郎長會,田茂強(qiáng),雷文婷,李娟,束曉梅,余小華
癲癇性腦病(epileptic encephalopathy,EE)是一種嚴(yán)重的頑固性癲癇發(fā)作和神經(jīng)功能障礙性疾病,其中癲癇活動本身可能導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)和認(rèn)知功能損害[1]。隨著二代測序的廣泛開展,EE的致病基因越來越多。其中,IQSEC2(IQ motif and SEC7 domain containing protein 2)基因變異最早于2008年在1例嬰兒痙攣中被發(fā)現(xiàn)[2]。IQSEC2基因位于Xp11.22染色體上,在大腦和脊髓中表達(dá),并在神經(jīng)元、細(xì)胞骨架、樹突及興奮性突觸中發(fā)揮關(guān)鍵作用。IQSEC2基因具有多個重要功能結(jié)構(gòu)域,其基因變異與X連鎖EE和X連鎖智力低下、難治性癲癇、孤獨癥(autism spectrum disorder,ASD)及Lennox-Gastaut綜合征(Lennox-Gastaut syndrome,LGS)等有關(guān),目前全球約有140余例IQSEC2基因變異相關(guān)患者[3-5]。國內(nèi)僅有個案報道IQSEC2基因變異與X連鎖精神發(fā)育遲滯有關(guān),但未顯示有癲癇表型[6]。本文回顧性分析1例以發(fā)育落后為表現(xiàn)的難治性癲癇患兒的臨床資料,以提高臨床醫(yī)師對該基因變異特點的認(rèn)識。
患兒,男,3歲零6個月,因自幼發(fā)育落后,間斷抽搐1年,加重1個月入院。患兒8個月時能抬頭數(shù)秒,1+歲不能獨坐,2+歲不能獨站,3+歲不能獨走,病后有發(fā)育倒退現(xiàn)象,現(xiàn)不能抬頭、獨坐,不會說話,少有目光交流,對叫名無反應(yīng),喜搓手,認(rèn)知、理解差,伴喂養(yǎng)困難。1年前出現(xiàn)反復(fù)抽搐,有5種發(fā)作形式:(1)表現(xiàn)為突發(fā)雙目凝視,呼之不應(yīng),動作減少,持續(xù)數(shù)秒后緩解,緩解后玩耍自如,家屬未予特殊重視,現(xiàn)已無此種發(fā)作;(2)1個月后出現(xiàn)點頭、呈單下發(fā)作,平均每天1~3次,多時每天7~20次不等;(3)表現(xiàn)為偶爾頭下垂,伴或不伴身體前傾;(4)表現(xiàn)為雙眼凝視(偶爾為突發(fā)尖叫),呼之不應(yīng),伴唇周發(fā)紺、四肢強(qiáng)直、抖動,時有口吐白沫或流涎,持續(xù)數(shù)十秒至3~4分鐘后予止驚或自行緩解,現(xiàn)無此種發(fā)作;(5)表現(xiàn)為雙目凝視,嘴角抽動、眼角眨動,持續(xù)數(shù)秒可緩解,現(xiàn)無此種發(fā)作。家族史:母親有智力障礙,能獨立行走,能簡單交流,生活勉強(qiáng)能自理,幼時抽搐發(fā)作1次,未予特殊處理。父親有輕度智力障礙,生活能自理。個人史:患兒系第1胎第1產(chǎn),出生時否認(rèn)缺氧及窒息史。查體:無特殊外貌及色素膠失斑,心肺腹查體無特殊,四肢肌張力低下,病理征陰性。實驗室檢查:血常規(guī)、生化無特殊,血氨、乳酸及同型半胱氨酸正常。中國兒童發(fā)育量表[DST測試(3歲時)]:發(fā)育商(DQ)<50分,智力指數(shù)(MI)<48。Gesell發(fā)育量表(4歲時)評估:智力發(fā)育相當(dāng)于3個月左右。視頻腦電圖為異常兒童腦電圖,表現(xiàn)為背景枕區(qū)節(jié)律少,節(jié)律慢化;清醒期雙側(cè)額、中央、頂、枕、顳區(qū)及中線區(qū)δ慢波發(fā)放;以雙側(cè)后頭部或雙側(cè)后頭部為主的廣泛性(左側(cè)著)棘波、尖慢及多棘慢波發(fā)放。2歲零6個月時頭顱MRI未見明顯異常。復(fù)查視頻腦電圖示:(1)監(jiān)測到清醒期1次痙攣發(fā)作(圖1A),大量雙側(cè)后頭部為主的多灶性棘波、棘慢波、尖慢波、多棘慢波及慢波發(fā)放;(2)睡眠期大量廣泛性1.5 Hz~3 Hz棘慢波發(fā)放(圖1B)。患兒3歲零6個月時頭顱MRI示輕度腦萎縮。孤獨癥評定量表評估:患兒存在明顯的孤獨癥癥狀,表現(xiàn)為與人交流非常困難,幾乎無法進(jìn)行語言或非語言的溝通,運用語言能力極差,不能提出話題或維持話題,非語言交流缺乏,對特殊的物品或活動不感興趣?;純旱囊曨l腦電圖見圖1。
