KCNB1基因新發(fā)雜合錯義突變致癲癇性腦病臨床診治

李 斌， 金愛琴， 周 輝

南通大學(xué)附屬醫(yī)院小兒內(nèi)科，南通 226600

發(fā)育和癲癇性腦病(developmental and epileptic encephalopathy, DEE)是指因發(fā)育性腦損傷伴頻繁癇性活動引起的智力倒退和后續(xù)發(fā)育遲緩。DEE作為一種神經(jīng)發(fā)育性疾病，在兒童中較多見。癲癇在智力障礙人群中發(fā)生率較高，為20%～30%，且癲癇發(fā)生率與患者的智力障礙程度密切相關(guān)[1-2]。約16%的癲癇患兒有程度不等的智力損傷[3]。DEE患者臨床表現(xiàn)主要有不同程度的社交行為障礙、認(rèn)知障礙以及運(yùn)動和語言障礙。智力障礙主要為癲癇相關(guān)活動(癲癇發(fā)作和腦電圖異常)所致的腦發(fā)育異常[4]。

神經(jīng)系統(tǒng)興奮性的損傷和調(diào)控與離子通道有關(guān)，其中DEE的發(fā)生可能與離子通道編碼異常有關(guān)[5]，而離子通道的異常與基因突變有關(guān)[6]。有研究[7]發(fā)現(xiàn)，鉀電壓門控通道亞家族B成員1(KCNB1)基因發(fā)生突變，可引起KCNB1編碼的電壓依賴性鉀通道Kv2.1發(fā)生異常，從而導(dǎo)致DEE的發(fā)生。本院近來收治1例KCNB1基因突變的DEE患兒，現(xiàn)報(bào)告其診治經(jīng)過，同時(shí)復(fù)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)，以期提高臨床對精神運(yùn)動發(fā)育遲緩合并癲癇的認(rèn)識。

1 資料與方法

1.1 既往病史 患兒，女性，3歲7月齡，因“反復(fù)驚厥發(fā)作伴精神運(yùn)動發(fā)育遲緩”于2019年9月南通大學(xué)附屬醫(yī)院門診就診?；純?3月齡時(shí)曾因“發(fā)熱2 d，驚厥30 min”于2018年2月某婦幼保健院住院。驚厥發(fā)作時(shí)表現(xiàn)為兩眼上翻，四肢抽搐用力、口周發(fā)紺、意識不清，發(fā)作持續(xù)30 min；病程中有流涕，常規(guī)腦電圖顯示無異常，頭顱MRI未見異常。診斷為上呼吸道感染，熱性驚厥，癲癇持續(xù)狀態(tài)，白細(xì)胞減少癥?；純鹤≡? d后出院，出院時(shí)醫(yī)師建議長程腦電圖，家長未重視；出院后未予以抗癲癇治療，隨后17個月抽搐未發(fā)作?；純?歲6月齡時(shí)因“無熱驚厥1次”于2019年8月再次于該婦幼保健院住院，驚厥發(fā)作時(shí)表現(xiàn)為兩眼凝視、四肢抽搐用力、口周發(fā)紺、意識不清，發(fā)作持續(xù)約1 min。常規(guī)腦電圖：大腦皮質(zhì)中央?yún)^(qū)少量尖波、尖慢波發(fā)放；頭顱MRI未見異常。住院5 d好轉(zhuǎn)出院，未予以抗癲癇治療。2019年9月再次出現(xiàn)無熱驚厥，于南通大學(xué)附屬醫(yī)院進(jìn)一步檢查。

