DEPDC5基因相關(guān)癲癇家系的臨床及遺傳學(xué)特征分析

陳敏，羅強

（鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 兒科，河南 鄭州 450000）

DEPDC5突變是家族性局灶性癲癇最常見的病因之一，與各種局灶性癲癇表型相關(guān)，范圍從非損傷性家族性局灶性癲癇到畸形相關(guān)的局灶性癲癇綜合征，主要包括家族性局灶性癲癇伴可變灶（familial focal epilepsy with variable foci，F(xiàn)FEVF）、常染色體顯性夜間額葉癲癇（autosomal dominant nocturnal frontal lobe epilepsy，ADNFLE）［最近更名為睡眠相關(guān)過度運動性癲癇（sleep-related hypermotor epilepsy，SHE）］、家族性顳葉癲癇（familial temporal lobe epilepsy，F(xiàn)TLE）（包括內(nèi)側(cè)和外側(cè)型）、未分類的兒童局灶性癲癇、良性癲癇伴中央顳棘波（benign epilepsy with centro-temporal spikes，BECTS）和嬰兒痙攣［1-2］。無癥狀攜帶者在DEPDC5突變相關(guān)家族中也很常見［3］。目前與DEPDC5中致病變異體相關(guān)的表型范圍很廣，并在繼續(xù)擴大。最近的研究顯示，局灶性癲癇伴熱性驚厥及全面性癲癇伴熱性驚厥附加癥也是DEPDC5基因的一種突變表型［4］。DEPDC5突變所致腦結(jié)構(gòu)功能成像異常主要包括廣泛大腦皮質(zhì)發(fā)育畸形、局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良、巨腦回及多腦回畸形等［5］，其次也包括一些溝底發(fā)育不良和局灶性帶狀灰質(zhì)異位［6］。本文通過回顧分析3例與DEPDC5基因突變相關(guān)的癲癇家系的臨床表現(xiàn)、腦電圖、頭顱影像學(xué)及基因檢測結(jié)果，為DEPDC5基因相關(guān)癲癇的臨床早期診斷及預(yù)后評估提供參考，豐富DEPDC5基因變異譜，同時提示DEPDC5突變具有不完全外顯、個體臨床表現(xiàn)差異大的特點。

1 資料與方法

1.1 一般資料對2017—2021年就診于鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科的3例與DEPDC5基因突變相關(guān)的癲癇患兒的臨床表現(xiàn)特點及基因突變特征進(jìn)行分析。主要依據(jù)患者臨床表現(xiàn)、家族史、頭顱影像學(xué)、腦電圖及基因檢測結(jié)果確診。

1.2 研究方法收集3例患兒的臨床表現(xiàn)、實驗室檢查、頭顱磁共振及腦電圖結(jié)果。采集患兒的靜脈血標(biāo)本進(jìn)行全外顯子高通量測序，然后用Sanger測序法對患兒及其家系成員DEPDC5基因的突變位點進(jìn)行驗證。檢索基因組聚合數(shù)據(jù)庫（genome aggregation database，gnomAD）、千人數(shù)據(jù)庫及外顯子組整合（the exom aggregation consortrium，ExAC）數(shù)據(jù)庫排除正常變異的可能性。檢索人類基因突變數(shù)據(jù)庫（human gene mutation database，HGMD）判斷患兒基因突變結(jié)果是否為新發(fā)突變。篩選后的突變位點通過蛋白質(zhì)預(yù)測軟件Mutation Taster、SIFT及PolyPhen預(yù)測后參照美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)和基因組學(xué)會（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）評級指南［7］判定其致病性。

2 結(jié)果

2.1 臨床表現(xiàn)3例患者中有2例男性患兒，1例女性患兒。起病年齡為3月齡至6歲，平均3.4歲。3例患者的癲癇發(fā)作形式各不相同。A患兒癲癇發(fā)作初始表現(xiàn)為失神發(fā)作，后逐漸演變?yōu)橐归g局灶性發(fā)作；B患兒表現(xiàn)為單純局灶性發(fā)作；C患兒表現(xiàn)為全面強直-陣攣發(fā)作。

2.2 家族史A患兒母親有癲癇家族史，余2例均無明顯家族史。

2.3 實驗室及影像學(xué)資料3例患兒的血氨、乳酸及血生化結(jié)果均未見異常。有1例存在頭顱影像學(xué)異常，A患兒頭顱磁共振提示帶狀灰質(zhì)異位，閉唇性腦裂畸形；B、C患兒磁共振未見異常。3例患兒中有2例腦電圖提示有間期的癲癇樣放電，A患兒在間期及發(fā)作期均未檢測到明顯的癲癇樣放電。