注:A為監(jiān)測到一次痙攣發(fā)作,B為睡眠期大量廣泛性1.5 Hz~3 Hz棘慢波發(fā)放。圖1 患兒的視頻腦電圖
經(jīng)過家屬知情同意及遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(倫理號:KLL-2022-044),外送家系全外顯子組測序檢測發(fā)現(xiàn)患兒IQSEC2c.424C>T (p.Gln 142*) (NM_001111125.3)半合子變異(圖2),該變異來自智力障礙的母親,經(jīng)ACMG評級為可疑致病性變異。PVS1:該變異為無義突變;PM2:該變異在ExAC、gnomAD及千人數(shù)據(jù)庫中沒有收錄;PP4:該基因變異癥狀與患兒臨床表現(xiàn)相符。該變異位點在國內(nèi)外目前鮮有報道。該基因關(guān)聯(lián)疾病為X連鎖智力障礙、癲癇及ASD等?;純簽榘牒献?,母親為雜合子(母親有智力障礙),遺傳模式可解釋患兒臨床表現(xiàn)。
注:患兒在外顯子發(fā)生堿基無義變異[(c.424C>T (p.Gln 142*)],該變異來源于智力障礙的母親,父親未發(fā)生變異。圖2 患兒及其父母的IQSEC2基因測序圖
根據(jù)患兒臨床表現(xiàn)及實驗室檢查診斷為難治性癲癇,其發(fā)作形式主要為全面強(qiáng)直陣攣發(fā)作、失神發(fā)作、痙攣發(fā)作、失張力發(fā)作及局灶性發(fā)作(IQSEC2基因變異相關(guān)),先后小劑量口服左乙拉西坦、丙戊酸鈉及托吡酯片,曾因痰多而停用氯硝西泮。8個月前就診于外院,停用托吡酯片,改為唑呢沙胺片[120 mg/d,約10 mg/(kg·d)];左乙拉西坦[500 mg/d,約41.6 mg/(kg·d)],丙戊酸鈉[480 mg/d,約40 mg/(kg·d)],入院后予甲潑尼龍沖擊治療后患兒痙攣發(fā)作減少,現(xiàn)激素減量治療過程中。末次隨訪為4歲零2個月,發(fā)育無明顯進(jìn)步,目前每天仍有4~5次點頭痙攣發(fā)作,少則2~3次,多則6~8次;失張力發(fā)作為每天3~5次不等(發(fā)作形式變化見圖3)。
圖3 患兒的臨床發(fā)作變化圖
IQSEC2基因也稱為BRAG1基因[7,10-11],長度約93.7 kb,主要有2種mRNA異構(gòu)體:第1種異構(gòu)體包含15個外顯子(GenBank:NM_001111125.3)及1 488個氨基酸(NP_001104595);第2種異構(gòu)體包含14個外顯子(GenBank:NM_015075.1)及949個氨基酸(NP_055890)。IQSEC2蛋白又稱為鳥嘌呤核苷酸交換因子(guanine-nucleotide exchange factor,GEF),該蛋白是一種多結(jié)構(gòu)域蛋白,包括N端螺旋-螺旋域、Sec7結(jié)構(gòu)域、IQ 鈣調(diào)蛋白結(jié)合模塊、Pleckstrin結(jié)構(gòu)域及C端PDZ結(jié)合功能域[8]。IQSEC2蛋白可以激活A(yù)DP核糖基化因子6 (ADP ribosylation factor,ARF6),其對于維持正常學(xué)習(xí)所必需的興奮性和抑制性受體水平是極其重要的[9]。IQSEC2 mRNA在嗅球、大腦皮層、海馬及小腦中高表達(dá),其蛋白產(chǎn)物位于興奮性突觸致密物質(zhì)上。IQSEC2和突觸后致密物蛋白通過與C端PDZ結(jié)合相互作用,與N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受體形成復(fù)合物,在α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑烯丙酸(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid,AMPA)受體的運輸中發(fā)揮作用,從而在神經(jīng)元發(fā)育和突觸可塑性中發(fā)揮重要作用[10--11]。IQSEC2基因通過突觸后致密物-95與NMDA型谷氨酸受體結(jié)合,NMDA受體的激活導(dǎo)致Ca2+內(nèi)流并與IQSEC2 IQ結(jié)合模塊上的鈣調(diào)蛋白結(jié)合,Ca2+/鈣調(diào)素誘導(dǎo)IQSEC2的構(gòu)象變化,導(dǎo)致Sec7催化域的激活,促進(jìn)表面AMPA型谷氨酸受體下調(diào)[9-10]。突觸傳遞中的興奮和抑制之間的不平衡被認(rèn)為是IQSEC2基因變異引起ASD的病理生理學(xué)基礎(chǔ)。