1.2 診治經(jīng)過

1.2.1 常規(guī)診治經(jīng)過 患兒母親G1P1，足月剖宮產(chǎn)，否認(rèn)產(chǎn)傷窒息史，孕期身體欠佳(保胎)，無癲癇家族史?；純荷L發(fā)育落后，5月齡豎頭，10月齡獨(dú)坐，14月齡獨(dú)站，18月齡獨(dú)走；18月齡說話叫人，言語發(fā)育緩慢，與人溝通少，眼神交流少，不喜歡與同齡兒童玩耍。查體：神志清，精神可，無特殊面容，皮膚無異常，心肺腹無異常，肌張力低，肌力5級，腱反射可引出，病理征(-)。實(shí)驗(yàn)室檢查：血常規(guī)、肝腎功能、電解質(zhì)、血糖正常。心電圖無異常。遺傳代謝病篩查：血、尿串聯(lián)質(zhì)譜無異常。生長發(fā)育落后：兒童智能發(fā)育篩查測驗(yàn)(DST)量表中，發(fā)育商(DQ)<49、智力商數(shù)(MI)<49。常規(guī)腦電地形圖：在10%水合氯醛灌腸誘導(dǎo)睡眠狀態(tài)下描記，各區(qū)均為2～5 Hz、約150 μV，負(fù)荷多量低幅快波，伴睡眠紡錘波和頂尖波；兩半球大致對稱。病理波：各區(qū)見多量同步及非同步性3～4 Hz高波幅尖慢、棘慢、多棘慢波單發(fā)、簇發(fā)，前頭部著。腦電地形圖：各區(qū)δ、θ頻帶功率增高。2019年9月30日視頻腦電圖(VEEG)示雙側(cè)額、中央、頂、顳、中央中線區(qū)尖慢波、棘慢波發(fā)放(圖1A)。診斷：癲癇合并DEE；建議抗癲癇治療及康復(fù)訓(xùn)練。抗癲癇治療：左乙拉西坦(LEV)1.5 mL每日2次(LEV 21 mg·kg-1·d-1)?；純喊d癇半年未發(fā)作。2020年4月22日，患兒在患急性上呼吸道感染后又發(fā)作1次，時(shí)間不長，發(fā)作形式改變，表現(xiàn)為眼斜視發(fā)呆、喉中有痰聲、惡心想嘔吐、意識模糊、口周發(fā)紺，無四肢抽搐，持續(xù)約30 s，予LEV逐漸加量至3.0 mL每日2次(LEV 42 mg·kg-1·d-1)，治療后仍反復(fù)發(fā)作，1～2次/周。2020年4月29日復(fù)查VEEG(圖1B)，示雙側(cè)前額、額、中央、頂、顳區(qū)尖慢波、棘慢波發(fā)放。

圖1 患兒治療前后VEEG

1.2.2 基因檢測 為進(jìn)一步明確病因，經(jīng)患兒家屬知情同意及南通大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)(202005004)后，委托明碼(上海)生物科技有限公司行外周血基因Sanger測序。檢測結(jié)果(圖2)：KCNB1基因新生雜合錯義突變，基因位于20號染色體，突變位點(diǎn)為c.904A>G(p.M302V) ，即該位點(diǎn)A(腺嘌呤)突變?yōu)镚(鳥瞟呤)，使M(甲硫氨酸)突變?yōu)閂(纈氨酸)。KCNB1基因是癲癇性腦病26型(早期嬰兒型癲癇性腦病，EIEE)的致病基因。EIEE呈常染色體顯性遺傳，主要表現(xiàn)為頑固性癲癇發(fā)作、神經(jīng)發(fā)育障礙，預(yù)后不良。本例患兒的臨床表現(xiàn)與該突變所致表現(xiàn)相符。Sanger測序未發(fā)現(xiàn)患兒父母基因組該位點(diǎn)存在上述變異，提示該突變?yōu)榛純盒掳l(fā)。

圖2 患兒及其父、母親基因組Sanger測序圖

2 討 論

癲癇按病因發(fā)生可分為遺傳性癲癇和繼發(fā)性癲癇，在兒童癲癇中以遺傳性癲癇較為常見。與遺傳性癲癇發(fā)生相關(guān)的基因主要有2類：離子通道相關(guān)基因和非離子通道相關(guān)基因。其中編碼鉀離子通道的基因在癲癇易感基因中比例較高[8]。鉀通道相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病通常與癲癇有關(guān)[9]。在編碼鉀通道成分的基因中，KCNB1編碼電壓門控鉀通道Kv2.1的α亞基，該亞基由858個氨基酸組成，包含6個跨膜片段(S1～6)，位于質(zhì)膜上。Kv2.1是Kv2復(fù)合體的一個亞單元，包括Kv2.1和Kv2.2。Kv通道的基本結(jié)構(gòu)包括選擇性濾波器、電壓傳感和門控元件，大部分是膜內(nèi)元件。KCNB1在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中表達(dá)，尤其在新皮層和錐體神經(jīng)元樹突中表達(dá)豐富。KCNB1缺失小鼠模型神經(jīng)元過度興奮，且Kv2.1在其海馬神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用[10]。此外，KCNB1基因編碼Kv2.1的孔隙域和電壓感應(yīng)β亞單位，該亞單位在整個大腦中表達(dá)，并在調(diào)節(jié)神經(jīng)元興奮性、促進(jìn)動作電位復(fù)極和神經(jīng)元活動的動態(tài)調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[11]。Kv2.1/KCNB1在大腦的興奮性和抑制性神經(jīng)元中均有表達(dá)，并且在海馬和皮質(zhì)錐體神經(jīng)元中主要作用為延遲整流鉀離子電流的發(fā)生[12]。

Kv2.1可以通過磷酸化調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動，進(jìn)而調(diào)控平衡神經(jīng)元興奮性。KCNB1基因突變常引起神經(jīng)系統(tǒng)性疾病發(fā)生，其突變位點(diǎn)較為廣泛，絕大部分為錯義突變，而且為功能喪失(LOF)突變[13]，且發(fā)生錯義變異的癲癇患者預(yù)后更差[14]。KCNB1基因突變可引起Kv2.1功能降低，且Kv2.1功能下降程度與患者臨床表現(xiàn)的嚴(yán)重程度正相關(guān)。有研究[13]對新雜合子KCNB1突變腦病和神經(jīng)發(fā)育障礙患者進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，錯義突變可能引起靜息膜電位去極化和膜復(fù)極受損，進(jìn)而提高神經(jīng)元興奮性。然而，KCNB1基因突變對神經(jīng)元活動的影響受其他離子通道和分子性質(zhì)等的影響[15]，癲癇患者KCNB1突變頻率仍有待闡明。

