SCN9A基因突變癲癇患兒基因型與表型分析

丁健　張靜雯　郭予雄　王林淦　張宇昕　陳志紅　翟瓊香

【摘要】 目的：探討SCN9A基因突變癲癇患兒基因型與表型的特點。方法：收集2016年6月-2018年5月廣東省人民醫(yī)院兒科就診的癲癇患兒，采用全外顯子組測序篩選突變，并采用Sanger測序方法驗證突變。結(jié)果：共發(fā)現(xiàn)6例患兒存在SCN9A基因突變，男女各3例，檢測到6個不同位點的突變，均為雜合錯義突變，且為遺傳性突變，導致了氨基酸改變，其中5例突變位點分布在高度保守的區(qū)域。臨床發(fā)作類型：4例（66.7%）全面性強直-陣攣發(fā)作，1例（16.7%）局灶性發(fā)作，1例（16.7%）失張力發(fā)作;3例（50.0%）患兒發(fā)作有熱敏感特點。有多種臨床表型，熱性驚厥附加癥1例，遺傳性癲癇伴熱性驚厥附加癥1例，Dravet綜合征1例，額葉癲癇1例，不明分類的癲癇2例。結(jié)論：SCN9A基因突變以雜合的錯義突變?yōu)橹?，大部分突變定位在高度保守的區(qū)域，發(fā)作類型以全面性發(fā)作為主，多數(shù)與熱相關(guān)，臨床表型譜廣。

【關(guān)鍵詞】 SCN9A基因 突變 癲癇 表型

Genotype and Phenotype Study of Children with Epilepsy and SCN9A Gene Mutation/DING Jian， ZHANG Jingwen， GUO Yuxiong， WANG Lingan， ZHANG Yuxin， CHEN Zhihong， ZHAI Qiongxiang. //Medical Innovation of China， 2020， 17（10）： 0-030

[Abstract] Objective： To explore the characteristics of genotype and phenotype in children with epilepsy and SCN9A gene mutation. Method： Epileptic patients who treated in the Pediatric Department of Guangdong Provincial Peoples Hospital from June 2016 to May 2018 and detected SCN9A mutation by whole-exome sequencing， and mutations were validated using the Sanger sequencing method. Result： A total of 6 patients （3 boys and 3 girls） with SCN9A mutations were collected. Six SCN9A mutations were identified. All of them were heterozygous missense mutation and inherited from one of their parents， caused amino acid changes. Five mutations of them were distributed in highly conservative regions. The generalized tonic-clonic seizure： the most common seizure type was observed in 4 patients （66.7%）， focal seizure was observed in 1 patient （16.7%）， Atonic seizure was observed in 1 patient （16.7%）. In 3 patients （50.0%）， seizures manifested fever-sensitive. There were many clinical phenotypes， 1 patient was diagnosed febrile seizures plus， 1 patient with genetic epilepsy with febrile seizures plus， 1 patient with Dravet syndrome， 1 patient with frontal lobe epilepsy， 2 patients with unclassified epilepsy. Conclusion： The features of patients with SCN9A mutations include that heterozygous missense mutations are dominant， and most of these mutations distribute in highly conservative regions， the main seizure type is the generalized seizure， most seizures manifeste fever-sensitive， the clinical phenotype spectrum is broad.

[Key words] SCN9A gene Mutation Epilepsy Phenotype

First-authors address： Dongguan Peoples Hospital， Dongguan 523059， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2020.10.007

癲癇是一種常見的、反復(fù)發(fā)作的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，重復(fù)多次的癲癇發(fā)作可導致大腦神經(jīng)元細胞的損傷，影響患者的認知功能、學習能力、生活質(zhì)量等多方面，嚴重者可以致殘甚至危及生命。引起癲癇發(fā)作的原因受諸多因素的影響，例如遺傳因素、大腦結(jié)構(gòu)的異常、代謝紊亂、免疫功能障礙、顱內(nèi)感染以及一些未能明確原因[1]。癲癇按病因可以分為癥狀性、特發(fā)性和隱源性癲癇，特發(fā)性癲癇與遺傳有密切關(guān)系，據(jù)統(tǒng)計大概有40%的癲癇患者是遺傳因素引起的，特別是兒童癲癇患者[2]。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，編碼電壓門控性鈉離子通道的基因突變可導致多種癲癇發(fā)作。電壓門控性鈉離子通道是一類跨膜糖蛋白，由一個α亞基和一個或多個β亞基共同組成，至今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的α亞基有9個（NaV1.1～1.9）[3]、β亞基5個（β1、β1B、β2、β3和β4）。9種α亞基分別由SCN1A～SCN5A和SCN8A～SCN11A基因編碼[4]。其中，SCN9A基因負責編碼Nav1.7，SCN9A基因突變可導致多種表型，有預(yù)后良好的熱性驚厥，也有預(yù)后不良的癲癇性腦病，如Dravet綜合征。本研究對廣東省人民醫(yī)院收治的SCN9A基因突變癲癇患兒的基因型及表型特點進行回顧性總結(jié)，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年6月-2018年5月廣東省人民醫(yī)院兒科癲癇專科門診就診的78例癲癇患兒的臨床資料及血標本，其中男41例，女37例，年齡2個月～13歲。納入標準：符合國際抗癲癇聯(lián)盟（ILAE）2010年的癲癇發(fā)作和癲癇綜合征分類診斷標準;年齡1個月～14歲;腦電圖有癲癇樣放電;臨床資料完整。排除標準：感染、腫瘤、外傷、發(fā)育異常、遺傳代謝性疾病等導致的癥狀性癲癇。本研究已經(jīng)醫(yī)院倫理學委員會批準。