目前文獻(xiàn)報道的140余例IQSEC2基因變異患者中至少有70種不同的變異,包括無義變異、移碼變異、剪接變異、缺失及錯義變異等。這些變異都與中度至重度智力障礙、各種癲癇發(fā)作及ASD特征有關(guān)。IQSEC2基因變異相關(guān)的臨床表型在性別方面差異性較大,男性臨床特征包括肌張力減退、中至重度精神運動發(fā)育遲緩、智力低下、難治性癲癇、言語障礙、ASD樣特征及刻板動作等[10-17]。本例患兒發(fā)育落后嚴(yán)重,有多種癲癇發(fā)作形式且對多種抗癲癇藥療效欠佳,伴有ASD,結(jié)合腦電圖有1.5 Hz~3 Hz棘慢波發(fā)放,需警惕向LGS轉(zhuǎn)型,且既往文獻(xiàn)報道突觸傳遞相關(guān)IQSEC2基因變異可導(dǎo)致LGS或LGS樣綜合征,此與文獻(xiàn)相符。在雜合子女性患者中多數(shù)表現(xiàn)為輕度智力低下,少數(shù)有嚴(yán)重智力低下,多伴有癲癇發(fā)作(10/19)[10],但男性發(fā)育遲緩、智力低下及癲癇發(fā)作均比女性嚴(yán)重[9]。Migot等[11]比較18例男患和19例女患IQSEC2基因變異臨床表現(xiàn)的差異,發(fā)現(xiàn)女性致病性變異全是新發(fā)變異,而男性半合子變異可為新發(fā),也可來自母親。由于IQSEC2基因定位于X染色體上,女性攜帶者的臨床表現(xiàn)可從無癥狀攜帶者到輕度智力低下,且女性癥狀通常比男性輕。因為女性IQSEC2基因可發(fā)生X染色體非隨機(jī)失活[10],但該基因也可逃避X染色體非隨機(jī)失活,這可解釋在雜合子女性中智力低下及ASD患病率較高的原因[9]。本例患兒母親為雜合子,其癥狀相對于患兒來說相對較輕,有智力障礙,在幼時曾有驚厥發(fā)作,此與文獻(xiàn)報道相符。Ewans等[15]報道一家系中4例女孩有發(fā)育遲緩(中度到重度智力障礙),在2~5歲時出現(xiàn)癲癇發(fā)作,以局灶性發(fā)作為主,發(fā)病誘因包括發(fā)熱及免疫力低下等,幼時有ASD及攻擊性行為,其中兩例女孩在青春期出現(xiàn)發(fā)育倒退,分別在16歲和22歲時死于癲癇猝死。因此需囑咐其監(jiān)護(hù)人在看護(hù)過程中預(yù)防突發(fā)猝死。
IQSEC2基因變異相關(guān)患者的頭顱MRI多數(shù)正常(21/36),少數(shù)可出現(xiàn)非特異性異常,包括輕度腦萎縮、胼胝體薄及髓鞘形成延遲等[9]。本例患兒早期頭顱MRI正常,后期復(fù)查出現(xiàn)輕度腦萎縮,此與文獻(xiàn)相符。
80%以上IQSEC2基因變異相關(guān)的癲癇是難治性的。Izumi 等[18]報道IQSEC2基因變異相關(guān)的癲癇以頑固性、早發(fā)癲癇性痙攣和強(qiáng)直/強(qiáng)直陣攣性發(fā)作為特征,經(jīng)多種抗癲癇藥物包括糖皮質(zhì)激素及VPA等治療均欠佳。Choi等[5]用左乙拉西坦、丙戊酸、唑尼沙胺、魯非胺及氯巴占等抗癲癇藥物治療IQSEC2基因變異引起的癲癇,均無效,患者每月仍有癲癇發(fā)作。本例患兒經(jīng)多種抗癲癇藥物治療后盡管痙攣發(fā)作頻率減少,但每天仍有癲癇發(fā)作,此與文獻(xiàn)報道相符。
綜上所述,IQSEC2基因變異引起的癲癇在男性中多為難治性,智力低下多為中至重度,且多伴ASD等,在雜合子女性中智力低下多為輕度至中度,癲癇發(fā)作頻率較少。因此需要進(jìn)一步在動物模型中研究IQSEC2基因變異在男性患兒中的發(fā)病機(jī)制,以提高此類患兒癲癇發(fā)作的緩解率。