2.4 基因測序結(jié)果

2.4.1家系全外顯子測序結(jié)果 A患兒DEPDC5基因上存在一處雜合變異c.3743G＞A（p.Trp1248Ter），該變異導(dǎo)致第1 248號氨基酸由色氨酸變成終止密碼子，為無義突變。B患兒DEPDC5基因存在一處雜合變異c.2570del，此序列變化導(dǎo)致DEPDC5基因第2 570位核苷酸發(fā)生缺失，導(dǎo)致第857號氨基酸由甘氨酸變?yōu)楸彼幔蚁掠蔚?號氨基酸變?yōu)榻K止密碼子（p.Gly857AlafsTer7），為移碼突變。C患兒DEPDC5基因存在一處雜合變異c.2273A＞G，此序列變化導(dǎo)致第758 號密碼子由酪氨酸轉(zhuǎn)換為半胱氨酸（p.Yyr758Cys），該變異為錯義突變。

2.4.2 Sanger驗證結(jié)果 3例患兒的Sanger測序結(jié)果與全外顯子測序結(jié)果一致。經(jīng)家系驗證分析，A患兒的母親在相應(yīng)位點存在相同突變，其父親及1弟在該位點為野生型，提示該變異為母源性。B患兒父母雙方的此突變位點均為野生型，提示此突變位點為新生突變。C患兒及其父親存在同一錯義突變，其母親此位點為野生型，提示突變?yōu)楦冈葱浴?/p>

圖1 家系全外顯子測序及Sanger驗證圖

圖1（續(xù)）

2.4.3 突變位點分析結(jié)果 3個家系共發(fā)現(xiàn)3個新發(fā)DEPDC5基因點突變，Sanger測序驗證結(jié)果與二代基因檢測結(jié)果一致。到目前為止，以上3種變異在臨床基因數(shù)據(jù)庫中未見報道，在gnomAD數(shù)據(jù)庫、ExAC數(shù)據(jù)庫正常人群中均未發(fā)現(xiàn)，HGMD中無文獻(xiàn)報道此3處變異。A患兒及母親變異為無義突變，導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn)，在生物信息學(xué)可導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能發(fā)生缺失性改變，進(jìn)而導(dǎo)致功能性不足。Mutation Taster分析結(jié)果為：很可能致病。參照ACMG評級為可能致病性突變。B患兒為移碼突變，致下游的終止密碼子提前出現(xiàn)，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能發(fā)生缺失性改變。ACMG評級為致病性改變。C患兒及其父存在的錯義突變經(jīng)過蛋白質(zhì)預(yù)測軟件SIFT預(yù)測為致病突變，經(jīng)PolyPhen預(yù)測為可能致病。此變異被ACMG歸類為意義不明確的突變。

2.5 治療及預(yù)后A、B兩患兒現(xiàn)用2種抗癲癇藥物聯(lián)合治療，仍未完全控制發(fā)作。暫未見明顯智力發(fā)育落后及精神神經(jīng)發(fā)育異常表現(xiàn)。C患兒已停用抗癲癇藥物1 a，無發(fā)作，治療期間曾出現(xiàn)多動障礙，給予精神疏導(dǎo)及藥物治療后癥狀好轉(zhuǎn)。

3 討論

局灶性癲癇主要由大腦局部異常放電引起。已發(fā)現(xiàn)多種基因可通過影響腦內(nèi)神經(jīng)元信號傳導(dǎo)通路來引起局灶性癲癇發(fā)作。DEPDC5就是主要基因之一，此基因位于22號染色體長臂22q12.2-q12.3，其編碼的1 604個氨基酸與NPRL2及NPRL3基因共同組成Gator1復(fù)合物，負(fù)向調(diào)節(jié)哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物（mammalian target of rapamycin complex，mTORC）通路［1］。mTORC由mTORC1和mTORC2組成，具有絲氨酸及蘇氨酸激酶活性，對下游網(wǎng)絡(luò)蛋白進(jìn)行磷酸化，從而調(diào)節(jié)重要的細(xì)胞功能，如蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞生長及遷徙和分化等［8］。mTOR通路的調(diào)控障礙與皮質(zhì)發(fā)育畸形有關(guān)，如局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良和半腦畸形。DEPDC5功能障礙會導(dǎo)致mTORC1信號通路激活，導(dǎo)致神經(jīng)元形態(tài)異常、皮質(zhì)層狀結(jié)構(gòu)異常、皮質(zhì)神經(jīng)元過度興奮，最終導(dǎo)致臨床癲癇發(fā)作［8］。

目前發(fā)現(xiàn)DEPDC5有多個致病性變異位點，突變方式主要包括無義突變、錯義突變、剪接位點突變、片段缺失突變等，致病方式為常染色體顯性遺傳［1］。在DEPDC5相關(guān)遺傳性局灶性癲癇中，52%的患者為無義突變，20.8%的患者為錯義突變，14.2%的患者為剪接位點突變［9］。相關(guān)病例以功能缺失性改變?yōu)橹?，突變多為雜合突變，提示單體型不足是DEPDC5突變體的主要致病機制。本研究3例患者中有2例為功能缺失性突變，具有明確的致病性。先證者C為錯義突變，ACMG評級為意義不明確的突變，而多種蛋白質(zhì)預(yù)測軟件分析均為有害突變，由此可推斷其致病性。患兒發(fā)作為單純?nèi)嫘詮娭标嚁伆l(fā)作，既往報道DEPDC5相關(guān)癲癇多為局灶性及多發(fā)性癲癇［1］，在此推測單純?nèi)嫘园d癇發(fā)作可能是DEPDC5突變體的一種臨床表型。

