PCDH19 相關癲癇綜合征的研究進展

沈裕，高峰

Protocadherin 19（PCDH19）基因突變最早由Dibbens等[1]于2008 年在一癲癇伴智力低下的家系中報道，患者僅限于女性，也稱之為僅限于女性的癲癇伴智力低下（EFMR）。近年來有文獻報道了PCDH19 基因嵌合突變的男性患者[2]。PCDH19-相關癲癇綜合征作為一種特殊的X 連鎖遺傳性癲癇，通常于嬰兒及兒童早期發(fā)病。本文就近年來PCDH19 相關癲癇綜合征的分子機制、臨床特點及治療的進展進行綜述。

1 PCDH19 的結(jié)構(gòu)及功能

PCDH19 基因位于Xq22.1 上，有6個外顯子，其中1 號外顯子最大，編碼6個鈣粘蛋白（EC）重復結(jié)構(gòu)，形成PCDH19 蛋白的整個胞外段，而其余5個外顯子則相繼編碼跨膜結(jié)構(gòu)及細胞內(nèi)的2 個保守基序（CM）[3-4]。查閱人類基因突變數(shù)據(jù)庫（HGMD），發(fā)現(xiàn)90%以上的PCDH19 基因突變發(fā)生在1 號外顯子，且以新生突變?yōu)橹鱗5]。HGMD 目前共報道了314 個PCDH19 基因突變，包含多種突變類型，其中c.1019A ＞G（p.Asn340Ser）突變是最常見的錯義突變[6]。截止目前，全球共報道了16 例男性PCDH19 嵌合體患者，均為新生突變[7-9]，其基因型和突變位置分布與女性患者基本一致。PCDH19 基因編碼由1148 個氨基酸組成的原鈣粘蛋白19，屬鈣粘蛋白超家族2-原鈣粘蛋白成員之一。在空間上，PCDH19 在腎、肺和氣管等器官中均有表達，但在神經(jīng)系統(tǒng)中表達最高，包括腦室下區(qū)、中間區(qū)、亞板、大腦皮層的特定層（第二、第四、第五和第六層）、海馬和海馬下托[10-13]；在時間上，PCDH19 在發(fā)育期胚胎和成年期均表達于神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞，其主要通過胞外EC 結(jié)構(gòu)域的同種親和性結(jié)合介導鈣依賴性細胞間黏附。神經(jīng)結(jié)構(gòu)和神經(jīng)元連接的正確發(fā)展需要有效的細胞間相互作用，而原鈣粘蛋白的改變可能導致早期腦形態(tài)發(fā)生的嚴重破壞。有研究提出了PCDH19 在神經(jīng)元祖細胞增殖、神經(jīng)元回路的形成和神經(jīng)元活動的調(diào)節(jié)、連接中都發(fā)揮著作用[14]。Homan 等[15]則利用患者來源的誘導多能干細胞（hiPSC）進行體外實驗，發(fā)現(xiàn)PCDH19 蛋白功能喪失，可提前或加速神經(jīng)發(fā)生。但PCDH19 突變?nèi)绾螌е掳d癇的發(fā)生機制尚未完全清楚。

