GRIN2B 基因錯義變異致早發(fā)性癲癇性腦病27型1例報告

梅道啟 梅世月, 王瀟娜. 王 媛 陳國洪 楊志曉 陳曉軼 張耀東. 楊秀安

1.鄭州大學附屬兒童醫(yī)院（河南省兒童醫(yī)院 鄭州兒童醫(yī)院）東區(qū)神經內科（河南鄭州 450018）；2.河南省遺傳代謝性疾病重點實驗室 河南省兒童神經發(fā)育工程研究中心（河南鄭州 450018）；3.承德醫(yī)學院基礎醫(yī)學院生物化學教研室（河南承德 067000）

國際抗癲癇聯(lián)盟（international league against epilepsy，ILAE）將癲癇性腦?。╡pileptic encephalopathy）定義為由頻繁癲癇發(fā)作和/或癲癇樣放電造成的慢性進行性神經精神發(fā)育遲滯或倒退、智力低下及語言障礙的一種癲癇綜合征，同時有發(fā)作期與發(fā)作間期腦電圖持續(xù)癇性放電。早發(fā)性癲癇性腦?。╡arly onset epileptic encephalopathy，EOEE）是指新生兒期或嬰兒早期出現的頻繁癲癇發(fā)作，具有早發(fā)性、多種發(fā)作類型和藥物難治性特點，發(fā)作間期腦電圖呈持續(xù)癇性放電，導致患兒腦功能發(fā)育全面遲滯或倒退[1]。EOEE的遺傳學病因通常分為兩大類：離子通道相關基因變異和非離子通道相關基因變異。隨著二代測序技術在臨床上的廣泛應用，目前已報道了977個與癲癇相關的基因，多數癲癇易感基因為離子通道相關基因。甲基-D-天冬氨酸離子能谷氨酸受體亞基2B（glutamate ionotropic receptor NMDA type subunit 2B，GRIN2B）基因位于染色體12 p 13 區(qū)域，編碼N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體2 B 蛋白，在大腦皮質、海馬和邊緣前腦顯著表達[2]，與EOEE 27型相關（OMIM：616139），故其變異所致疾病又稱發(fā)育性癲癇性腦病27型，后者多為常染色體顯性遺傳，以新生錯義變異為主，患病率尚不清楚。迄今為止，國外至少報道了100例GRIN2B基因相關的神經發(fā)育障礙病例，國內尚無相關癲癇病例報道。本文分析1例發(fā)生GRN2B基因新生錯義變異的EOEE患兒的臨床資料，總結其臨床表型、腦電圖及影像學、基因及分子遺傳學特征，以提高臨床醫(yī)師對該病的認識。

1 臨床資料

患兒為12 月齡女童，漢族，因間斷性抽搐42天就診于鄭州大學附屬兒童醫(yī)院東區(qū)神經內科。G2P2，足月順產，出生體質量3.7 kg，Apgar評分10 分，出生前無宮內缺氧及胎兒窘迫病史。無相關遺傳病家族史。患兒生后第2 天起病，表現為左上肢抖動，持續(xù)30～40 s自行緩解，3～5次/d，無面色發(fā)紺、口吐白沫、大小便失禁，當地醫(yī)院予苯巴比妥（15 mg/d，分2 次）口服無效。生后18 天患兒出現清醒期雙眼向左側凝視、左側面部肌肉抽動、左上肢陣攣，伴哭鬧、發(fā)紺，持續(xù)1～5 min自行緩解，1、2 次/d，于當地醫(yī)院住院，繼續(xù)口服苯巴比妥15 mg/d，同時加用左乙拉西坦口服液（0.4 mL/d，bid）。生后第23 天起清醒及睡眠期癲癇發(fā)作頻繁，短則3～5 min、長則半小時發(fā)作1次，24小時達100余次，左乙拉西坦逐漸加至 1.6 mL/d（1天2次）抽搐仍不能控制，予加用丙戊酸鈉溶液（2.4 mL/d，bid），發(fā)作有所減輕。出生后第42天患兒仍有抽搐發(fā)作，遂轉至本院。入院時患兒有兩種癲癇發(fā)作形式：①痙攣發(fā)作，表現為雙上肢屈曲、內收，伴或不伴點頭，每次10余下成串或單下發(fā)作，持續(xù)30 s至1 min自行緩解，緩解后哭鬧；②局灶性發(fā)作伴泛化，表現為雙眼左斜5～10 s，左下肢強直，繼之右側肢體屈曲抖動，伴意識障礙，每小時10余次，間隔3～5 min發(fā)作1次。父母均體健，非近親結婚；哥哥出生時有缺氧缺血性腦病，1歲前予康復治療，現7歲，學習成績一般，韋氏智力測試IQ 70分（正常值＞90分）?；純喝朐簳r體格檢查：體質量5 kg，頭圍36 cm，身長55 cm，追聽、追視欠佳；前囟平軟，張力正常，直徑為1.5 cm×2.0 cm，全身皮膚無牛奶咖啡斑及色素脫失斑，頸軟，心肺無異常；顱神經檢查無異常，四肢肌肉無萎縮，四肢肌力、肌張力低下，病理征陽性。