1.2 方法 SCN9A基因突變檢測采用Miller改良鹽析法提取外周血基因組DNA。采用全外顯子組測序篩選突變，對發(fā)現(xiàn)SCN9A基因突變的患兒，采用Sanger測序方法驗證患兒及其家系成員相關(guān)突變位點。

1.3 觀察指標與評定標準 統(tǒng)計78例癲癇患兒基因突變類型、臨床表型、腦電圖改變、頭顱影像學改變、藥物療效。療效評價標準：抗癲癇藥物的療效分為4種：控制（至少3個月無發(fā)作）、減少（發(fā)作次數(shù)減少≥25%）、無效（發(fā)作次數(shù)減少<25%）和加重，用藥后控制或發(fā)作次數(shù)減少為有效，藥物嘗試到最大有效量發(fā)作無明顯減少為無效[5]。

2 結(jié)果

2.1 SCN9A基因突變情況 78例癲癇患兒進行基因突變篩查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)6例存在SCN9A基因突變，均為雜合錯義突變，且為遺傳性突變，導致了氨基酸改變，見表1和圖1。

2.2 SCN9A基因突變患兒臨床資料 6例SCN9A基因突變癲癇患兒中，男3例，女3例，年齡為2～9歲，臨床發(fā)作類型：4例（66.7%）全面性強直-陣攣發(fā)作，1例（16.7%）局灶性發(fā)作，1例（16.7%）失張力發(fā)作。3例（50.0%）發(fā)作有熱敏感特點。腦電圖檢查均可見癲癇樣放電。1例患兒的頭顱MRS示雙側(cè)海馬區(qū)神經(jīng)元脫失，其余患兒頭顱MRI+MRS檢查未見明顯異常。見表2。

2.3 SCN9A基因突變癲癇患者的治療情況 6例SCN9A基因突變患兒予抗癲癇藥物治療后發(fā)作均得到了控制，復(fù)查腦電圖有改善，其中單藥治療有效3例，雙藥聯(lián)合治療有效3例，各占50.0%。使用丙戊酸鈉治療4例，使用左乙拉西坦治療4例，使用奧卡西平治療1例。見表3。

3 討論

SCN9A基因位于染色體2q24.3，包含27個外顯子，編碼1977個氨基酸。SCN9A基因編碼電壓門控性鈉離子通道的α7亞基（Nav1.7）[6]，最初在外周神經(jīng)中被發(fā)現(xiàn)，主要表達于背根神經(jīng)節(jié)[7]，后來發(fā)現(xiàn)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)也有表達，在海馬中持續(xù)表達[8]。SCN9A基因突變最初被報道能夠?qū)е略l(fā)性紅斑肢痛癥、陣發(fā)性劇痛癥、小纖維神經(jīng)病和先天性無痛癥等疼痛相關(guān)性疾病[9]。SCN9A基因是第五個被發(fā)現(xiàn)能引起熱性驚厥的基因[10-11]，SCN9A與癲癇之間的關(guān)聯(lián)最早是通過連鎖分析發(fā)現(xiàn)，位于2q23-24區(qū)域內(nèi)的一個熱性驚厥（febrile seizures，F(xiàn)S）相關(guān)位點包含5個鈉通道基因，即SCN1A、SCN2A、SCN3A、SCN6A和SCN9A[12-13]。Singh等[14]在一個GEFS+大家系中發(fā)現(xiàn)了SCN9A的錯義突變（N641Y），并進行了動物實驗證實該突變可以提高小鼠神經(jīng)元興奮性，導致癲癇發(fā)作。該研究組在另一項對Dravet綜合征患者的研究中也發(fā)現(xiàn)了SCN9A的基因突變，同時發(fā)現(xiàn)有SCN9A基因突變的部分患者還攜帶SCN1A基因突變，認為SCN9A基因是SCN1A的修飾基因和Dravet綜合征的易感基因[15]。由于缺乏功能研究，這些并不能說明SCN9A是GEFS+的致病基因。本組6例患兒攜帶的SCN9A基因突變位點均不相同，父母親其中一方攜帶與患兒相同的SCN9A基因點突變，但未發(fā)病。6例中，5例突變位點分布在高度保守的區(qū)域，變異不屬于多態(tài)性變化，在人群中發(fā)生的頻率極低（所參考數(shù)據(jù)庫：1000Genomes、dbSNP），蛋白質(zhì)功能預(yù)測軟件預(yù)測4例為有害的。

