一例PCDH19基因新生突變男性嵌合體致癲癇臨床特點(diǎn)分析并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

吳文娟，胡進(jìn)通，唐洪俠，張曉青，李愛霞，李寶廣，孫素真*

鈣黏蛋白（cadherins，Cdhs）超家族是一類鈣離子依賴的細(xì)胞黏附分子，在后生動物起源過程中發(fā)揮重要作用［1］。Cdhs包括經(jīng)典鈣黏蛋白（classical cadherins）、原鈣黏蛋白（protocadherins，Pcdhs）和橋粒鈣黏蛋白（desmosomalcadherins）等亞家族［2］。PCDH19屬于原鈣黏蛋白δ2亞家族。2008年DIBBENS等［3］首次報(bào)道PCDH19基因?yàn)?個(gè)限于女性癲癇伴智力低下（epilepsy with mental retardation limited to females，EFMR）家系的致病基因。2009年DEPIENNE等［4］報(bào)道了第1例PCDH19男性嵌合體發(fā)病的病例。目前漢族人種報(bào)道病例以女性居多，男性報(bào)道較少。本文報(bào)道2019年6—9月在河北省兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科門診就診的1例PCDH19基因突變陽性散發(fā)男性患兒，對患者及家系成員均詳細(xì)記錄病史、體征、輔助檢查結(jié)果，采用新一代測序技術(shù)進(jìn)行全外顯子測序，對可疑致病性突變采用Sanger測序驗(yàn)證，并進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)復(fù)習(xí)，以期對PCDH19基因突變男性嵌合體患者的臨床特點(diǎn)做進(jìn)一步探討。本案例已獲得家屬知情同意，經(jīng)河北省兒童醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（醫(yī)研倫審第107號）。

