrum disorder,ASD)和癲癇是兒童常見的神經系統疾病,估計全球發病率為0.5%～1%[1],經常共同存在。遺傳學、神經影像學及神經病理學等多學科研究都提示遺傳因素是這兩種疾病的重要病因,ASD和癲癇之間的聯系一直都無定論。本研究評估了14例ASD患兒合并癲癇的臨床癥狀及遺傳因素,以探討兩者之間的關系。

對象與方法

1.研究對象:選擇2019年9月至2022年8月四川省婦幼保健院兒童保健科門診診斷ASD,經神經內科確診合并癲癇的14例患者作為研究對象進行病因分析。ASD患兒診斷標準:由主要撫養者填寫孤獨癥兒童行為量表(ABC),ABC評分≥53分為篩查陽性,由兒保科醫生采用兒童孤獨癥評定量表(CARS)進行評估,CARS得分≥30分的患者進一步由2名兒童發育行為專科醫師逐一進行病史詢問及行為觀察,符合美國精神障礙診斷統計手冊第5版(DSM-Ⅴ)診斷和分型者最終確定為ASD患兒。癲癇患兒診斷標準[2]:符合國際抗癲癇聯盟(ILAE)2017年關于癲癇的診斷分類標準的癲癇患兒。排除標準:合并其他精神類疾病者,如精神分裂癥、轉換障礙等。本研究經四川省婦幼保健院倫理會批準(川婦幼院發〔2019〕128號)。

2.臨床檢查:對14例患者的臨床資料進行回顧性分析,并通過門診復診、腦電圖(EEG)復查、電話隨訪等途徑獲得近期隨訪資料。所有患者均在醫院完成至少頭顱影像學CT和(或)MRI檢查;完成至少1次16導聯4 h左右視頻EEG(VEEG)監測,包括完整的清醒-睡眠-覺醒周期記錄;所有患兒均完成血常規、肝腎功、甲狀腺功能、血氣分析,中國-韋氏兒童智力量表(WISC-CR)或Gesell發育商評估,3例完成代謝病血串聯質譜及尿液有機酸氣相色譜-質譜檢測。

3.基因測序:7例患者及父母完成單基因Panel測序,7例患者完成家系全外顯子組高通量測序+拷貝數變異(CNV)檢查。

結果

1.一般臨床資料:本組14例患者,男8例,女6例,男女比例為1.3∶1。14例患兒均有不同程度的全面發育遲緩或智力障礙。4例(P2、P3、P4、P5)韋氏智力評分均為輕度智力障礙,其余10例患者完成Gesell發育商評分,2例(P6、P11)極重度全面發育遲緩,4例(P7、P12、P13、P14)重度全面發育遲緩,4例(P1、P8、P9、P10)中度全面發育遲緩。此外,血常規、肝腎功能、甲狀腺功能、血氣分析,血串聯質譜檢測、尿有機酸篩查均未見異常。14例患者的癲癇發作、腦電圖特征、病因及神經影像學特征等臨床資料詳見表1。

圖1 P9頭顱MRI顯示左側大腦體積較右側大,白色箭頭示腦回增粗,考慮巨腦回畸形

表1 ASD合并癲癇14例患者癲癇臨床資料及基因結果匯總

2.基因測序:14例患者中CNVs8例,分別是4例15q11-13缺失(包含非印跡基因GABRA5、GABRB3和GABRG3基因),2例TSC基因部分外顯子缺失,1例MECP2基因部分外顯子缺失,1例Xq22.2重復(含PLP1基因);單核苷酸變異5例:2例KCNQ2基因錯義突變;2例SCN1A基因錯義突變,1例COL4A1基因錯義突變;DNA甲基化異常1例:UBE3A基因印跡中心缺陷。CNV突變是最常見致病原因,與國外報道一致[3]。P1～P4、P6遺傳自無表型母親,其余9例為新發突變。

3.治療及隨訪:所有患者中至少使用過1種抗癲癇藥,如丙戊酸、托吡酯、促腎上腺皮質激素(ACTH)、奧卡西平、氯硝西泮。6例(P1～P5、P8)單用丙戊酸或奧卡西平治療1年內癲癇發作已控制。3例(P7、P9、P10)經2種聯合用藥1年內癲癇發作控制良好,其余5例家長均對治療喪失信心,僅愿意繼續使用目前抗癲癇藥物治療。P6及P11兩例患兒反復感染,P11因感染后氣道阻塞死亡,P6因反復呼吸道感染,多次住院于呼吸科及ICU,曾使用有創呼吸機,多種抗癲癇藥物治療驚厥發作無好轉,呈非驚厥性癲癇持續狀態。

