PIGS 基因突變所致的發育性癲癇性腦病家系的臨床表現及遺傳學分析

陳超洪 王 優 李承燕 劉 玲 敖 當

廣東醫科大學附屬醫院兒童醫學中心，廣東湛江 524000

發育性癲癇性腦病（developmental and epileptic encephalopathy，DEE）是一組以發育障礙、難治性癲癇為特征的疾病[1]。其中DEE-95 與磷脂酰肌醇聚糖錨定生抑合成S 類（phosphatidylinositol glycan anchor biosynthesis class S，PIGS）；OMIM*610271）基因突變相關，是一種常染色體隱性遺傳病，表現為嬰兒期起病的難治性癲癇[2]，有多種癲癇發作類型[3]，以嚴重發育遲緩、肌張力減退、面部異常（拱形眉、杏仁眼、鼻梁低平、長人中、寬舌）為特征[4]，少數患兒共患孤獨癥譜系障礙[5]。本研究通過對表型相近的2 例難治性癲癇患兒進行基因檢測，明確其致病原因，為臨床診斷和遺傳咨詢提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象

收集2021—2022 年因“反復抽搐”就診廣東醫科大學附屬醫院門診的2 例患兒的臨床資料及家族史。

病例1：8 歲女性患兒，因“反復抽搐7 年余”于廣東醫科大學附屬醫院（以下簡稱“我院”）門診就診。生后5 個月出現高熱抽搐，表現為雙眼上翻，面色發紺，雙手握拳，四肢強直抖動，持續約2 min 后自行緩解。隨后出現無熱抽搐，表現同前，2～3 次/周，外院予丙戊酸（25 mg/kg）聯合托吡酯（5.4 mg/kg）抗癲癇治療后無發作2 年，遂自行停藥。停藥后半年再次出現抽搐，發作形式同前，持續1～2 min 后自行緩解，外院予單用丙戊酸治療，仍有抽搐，1～3 次/月，至我院門診進一步確診后，予丙戊酸（25 mg/kg）聯合維生素B6（10 mg/kg）治療，目前1 年無發作。生長發育落后，4個月抬頭，12 個月能坐，1歲11 個月扶走，3 歲半能獨立行走。目前可獨立行走，搖擺步態，語言落后，僅發“啊啊、吧吧”疊音，能執行“再見”等簡單指令，不能自行進食。評估發育商26，其中大運動35 分，精細運動25 分，認知26 分，語言15 分，社交25 分。

病例2：6 歲女性患兒，因“反復抽搐5 年余”于我院門診就診。患兒生后6 個月無明顯誘因出現抽搐，表現為雙眼凝視，面色發紺，雙手握拳，四肢強直，持續約3 min 后自行緩解。每月發作4～15 次不等，發作間期神志清楚。外院予丙戊酸（26 mg/kg）及托吡酯（6.0 mg/kg）抗癲癇治療，仍每月發作2～8 次不等。至我院門診進一步確診后，予丙戊酸（25 mg/kg）、托吡酯聯合維生素B6（15 mg/kg）治療，抽搐發作較前好轉，1～2 次/年。生長發育落后，5 個月抬頭，11 個月能爬，1 歲10 個月獨坐。目前不能獨立行走，語言落后，僅發“啊啊”疊音，不能執行簡單指令，不能自行進食。評估發育商14 分，其中大運動15 分，精細運動15 分，認知16 分，語言0 分，社交15 分。

2 例患兒查體反應遲鈍，眼神呆滯，特殊面容（拱形眉、杏仁眼、眼距寬、鼻梁低平、長人中、寬舌），心、肺、腹未見異常，四肢肌張力減低，四肢肌力正常，雙側膝腱反射正常引出，病理征陰性，均未發現疝氣或脊柱、四肢骨骼明顯發育異常。2 例患兒既往史、出生史無特殊。父母表型均無異常，母親孕期無異常，否認近親結婚，否認家族中其他成員有癲癇病史。本研究已獲得患兒家屬知情同意及我院倫理委員會審查批準（YJYS2022173）。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗室檢查 對2 例患兒進行血常規、尿常規、肝腎功能、心肌酶譜、血生化、血氨、同型半胱氨酸、血清銅藍蛋白、血乳酸等，聽力篩查、血尿串聯質譜及臟器彩超、視頻腦電圖監測、頭顱磁共振檢測。

1.2.2 全外顯子組測序 抽取2 例患兒及其家族成員靜脈血各2 ml，外送深圳安吉康爾公司進行全外顯與測序，提取全血基因組DNA，經PCR 擴增、測序，過程采用FastQC 軟件做質量評估，使用BWA 軟件進行序列比對。

1.2.3 Sanger 測序驗證 由安吉康爾公司進行引物設計，基于轉錄本NM_033198.4，采用梯度PCR，PCR 產物經純化后構建測序反應，使用ABI 3730XL 全自動測序儀進行測序驗證。

1.2.4 突變分析 采用美國醫學遺傳學與基因組學學會（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）指南進行基因突變篩選及致病評級。