遺傳學(xué)研究[11]表明，Kv基因突變(包括KNCQ2、KCNQ3、KCNA2、KCNA1、KCNC1、KCNH1、KCNMA1、HCN2和KCNT1)多與癲癇病相關(guān)，導(dǎo)致的癲癇病嚴(yán)重程度從良性到EIEE不等。OMIM將 KCNB1突變引起的嚴(yán)重癲癇疾病稱為EIEE 26型。EIEE 26型呈常染色體顯性遺傳，一般在1歲內(nèi)發(fā)病，臨床表現(xiàn)為肌張力低下，認(rèn)知發(fā)育遲緩，但認(rèn)知能力可隨年齡的增長提高[16]。KCNB1相關(guān)表現(xiàn)包括嬰兒全身性或局灶性的癲癇發(fā)作，可導(dǎo)致EIEE，包括West、Lennox-Gastaut和Jeavons綜合征?；仡櫺苑治霰砻?，癲癇發(fā)作之前，患兒認(rèn)知和運(yùn)動功能常延遲，并發(fā)展成嚴(yán)重的、持續(xù)的智力損傷。因此，KCNB1突變與彌漫性腦功能不全相關(guān)，包括癲癇發(fā)作、運(yùn)動和認(rèn)知障礙[11]。KCNB1腦病表型不同，如DEE、不伴癲癇的發(fā)育性腦病[15]。KCNB1腦病表型可能與KCNB1離子通道結(jié)構(gòu)域的新生錯義變體以及該結(jié)構(gòu)域或C端功能缺失變體有關(guān)，但蛋白質(zhì)變異類型和位置不完全與疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)[17]。DEE是嚴(yán)重癲癇的一種，特征為兒童期早發(fā)難治性癲癇和發(fā)育停滯。EIEE是DEE的最早形式之一，嬰兒早期表現(xiàn)為癲癇、痙攣頻繁發(fā)作。KCNB1腦病以DEE患者的認(rèn)知損害更嚴(yán)重，而KCNB1腦病患者總體遠(yuǎn)期預(yù)后多較差。KCNB1腦病患兒頭顱MRI常正常，EEG可出現(xiàn)基本正常背景活動上的慢性、廣泛性或多灶性的癲癇波[18]，但均無特異性。

本例患兒KCNB1突變是一種新生雜合錯義突變，突變位點(diǎn)為c.904A>G(p.M302V) 。在人類基因組突變數(shù)據(jù)庫(HGMD)、在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(OMIM)、dbSNP及GenomeAD等數(shù)據(jù)庫檢索，未發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)的相關(guān)報(bào)道，提示不屬于多態(tài)性變化，此次為首次報(bào)告，擴(kuò)充了KCNB1腦病的基因突變譜。應(yīng)用SIFT、Polyphen 2 2種軟件進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果提示該變異可改變蛋白質(zhì)特性，從而影響蛋白質(zhì)功能，為致病性有害變異。本例患兒的臨床表現(xiàn)與KCNB1突變導(dǎo)致的肌張力低下、認(rèn)知發(fā)育遲緩的表現(xiàn)符合，而Sanger測序未發(fā)現(xiàn)父母攜帶上述變異，提示為患兒的新發(fā)變異，推測該突變位于電壓傳感和孔隙域。膜片鉗技術(shù)檢測顯示，Neuro2a細(xì)胞和原代皮層神經(jīng)元上的這種Kv2.1突變體導(dǎo)致的功能異常與以往報(bào)道[11]的Kv2.1突變不同，能抑制產(chǎn)生尖峰間的高幅度電壓，從而不同程度得抑制皮層神經(jīng)元的重復(fù)動作電位(AP)放電。

綜上所述，KCNB1腦病是KCNB1基因突變導(dǎo)致的常染色體顯性遺傳病，患者存在嚴(yán)重的認(rèn)知損害，遠(yuǎn)期預(yù)后較差。對于不明原因智力倒退、運(yùn)動發(fā)育遲滯合并難治性癲癇發(fā)作的患兒，應(yīng)盡早行遺傳學(xué)檢測，以對患兒病情進(jìn)行準(zhǔn)確評估，為精準(zhǔn)治療提供依據(jù)。本例報(bào)告擴(kuò)充了KCNB1腦病的基因突變譜。KCNB1腦病基因突變譜的不斷完善可為產(chǎn)前診斷及遺傳咨詢提供更多內(nèi)容。

利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。