STXBP1相關(guān)發(fā)育性和癲癇性腦病1例及文獻(xiàn)綜述

劉維亮,李 芳,何志旭,艾 戎

(1 貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院兒科,貴陽(yáng) 550004;2 貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院眼科;*通訊作者,E-mail:liuweiliang205@aliyun.com)

癲癇性腦病是一種嚴(yán)重腦部進(jìn)行性疾病,以頻繁或嚴(yán)重的癲癇發(fā)作以及大量的發(fā)作間期陣發(fā)性異常腦電活動(dòng)為主,可導(dǎo)致進(jìn)行性認(rèn)知和行為障礙[1]。既往在大田原綜合征和幾種早發(fā)性癲癇腦病患者中發(fā)現(xiàn)有突觸融合蛋白結(jié)合蛋白1(syntaxin-binding protein 1,STXBP1)基因突變[2]。這些患者多在嬰兒早期發(fā)病,有難治性叢集性運(yùn)動(dòng)性驚厥發(fā)作。并且在腦電圖上多表現(xiàn)為發(fā)作間期爆發(fā)-抑制模式。腦MRI多為正常。預(yù)后差,多伴有嚴(yán)重的精神運(yùn)動(dòng)障礙,嬰兒期死亡率高。存活患者通常表現(xiàn)出明顯年齡依賴性癲癇演變特性[3,4]。另外在遲發(fā)性嬰兒痙攣伴部分呼吸鏈復(fù)合物Ⅳ型缺乏癥、無(wú)癲癇病史的非綜合征性智力障礙和Dravet綜合征等患者中也發(fā)現(xiàn)了該基因突變[5-7]。STXBP1基因突變患者具有高度的臨床異質(zhì)性,隨著世界范圍內(nèi)對(duì)該類疾病認(rèn)識(shí)的提高,患者智力損害不僅與癲癇相關(guān),也與遺傳發(fā)育性異常有關(guān),國(guó)內(nèi)雖然報(bào)道過(guò)STXBP1基因突變癲癇患者,但仍然診斷為癲癇性腦病[8]。我們報(bào)告了1例STXBP1基因突變癲癇患者,在國(guó)內(nèi)首次診斷其為STXBP1相關(guān)發(fā)育性和癲癇性腦病患者,國(guó)內(nèi)首次明確該病診斷概念,并總結(jié)STXBP1基因突變相關(guān)患者臨床特征,以期在表型上能更全面地認(rèn)識(shí)該類疾病。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

患者,男,9月,因“3 d內(nèi)抽搐13次”入院,并有左側(cè)陰囊較對(duì)側(cè)大。抽搐前智力運(yùn)動(dòng)正常,抽搐后智力運(yùn)動(dòng)倒退至新生兒水平,入院診斷:①癲癇;②癲癇性腦病;③左側(cè)腹股溝斜疝。該患者及其父母為本研究對(duì)象。我們總結(jié)了國(guó)外與該患者有相同基因突變位點(diǎn)患者的臨床特征和治療經(jīng)驗(yàn),且總結(jié)了國(guó)內(nèi)外與該患者有相同致病基因的病例特點(diǎn)。

1.2 研究方法

1.2.1 基因組DNA的提取 留取患者和其父母外周靜脈血3 ml,EDTA抗凝,酚-氯仿法提取基因組DNA,于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。本研究得到了貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn),基因分析獲取了患者家長(zhǎng)的知情同意。