1 病例簡介

患兒，男，6月齡時(shí)無明顯誘因出現(xiàn)抽搐發(fā)作，表現(xiàn)為：意識喪失，雙眼凝視，牙關(guān)緊閉，四肢強(qiáng)直顫動，持續(xù)約1 min緩解，半小時(shí)后再次出現(xiàn)抽搐發(fā)作，持續(xù)時(shí)間及表現(xiàn)形式同前，此后每間隔1 min抽搐1次，癥狀如此緩解、復(fù)發(fā)，共持續(xù)約1 h發(fā)作結(jié)束，期間意識始終未恢復(fù)至基線狀態(tài)。當(dāng)時(shí)未予抗癲癇藥物治療。8月齡低熱37.8 ℃時(shí)出現(xiàn)抽搐發(fā)作，表現(xiàn)同前，癥狀多次緩解、復(fù)發(fā)，給予苯巴比妥（10 mg/kg）5 min癥狀無緩解，給予地西泮（0.5 mg/kg）靜脈推注后逐漸緩解，共持續(xù)約0.5 h。此后每日發(fā)作4～5次，表現(xiàn)同前，4～5 d后發(fā)作停止。加用丙戊酸鈉口服液（生產(chǎn)商：賽諾菲，批準(zhǔn)文號：H20150084，20 mg·kg-1·d-1），9月齡時(shí)再次出現(xiàn)抽搐發(fā)作，表現(xiàn)為意識喪失，雙眼凝視，四肢陣攣性抽動，持續(xù)10余秒緩解，此后每間隔3～5 min發(fā)作1次，表現(xiàn)同前，持續(xù)約20 s緩解，給予咪達(dá)唑侖（1 μg/kg）靜脈泵入，共持續(xù)約0.5 h緩解。丙戊酸鈉口服液加量至32 mg·kg-1·d-1，并逐漸加用托吡酯膠囊（生產(chǎn)商：Janssen-Cilag AG，批準(zhǔn)文號：H20090158，1 mg·kg-1·d-1）口服控制抽搐發(fā)作。此后每日發(fā)作4～10次，表現(xiàn)為意識喪失，雙眼凝視，四肢上抬，持續(xù)10余秒緩解。4～5 d后發(fā)作停止。目前口服丙戊酸鈉口服液 32 mg·kg-1·d-1，托吡酯膠囊 4 mg·kg-1·d-1，近4個(gè)月無抽搐發(fā)作。無明顯智力、運(yùn)動發(fā)育落后，無明顯精神癥狀。顱腦磁共振成像（MRI）未見明顯異常，血、尿遺傳代謝未見明顯異常，腦脊液常規(guī)、生化檢查未見明顯異常，血、腦脊液免疫性腦炎相關(guān)抗體檢查未見明顯異常，血、腦脊液寡克隆取代檢查未見明顯異常。視頻腦電圖結(jié)果顯示：患兒8個(gè)月21天：醒睡各期雙側(cè)后頭部多棘波、多棘慢波散發(fā)（見圖1A、B）；8個(gè)月28天：監(jiān)測到各期多次電及電-臨床發(fā)作，表現(xiàn)為雙眼凝視、肢體僵硬伴節(jié)律性抖動，同期腦電圖為雙側(cè)枕和后顳區(qū)低-中波幅棘波節(jié)律陣發(fā)5～30 s，有時(shí)泛化至臨近導(dǎo)聯(lián)（見圖1C、D、E）；9個(gè)月2天：全程雙側(cè)后頭部1.5～2.0 Hz δ慢波連續(xù)發(fā)放（見圖1F、G）；9個(gè)月28天復(fù)查視頻腦電圖正常?；蚪Y(jié)果回報(bào)PCDH19基因嵌合突變c.1078（exon 1）G＞A（p.Glu360Lys），突變嵌合率為77.5%（見圖2）?；蚍治觯喝怙@子新一代測序顯示患兒存在PCDH19基因的1個(gè)嵌合變異，在chrX99662518處，核苷酸改變?yōu)閏.1078（exon 1）G＞A，該突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)變化為Glu360Lys。Sanger測序證實(shí)了該突變。該位點(diǎn)在人群中突變率＜0.000 5，屬于低頻變異，人類基因突變數(shù)據(jù)庫（HGMD）認(rèn)為該變異為致病的，該家系成員中支持共分離。根據(jù)2015美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會遺傳變異分類標(biāo)準(zhǔn)與指南［5］該突變?yōu)榭赡苄灾虏⌒宰儺悾≒S2+PM2+PP3）。結(jié)合患兒臨床表現(xiàn)考慮為致病基因突變。診斷：（1）癲癇，強(qiáng)直陣攣發(fā)作、強(qiáng)直發(fā)作、局灶性發(fā)作，PCDH19基因相關(guān)性癲癇；（2）癲癇持續(xù)狀態(tài)。末次隨訪年齡1歲1個(gè)月，近4個(gè)月無抽搐發(fā)作。

本研究背景及創(chuàng)新點(diǎn)：

PCDH19基因突變?yōu)槔^SCN1A基因突變之后的第二常見致遺傳性癲癇病因。因其特殊的遺傳方式主要引起限于女性的癲癇伴智力低下綜合征，主要導(dǎo)致女性雜合子及男性嵌合體患兒發(fā)病。目前該基因突變男性嵌合體致病報(bào)道較少。本文探討、分析了PCDH19基因突變男性嵌合體臨床特點(diǎn)，可有效指導(dǎo)疾病治療、遺傳咨詢和計(jì)劃生育，節(jié)省家庭和社會資源。

2 文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

檢索PubMed、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺，既往文獻(xiàn)報(bào)道13例性染色體為XY型的男性嵌合體患兒［4，6-11］。將本例患兒在內(nèi)的14例男性嵌合體患兒部分臨床資料進(jìn)行匯總（見表1）。男性嵌合體患兒均有癲癇發(fā)作，100%呈叢集性發(fā)作，78.6%（11/14）具有熱敏感性，發(fā)作起始年齡為5～31個(gè)月，中位年齡9個(gè)月，首次發(fā)作多為全面性發(fā)作，強(qiáng)直陣攣發(fā)作常見，后期以局灶性發(fā)作常見，35.7%（5/14）患兒病程中存在癲癇持續(xù)狀態(tài)。癲癇發(fā)作前13例患兒發(fā)育基本正常，其中癲癇發(fā)作后76.9%（10/13）存在智力障礙和精神行為異常。男性嵌合體患兒基因突變來源明確的13例均為新生突變。多數(shù)為截短突變，少數(shù)為錯(cuò)義突變，還包括整體缺失及剪切突變。

