STXBP1基因相關癲癇臨床表型及基因突變分析

趙斯鈺，楊 樂，李桃利，吳 巖，雷麗云，王 燕

(西安市兒童醫院神經內科，陜西 西安 710003)

突觸囊泡在釋放神經遞質、參與神經電活動中至關重要。近年來研究發現突觸囊泡運輸傳遞與癲癇發病關系密切，目前已有較多癲癇綜合征被證明與編碼突觸囊泡基因突變有關。STXBP1基因位于9號染色體，編碼突觸膜融合蛋白-1(syntaxin-binding protein 1，STXBP1)，該蛋白是突觸囊泡運輸和神經遞質釋放的重要蛋白，在整合膜蛋白受體復合物的形成及突觸囊泡融合過程中發揮著重要作用[1]。2008年Saitsu等[2]首次在大田原綜合征患兒中發現STXBP1基因突變。隨著二代測序技術的普及，越來越多的STXBP1基因相關病例被報道[3-4]。本文主要對西安市兒童醫院收治的4例STXBP1基因突變所致癲癇患兒的臨床表現及基因突變情況進行總結，以提高臨床對該類疾病的認識，指導臨床早期診斷及治療。

1資料與方法

1.1一般資料

臨床分析對象為2018年1月至2019年6月西安市兒童醫院神經內科經全外顯子測序技術篩選出的4例STXBP1基因陽性癲癇患兒。

1.2基因檢測方法

經臨床確診癲癇[5]患兒家長知情同意，采用EDTA抗凝管抽取患兒及父母外周血各3mL，采用血液基因組DNA抽提系統非離心柱型(北京天根生物技術有限公司)提取外周血基因組DNA。

基于NovaSeq 6000技術測序平臺，采用IDT xGen Exome Research Panel進行捕獲建庫，雙末端(Paired-End)測序策略，對患兒基因組DNA進行外顯子測序。對可疑突變位點通過ExAC_EAS、ExAC_ALL、1000Genomes、gnomAD等數據庫進行人群頻率驗證，應用SIFT、Polyphen2、LRT、MutationTaster、FATHMM等軟件進行蛋白結構分析及危害性評估，參考dbSNP、OMIM、HGMD、ClinVar等多種數據庫對致病變異位點進行評估。根據美國醫學遺傳學與基因組學學會(the American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG)分類指南及病人的臨床表型進行致病變異的篩選[6]。對致病變異位點采用一代Sanger測序技術進行驗證，對可能存在的拷貝數變異情況進行qPCR驗證。

1.3臨床表型分析

建立臨床檔案，收集并分析患兒臨床資料信息，包括：姓名、性別、起病及就診年齡、發作類型、家族史及個人史、檢查結果、治療方案、臨床療效、發育評估及隨訪情況。

1.4臨床療效及發育評定標準

通過對比治療前后患兒癲癇發作次數減少程度將療效分為3個級別：癲癇發作次數減少>75%為顯效；發作次數減少在50%～75%為有效；發作次數減少<50%為無效[7]。

采用Gesell嬰幼兒發育量表對患兒的四大行為領域進行評估得出發育商(DQ)值。四大行為領域包括：運動(大運動和精細運動)、語言、適應能力及個人社會交往。DQ在55～75為輕度精神運動發育遲滯，DQ在40～54為中度精神運動發育遲滯，DQ在25～39為重度精神運動發育遲滯；DQ<25為極重度精神運動發育遲滯[8]。

2結果

本研究中經全外顯子測序技術篩選出4例STXBP1基因陽性癲癇患兒，見表1。4例STXBP1基因陽性癲癇患兒男女比例為3∶1；起病年齡為15天至2歲3個月，平均為5.1個月。STXBP1基因相關癲癇患兒及其父母測序見圖1。

例1患兒為STXBP1基因錯義突變，系母源性遺傳，其母表型為良性嬰兒癲癇，先證者臨床表型為Lennox-Gastaut綜合征；先證者癲癇發生前患兒即存在精神運動發作遲緩，經多種抗癲癇藥物及激素聯合治療，發作控制不佳，仍存在痙攣、肌陣攣發作及重度精神運動發育遲滯。

例2患兒為包含STXBP1基因在內的染色體微缺失，系新生突變，臨床表型為局灶性癲癇、非綜合征性，左乙拉西坦單藥治療發作快速控制，腦電圖恢復正常，但隨訪過程逐漸出現頭圍增長緩慢、震顫及重度精神運動發育遲滯。

例3患兒為新發STXBP1基因錯義突變，臨床表型為局灶性癲癇、非綜合征性，多藥聯合治療有效，局灶性發作伴意識障礙發作類型消失，仍存在局灶起源進展為雙側強直陣攣發作及中度精神運動發育遲滯。

例4患兒為新發STXBP1基因錯義突變，臨床表型為未歸類的早發癲癇性腦病，左乙拉西坦單藥治療后多種發作均控制，隨訪過程中患兒出現中度精神運動發育遲滯。

圖1 STXBP1基因相關癲癇患兒及父母測序圖Fig.1 Sequence diagram of STXBP1 gene-related epilepsy children and their parents

表1 4例STXBP1基因相關癲癇患兒臨床表型及基因型Table 1 Clinical phenotypes and genotypes of 4 children with STXBP1 gene-related epilepsy

(轉下表)

3討論

3.1 STXBP1基因的表達及功能

STXBP1基因定位于9q34.1，編碼STXBP1蛋白，在神經系統廣泛表達[9]。該蛋白在進化上非常保守，是突觸囊泡運輸和神經遞質釋放的重要蛋白[10]。STXBP1蛋白以兩種不同的構象(開放/關閉)與Syntaxin-1相互作用，通過調節可溶性N-甲基馬來酰胺敏感因子附著蛋白受體(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor，SNARE)核心復合體的形成及突觸小泡與突觸前膜的融合，調節神經遞質的釋放[11-12]。