2 遺傳方式及可能的致病機制

PCDH19 相關癲癇綜合征是一種特殊的X 連鎖遺傳模式的癲癇。通常來說，無論是X 連鎖的顯性或隱性遺傳疾病，在男性中都會引起更嚴重的表型或更高的致死率，但PCDH19 相關癲癇綜合征主要累及雜合子女性，而半合子男性并無癥狀，細胞干擾是目前大家最為熟知并且認同的致病機制。不同細胞間相同的PCDH19蛋白胞外段EC1～EC4結(jié)構(gòu)域可以相互結(jié)合，并觸發(fā)細胞內(nèi)級聯(lián)反應。正常男性和女性體內(nèi)均只表達一種PCDH19 蛋白（野生型），半合子男性體內(nèi)也只表達一種PCDH19 蛋白（突變型），上述兩種情況下，機體處于一個純合的神經(jīng)網(wǎng)絡環(huán)境，細胞間PCDH19蛋白胞外段能正常結(jié)合，所以均不發(fā)病。然而在基因突變的女性或嵌合體男性中，體內(nèi)同時存在表達野生型和突變型2 種不同PCDH19 蛋白的細胞，則有可能出現(xiàn)“野生”細胞和“突變”細胞之間的異常黏附，導致細胞內(nèi)級聯(lián)反應不能順利進行，進而出現(xiàn)臨床癥狀[2,16-18]。有研究進一步發(fā)現(xiàn)，N-鈣粘蛋白（Ncad）作為輔因子，在細胞膜表面與PCDH19 順式結(jié)合，促進PCDH19 介導的細胞黏附作用。近來，Hoshina 等[19]觀察到在PCDH19 突變小鼠中雌性雜合子的突觸間，由于PCDH19-Ncad 錯配，損害了Ncad 依賴的-catenin 信號轉(zhuǎn)導和突觸功能，導致神經(jīng)遞質(zhì)釋放概率降低，苔蘚纖維長時程電位（LTP）受損，最終引起苔蘚纖維依賴性認知功能缺陷。

PCDH19 蛋白不僅通過它們的胞外黏附特性發(fā)揮作用，胞內(nèi)信號通路的正確級聯(lián)反應也是其發(fā)揮正常功能的保障。在神經(jīng)元中，信號通路的調(diào)節(jié)不僅是傳遞和整合突觸輸入的基礎，還為神經(jīng)元的發(fā)育、可塑性和存活建立了足夠的響應[14]。在胞內(nèi)，PCDH19 的C 末端通過Cyfip/Sra 和Abi 亞基形成的結(jié)合表面，與完全組裝的WAVE 調(diào)節(jié)復合物（WRC）結(jié)合，同時，PCDH19能夠增強R ac1 介導的WRC 激活，通過Arp2/3 復合體調(diào)節(jié)肌動蛋白的細胞骨架動力學[20]。另外，PCDH19 蛋白可與-氨基丁酸A型受體（GABAAR）的 亞基結(jié)合并促進其表達，進而調(diào)節(jié)GABA 能傳遞。此外，PCDH19 還可與NONO 相互作用，形成PCDH19-NONO-雌激素受體（ER）軸，參與調(diào)節(jié)ER 依賴的類固醇生成酶AKR1C3 表達，導致神經(jīng)甾體減少，引起神經(jīng)元過度興奮而致病。也有研究發(fā)現(xiàn)PCDH19 高表達于腦微血管內(nèi)皮細胞，且小鼠血腦屏障（BBB）特異性轉(zhuǎn)錄組中包含PCDH19 基因[21]，提示PCDH19 可能參與調(diào)節(jié)BBB 的完整性。在解剖上，癲癇主要累及靠近腦室周圍區(qū)域的邊緣區(qū)，而這些區(qū)域通常缺乏BBB，由此推測PCDH19 突變可導致BBB 受損，致腦組織內(nèi)環(huán)境平衡破壞，進而引起癲癇發(fā)作。

3 臨床表現(xiàn)

PCDH19 相關癲癇綜合征的患兒首次發(fā)病年齡跨度較大（1～70 個月），平均起病年齡為11.9 個月，中位年齡為10個月[6]?；純喊d癇發(fā)作的形式多樣，以局灶性發(fā)作為主，也可表現(xiàn)為全面強直陣攣，局灶性發(fā)作繼發(fā)全面強直陣攣和強直發(fā)作，而不典型失神、失張力和肌陣攣發(fā)作則較少見[6,22-24]，部分患兒局灶性發(fā)作前可以出現(xiàn)尖叫[25]。約90%的癲癇發(fā)作具有熱敏感性，即發(fā)熱容易誘發(fā)或加重癲癇發(fā)作[26-28]。此外，叢集性發(fā)作是本病另一個重要的臨床特點，即一次病程中可以發(fā)作十余次或數(shù)十次，持續(xù)數(shù)天或數(shù)周，雖然每次發(fā)作時間較短，30 s至5 min，但少數(shù)患兒（約31.5%）也可出現(xiàn)癲癇持續(xù)狀態(tài)[29]。部分患兒隨年齡的增長，癲癇的發(fā)作頻率逐步降低，10 歲后發(fā)作頻率顯著減少，有些甚至在青少年和成年期可以達到無發(fā)作[25，27]。大部分患兒伴有智力低下或智力處于邊緣狀態(tài)[22，30]，少部分患兒則在癲癇發(fā)作前即出現(xiàn)發(fā)育遲緩[31]，部分患兒則是在癲癇發(fā)作后逐漸出現(xiàn)運動語言發(fā)育遲緩。

