結(jié)節(jié)性硬化癥伴癲癇發(fā)作患者基因突變類(lèi)型與臨床表型相關(guān)性研究

郭 靜， 張佩琪， 金 洋， 李 花

結(jié)節(jié)性硬化癥 (Tuberous Sclerosis Complex，TSC) 是一種罕見(jiàn)的遺傳性神經(jīng)皮膚、多系統(tǒng)的常染色體顯性遺傳病，臨床表型多變[1～3]。其特征是 TSC1 或 TSC2 基因的常染色體顯性突變，導(dǎo)致 mTOR(哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白)通路過(guò)度激活，增加細(xì)胞增殖和一系列其他后果[4]。癲癇是結(jié)節(jié)性硬化癥 (TSC) 患者最常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀之一，據(jù)報(bào)道患病率為 62%～93%[5～7]。它也是 TSC 患者發(fā)病和死亡的重要原因。

既往研究已闡述過(guò)TSC 合并癲癇的自然病程[6，8，9]。這些研究大多為回顧性研究，報(bào)告了單中心隊(duì)列，且樣本量相對(duì)較小。國(guó)內(nèi)關(guān)于TSC 基因型-臨床表型關(guān)系的研究也大多為小樣本回顧性分析[10～12]，且大多數(shù)研究尚未將TSC基因型進(jìn)一步分為不同的基因突變類(lèi)型進(jìn)行探討。雖然目前發(fā)現(xiàn)的基因型-臨床表型的相關(guān)性研究結(jié)果可能有限，但它們對(duì)預(yù)后咨詢(xún)具有重要意義。本研究將TSC1及TSC2進(jìn)一步細(xì)分為不同基因突變類(lèi)型，旨在探討結(jié)節(jié)性硬化癥伴癲癇發(fā)作患者的基因突變類(lèi)型與臨床表型之間的關(guān)系，從而預(yù)估TSC患者的疾病發(fā)展及預(yù)后，對(duì)產(chǎn)前咨詢(xún)也有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象 2013年10月至2019年10月期間廣東三九腦科醫(yī)院癲癇中心就診，符合國(guó)際結(jié)節(jié)性硬化癥聯(lián)盟2012年修訂的結(jié)節(jié)性硬化癥診斷標(biāo)準(zhǔn)的患者。

入組及排除標(biāo)準(zhǔn)：所有入組的結(jié)節(jié)性硬化癥患者均有癲癇發(fā)作；排除其他疾病所致癲癇或除 TSC 外有嚴(yán)重的其他系統(tǒng)疾病；患者或監(jiān)護(hù)人同意TSC基因檢測(cè)。

1.2 方法

1.2.1 標(biāo)本采集與實(shí)驗(yàn)方法 經(jīng)患者或其監(jiān)護(hù)人知情同意后，采集患者及其直系親屬外周血各2 ml，外送基因公司進(jìn)行TSC基因測(cè)序，根據(jù)基因檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行基因突變類(lèi)型-臨床表型的分析。

1.2.2 臨床資料采集 收集上述入組患者的臨床資料：性別、起病年齡、家族史、皮膚改變及智力發(fā)育情況等資料，所有患者均行頭顱MRI或CT、視頻腦電圖、兒童生長(zhǎng)發(fā)育水平測(cè)定或韋氏智力測(cè)定、心臟及腎臟超聲、肺部CT等相關(guān)檢查。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計(jì)數(shù)資料用例數(shù)(%)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或 Fisher 確切概率法分析，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般情況 所有入組患者中共85例患者TSC基因檢測(cè)陽(yáng)性，其中男性44例(51.8%)，女性41例(48.2%)，男女比例約1.07∶1。起病年齡生后2 d～25歲，平均(46.86±61.23) m。85例患者中有TSC家族史者29例 (34.1%)。有皮膚改變者76例(89.4%)，包括面部皮脂腺瘤、色素脫失斑、咖啡斑及鯊革斑等。肺部CT發(fā)現(xiàn)肺部淋巴管肌瘤(LAM)6例(7.1%)；心臟超聲提示有心臟病變的患者20例(23.5%)；腹部超聲發(fā)現(xiàn)腎臟病變者28例(32.9%)。頭顱影像學(xué)檢查提示85例患者均有皮質(zhì)結(jié)節(jié)(100%)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)室管膜下巨細(xì)胞星形細(xì)胞瘤(SEGAs)患者9例(10.6%)。智力水平評(píng)估提示智力低下者50例(58.8%)。85例患者中TSC1基因突變34例(40.0%)，TSC2基因突變51例(60.0%)。

