KCNQ2基因新發(fā)突變導(dǎo)致早發(fā)癲癇性腦病1例

曾巧娣，鄒德華，古珊珊，寧 凡，張應(yīng)金，郭潤民，馬國達(dá)，黃潤忠* [.寧夏中衛(wèi)市海原縣人民醫(yī)院檢驗(yàn)科，寧夏海原 75500；.廣東醫(yī)科大學(xué)順德婦女兒童醫(yī)院(佛山市順德區(qū)婦幼保健院)婦幼研究所，.新生兒科；廣東佛山5800]

早發(fā)嬰兒癲癇性腦?。‥OEE）是一種罕見的以頻繁的強(qiáng)直性陣攣和暴發(fā)-抑制腦電圖為特征的早發(fā)癲癇綜合征，可導(dǎo)致嬰兒發(fā)育遲緩、智力障礙，且無法治愈[1]。目前研究證實(shí)多種基因突變與EOEE 的發(fā)病機(jī)制相關(guān)，包括ARX、CDKL5、STXBPl、SLC25A22、SCN1A 等。既往研究認(rèn)為，鉀離子電壓門控通道Q亞家族成員2（KCNQ2）編碼基因只與良性家族性新生兒癲癇相關(guān)，而最近越來越多的證據(jù)表明KCNQ2基因突變也可導(dǎo)致EOEE[2]。KCNQ2基因位于人常染色體20q13.3 區(qū)，編碼鉀離子電壓門控通道Kv7.2亞基[3-4]，該亞基由6 個跨膜區(qū)、1 個孔區(qū)和1 個胞質(zhì)長尾組成[5-6]。目前有關(guān)KCNQ2基因突變的報(bào)道主要是缺失、插入和剪切位點(diǎn)變異，導(dǎo)致KCNQ2蛋白提前終止翻譯或移碼，使該蛋白無法正常表達(dá)并發(fā)揮功能，目前只有很少的跨膜區(qū)和孔區(qū)的錯義突變被報(bào)道。現(xiàn)報(bào)道1 例KCNQ2編碼孔區(qū)的堿基含有錯義突變(c.833T＞C：p.I278T)，其可能是早發(fā)癲癇性腦病的致病因素。

1 病例資料

患兒，女，出生體質(zhì)量4.56 kg，在出生后6 d 因嗆奶后面色紫紺，呼吸急促，且伴有陣攣性抽搐而就診?；純焊改附】担墙H婚配，家族中無癲癇病史。母孕期無異常，該患兒為足月剖腹產(chǎn)。患兒在未發(fā)病時精神反應(yīng)正常。入院第1 天患兒再次出現(xiàn)抽搐，臨床表現(xiàn)為雙眼凝視、雙手握拳、四肢僵直、神志不清，持續(xù)約30 s 后自行緩解，一過性體溫37.8 ℃，之后體溫恢復(fù)正常，發(fā)作頻率每天2～3 次。腦電圖表現(xiàn)出爆發(fā)-抑制模式（圖1a）。給予咪唑安定靜脈滴注治療，患兒呼吸急促緩解，四肢偶有抖動，抽搐發(fā)作頻率降低。入院第10天患兒再次出現(xiàn)抽搐。腦電圖（圖1b）顯示連續(xù)性2～6 Hz 低波幅混合波活動，多棘波，棘慢波發(fā)放，枕區(qū)為主。入院第19 天患兒出現(xiàn)長延時抽搐，腦電圖（圖1c）提示混合多量快波，陣發(fā)性節(jié)律，背景活動不對稱，睡眠-覺醒波形區(qū)別不明顯。進(jìn)一步給予苯巴比妥治療，患兒發(fā)病頻率逐步降低后出院。出院后間隔發(fā)作，數(shù)天1 次，無規(guī)律，癥狀同前。腦部磁共振成像（MRI）、腦脊液檢驗(yàn)、胸部X 片正側(cè)位檢查、尿-便常規(guī)、肝腎功能、電解質(zhì)檢查均未見異常。血清中25-羥基維生素D2＜2.2 mg/L，25-羥基維生素D3 為6.8 mg/L，25-羥基維生素，D2+D3：6.8 mg/L(正常值：≥20 mg/L)?；純貉雠P位四肢肌張力低，追視和追聲反應(yīng)差。Gesell 發(fā)育評估（大動作、精細(xì)動作、適應(yīng)能力、語言、社交行為）結(jié)果顯示：發(fā)育嚴(yán)重落后，綜合得分3.2 分（10 分制），發(fā)育商得分45.56 分（100分制）。

圖1 患兒腦電圖

2 全外顯子基因測序及突變分析

經(jīng)家屬同意后，采集患者及其父母外周血，參照血液DNA 提取試劑盒提取步驟（Qiagen,Germany)，提取白細(xì)胞中基因組DNA，送北京邁基諾醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所進(jìn)行全外顯子測序WES 分析。該檢測使用全外顯子組高通量測序檢測技術(shù)捕獲外顯子，參考人類基因組19（GRCh37/hg19），應(yīng)用變異位點(diǎn)檢測系統(tǒng)進(jìn)行對比分析。