圖1 患兒視頻腦電圖Figure 1 Video EEG of children

圖2 患兒基因測序圖Figure 2 Gene sequence of children

3 討論

PCDH19基因定位于染色體Xq22.1，有6個(gè)外顯子，包含1 148個(gè)氨基酸，編碼原鈣黏蛋白19。該蛋白含有6個(gè)胞外結(jié)構(gòu)域，1個(gè)跨膜區(qū)和2個(gè)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域。主要在脊椎動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)表達(dá)，尤其多表達(dá)于發(fā)育中的腦和海馬，推測參與細(xì)胞-細(xì)胞間黏附，神經(jīng)元連接與移行過程，在調(diào)節(jié)機(jī)體形態(tài)發(fā)生、維持組織結(jié)構(gòu)完整性與極性、維持成年期海馬回路及可塑性方面具有重要作用［12-16］。

2008年DIBBENS等［3］首次報(bào)道PCDH19基因?yàn)?個(gè)限于EFMR家系的致病基因。這是一種特殊的X連鎖遺傳方式的癲癇，家系成員中攜帶PCDH19基因突變的雜合子女性受累，而攜帶突變的半合子男性通常不受累。DIBBENS等［3］提出了細(xì)胞干擾機(jī)制解釋雜合子女性發(fā)病現(xiàn)象，同時(shí)還提出了解釋男性攜帶者不發(fā)病的另一理論假設(shè)：PCD19基因突變攜帶者可影響PCDH11Y的表達(dá)，后者可能為PCDH19基因缺失的代償性表達(dá)。2009年DEPIENNE等［4］首先發(fā)現(xiàn)在1例男性癲癇伴智力低下患兒的外周血白細(xì)胞中存在PCDH19整個(gè)基因缺失，繼而對患兒的皮膚成纖維細(xì)胞做熒光原位雜交技術(shù)（FISH）檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中53%的等位基因存在，47%的缺失，證實(shí)該患兒為一男性嵌合體。這進(jìn)一步證實(shí)了細(xì)胞干擾學(xué)說的正確性。這一機(jī)制現(xiàn)在已經(jīng)得到實(shí)驗(yàn)支持［17］。

本文報(bào)道了1例PCDHl9基因突變致癲癇散發(fā)男性患兒。該患兒6月齡發(fā)病，癲癇發(fā)作呈叢集性，后期出現(xiàn)熱敏感性。首次發(fā)作為強(qiáng)直陣攣，后期存在強(qiáng)直陣攣發(fā)作、強(qiáng)直發(fā)作及局灶性發(fā)作多種發(fā)作形式，患兒癲癇發(fā)作前發(fā)育正常，視頻腦電圖以局灶性放電為主，目前1歲2個(gè)月未見明顯智力、運(yùn)動發(fā)育落后及精神癥狀。通過總結(jié)14例男性嵌合體患兒臨床資料，發(fā)現(xiàn)男性嵌合體患兒100%有叢集性發(fā)作，78.6%具有熱敏感性，癲癇發(fā)作起始年齡為5～31個(gè)月，中位年齡9個(gè)月，首次發(fā)作多為全面性發(fā)作，強(qiáng)直陣攣發(fā)作常見，后期以局灶性發(fā)作常見，這與女性發(fā)病特點(diǎn)相似［18］。既往Meta分析也表明男性嵌合體發(fā)病特點(diǎn)和女性發(fā)病特點(diǎn)相似［19］。癲癇多在嬰幼兒期發(fā)病、存在熱敏感性，考慮與PCDH19基因在發(fā)育中的腦及海馬高表達(dá)相關(guān)。

表1 14例PCDH19基因突變男性嵌合體患兒臨床資料Table 1 Clinical data of 14Mosaicism males with PCDH19 Gene Mutation