2 結果

2.1 實驗室檢查

2 例患兒的血常規、生化檢查、血尿串聯質譜篩查及染色體核型分析、臟器彩超、聽覺誘發電位等未見異常，頭顱磁共振示存在不同程度的異常（圖1）。病例1 視頻腦電圖提示雙側額極稍多量慢波不同步發放；睡眠期右側額、中央、頂區或額中央區、中線中央區少量尖波散發（圖2A）。病例2 視頻腦電圖提示雙側額極不對稱，右側額極多量中-極高波幅混合慢波發放；睡眠期左側額、額中央區、前顳、額極少量棘波、棘慢波散發；睡眠期前頭部為主或廣泛性慢波發放（圖2B）。

圖1 PIGS 基因突變致DEE-95 患兒頭顱磁共振成像橫斷位圖像

2.2 基因檢測結果

全外顯子基因和拷貝數突變檢測示2 例患兒基因拷貝數變異檢測結果陰性，PIGS 基因c.1141_1164dup（p.Asp381_ Val388dup）純合突變（圖3），此突變導致第381 號氨基酸天冬氨酸到第388 號氨基酸纈氨酸發·重復(p.Asp-381_Val388dup)，該突變在參考人群基因頻率數據庫（gnomAD）中最小等位基因頻率未見記錄（PM2），為非重復區框內插入/缺失或終止密碼子喪失導致的蛋白質長度變化（PM4），根據ACMG 指南（PM2+PM4），該突變的致病性為意義不明確。Sanger 測序檢測到父母均攜帶c.1141_1164dup（p.Asp381_ Val388dup）雜合突變，PIGS 基因突變所致DEE95 符合常染色體隱性遺傳（圖4）。

圖3 PIGS 基因突變致DEE-95 患兒及父母Sanger 測序

圖4 PIGS 基因突變致DEE-95 家系圖譜

3 討論

PIGS 基因參與糖基磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidylinisotol，GPI）錨定生物合成過程[6]，與GAA1、GPI8、PIGT 和PIGU 組成GPI 轉酰胺酶[7]，在突觸功能、神經發育和可塑性中發揮作用[8]。PIGS 蛋白在小腦中表達最高[9]，是識別GPI 附著信號所必需的[10]。PIGS 基因突變導致GPI 生物合成缺陷，從而出現遺傳性糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白缺陷（inherited glycosylphosphatidylinisotol-anchored protein deficiencies，IGD）[11]。IGD 是先天性糖基化障礙一類，占所有神經發育障礙病因的0.15%[12-13]，包括不同程度的智力/發育障礙、癲癇、肌張力減退、共濟失調、先天性結構畸形等[14-16]。研究顯示，GPI 轉酰胺酶亞基等位基因的功能喪失會導致DEE[16-17]。

本研究家系中2 例患兒均在嬰兒期出現頻繁癲癇發作，伴嚴重發育落后和特殊體征（拱形眉、杏仁眼、眼距寬、鼻梁低平、長人中、寬舌），異常視頻腦電圖及頭顱磁共振，單純抗癲癇藥物治療效果欠佳，聯用維生素B6治療可改善癲癇發作。經全外顯子組測序發現PIGS 基因純合突變，該突變使所編碼的蛋白失去原有功能，導致細胞膜表面的錨定蛋白合成缺陷，理論上有致病性，且該突變人群攜帶率低，被Clinvar數據庫報道為致病（Pathogenic，https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/variation/1119956），綜合2 例患兒臨床表型特點，符合PIGS 突變致DEE-95，具有臨床致病意義，需要更進一步的實驗研究。檢索國內外相關文獻，本研究2 例患兒與文獻報道中15 例DEE-95 患兒均存在重疊的臨床表型，包括嚴重發育遲緩、嬰兒期起病的難治性癲癇、肌張力減退、面容異常等，腦電圖特征多表現為多灶性棘波和高波幅慢波，顱腦磁共振異常以額顳葉及小腦發育不全多見。15 例患兒中部分可伴隨脊柱四肢骨骼畸形、視聽功能障礙、心臟和泌尿系統發育畸形[18-20]。本研究中2 例患兒多系統受累情況較國外文獻報道相對少，是否存在人種差異待進一步探索。目前DEE-95 治療主要是多種抗癲癇藥物聯合使用[21-22]，國外曾報道生酮飲食和維生素B6對癲癇控制有效[23-26]，本研究1 例患兒加用維生素B6治療達到無發作。

綜上所述，PIGS 基因突變所致DEE-95 罕見，該病可累及神經、骨骼、視覺、聽覺、泌尿、心血管等多器官系統，對于嬰兒期起病的難治性癲癇，同時合并嚴重發育遲緩、肌張力減退、面容異常、顱腦磁共振異常等多種表型的患兒，建議行遺傳學檢測，對早期識別、精準診斷和遺傳咨詢有重要意義。現有治療方案中可以觀察到維生素B6治療對于控制癲癇發作有積極作用。