2.2 TSC1及TSC2基因突變類(lèi)型 85例患者中TSC1基因突變34例(40.0%)，分別為：剪切突變4例(11.8%)、移碼突變10例(29.4%)、無(wú)義突變4例(11.8%)、錯(cuò)義突變16例(47.0%)。TSC2基因突變51例(60.0%)，分別為：剪切突變3例(5.9%)、移碼突變19例(37.3%)、無(wú)義突變1例(1.9%)、錯(cuò)義突變25例(49.0%)及大片段缺失3例(5.9%)。上述不同突變類(lèi)型在TSC1及TSC2基因分布中無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(χ2=6.575，P=0.160)，但可見(jiàn)TSC1及TSC2基因均以移碼突變及錯(cuò)義突變的突變率較高(見(jiàn)表1)。

表1 TSC1/TSC2基因突變類(lèi)型

2.3 TSC1/TSC2基因型與臨床表型關(guān)系 對(duì)比不同臨床表型與TSC1/TSC2基因型的關(guān)系，首先，將起病年齡分為≤1歲、～3歲、～6歲、～18歲、>18歲，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，不同的起病年齡在TSC1及TSC2基因中有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(χ2=12.304，P=0.015)，TSC2基因突變患者的起病年齡更早，以≤1歲為主，而TSC1基因突變的起病年齡以1～3歲為主。此外，進(jìn)一步研究其伴隨疾病，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，腎臟病變及智力低下的發(fā)生率在TSC1及TSC2基因中有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(分別P<0.05)，TSC2基因突變患者腎臟病變及智力低下的發(fā)生率高于TSC1基因突變患者。而在性別、家族史、皮膚改變、肺部病變、心臟病變、室管膜下巨細(xì)胞星形細(xì)胞瘤(SEGAs)的發(fā)生率上，TSC1及TSC2間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(見(jiàn)表2)。因所有患者頭顱影像學(xué)均提示皮質(zhì)結(jié)節(jié)，因此皮質(zhì)結(jié)節(jié)的發(fā)生率不納入統(tǒng)計(jì)。

表2 TSC1/TSC2基因型與臨床表型關(guān)系

2.4 TSC基因突變類(lèi)型與臨床表型關(guān)系 將TSC基因進(jìn)一步細(xì)分為不同基因突變類(lèi)型，比較TSC不同基因突變類(lèi)型與臨床表型的關(guān)系，因表1可見(jiàn)TSC1及TSC2基因突變均以移碼突變及錯(cuò)義突變?yōu)橹鳎渌?lèi)型的突變率較低，因此將基因突變類(lèi)型分為移碼突變組29例、錯(cuò)義突變組41例及其他突變組(包括剪切突變、無(wú)義突變及大片段缺失)15例。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，心臟病變的發(fā)生率在不同的基因突變類(lèi)型中有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.553，P=0.023)，錯(cuò)義突變較容易出現(xiàn)心臟病變。此外，性別、起病年齡、家族史、皮膚改變、肺部病變、腎臟病變、SEGAs及智力低下的發(fā)生率在各組間無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(見(jiàn)表3)。

表3 TSC基因突變類(lèi)型與臨床表型關(guān)系

3 討 論

TSC是一種常染色體顯性遺傳性神經(jīng)皮膚綜合征，由TSC1或TSC2基因的雜合致病性變異引起[13]。80%TSC 患者的主要癥狀是神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，以癲癇為主要表現(xiàn)。癲癇起病通常開(kāi)始于出生后的前幾個(gè)月，大多數(shù)在1歲以?xún)?nèi)出現(xiàn)[14]。本研究中1歲以?xún)?nèi)出現(xiàn)癲癇發(fā)作的患者31人(36.5%)，在各起病年齡層中占主要優(yōu)勢(shì)。