1.2.2 基因測(cè)序和驗(yàn)證 應(yīng)用北京康旭醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所二代測(cè)序進(jìn)行患者及其父母三人全外顯子檢測(cè),應(yīng)用Cavoris儀打斷基因組約200 bp,使用XGen Exome Research Panel v1.0工具包(Integrated DNA Technologies,Skokie,Illinois,USA)捕獲外顯子,外顯子的所有長(zhǎng)度為35.58 Mb。然后在Illumina Hiseq2500平臺(tái)(Illumina,San Diego,CA,USA)標(biāo)準(zhǔn)化上機(jī)測(cè)序樣本。測(cè)序結(jié)果用Burrows-Wheeler比對(duì)儀(BWA)與人類參考基因組(GRCH37/HG19)進(jìn)行比對(duì)。用Samtools和Pindel軟件分析了單核苷酸變異和序列的插入和缺失,在相關(guān)的變異頻率數(shù)據(jù)庫(kù)(ESP,dbSNP,1000Genomes,ClinVar和HGMD)中檢查所選的變異,應(yīng)用致病性預(yù)測(cè)工具(Polyphen 2,SIFT,Mutation Taster)進(jìn)行預(yù)測(cè)。針對(duì)突變位點(diǎn)應(yīng)用Sanger測(cè)序法進(jìn)行一代測(cè)序驗(yàn)證,基因序列分析應(yīng)用DNAstar軟件進(jìn)行序列分析和比對(duì)。

2 結(jié)果

2.1 臨床表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果

患者9月齡時(shí)因“3 d內(nèi)抽搐13次”入院,表現(xiàn)為無(wú)明顯誘因出現(xiàn)雙眼上斜凝視(左側(cè)為主),偶有口唇抽動(dòng)吐沫,四肢不對(duì)稱強(qiáng)直,偶有肢體抖動(dòng),意識(shí)喪失,持續(xù)10-20 s后緩解,白天夜間均有發(fā)作,抽后嗜睡。抽搐前智力運(yùn)動(dòng)正常,抽搐后智力運(yùn)動(dòng)倒退至新生兒水平,頭抬不穩(wěn),坐不穩(wěn),不能站。一直不會(huì)發(fā)聲。抽后不會(huì)笑,不認(rèn)人。出生史:第2胎第2產(chǎn),孕36+6周因母親患高膽汁酸血癥剖宮產(chǎn),出生體質(zhì)量2.6 kg,出生時(shí)無(wú)特殊。既往史及家族史均無(wú)特殊。有一3歲6月哥哥,體健。

入院查體:體溫37.1 ℃,血壓95/49 mmHg,呼吸28次/min,脈搏118次/min,身高75 cm,體質(zhì)量9 kg,頭圍45 cm,前囟約1.0 cm×1.0 cm,平軟,張力可;神清,頭顱五官無(wú)畸形,全身皮膚未見(jiàn)皮疹,淺表淋巴結(jié)未捫及,雙瞳孔等圓等大,直徑3 mm,對(duì)光反射靈敏,眼球運(yùn)動(dòng)正常,口腔黏膜光滑,心肺腹神經(jīng)系統(tǒng)查體無(wú)特殊,枕部平坦,左側(cè)陰囊較對(duì)側(cè)大。

輔查結(jié)果:血乳酸2.27 mmol/L(0.6-2.2 mmol/L),β-羥基丁酸0.94 mmol/L(0.03-0.3 mmol/L),血常規(guī)、肝腎功電解質(zhì)、血脂、同型半胱氨酸、血氨、銅藍(lán)蛋白、維生素D和B12、葉酸、骨源性堿性磷酸酶、C反應(yīng)蛋白、凝血均無(wú)異常。腦脊液常規(guī)、生化、墨汁染色、革氏染色、抗酸染色、細(xì)菌培養(yǎng)無(wú)異常。心電圖:竇性心律不齊。心臟多普勒超聲正常。顱腦MR:雙側(cè)海馬體積縮小,雙側(cè)側(cè)腦室顳角增寬,雙側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)腦溝增寬,左側(cè)明顯。雙側(cè)海馬MRS(見(jiàn)圖1):左側(cè)氮-乙酰天門冬氨酸/(膽堿+肌酸)[NAA/(Cho+Cr)]比值0.46,右側(cè)NAA/(Cho+Cr)比值0.53(正常參考值>0.72),提示雙側(cè)海馬硬化。