最近有研究報道SCN9A基因突變與FS、FS+、GEFS+有關(guān)[16]。本研究中6例患兒中發(fā)作類型：

4例（66.7%）全面性強直-陣攣發(fā)作，1例（16.7%）局灶性發(fā)作，1例（16.7%）失張力發(fā)作，顯示SCN9A基因突變所致癲癇發(fā)作類型以全面性發(fā)作為主。臨床表型不盡相同，其中FS+ 1例，GEFS+ 1例，Dravet綜合征1例，額葉癲癇1例，不明分類的癲癇2例，有3例患兒（50.0%）臨床表型具有熱敏感性特點，提示SCN9A基因突變導致的臨床表型多數(shù)與熱相關(guān)，臨床表型譜廣。

本組例5患兒診斷為GEFS+，進行家系內(nèi)陽性位點驗證發(fā)現(xiàn)其父親及伯父攜帶相同的點突變，伯父幼時有熱性驚厥病史，父親無臨床表型，說明SCN9A基因突變導致的臨床表型在同一家系內(nèi)部也可能存在著差異，呈現(xiàn)出不完全外顯性。

6例SCN9A基因突變患兒予抗癲癇藥物治療后發(fā)作均得到了控制，復(fù)查腦電圖有改善，臨床用藥顯示大部分患兒使用廣譜抗癲癇藥丙戊酸鈉、左乙拉西坦治療有效，臨床表型為額葉癲癇的患兒予奧卡西平單藥治療有效，提示治療可按發(fā)作類型選擇藥物。

綜上所述，本研究所發(fā)現(xiàn)的SCN9A基因突變以雜合的錯義突變?yōu)橹?，大部分突變分布在高度保守的區(qū)域，發(fā)作類型以全面性發(fā)作為主，多數(shù)與熱相關(guān)。

參考文獻

[1] Scheffer I E，Berkovic S，Capovilla G，et al.ILAE classification of the epilepsies：Position paper of the ILAE Commission for Classification and Terminology[J].Epilepsia，2017，58（4）：512-521.

[2]溫兆春，馬祿興，劉奇跡.兒童原發(fā)性癲癇的遺傳研究進展[J].國外醫(yī)學神經(jīng)病學神經(jīng)外科學分冊，2001，28（1）：4l-43.

[3] Kaplan D I，Isom L L，Petrou S.Role of Sodium Channels in Epilepsy[J].Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine，2016，6（6）：78-79.

[4] Coppola G，Iapadre G，Operto F F，et al.New developments in the management of partial-onset epilepsy：role of brivaracetam[J].Drug Design Development and Therapy，2017，11（4）：643-657.

[5]曾琦，張月華，楊小玲，等.SCN2A基因突變導致的癲癇表型特點[J].中華兒科雜志，2018，56（7）：518-523.

[6]吳江紅，任栓成，楊秀明，等.電壓門控鈉離子通道與癲癇[J].國際病理科學與臨床雜志，2013，33（3）：240-245.

[7] Catterall W A.From ionic currents to molecular mechanisms：the structure and function of voltage-gated sodium channels[J].Neuron，2000，26（1）：13-25.

[8] Mechaly I，Scamps F，Chabbert C，et al.Molecular diversity of voltagegated sodium channel alpha subunits expressed in neuronal and nonneuronal excitable cells[J].Neuroscience，2005，130（2）：389-396.

[9] Cen Z，Lou Y，Guo Y，et al.Q10R mutation in SCN9A gene is associated with generalized epilepsy with febrile seizures plus[J].Seizure，2017，50：186-188.

[10] Yang Y，Wang Y，Li S，et al.Mutations in SGN9A，encoding a sodium channel alpha subunit，in patientswith primary erythermalgia[J].J Med Genet，2004，41（3）：171-174.

[11] Miriam H，Meisler M，Janelle E，et al.Sodium channel gene family：epilepsy mutations，gene interactions and modifier effects[J].Physiol，2010，588（11）：1841-1848.

[12] Steel D，Symonds J D，Zuberi S M，et al.Dravet syndrome and its mimics：Beyond SCN1A[J].Epilepsia，2017，58（11）：171-179.

[13] Wei F，Yan L M，Su T，et al.Ion Channel Genes and Epilepsy：Functional Alteration，Pathogenic Potential，and Mechanism of Epilepsy[J].Neurosci Bull，2017，33（7）：455-477.

[14] Singh N A，Pappas C，Dahle E J，et al.A role of SCN9A in human epilepsies，as a cause of febrile seizures and as a potential modififier of Dravet syndrome[J].PLoS Genet，2009，5（9）：e1000649.

[15] Mulley J C，Hodgson B，Mcmahon J M，et al.Role of the Sodium channel SCN9A in genetic epilepsy with febrile seizures plus and Dravet syndrome[J].Epilepsia，2013，54（9）：e122-126.

[16] Jian D，Jing-Wen Z，Yu-Xiong G，et al.Novel mutations in SCN9A occurring with fever-associated seizures or epilepsy[J].Seizure：European Journal of Epilepsy，2019（71）：214-218.

（收稿日期：2019-10-17） （本文編輯：程旭然）