PCDH19基因突變部分患兒會出現(xiàn)癲癇持續(xù)狀態(tài)。本文報(bào)道的患兒發(fā)病即為癲癇持續(xù)狀態(tài)。14例男性嵌合體患兒約35.7%病程中存在癲癇持續(xù)狀態(tài)。國外1項(xiàng)研究表明PCDH19基因突變患兒約31.5%存在癲癇持續(xù)狀態(tài)，其中難治性癲癇持續(xù)狀態(tài)占71.4%，沒有性別差異，癲癇持續(xù)狀態(tài)發(fā)生的中位年齡為12個(gè)月（6個(gè)月～11歲）［20］。這與本研究大致相符。

本文報(bào)道的1例患兒癲癇發(fā)作前后的智力、運(yùn)動發(fā)育均正常。既往文獻(xiàn)報(bào)道13例男性嵌合體患兒中僅有1例癲癇發(fā)作前存在語言發(fā)育延遲，患兒父親亦有此病史，但患兒父親并不攜帶PCDH19基因突變，提示該癥狀可能與該基因突變無關(guān)，其余患兒癲癇發(fā)作前發(fā)育均正常。癲癇發(fā)作后，13例患兒（包含本文案例）中10例均存在不同程度的智力障礙，輕者處于邊緣狀態(tài)，重者則有非常嚴(yán)重的智力低下。研究表明患兒智力低下程度可能和其癲癇發(fā)作起始年齡相關(guān)，起始年齡越早，其智力損害越嚴(yán)重，癲癇停止后智力障礙仍然存在［19］。

14例男性嵌合體患兒約78.6%存在精神癥狀，以孤獨(dú)樣癥狀、行為異常、學(xué)習(xí)困難、性格固執(zhí)、情緒障礙、強(qiáng)迫和攻擊行為等常見。這一比例高于雜合女性的60%［19］，而在對精神疾病患者篩查中約5%存在PCDH19基因突變而無癲癇［21］。男性半合子雖無癲癇發(fā)作，但可以存在諸多精神癥狀。DIBBENS等［3］首次報(bào)道時(shí)即提出男性半合子可存在精神癥狀，后續(xù)報(bào)道［19］也證實(shí)這一點(diǎn)，提示PCDH19導(dǎo)致精神疾病的機(jī)制不同于癲癇。而2019年實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PCDH19基因敲除的雜合雌性鼠和PCDH19完全缺失的小鼠均存在孤獨(dú)癥樣癥狀［22］。精神癥狀的變異表現(xiàn)是否與X染色體失活逃逸及男性單倍體劑量不足相關(guān)，其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

在女性患者中，癲癇發(fā)作通常會在青春期停止，這可能取決于激素水平的改變［23-24］。而男性嵌合體患者也顯示了隨著年齡增長，發(fā)作遞減的特征，提示其不一定與女性的特有或優(yōu)勢激素相關(guān)。

目前的研究熱點(diǎn)之一為男性嵌合體的嵌合率對其表型的影響。本例患兒突變嵌合率為77.5%（31/40）。急性發(fā)作期癥狀較重，但后續(xù)癲癇易控制。理論上講：男性突變嵌合率在50%時(shí)，其細(xì)胞間干擾水平處于一個(gè)較高水平，此時(shí)其癥狀應(yīng)該重于突變嵌合度更高或更低的時(shí)候，后兩種情況應(yīng)該類似于女性不平衡的X染色體非隨機(jī)失活。既往報(bào)道的病例中，突變嵌合率較高或較低時(shí)癥狀多數(shù)比較輕。報(bào)道的3例患兒，突變嵌合度為22%和78%和20%，都處于輕度智力低下水平，其癲癇發(fā)作可能更易控制［9］。2016年報(bào)道的2例患兒嵌合突變度分別為10%和90%，其智力處于邊緣水平及正常水平［6］。LIU等［11］發(fā)現(xiàn)2例無癥狀男性嵌合體，其嵌合突變度分別為4.16%～37.38%，1.27%～19.13%。有的患兒血細(xì)胞中沒有嵌合突變，僅皮膚成纖維細(xì)胞中存在嵌合突變，其癥狀也很重［4］。提示不能完全依靠外周組織中突變嵌合度來推測患兒表型，因?yàn)椴⒉磺宄X組織的突變嵌合度。