PCDH19 相關癲癇綜合征的臨床表現(xiàn)中，除了癲癇發(fā)作，國外報道共患病的比例也很高，Kolc 等[6]統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)其發(fā)生率高達78.6%。常見的共患病有孤獨癥譜系障礙（ASD），多動和/或注意力缺陷（ADHD）以及行為障礙。一些研究也發(fā)現(xiàn)精神分裂癥和其他精神性疾病是PCDH19相關癲癇綜合征的晚發(fā)表現(xiàn)[23]。Camacho等報道超半數(shù)（約55%）患兒會出現(xiàn)攻擊行為、強迫癥、焦慮等精神行為障礙，部分患兒可同時存在兩種及以上的精神行為障礙[32]，且有研究進一步發(fā)現(xiàn)，患兒起病年齡越小（≤1 歲），其精神行為障礙發(fā)生率越高，程度也越嚴重[31]。而國內(nèi)報道的共患病發(fā)病率相對較低，合并孤獨癥樣表現(xiàn)僅為28%，攻擊性行為、強迫癥等精神行為障礙約占半數(shù)[33]，這可能跟國內(nèi)對共患病的關注度還不夠高有關。因此，加強對PCDH19 相關癲癇綜合征共患病的認識和管理將是未來需要關注的另一個重點。

PCDH19 相關癲癇綜合征臨床表型譜廣，其中比較突出的是與SCN1A突變所致的Dravet 綜合征（DS）有重疊。二者均表現(xiàn)為熱敏感性，發(fā)作形式多樣，伴有智力發(fā)育低下，對抗驚厥藥物（ASMs）療效差等。但SCN1A 突變所致DS 起病年齡通常早于PCDH19突變患兒，多在1歲以內(nèi)，常常表現(xiàn)為發(fā)熱誘發(fā)的全面性或部分性陣攣發(fā)作，1 歲以后可以出現(xiàn)多種形式的無熱發(fā)作，包括肌陣攣、不典型失神和局灶性發(fā)作，常有光敏性，持續(xù)狀態(tài)多見，并伴有智力運動發(fā)育落后[34]。而PCDH19 相關癲癇綜合征表現(xiàn)出明顯的性別偏倚，女性多見，患兒發(fā)作持續(xù)時間短（一般＜5min），叢集性發(fā)作特點更為突出，而肌陣攣發(fā)作、癲癇持續(xù)狀態(tài)和光敏感性少見，共患病發(fā)病率較SCN1A 突變的DS患兒高，但遠期預后多數(shù)較好[35]。

4 輔助檢查

PCDH19 相關癲癇綜合征患兒的頭顱核磁共振（MRI）多數(shù)正常[36]，僅少數(shù)報道發(fā)育異常。Kurian 等[37]描述了5 名大腦皮質(zhì)畸形的兒童，其中4 名患有局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良（FCD），1 名患有室管膜下室周結(jié)節(jié)性異位癥。其中2 例經(jīng)過手術切除病灶后，癲癇發(fā)作得到控制。另外，Lenge 等[38]研究發(fā)現(xiàn)PCDH19 相關癲癇綜合征患者的雙側(cè)大腦邊緣皮質(zhì)區(qū)域（包括海馬旁和內(nèi)嗅皮質(zhì)以及梭形回和舌回）的局部回化指數(shù)（LGI）降低，故推測PCDH19基因突變患兒局部皮質(zhì)折疊異常和白質(zhì)組織生成減少可能是導致神經(jīng)癥狀發(fā)生的原因。