患兒主要實驗室檢查顯示，血生化、血氨、乳酸、丙酮酸、銅藍蛋白、同型半胱氨酸均無異常，甲狀腺功能無異常，血、尿遺傳代謝病篩查無異常。心臟彩超示卵圓孔未閉，左室心內膜回聲稍強。未行相關腦組織及器官病理檢查。

為進一步明確患兒病因，經醫(yī)院倫理委員會審核通過，患兒父母簽署知情同意書后，采集先證者及其父母、哥哥全血各2 mL，乙二胺四乙酸抗凝，送往本院遺傳代謝重點實驗室及北京智因東方行拷貝數變異及全外顯子基因測序（WES）。結果顯示，患兒染色體核型及拷貝數變異分析未見異常。GRIN 2 B基因13號外顯子發(fā)生雜合錯義變異，(NM_000834)：c.2635 G＞A(p.Glu 879 Lys)；父親、母親、哥哥一代Sanger家系測序驗證均為野生型（圖1）。該變異c.2635G＞A(p.Glu879Lys)為新生變異（de novo），符合強致病證據PS 2；該變異位于變異熱點和/或位于已知無良性變異的關鍵功能區(qū)域，符合中等致病證據等級1（PM1）；在dbSNP、ESP數據庫、千人基因組數據庫及ExAC 數據庫中未見收錄，符合中等致病證據PM2；Polyphen2和Mutation Taster等多種軟件預測其可能為有害變異，符合支持致病證據PP3。根據2015年《ACMG遺傳變異分類標準與指南》[3]，參考HGMD Pro、PubMed、ClinVar數據庫，c.2635G＞A變異的致病性尚未見文獻報道，該變異級別為PS2+PM1+PM2+PP3，評定為可能致病變異。

圖1 GRIN2B 基因測序圖

入院后根據患兒的臨床特點、腦電圖、頭顱影像學表現明確診斷為EOEE，結合基因檢查結果，考慮為GRIN2B基因變異所致EOEE。應用咪達唑侖1周，維生素B6提高驚厥閾值，逐漸停用苯巴比妥、左乙拉西坦，丙戊酸鈉減量；應用托吡酯1月余，由1 mg/(kg·d)逐漸加量至5 mg/(kg·d)，仍不能完全控制發(fā)作；加用奧卡西平口服，劑量由10 mg/(kg·d)逐漸加至30 mg/(kg·d)，聯(lián)合抗癲癇治療4個月，患兒6個月時癲癇發(fā)作逐漸控制（圖2）。

圖2 患兒診療時間軸

患兒出院后每月隨訪1 次，同時進行康復功能訓練，發(fā)育較正常同齡兒落后，3月齡抬頭，不穩(wěn)；5月齡能翻身；8月齡才會獨坐，不能爬行；12月齡稍能扶站，但不穩(wěn)，不能行走。出院后無癲癇發(fā)作，腦電圖未見異常放電。2月齡長程視頻腦電圖（VEEG）示醒-睡各期均有多灶性尖波、棘波發(fā)放；4 月齡時VEEG示睡眠期右側額葉、中央區(qū)尖波、棘慢波發(fā)放伴泛化累及全導（圖3）；8及12月齡VEEG均正常。8月齡復查頭顱磁共振成像（MRI）示雙側額部蛛網膜下腔增寬（圖4）。12月齡時體格檢查：體質量8 kg，頭圍47 cm，身長65 cm（＜P3）；前囟未閉，全身皮膚無牛奶咖啡斑及色素脫失斑，頸軟，心肺無異常；顱神經檢查無異常；四肢肌肉無萎縮，四肢肌力、肌張力低下，病理征均陰性。12月齡Gesell神經發(fā)育量表評估示：大運動功能相當于6月齡，精細動作相當于6 月齡，語言功能相當于7 月齡，適應能力相當于6月齡，社會行為相當于5月齡，總發(fā)育商（DQ）為52分（正常80～100分）。