圖1 患者腦MR和雙側(cè)海馬MRS

入院予丙戊酸24 mg/(kg·d)治療,抽搐發(fā)作部分好轉(zhuǎn);入院1周內(nèi)給予咪達(dá)唑侖1-0.5 μg/(kg·min),抽搐發(fā)作控制,逐漸減停咪達(dá)唑侖抽搐部分好轉(zhuǎn)。入院10 d查視頻腦電圖(VEEG):監(jiān)測(cè)期間無(wú)特殊臨床事件發(fā)生,醒睡各期雙側(cè)各導(dǎo)彌漫性2-3 Hz中-高波幅慢波發(fā)放,背景彌漫性慢波發(fā)放,無(wú)枕區(qū)優(yōu)勢(shì)節(jié)律(見(jiàn)圖2A)。入院半月后,逐漸予托吡酯6.94 mg/(kg·d)治療,對(duì)抽搐發(fā)作無(wú)明顯效果。入院1月后,加用氯硝西泮后發(fā)作明顯減少,氯硝西泮用量為0.2-0.04 mg/(kg·d),因足量使用后明顯嗜睡,導(dǎo)致吸入性肺炎減量，偶有每天雙眼向左凝視半分鐘。入院39 d復(fù)查VEEG:監(jiān)測(cè)期間無(wú)特殊臨床事件發(fā)生,背景慢化好轉(zhuǎn),醒睡各期雙側(cè)頂、枕、后顳大量1-2 Hz中-高波幅慢波陣發(fā),慢波主要局限在后頭部枕后顳區(qū),前額中央頂區(qū)慢波明顯好轉(zhuǎn)(見(jiàn)圖2B)。入院2月(11月齡)后逐漸予左乙拉西坦30 mg/(kg·d)后抽搐停止。1歲3月復(fù)查VEEG正常(見(jiàn)圖2C)。1歲3月起可認(rèn)人,會(huì)笑,生氣時(shí)易雙手抖動(dòng),無(wú)肢體松軟,可獨(dú)坐,可扶站不會(huì)走,不會(huì)咀嚼僅能吞咽,易過(guò)度興奮和嗜睡交替?，F(xiàn)1歲10月僅左乙拉西坦治療癲癇,近11月無(wú)癲癇發(fā)作,現(xiàn)反應(yīng)能力差,眼神交流差,不會(huì)發(fā)音,無(wú)雙手抖,無(wú)興奮思睡,可扶站不會(huì)走,咀嚼差。

圖2 患者視頻腦電圖(VEEG)

2.2 基因檢測(cè)結(jié)果

本例患者基因分析證實(shí)在STXBP1基因第18外顯子中第1651位核苷酸C突變?yōu)門(c.1651C>T,見(jiàn)圖3A),氨基酸變化為p.A rg551Cys(p.R551C),患者父母親未發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)核苷酸變異,證明患者為新發(fā)突變,患者父母親基因型正常(見(jiàn)圖3B和3C)。患者突變位點(diǎn)氨基酸為高度保守位點(diǎn)(見(jiàn)圖4)。該突變位點(diǎn)既往國(guó)外有報(bào)道[9-11]。根據(jù)ACMG指南(2015年)[12],通過(guò)PS2+PS1+PM1+PM2+PP3致病證據(jù)證明患者變異為致病性突變。