DEPDC5相關(guān)癲癇患者具有臨床表現(xiàn)異質(zhì)性強、外顯不全的特點。臨床表型譜可從無癥狀攜帶者到非損傷性局灶性癲癇，再到局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良及其他腦部發(fā)育畸形病變。有報道稱，腦部病變僅發(fā)生在腦組織遭受二次打擊的體細(xì)胞突變者中，即DEPDC5中的種系和體細(xì)胞變異體導(dǎo)致DEPDC5的雙等位基因同時失活才會出現(xiàn)腦部結(jié)構(gòu)異常［10］，且體細(xì)胞的突變負(fù)荷與腦畸形的程度呈正相關(guān)。如果體細(xì)胞突變發(fā)生在皮質(zhì)發(fā)育早期，則病變范圍會更廣［11］。A患兒存在帶狀灰質(zhì)異位合并腦裂畸形，推測腦神經(jīng)元在皮質(zhì)發(fā)育期發(fā)生了二次突變。母親有相同的突變位點，影像學(xué)未見明顯異常。結(jié)合兩人癲癇發(fā)作類型不同，綜合分析可診斷為FFEVF。先證者多次行視頻腦電圖均未檢測到癲癇樣放電?，F(xiàn)主要考慮以下幾種因素：由于大腦各區(qū)域的興奮閾值存在差異，某些區(qū)域可能對癲癇易感性差；存在癲癇病灶隱匿的可能，故無法檢測到明確的腦電變化；考慮發(fā)作期腦電圖可能被某些肌電或其他偽差所掩蓋而難以分析［12］。B患兒為自發(fā)突變，行磁共振未見異常，由于部分影像學(xué)結(jié)果正常的個體可能存在常規(guī)成像無法檢測到的鏡下細(xì)微皮質(zhì)病變，通過組織病理學(xué)分析才能確診［6］。其次考慮患兒年齡尚小，病程尚短，故無法排除腦結(jié)構(gòu)異常的可能。隨患兒年齡增長，應(yīng)動態(tài)觀察其頭顱影像學(xué)的變化。C家系父親與先證者有相同的突變位點，無臨床表現(xiàn)，考慮外顯不全，也不排除有未被發(fā)現(xiàn)的細(xì)微臨床表現(xiàn)的可能。此突變在其家族中的外顯率約為50%，與既往報道的DEPD5雜合突變的外顯率從50% ～82%不等［6］相符。

另外，DEPDC5相關(guān)癲癇患者更易出現(xiàn)難治性癲癇及智力發(fā)育障礙、自閉癥、注意缺陷多動障礙等神經(jīng)精神發(fā)育障礙的問題［10］，其中有超50%的患者為藥物難治性癲癇［13］。本研究中A、B患兒均未控制發(fā)作，發(fā)展為難治性癲癇的可能性較大，后期應(yīng)及時調(diào)整治療方案。注意缺陷多動障礙是致病性DEPDC5個體中最常見的精神病學(xué)合并癥［14］。本研究中C患兒癲癇治療過程中出現(xiàn)多動障礙，主要表現(xiàn)為性格沖動、脾氣暴躁以及上課注意力不集中、小動作多和學(xué)習(xí)成績差等。給予積極心理及藥物干預(yù)治療后，定期隨訪1 a，患兒多動、注意力缺陷及學(xué)習(xí)成績等較前明顯改善。A、B兩例患兒暫未表現(xiàn)精神神經(jīng)運動發(fā)育障礙，現(xiàn)仍在隨訪中。

DEPDC5相關(guān)癲癇的治療方案因其臨床表型復(fù)雜而差異較大。部分患者臨床表型較輕，可通過口服抗癲癇藥物得到有效控制。對于難治性癲癇且合并腦部結(jié)構(gòu)異常的患者，多可通過手術(shù)切除相關(guān)病灶使癲癇發(fā)作得到控制［15］。對無明確腦部結(jié)構(gòu)病變的難治性癲癇的治療仍是一項難題。體外試驗表明，經(jīng)過mTOR抑制劑雷帕霉素治療后，DEPDC5雜合突變患者增大的神經(jīng)祖細(xì)胞及神經(jīng)元細(xì)胞體積變小，增強的mTORC1信號得到負(fù)向調(diào)節(jié)，且正常細(xì)胞完全不受影響［16］。目前應(yīng)用mTOR抑制劑治療Gator相關(guān)難治性癲癇的臨床試驗較少，其效果及安全 性 有 待 進(jìn) 一 步 驗 證［15］。mTOR 抑 制 劑 作 為DEPDC5相關(guān)難治性癲癇的靶向治療有望成為未來研究的重點突破方向。

綜上，本研究共發(fā)現(xiàn)3個新發(fā)致病性DEPDC5變異位點，其中1例為自發(fā)突變，豐富了DEPDC5突變譜。DEPDC5突變個體存在臨床異質(zhì)性強、外顯不全的特點，基因檢測作為一種重要的檢測手段，對DEPDC5突變所致癲癇患兒的早期診斷、治療及預(yù)后判斷具有重要價值。