圖3 患兒VEEG 檢查結果

圖4 患兒8 月齡頭顱MRI 檢查結果

2 討論

EOEE 包括新生兒期發(fā)病的早期肌陣攣癲癇性腦病、嬰兒游走性部分性發(fā)作、大田原綜合征、嬰兒痙攣、嬰兒嚴重肌陣攣性癲癇（Dravet綜合征）、維生素B6依賴性腦病等疾病，具有早發(fā)性、發(fā)作形式多樣、難治性癲癇、精神運動發(fā)育落后及嚴重腦電圖異常放電特征[4]。EOEE病因目前不完全明確，主要與神經遞質釋放及合成，突觸修剪和發(fā)生，神經元分化、遷移，膜受體、膜轉運體的結構和功能相關的多個基因變異有關[5]。目前癲癇遺傳學病因研究主要集中在離子通道基因上，一些非離子通道基因也與EOEE神經系統(tǒng)發(fā)育有關，從而導致EOEE的發(fā)病機制不盡相同[6]。

本研究在1例女性E O E E 患兒體內檢測到GRIN2B基因的13號外顯子上存在一處新生雜合錯義變異，(NM_000834)：c.2635G＞A(p.Glu879Lys)，經過WES 數據的分析篩選，未發(fā)現其他與患兒臨床表型相關的變異基因。該基因變異根據2015 年《ACMG遺傳變異分類標準與指南》被評定為可能致病變異[3]?；純焊改阁w健，哥哥智力稍低下，均無癲癇發(fā)作，在此位點上的基因型均表現為野生型，表明該變異在此家系中符合家系共分離，提示其為新生位點的錯義變異，結合患兒的臨床特點和基因突變家系分析，推測該變異為本病可能性遺傳學病因，根據患兒的臨床特征可診斷為EOEE 27型（OMIM：616139）。本例患兒GRIN 2 B基因發(fā)生雜合變異(NM_000834)：c.2635G＞A(p.Glu879Lys)，國內、外文獻尚無該位點變異的報道。

GRIN基因家族編碼3 類NMDA 受體亞基：結合2個甘氨酸的GluN1（GRIN1的產物）亞基、結合2個谷氨酸的GluN2（GRIN2A、GRIN2B、GRIN2C和GRIN 2 D）亞基的雙異四聚體或三異四聚體和結合甘氨酸的GluN 3（GRIN 3 A 和GRIN 3 B），NMDA受體由甘氨酸結合GluN1亞基和谷氨酸結合GluN2構成。NMDA受體至少可以分為3個家族，其命名基于對GRIA、GRIK 產生的選擇性受體激動劑AMPA以及NMDA 的GRIN基因。NMDA 受體為離子型谷氨酸受體，是大腦中表達的配體門控離子通道，介導興奮性神經傳遞Ca2+釋放，通過NMDA 受體發(fā)出的信號在大腦發(fā)育、學習、記憶和其他更高的認知功能中起重要作用。GluN1亞基在整個中樞神經系統(tǒng)中表達，而GluN 2（A-D）亞基的4 個亞型具有不同的時空表達模式，由GRIN 2 B編碼的GluN 2 B亞基在產前得到高度表達，并且在出生后大部分腦部表達水平開始下降；GluN 2 B 出生后表達逐漸限制于前腦[7]。含有GRIN 2 B亞基的NMDA 受體具有如下特點：①對Ca2+有高度通透性；②僅在谷氨酸和甘氨酸共同存在的情況下才能有效激活；③能被Zn2+及GRIN 2 B的非競爭性拮抗劑所阻斷。

GRIN2B基因位于12p13.1區(qū)域，為離子型谷氨酸鹽受體的NMDA 亞基2 B 基因（GRIN 2 B），在ClinVar、HGMD數據庫中均有收錄，由1 484個氨基酸組成，包含1個氨基末端結構域、2個配體結合結構域（S1和S2）、4個跨膜結構域（M1～M4）和1個C 末端結構域，致病性錯義變體聚集在配體結合結構域S1和S2以及跨膜結構域M1～M4內或相鄰區(qū)域[8]。GRIN2B為長度約400 kb的基因組DNA，包含13個外顯子（轉錄NM_000834.4），在基因變異致病性中多為新發(fā)錯義變異，較少為無義及移碼變異。鑒于GRIN2B在控制NMDA受體功能中的重要作用，GRIN2B亞基表達或功能變異的相關破壞可能會導致多種神經發(fā)育表型，GRIN 2 B亞基表達在突觸回路的可塑性、細胞遷移、分化和神經興奮性傳遞形成過程中均起重要作用[7]。

GRIN 2 B基因關聯(lián)的疾病是嬰兒EOEE 27型（OMIM：616139），主要臨床表型為多種神經發(fā)育障礙，包括難治性癲癇發(fā)作、癲癇持續(xù)狀態(tài)、發(fā)育遲緩/智力障礙、自閉癥譜系障礙、注意力缺陷多動障礙、小頭畸形、全面性發(fā)育遲緩、共濟失調、肌張力異常（痙攣和/或肌張力低下，有時與進食困難有關）、運動障礙及視覺障礙。腦電圖提示多種異常放電，頭顱MRI 示腦部皮質發(fā)育畸形，對多種抗癲癇藥物療效差。有研究表明，NMDA 受體GRIN 2 B 亞基過度激活是癲癇發(fā)作的一個重要原因[9-10]。