圖4 患者STXBP1 p.R551C突變氨基酸位點(diǎn)保守性分析

2.3 STXBP1基因突變患者的臨床特征

結(jié)合患者的臨床特征,基因突變檢查結(jié)果,本例報(bào)道的患者診斷為癲癇,STXBP1相關(guān)發(fā)育性和癲癇性腦病,左側(cè)腹股溝斜疝。在既往國(guó)外報(bào)道臨床資料較全的2例患者與我們報(bào)道的病例有STXBP1基因相同p.R551C突變的患者中,病例1[9]為男性患者,病例2[10]為女性患者,這些患者均有智力障礙,驚厥發(fā)作有痙攣、強(qiáng)直、陣攣、局灶性癲癇發(fā)作和失張力發(fā)作(見(jiàn)表1)。腦電圖均有背景慢化,無(wú)高峰節(jié)律紊亂。嬰兒期起病,我們報(bào)道的患者起病月齡較晚,治療效果好于國(guó)外報(bào)道的2例患者。另外國(guó)外報(bào)道1例STXBP1基因相同p.R551C突變的患者為孤獨(dú)癥患者[11]。國(guó)外還報(bào)道1例STXBP1基因相同位點(diǎn)突變p.R551G(c.1651C>G)的患者是有智力障礙的孤獨(dú)癥男性患者[13]。

表1 世界范圍內(nèi)STXBP1 p.R551C突變患者的臨床數(shù)據(jù)

3 討論

突觸融合蛋白結(jié)合蛋白1(STXBP1)主要是在大腦中表達(dá)的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族中的一種蛋白,其在神經(jīng)遞質(zhì)分泌的突觸囊泡對(duì)接和融合中起重要作用。STXBP1基因編碼該蛋白,由20個(gè)外顯子組成,位于染色體9q34.11上[14,15]。該基因有錯(cuò)義、移碼、無(wú)義和剪接位點(diǎn)突變及基因內(nèi)和包括該基因的染色體大片段異常等。STXBP1突變患者的表型譜很廣,國(guó)內(nèi)外報(bào)道STXBP1基因突變患者有大田原綜合征、嬰兒痙攣癥、未分類的早發(fā)型癲癇和腦病、Dravet綜合征、Rett綜合征、非綜合征性癲癇、智力障礙和孤獨(dú)癥等[2-7,11,13,16,17]。表現(xiàn)為廣泛復(fù)雜神經(jīng)發(fā)育障礙類疾病,而不是原發(fā)性癲癇性腦病,應(yīng)稱之為STXBP1腦病,包括有癲癇發(fā)作和非癲癇發(fā)作類疾病[17]。該類患者的臨床特征:①約95%的患者有癲癇,最常見(jiàn)的發(fā)作類型是痙攣發(fā)作(65.3%)、局灶性發(fā)作(57.9%)和強(qiáng)直性發(fā)作(41.3%),有1/3以上患者通過(guò)治療可無(wú)癲癇發(fā)作,有1/3患者為難治療癲癇;②腦電圖檢查中有60%以上有局灶性或多灶性癲癇波活動(dòng),有35.9%為暴發(fā)抑制和40%高峰節(jié)律紊亂;③所有患者均有智力障礙,88.4%患者為重度到極重度的智力障礙;④約五分之一的患者中出現(xiàn)孤獨(dú)癥或孤獨(dú)癥特征的行為問(wèn)題;⑤常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)異常特征有軸向低肌張力、共濟(jì)失調(diào)、意向性震顫、運(yùn)動(dòng)障礙或肌張力障礙等;⑥約一半的患者中影像學(xué)檢查(腦MRI)正常,其他的異常有腦萎縮(33.3%)、胼胝體變薄(16.2%)、髓鞘發(fā)育不良或延遲(16.2%)[17]。

STXBP1腦病多在新生兒到嬰兒期發(fā)病,早期癲癇患者最初主要特征是運(yùn)動(dòng)性癲癇(局灶性或全身性),初始發(fā)作間期腦電圖異常,有正常的頭圍發(fā)育。此外,患者經(jīng)常有中到重度發(fā)育遲緩?；颊叱Ｓ泄矟?jì)失調(diào)步態(tài)。出現(xiàn)這些特征時(shí)臨床醫(yī)生應(yīng)考慮STXBP1基因的分子篩選[18]。