TSC1位于染色體9q34，含有23個(gè)外顯子，而TSC2位于染色體16p13，含有41個(gè)外顯子。TSC1 或 TSC2 的致病性變異引起mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的過(guò)度激活，導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)的失調(diào)，從而導(dǎo)致各種器官系統(tǒng)中錯(cuò)構(gòu)瘤的發(fā)生[15]。目前已知的TSC 基因突變類(lèi)型有1600余種，TSC1基因中共有 836 個(gè)突變被發(fā)現(xiàn)，而 TSC2 基因中2345個(gè)突變被發(fā)現(xiàn)，TSC2基因突變的個(gè)數(shù)遠(yuǎn)大于TSC1基因[16]。研究報(bào)道TSC2基因突變的發(fā)生率約是TSC1的5倍[17]，本研究中TSC1突變34例，TSC2突變51例，TSC1∶TSC2突變比例約1∶1.5，因所有入組患者均有癲癇發(fā)作，考慮與入組標(biāo)準(zhǔn)及樣本量較小有關(guān)。

有研究指出，TSC1基因突變大多是由無(wú)義突變或移碼突變及剪切突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程提前終止引起。而 TSC2 基因突變多為錯(cuò)義突變、大片段缺失或重組引起[18]。國(guó)內(nèi)Yang等研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)義突變是TSC1最常見(jiàn)的類(lèi)型，在神經(jīng)系統(tǒng)受累的突變中，無(wú)義突變最容易發(fā)生癲癇發(fā)作和智能障礙。而腎臟病變大多與TSC2基因突變小的插入或缺失有關(guān)[19]。本研究共入組85例TSC伴癲癇發(fā)作并TSC基因陽(yáng)性的患者，對(duì)上述患者進(jìn)行基因突變類(lèi)型的分析，發(fā)現(xiàn)TSC1基因突變類(lèi)型有4種：剪切突變、移碼突變、無(wú)義突變及錯(cuò)義突變，而TSC2基因突變除上述突變類(lèi)型外還發(fā)現(xiàn)有大片段缺失。TSC1及TSC2基因突變類(lèi)型均以移碼突變及錯(cuò)義突變的發(fā)生率最高，這與已報(bào)道的研究基本一致。

由于TSC2基因包含的外顯子較 TSC1多，隨機(jī)發(fā)生致病性突變的概率大，因此TSC2基因突變率較 TSC1高。由此可以解釋TSC2 基因突變常常引起更為嚴(yán)重的臨床表型[20，21]。有研究顯示，TSC2基因突變患者癲癇起病的年齡較TSC1基因突變患者早[22]，本研究也證實(shí)了TSC2起病年齡較TSC1更早，主要在1歲以?xún)?nèi)起病。國(guó)內(nèi)外的研究均提示TSC2 基因突變比TSC1基因突變的患者更容易發(fā)生腎臟病變[23，24]。在本組入組患者中，也發(fā)現(xiàn)TSC2基因突變的腎臟病變及智力低下的發(fā)生率遠(yuǎn)高于TSC1(P<0.05)。在本研究中，其他的臨床表型在TSC1及TSC2組間無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，如進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可能會(huì)獲得更多的有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)果。

因本研究中TSC基因突變以移碼突變及錯(cuò)義突變?yōu)橹?，其他?lèi)型的突變率較低，因此將TSC基因根據(jù)突變類(lèi)型進(jìn)一步細(xì)分為移碼突變組、錯(cuò)義突變組及其他突變組(包括剪切突變、無(wú)義突變及大片段缺失)，發(fā)現(xiàn)心臟病變?cè)诟鹘M間的發(fā)生率有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示錯(cuò)義突變發(fā)生心臟病變的趨勢(shì)高于其他各組。但本研究未進(jìn)行兩組間的兩兩比較，且剪切突變、無(wú)義突變及大片段缺失例數(shù)較少，不能獨(dú)立成組進(jìn)行比較，國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)也未見(jiàn)相關(guān)方面的研究，可待進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量后進(jìn)一步深入研究。

TSC臨床表型多種多樣，很難去預(yù)判每個(gè)個(gè)體的臨床表型[25]。因此通過(guò)對(duì)TSC基因突變類(lèi)型與臨床表型的深入研究，得出精確的基因型-臨床表型或基因突變類(lèi)型-臨床表型的關(guān)系，從而在患者起病初期對(duì)疾病發(fā)展及預(yù)后做出判斷是我們進(jìn)一步研究的方向。

因本研究樣本量有限，將各組細(xì)分為不同的基因突變類(lèi)型導(dǎo)致個(gè)別組例數(shù)偏少，因此部分結(jié)果的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義有待考量，需進(jìn)一步收集更多患者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。