影響N M D A R 功能和表達，從而編碼人類GluN 2 B（NP_000825）基因變異可引起包括癲癇發(fā)作、智力障礙、發(fā)育遲緩、肌張力減退/肌張力增高、自閉癥和/或言語障礙等表型[11]，文獻報道該基因的臨床表型還包括帕金森病。因本患兒年齡較小，目前不能行走，需要繼續(xù)長期隨訪觀察。相關研究通過外顯子基因檢查報道GRIN2B相關的神經發(fā)育障礙患兒中，較常見的為癲癇發(fā)作以及自閉癥譜系障礙和自閉癥樣行為，其中癲癇發(fā)作多為全面性、局灶性和/或癲癇性痙攣，部分為多種癲癇發(fā)作類型[12]。

發(fā)育延遲/智力障礙多為輕、中度改變，同時也包括小頭畸形、肌張力障礙、運動障礙或舞蹈樣運動障礙、皮質視覺障礙。嬰幼兒頭顱MRI 顯示蛛網膜下腔增寬，部分為皮質發(fā)育不良、基底節(jié)異常及海馬發(fā)育不良等改變。研究報道，GRIN 2 B基因致病雜合變異類型和智力障礙有一定相關性[6,8]，其中無義或移碼變異傾向于表現為輕度或中度智力障礙，而致病性錯義變異可表現為嚴重的智力障礙，GRIN2B相關神經發(fā)育障礙的外顯率被認為是100%。本例患兒利用核心家系全外顯子組測序，檢測到GRIN 2 B基因(NM_000834)：c.2635G＞A(p.Glu879Lys)變異為新生錯義雜合變異，結合臨床表型特點及基因致病等級，明確診斷為EOEE，該變異被評定為可能致病變異，但具體的分子機制還有待進一步蛋白功能驗證。

GRIN 2 A基因的變異體通常與癲癇表型相關，但GRIN 2 B基因的變異體通常存在于神經發(fā)育障礙患兒中。GRIN 2 B基因變異引起的早期癲癇性腦病相對罕見。查閱文獻，國內尚未發(fā)現NMDA 受體GRIN 2 B亞基基因與癲癇相關性的報道。本例患兒起病較早，抽搐頻繁，發(fā)作形式初為局灶性發(fā)作、陣攣發(fā)作，后演變?yōu)榀d攣發(fā)作、局灶性發(fā)作繼發(fā)全面性發(fā)作，伴輕度精神運動發(fā)育遲緩，腦電圖表現為多種放電形式。國外文獻報道，該基因導致早期癲癇性腦病，對多種抗癲癇藥物療效較差，GRIN2B基因的部分錯義變異導致有蛋白結構的功能獲得或功能喪失，其中對功能獲得類型應用NMDA受體阻滯劑（如美金剛、拉普洛地爾）治療有效[13-14]。目前無相關治療的藥物臨床試驗研究，而本病例對丙戊酸鈉、苯巴比妥、左乙拉西坦等抗癲癇藥物療效差，后應用奧卡西平、托吡酯聯(lián)合治療癥狀逐漸得到控制，治療后無發(fā)作，復查腦電圖異常放電消失。其中難治性癲癇發(fā)作、發(fā)育遲緩/智力障礙等部分臨床癥狀與國外報道相一致[8]，其余小頭畸形、肌張力障礙表現暫不明顯，不排除年齡較小所致的臨床表型輕微的可能，需進一步長期隨訪。

綜上所述，EOEE 主要的臨床表現為頻繁難治的發(fā)作、精神運動發(fā)育遲緩伴共濟失調、自閉癥譜系障礙、注意力缺陷/多動障礙、小頭畸形、視覺障礙，MRI示髓鞘發(fā)育不良或額顳部蛛網膜下腔增寬，腦電圖表現為多種異常放電形式，對多種抗癲癇藥物療效差。因該病臨床表型多樣，輕重不一，診斷相對困難，預后較差，嚴重者可致患兒死亡。對臨床上病因不明的EOEE 患兒，可盡早行全外顯子或癲癇相關基因檢測以明確診斷，可對治療及遺傳咨詢提供幫助，能夠更好地判斷預后。由于本研究僅報道1例家系EOEE 患兒，存在一定局限性，通過基因測序發(fā)現有GRIN2B基因新生錯義突變，而c.2635G＞A(p.Glu879Lys)是患兒可能的病因，尚需較多樣本病例及多家系研究進一步探索該病的遺傳機制及診治經驗。