圖2 P14患者清醒期腦電圖,箭頭示雙側彌漫性不規則中高波幅混合漫波、棘波/尖波、棘慢復合波發放

討論

ASD是一種基于遺傳背景及環境因素共同致病的神經發育障礙,其核心癥狀包括社交缺陷和限制性/重復性行為,嚴重影響患者與社會互動和溝通,約20%具有可識別的遺傳變異[4-5],研究顯示同卵雙胞胎具有高達70%～90%的一致性致病率[6]。發病機制和臨床表現具有異質性。

癲癇是一種大腦神經元異常同步放電的神經系統疾病,大約10%的癲癇發生在生命的前三年[6],其中最嚴重的形式之一是發育性癲癇性腦病(DEE)。DEE核心內容是在癲癇發作前或發作控制期間獨立存在的發育障礙,且發育障礙可能繼續進展[7]。

ASD患者伴有癲癇的范圍從9%～22%不等,其中癲癇發作有兩個高峰:嬰兒期和青春期。而既往研究顯示癲癇發作的年齡越早,同時合并認知功能障礙的癲癇患兒越容易共患ASD[1]。因此在嬰幼兒期出現的DEE是可能合并ASD的高危人群,需要重點監測。這兩個疾病之間的關系是雙向的,基于目前的假說研究顯示,孤獨癥和癲癇的同時發生,源于與兩種疾病相關的共同神經發育通路的損害[8],包括一些參與細胞生長、突觸調控、轉錄調控的生物途徑[9]。興奮/抑制平衡假說認為,GABA受體和谷氨酸受體失活可能破壞了神經回路結構或功能的興奮性和抑制性,推測這是兩種疾病的共同致病機制。這種機制異質性可能反映了不同單基因癲癇性腦病涉及的廣泛細胞通路。離子通道病和突觸功能障礙是最常見的致病因素。常見的兒童DEE中West綜合征、Dravet綜合征等共患ASD的患病率較高[9-10]。

ASD還與智力障礙密切有相關[11],ASD合并智力障礙患者中,僅靠CNVs一項檢查,陽性率就達到24.4%[8]。既往研究曾顯示,智力障礙、性別、年齡及癲癇發作類型是合并ASD的高危因素[12]。但最近研究顯示ASD合并DEE患者中,早期治療與否、智力障礙嚴重程度以及有效的抗癲癇治療并不一定能預防共病的發生,因此,這反映了ASD與DEE的遺傳異質性[13]。可能需要對大樣本進行測序,以增加識別與ASD和DEE相關基因的能力[1]。中國103例癲癇合并孤獨癥的樣本調查分析也支持這一觀點,頑固性癲癇發作,孤獨癥嚴重情況與智力障礙嚴重程度之間沒有關系[11]。

隨著遺傳學及基因高通量二代測序的發展,ASD與癲癇之間相重疊的單基因逐漸被發現,如:SCN1A、MECP2、KCNQ2、CDKL5、TSC等基因導致 Dravet綜合征、Rett綜合征、Angelman綜合征(AS)、發育性癲癇性腦病7型、結節性硬化、CDKL5缺乏癥等[14]。在部分AS患者中,15q11.2- q13染色體上CNV的缺失,使得UBE3A基因附近的GABAA受體基因(GABRB3、GABRA5和GABRG3)的共同缺失讓AS成為ASD與癲癇共病研究的適合對象[15-16]。分析本研究患者基因和可能致病機制,GABRB3、GABRA5、GABRG3、UBE3A基因參與DNA甲基化;MECP2基因參與DNA甲基化與組蛋白修飾,TSC2基因參與調節mTOR信號通路的穩定性,SCN1A基因編碼電壓門控鈉離子通道;KCNQ2基因編碼電壓門控鉀離子通道;COL4A1基因編碼IV型膠原α蛋白[17]。

需要注意的是在單基因突變中,SCN1A、KCNQ2、COL4A1基因存在較強遺傳異質性前兩者基因突變受累的個體臨床表現差異大,部分可僅有發熱驚厥或良性癲癇表現,無癲癇腦病表現[18-19],COL4A1基因突變患者可有非神經系統異常表現,腎病較為常見[20-22]。對該類變異的患者需詳細的詢問病史及家族史以做到準確的遺傳咨詢。

本研究通過對近三年ASD合并癲癇患者臨床資料和基因報告的收集,總結了14例遺傳相關ASD合并癲癇患者的臨床特點及遺傳學分析,由于病例數有限,每種基因突變相關的個體病例數更是有限,尚未發現ASD合并癲癇患者表型與基因型之間的聯系,下一步可進行蛋白之間聯系的研究。由于ASD患者需終生隨訪,培訓和管理,給個人、家庭、社會來帶極大的負擔,兒童的社會心理干預可改善特定的行為并可能減輕臨床癥狀[22]。如何預防以及在早期高危人群的篩查,以便患者得到及時診斷和治療,需要兒童神經內科、兒童保健、遺傳學醫生共同協作,為遺傳相關的精準治療提供幫助。