STXBP1腦病中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)癲癇的起病年齡或持續(xù)時(shí)間與智力嚴(yán)重程度相關(guān),患者基因型和表型的關(guān)系不大,STXBP1在神經(jīng)發(fā)育的許多方面發(fā)揮重要作用,該基因在腦內(nèi)可通過(guò)多個(gè)維度干預(yù)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育,該類疾病除了有智力障礙和癲癇外,還有其他多種神經(jīng)系統(tǒng)異常表現(xiàn),包括孤獨(dú)癥或孤獨(dú)癥特征、運(yùn)動(dòng)障礙、肌張力障礙、震顫、肌張力低下、共濟(jì)失調(diào)、錐體外系異常等表現(xiàn)[17]。我們報(bào)道的STXBP1基因相同p.R551C突變的患者就有很多表型,故遺傳背景或環(huán)境因素等其他因素可能在形成最終表型中起作用。我們報(bào)道的患者在嬰兒期發(fā)病,在發(fā)病早期有頻繁驚厥和智力低下,用藥物控制驚厥發(fā)作后腦電圖正常但仍有明顯智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育障礙,其為STXBP1早發(fā)性癲癇和腦病,但與早發(fā)性癲癇腦病易致概念混淆,我們?cè)\斷為STXBP1相關(guān)發(fā)育性和癲癇性腦病。因2017年國(guó)際抗癲癇聯(lián)盟重新定義一類新的疾病為發(fā)育性和癲癇性腦病的概念,該病主要是由于遺傳因素引起,有早期發(fā)病,難治性癲癇發(fā)作,發(fā)育遲緩或停滯等,發(fā)育性異常和癲癇因素均可導(dǎo)致腦病[19],該類腦病可以與致病基因名合并命名[19,20]。且這些患者較易并發(fā)智力障礙、孤獨(dú)癥譜系障礙(ASD)和行為問(wèn)題等[21]。我們?cè)趪?guó)內(nèi)首次提出診斷該類疾病,以期更好地認(rèn)識(shí)該類疾病,對(duì)本病的病因治療可能更有幫助。