3.2 STXBP1基因突變的常見臨床表型及癥狀

自2008年Saitsu等[2]在大田原綜合征中首次發現STXBP1基因突變以來，在越來越多的癲癇及癲癇綜合征中，包括West綜合征和Dravet綜合征、Lennox-Gastaut綜合征、早期肌陣攣性癲癇性腦病、未歸類的EOEE及非綜合征的癲癇患兒中發現了STXBP1基因[13-15]，而隨后在非典型Rett綜合征、無癲癇的嚴重智力障礙等患兒中的發現，擴大了STXBP1基因相關疾病的疾病譜[3-4]。

癲癇和精神運動發育遲滯是STXBP1基因相關疾病的兩大主要臨床表型。癲癇發作最常見、且常常為難治性癲癇。起病年齡從生后16小時到13歲不等。約90%的患兒于嬰兒期起病，其中50%新生兒期發病。所有癲癇發作類型均可見于STXBP1基因突變患兒中，其中以痙攣性發作和局灶性發作最多見[15-16]。精神運動發育遲滯是另一常見表型。所有患兒均可出現不同程度的智力殘疾，且并不是總與癲癇活動有關[17]。Stamberger等[13]對147例STXBP1基因突變患兒研究發現，癲癇持續時間、頻率、起病年齡、控制情況與智力障礙之間均無相關性。此外，患兒常伴隨孤獨癥譜系障礙、運動障礙(包括共濟失調)、低張力震顫、痙攣等癥狀。

本研究4例患兒中，男性3例，女性1例。3例患兒嬰兒期起病，1例患兒幼兒期起病，平均起病年齡為5.1個月。1例為Lennox-Gastaut綜合征，1例為未歸類的EOEE，另外2例為非綜合征性局灶性癲癇。在4例患兒中，2例患兒病程中出現局灶性發作，1例出現痙攣發作，1例同時存在痙攣與局灶性發作。所有患兒均存在精神運動發育遲滯，程度為中、重度，其中2例患兒在癲癇發作早期控制下仍出現明顯精神運動發育遲滯，進一步說明STXBP1基因是一種發育障礙基因，癲癇與精神運動發育遲滯是兩個主要、獨立的臨床表型。

3.3 STXBP1基因常見突變類型和分布及基因型與表型的相關性

目前已報道近200例致病性STXBP1基因雜合突變，包括移碼、錯義、剪接位點和無義變異及全基因和基因內缺失。約88%為STXBP1基因點突變、或小的缺失、或插入[17]。研究發現大多數錯義突變都會破壞STXBP1蛋白的穩定性，導致蛋白的聚集和降解，這些容易聚集和降解的錯誤折疊蛋白質可能會破壞與其相結合蛋白質的穩定性，并使其共同聚集[18-20]，推測可能與一些患兒的帕金森癥狀相關[17]。但尚未發現熱點區域及臨床表型-基因型相關性[13]。此外，約12%是由于STXBP1基因拷貝數變異，主要為缺失導致。這些缺失包括部分或全部STXBP1基因、甚至包含整個STXBP1基因在內的大片段染色體缺失[13]。本研究中，2例為錯義突變，1例為含有STXBP1基因的拷貝數缺失(即單倍劑量不足)，1例為剪切位點突變。病例2患兒存在1.54Mb拷貝數缺失，缺失區域包含STXBP1、DMN等相關基因，盡管癲癇發作單藥控制良好，但仍存在重度精神運動發育遲滯、肌張力低下、震顫、頭圍小等表型。患兒表型不應僅歸因于STXBP1基因，而應被視為多個基因丟失的多重影響。

3.4 STXBP1基因相關癲癇的治療及預后

目前對STXBP1基因相關癲癇的治療主要是抗癲癇藥物對疾病發作的控制，未來有望針對其發病機制進行精準治療[21]。約半數患兒使用抗癲癇藥后癲癇發作可完全控制；但仍有超過半數的患兒需要3種抗癲癇藥物治療。研究報道丙戊酸、左乙拉西坦、糖皮質激素、生酮飲食等治療可能有效[22]。左乙拉西坦通過與神經突觸囊泡蛋白SV2A結合，調節突觸囊泡釋放，抑制鈣通道和細胞內鈣的釋放，可能抵消STXBP1突變誘導的致癲癇作用，被認為是治療STXBP1基因相關癲癇的潛在首選藥物[23-24]。許多研究報道左乙拉西坦對STXBP1基因相關癲癇具有良好的治療效果[10,25-26]。Shao等[27]報道了1例1月齡癲癇性腦病患兒，以陣攣發作為主要表現，苯妥英鈉、吡哆醇和苯妥英對其均無效，應用左乙拉西坦治療發作完全控制，腦電圖恢復正常。本研究中4例患兒對抗癲癇藥物療效存在顯著差異，從一種抗癲癇藥物治療發作完全控制到即使給予多種抗癲癇藥物聯合應用患兒仍有反復癲癇發作。左乙拉西坦單藥治療發作控制者2例，均為嬰兒期起病，提示對于嬰兒期起病的STXBP1基因相關癲癇患兒，左乙拉西坦可作為首個抗癲癇藥物選擇方案。

3.5小結

STXBP1相關癲癇臨床表型復雜，對于合并精神運動發育遲滯的早發性癲癇患兒應積極尋找其潛在病因。對于其中病因不明的患兒，有選擇性地進行基因檢測有助于癲癇疾病的分型及個體化治療。