本文報(bào)道的患兒使用丙戊酸鈉及托吡酯膠囊目前近4月無發(fā)作，效果尚可，但隨訪時(shí)間尚短，目前可能處于發(fā)作間期。國外研究［25］表明治療PCDH19相關(guān)癲癇氯巴占和溴化鉀有效率較高。國內(nèi)市場尚無氯巴占。國內(nèi)陳奕等［18］報(bào)道丙戊酸鈉有效率65%，左乙拉西坦有效率63%，托吡酯有效率59%，氯硝西泮有效率61.1%，應(yīng)用拉莫三嗪、硝西泮、氯巴占、丙戊酸鎂、唑尼沙胺、苯巴比妥、奧卡西平均有有效病例。癲癇持續(xù)狀態(tài)發(fā)作期最常用的藥物為苯二氮類，激素和生酮飲食也有報(bào)道［23，26］。本例患兒癲癇持續(xù)狀態(tài)發(fā)作時(shí)，使用苯二氮類藥物有效。

PCDH19基因突變的文獻(xiàn)報(bào)道逐漸增多，截至2020年1月HGMD共報(bào)道PCDH19突變類型261種，其中錯(cuò)義突變/無義突變161種（61.7%），微小缺失和插入79種（30.3%），以及其他21種（8%）（剪切位點(diǎn)突變、插入伴缺失及比較少見的大片段缺失等）。但90%以上的突變發(fā)生在第1外顯子，且以新生突變?yōu)橹?。?～6外顯子編碼胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域，只發(fā)現(xiàn)少量截?cái)嗤蛔儯ㄆ唇印⒁拼a、無義突變），但出現(xiàn)在該區(qū)的突變導(dǎo)致胚胎致死性或蛋白無功能，均為致病性突變。已有研究證實(shí)新生突變女性患者中父親可以存在生殖細(xì)胞嵌合突變［11］，故對該疾病進(jìn)行遺傳咨詢時(shí)，應(yīng)充分告知這一點(diǎn)。本例患兒的突變位點(diǎn)為錯(cuò)義突變，目前均未報(bào)道，希望能有實(shí)驗(yàn)室為其做功能性驗(yàn)證。

本文報(bào)道的PCDH19基因相關(guān)癲癇的1例男性患兒，其突變?yōu)槲磮?bào)道的新生突變，拓寬了PCDH19基因突變致病的基因表型譜。并查閱文獻(xiàn)復(fù)習(xí)了PCDH19基因突變男性嵌合體患兒的發(fā)病特點(diǎn)，其癲癇發(fā)作特點(diǎn)和女性雜合體患者相似；精神癥狀和智力障礙發(fā)生率可能比女性雜合患者更高［19］。男性半合子雖無癲癇，也可存在精神癥狀。為臨床診治PCDH19基因突變患兒提供一定的理論依據(jù)。本研究不足之處為樣本量較小，文獻(xiàn)復(fù)習(xí)收集病例僅性染色體為XY型的部分男性嵌合體患者，有可能遺漏，對統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響；為單中心研究；療效判斷過于主觀，缺乏客觀評價(jià)指標(biāo)。未來需行多中心、大數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)化研究，并應(yīng)對男性嵌合體的嵌合率對其表型的影響及突變基因的功能驗(yàn)證進(jìn)行深入研究。

作者貢獻(xiàn)：吳文娟進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，撰寫論文；唐洪俠進(jìn)行研究的實(shí)施與可行性分析；胡進(jìn)通、張曉青進(jìn)行文獻(xiàn)資料收集和整理；李寶廣進(jìn)行結(jié)果的分析與解釋，負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校；李愛霞進(jìn)行論文的修訂；孫素真、吳文娟對文章整體負(fù)責(zé)，監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。