STXBP1腦病的治療需要多學(xué)科協(xié)同治療,目前其癲癇治療主要是癥狀性治療,其行為和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題需要運(yùn)動(dòng)療法和作業(yè)治療,以最大限度地發(fā)揮發(fā)育潛力,該類疾病的癲癇治療多較困難,且多需要抗癲癇藥聯(lián)合應(yīng)用,其中最常被報(bào)道有效的藥物是丙戊酸,其次是左乙拉西坦和氨己烯酸[17]。在一些研究中,氨己烯酸對(duì)痙攣發(fā)作有很好的反應(yīng)[16,22,23],丙戊酸[22,23]和左乙拉西坦[24]也可有同樣的效果。在動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)VEEG顯示,不同基因組背景的Stxbp1+/-小鼠再現(xiàn)人類所觀察到的癲癇表型,其肌陣攣和棘波放電能被左乙拉西坦抑制。推測(cè)左乙拉西坦具有結(jié)合到突觸囊泡釋放糖蛋白SV2A的突觸前作用模式,可以抑制小鼠模型中由突觸前基因Stxbp1基因突變引起的腦電異常[25]。有報(bào)道生酮飲食成功治療STXBP1腦病的1例癲癇患者,是生后10 d發(fā)病的STXBP1基因p.R406C突變的患者,其初始表現(xiàn)為眨眼,嘴唇抽動(dòng),眼睛向右側(cè)偏離,不對(duì)稱強(qiáng)直,后發(fā)展為嬰兒痙攣癥,給予生酮飲食聯(lián)合托吡酯治療后癲癇發(fā)作控制[26]。另外,有文獻(xiàn)報(bào)道兩例STXBP1腦病患者接受癲癇外科手術(shù)后癲癇治療效果良好,1例在生后5 d發(fā)病的STXBP1基因p.gly544val突變患者,其初始發(fā)作為肌陣攣發(fā)作伴凝視,5個(gè)月時(shí)出現(xiàn)不對(duì)稱屈肌痙攣。對(duì)苯巴比妥、卡馬西平和皮質(zhì)類固醇激素有暫時(shí)效應(yīng),對(duì)氨己烯酸、托吡酯、左乙拉西坦、硝西泮和維生素B6無(wú)效,腦MRI正常,8月齡時(shí)腦電圖表現(xiàn)為慢波和癲癇波活動(dòng),在右枕顳區(qū)最顯著,隨后硬膜下網(wǎng)格腦電圖在腦右后區(qū)記錄到發(fā)作期多發(fā)性痙攣發(fā)作波形,在1.5歲時(shí)患者被實(shí)施右側(cè)顳葉枕部完全離斷和多處軟腦膜下橫切術(shù),術(shù)后右側(cè)枕葉活檢示局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良1a型,手術(shù)后癲癇發(fā)作頻率立即降低了95%,父母反應(yīng)生活質(zhì)量有明顯改善[10],故推測(cè)STXBP1突變與局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良可能存在因果關(guān)系[10];另一例STXBP1基因p. Thr78His fs*40突變患者為男性試管嬰兒,沒(méi)有癲癇家族史,為出生體質(zhì)量870 g的25周早產(chǎn)兒,接受了9 d的機(jī)械通氣治療,此后一直正常,沒(méi)有任何并發(fā)癥,直到4月齡(糾正)時(shí)被發(fā)現(xiàn)有智力發(fā)育遲滯,在5個(gè)月時(shí)接受了腦磁共振成像,腦電圖和染色體檢查沒(méi)有明顯異常,6月齡時(shí)出現(xiàn)了伴腦電圖高峰節(jié)律紊亂的嬰兒痙攣癥,予促腎上腺皮質(zhì)激素治療,僅產(chǎn)生短暫的效果,9月齡仍有明顯痙攣發(fā)作和智力運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲滯及皮質(zhì)盲,腦MRI顯示胼胝體發(fā)育不全,腦白質(zhì)髓鞘形成延遲,雙側(cè)額葉中度萎縮,但無(wú)腦室周圍白質(zhì)軟化,甲狀腺素釋放激素,托吡酯、拉莫三嗪對(duì)痙攣發(fā)作或腦電異常無(wú)效,1歲1月時(shí)接受了胼胝體切開(kāi)術(shù)治療,術(shù)后未再出現(xiàn)癲癇發(fā)作和腦電異常,盡管仍不能坐或看,但患者能表現(xiàn)出基本的情感反應(yīng)[27]。

綜上所述,我們?cè)趪?guó)內(nèi)首次診斷STXBP1相關(guān)發(fā)育性和癲癇性腦病,國(guó)內(nèi)首次明確該病診斷概念。該病患者起病年齡小,進(jìn)展快,以反復(fù)抽搐(痙攣、局灶性發(fā)作、強(qiáng)直)為主要表現(xiàn),智力運(yùn)動(dòng)明顯倒退,發(fā)育性異常和癲癇因素均可導(dǎo)致腦病,與普通癲癇比較治療效果差,治療方面急性期我們采用左乙拉西坦聯(lián)合丙戊酸和小劑量苯二氮類藥物有效,病情平穩(wěn)后左乙拉西坦維持治療效果好。該類疾病國(guó)內(nèi)外多以左乙拉西坦或其聯(lián)合多種抗癲癇藥治療為主[17,24,27],生酮飲食和癲癇外科手術(shù)治療在部分個(gè)案患者中有一定希望。STXBP1相關(guān)發(fā)育性和癲癇性腦病屬于STXBP1腦病中最常見(jiàn)的一類疾病,該類疾病屬于復(fù)雜神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常疾病,病因治療需要進(jìn)一步研究。