PCDH19 相關癲癇綜合征患兒的腦電圖（EEG）與臨床表現(xiàn)一致，發(fā)作期以局灶性起源為主，部位主要在顳部（82.8%）、額葉、頂枕部和中部。發(fā)作間期清醒腦電圖大部分背景活動良好，少部分出現(xiàn)彌漫性背景活動減慢，主要以局灶性慢波異常為主，睡眠腦電圖一般無明顯異常[39]。

5 治療

5.1 藥物 PCDH19 相關癲癇綜合征多為藥物難治性癲癇，常常需要聯(lián)合用藥[5，40]。國外Lotte 等[41]報道最有效的ASM 是氯巴占（CLB）和溴化物（KBr），其他可使患者長期無發(fā)作的藥物有丙戊酸鈉（VPA）、托吡酯（TPM）、氯硝西泮（CZP）、苯巴比妥（PB）和左乙拉西坦（LEV）。國內(nèi)陳奕等[33]報道有效的ASMs為VPA、LEV 和TPM。而從PCDH19的作用機制方面看，PCDH19 對GABA能傳遞的影響似乎能對這些結(jié)果作出解釋，即作用于GABA 能調(diào)節(jié)的ASMs 可能對PCDH19相關癲癇綜合征患兒的療效優(yōu)于其他ASM。例如，VPA 可通過增強GABA 合成酶谷氨酸脫氫酶活性以增加GABA 合成，有研究發(fā)現(xiàn)其對PCDH19 相關癲癇綜合征的有效率達61%～65%[33，41]；苯二氮卓類藥物如CZP，作為GABA激動劑或前體，其有效率達61.11%～100%[33，41]；TPM 作為GABA 受體增強劑，其有效率達59%～67%；司替戊醇（STP）直接作用于GABA 能受體，可使PCDH19 相關癲癇綜合征患兒癲癇3 年無發(fā)作或癲癇發(fā)作頻率降低50%以上[42-43]。而關于鈉通道阻滯劑，如拉莫三嗪（LTG）和卡馬西平（CBZ），不同于SCN1A 所致DS，其對控制PCDH19 相關癲癇綜合征的癲癇發(fā)作療效不確定[24，33，41]。最近，芬氟拉明（Fenfluramine hydrochloride）和大麻二酚（Cannabidiol）有望作為新藥用于PCDH19 相關癲癇綜合征的治療[44-45]。

除外上述經(jīng)典ASMs，咪達唑侖和糖皮質(zhì)激素主要用于控制叢集性發(fā)作。Higurashi等[30]報道連續(xù)靜脈滴注低劑量咪達唑侖（＜0.2mg·kg－1·h－1）可以抑制叢集性發(fā)作。Higurashi 等[46]和Bertani 等[47]均報道在PCDH19 相關癲癇綜合征患兒癲癇急性發(fā)作期，使用糖皮質(zhì)激素治療可顯著改善癥狀。使用糖皮質(zhì)激素一方面可能增加了神經(jīng)甾體的數(shù)量，通過調(diào)節(jié)GABA 能來增加抑制性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，另一方面可能通過加強血腦屏障功能，以快速緩解急性期癥狀。但上述兩種藥物的作用都是暫時的，停藥后均可能出現(xiàn)癲癇反復發(fā)作。

5.2 生酮飲食（KD）和迷走神經(jīng)刺激（VNS）KD 和VNS 治療PCDH19-相關癲癇綜合征的報道不多，療效亦不確定。Lotte 等[41]報道了4 例本病患兒采用KD 治療，其中2 例有效（1 例癲癇無發(fā)作3 個月，1 例發(fā)作減少50～74%），另外2 例治療無效。國內(nèi)陳奕等[33]報道3 例KD 治療患兒，其中2 例有效，1 例無效。而VNS 用于本病的報道國內(nèi)外僅有3 例，其中2 例有效，1 例無效。

6 總結(jié)和展望

近年來，PCDH19 相關癲癇綜合征的研究無論在基因位點、致病機制、臨床表現(xiàn)、治療等方面都有了較大的進展，但尚未發(fā)現(xiàn)某種療效確切的治療藥物或手段。基于PCDH19-Ncad 順式復合物、PCDH19 與GABA 能調(diào)控的精準治療，以及對共患病的診治等，都可能是未來研究的重點和突破口。