全外顯子基因測序發(fā)現(xiàn)：患兒父母未見KCNQ2基因突變，患兒KCNQ2基因編碼區(qū)第833 位的胸腺嘧啶突變?yōu)榘奏ぃ╟.833T＞C），導(dǎo)致第278 位疏水性異亮氨基酸突變?yōu)橛H水性蘇氨酸（p.I278T）（圖2a），比對氨基酸序列發(fā)現(xiàn)該突變位點(diǎn)位于KCNQ2蛋白的孔區(qū)。對KCNQ2 蛋白氨基酸序列跨物種比對表明，第278 位的異亮氨酸殘基在脊椎動物之間高度保守（圖2b 方框），表明該氨基酸位置的突變可能影響PMM2 蛋白的正常結(jié)構(gòu)和功能（圖2b）。在中國人群數(shù)據(jù)庫和人類外顯子數(shù)據(jù)庫（ExAC）中未發(fā)現(xiàn)該突變，參考人群千人基因組數(shù)據(jù)庫（1 000 Genomes），該突變頻率為0.000189671。對目前已報(bào)道EOEE 病例進(jìn)行復(fù)習(xí)發(fā)現(xiàn)，該錯義突變病例未見報(bào)道。

在Genebank 數(shù)據(jù)庫中下載脊椎動物（Human、Chimpanzee、Rhesus monkey、Domestic cat、House mouse、Norway rat、Chicken、Zebrafish）KCNQ2 蛋白氨基酸序列，經(jīng)Blastp工具比對分析顯示，第278位的異亮氨酸殘基在脊椎動物之間高度保守（圖2b）。根據(jù)ACMG 診斷指南，7 種生物信息學(xué)軟件（Mutation-Taster、Deogen2、PolyPhen-2、Fathmm、MutPred2、PROVEAN、SIFT）分析顯示該突變?yōu)橹虏⊥蛔儯ū?）。

表1 KCNQ 2T883C基因突變的致病性分析

圖2 分析KCNQ2基因錯義突變(T883C)

3 討論

本例患兒因嗆奶后面色紫紺，呼吸急促，伴有陣攣性抽搐等癥狀，提示可能患遺傳代謝病或腦發(fā)育異常，而腦部磁共振成像（MRI）、腦脊液檢驗(yàn)、串聯(lián)質(zhì)譜篩查遺傳代謝性疾病均未見異常?；純喊l(fā)病時動態(tài)腦電圖（aEEG）呈爆發(fā)-抑制模式，該種模式在EOEE患者臨床中多見[7-9]。入院期間給予患兒咪唑安定靜脈滴注治療和苯巴比妥治療，其癲癇癥狀減輕，抽搐發(fā)作頻率降低，初步診斷為家族性良性新生兒癲癇（BFNS）。而在患兒11 月齡后，逐漸表現(xiàn)出生長發(fā)育和智力發(fā)育落后，結(jié)合全外顯子測序結(jié)果，確定該患兒癲癇癥為KCNQ2基因突變所致，最終診斷為EOEE。相比之下，KCNQ2的移碼突變或無意義突變在BFNS 中更為常見[10]。該患兒在出生后1 周內(nèi)發(fā)病，臨床癥狀較輕，有較好的癲癇藥物治療反應(yīng)，但在生長發(fā)育過程中逐漸表現(xiàn)出生長發(fā)育和智力發(fā)育嚴(yán)重落后的癲癇病例非常罕見。

目前認(rèn)為，KCNQ2基因突變導(dǎo)致其編碼的鉀離子電壓門控Kv7.2 亞基與KCNQ3編碼的Kv7.3 亞基無法正常組裝，進(jìn)而干擾了KCNQ鉀離子通道在細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)[11]。該突變導(dǎo)致KCNQ2 蛋白孔區(qū)域第278 位疏水性異亮氨酸突變?yōu)橛H水性蘇氨酸，氨基酸序列跨物種對比表明，異亮氨酸殘基在脊椎動物中高度保守。用MutationTaster 軟件預(yù)測發(fā)現(xiàn)，該突變可能導(dǎo)致KCNQ2 蛋白氨基酸序列第265 位到285 位氨基酸形成位于膜內(nèi)（Intramembrane）的孔結(jié)構(gòu)域（Pore-forming）丟失（表1），可能影響了KCNQ2 蛋白的功能，進(jìn)而影響了Kv7.2 亞基與KCNQ3編碼的Kv7.3 亞基的正常組裝。用DEOGEN2 軟件預(yù)測發(fā)現(xiàn)，該突變?yōu)橛泻Γ―EOGEN score=0.894）。用MutationAssessor、Fathmm、MutPred2、PROVEAN、SIFT 軟件對該突變的致病性進(jìn)行預(yù)測發(fā)現(xiàn)，該突變與疾病相關(guān)。因此推測該位點(diǎn)突變對于KCNQ2的功能具有重要影響。

本研究結(jié)合患者臨床特征、基因測序和生物信息學(xué)技術(shù)分析，明確KCNQ2基因新的突變（c.833T＞C：p.I278T）可能導(dǎo)致EOEE。本研究將在該家系今后的妊娠遺傳檢查中發(fā)揮重要作用，同時豐富了KCNQ2基因突變導(dǎo)致EOEE的臨床資料。