癲癇是兒童期常見的神經系統疾病,為了明確癲癇性腦病的基因檢出率,對一個癲癇遺傳診所進行了一項回顧性隊列研究。2012年1月-2014年6月,在一個癲癇遺傳診所納入了所有兼有難治性癲癇、整體性發育遲滯和認知功能障礙的患者。通過回顧電子病歷,獲得了患者的臨床特征、神經影像、生化檢驗及分子遺傳學資料,包括對癲癇性腦病基因的第二代目的基因測序。在110例患者中,發現28%是有基因異常的:7%有遺傳性代謝障礙,包括由ALDH7A1變異引起的吡哆醇依賴性癲癇、Menkes病、吡哆醇-5-磷酸氧化酶缺乏、鈷胺素G缺乏、亞甲基四氫葉酸還原酶缺乏、I型葡萄糖載體缺陷、甘氨酸腦病和丙酮酸脫氫酶復合體缺陷;21%有其他的基因病因,包括遺傳性綜合征、在陣列比較基因組雜交上的致病性拷貝數變異,以及與SCN1A、SCN2A、SCN8A、KCNQ2、STXBP1、PCDH19和SLC9A6基因變異相關的癲癇性腦病。4.5%的患者得到了由第二代目的基因測序的癲癇性腦病面板作出的基因診斷。值得注意的是,4.5%的患者有可治的遺傳性代謝性疾病。該研究為首個將遺傳性代謝障礙和癲癇性腦病的其他遺傳病因結合起來的研究。第二代目的基因測序面板將癲癇性腦病患者的基因診斷檢出率從 ＜10%增加到 ＞25%。
引用本文： Mercimek-MahmutogluS, PatelJ, CordeiroD, HewsonS, CallenD, DonnerEJ, HahnCD, KannuP, KobayashiJ, MinassianBA, MoharirM, SiriwardenaK, WeissSK, WeksbergR, SneadOC, 童馨, 慕潔. 基因檢測對兒童癲癇性腦病的檢出率. 癲癇雜志, 2016, 2(6): 527-534. doi: 10.7507/2096-0247.20160093 復制
癲癇是兒童期常見的神經系統疾病，每十萬人中就有300～600人患病。難治性癲癇的定義是：經兩種或以上抗癲癇藥物(AEDs)足量的單藥或聯合治療后，癲癇發作仍不能控制。它影響著約30%的癲癇患兒。最嚴重的難治性癲癇通常始于嬰兒期，并與整體性發育遲滯(Global developmental delay,GDD)、認知功能障礙和持續的癲癇樣活動有關，這種癲癇樣活動造成了進一步的認知遲緩和衰退，被定義為癲癇性腦病。
最近的研究支持這樣一種假說：癲癇性腦病患者身上存在著潛在的遺傳病因。通過陣列比較基因組雜交(array comparative genomic hybridization,aCGH)，在癲癇性腦病患者身上發現了染色體重排，稱之為拷貝數變異(Copy number variants,CNVs)。雖說相關研究的樣本量較少，但基因測序面板相比aCGH表現出了更高的檢出率。一項研究采用第二代目的基因測序，從33例患有各種癲癇綜合征的患者中，測出了265個癲癇相關的單個基因序列，其中48%顯示出有致病突變。另一項研究在6例癲癇性腦病患者中，發現4例患者的全基因組測序存在突變。
本研究是一項大型回顧性隊列研究，旨在闡明癲癇性腦病的檢出率。研究報道的遺傳病因的頻率與類型數據來自一個學術性兒科健康科學中心的癲癇遺傳診所。
方法
兼有難治性癲癇、GDD和認知功能障礙，即被定義為癲癇性腦病。2012年1月-2014年6月，我們從兒童疾病醫院(加拿大，多倫多)的一個癲癇遺傳診所將所有這類患者納入了本回顧性隊列研究之中。為了發現潛在的癲癇遺傳病因，這些患者從包括神經科、兒童癲癇診所和社區兒童神經診所、兒科和新生兒重癥監護病房，以及兒科住院病房等各種機構轉診到該診所。本研究得到了兒童疾病醫院，多倫多研究倫理委員會的批準(批準號： 1000042943)。
通過回顧電子病歷，我們獲得了患者的臨床特征、神經影像、生化檢驗及分子遺傳學資料，包括對癲癇性腦病基因的第二代目的基因測序。所有數據輸入Excel數據庫(美國，華盛頓，雷德蒙德，微軟公司)。化驗指標包括血漿氨基酸、轉鐵蛋白等電點聚焦、同型半胱氨酸、7-脫氫膽固醇、乳酸、血胺、酯酰肉堿分布、總肉堿與游離肉堿、染色體微陣列和尿有機酸。此外，有粗糙面部特征的患者還接受了尿低聚糖和黏多糖檢查；尿酸水平過低或過高，或者有行為問題的患者還接受了尿嘌呤和嘧啶檢查；未做過腦磁共振波譜分析(Magnetic resonance spectroscopy,MRS)的患者還接受了尿胍基乙酸和肌酸檢查；對吡哆醇治療曾有完全或部分反應的患者還接受了尿α氨基己二酸半醛(Alpha-amino adipic acid semialdehyde,alpha-AASA)檢查。一小部分患者接受了腰椎穿刺，以檢測腦脊液(Cerebrospinal fluid,CSF)中糖、乳酸、氨基酸和神經遞質的含量。所有患者均接受了腦核磁共振(MRI)檢查，部分患者還做了MRS。在多個臨床分子基因學實驗室中，我們對有遺傳性代謝疾病(Inherited metabolic diseases,IMDs)或非IMDs(其他遺傳病)相關臨床或生化特征的患者進行了單基因測試。根據臨床分子遺傳學實驗方法，應用第二代目的基因測序面板測試癲癇性腦病基因。來自臨床實驗室的所有數據被記錄于Alamut數據庫，該數據庫是用于病因預測和核苷酸與氨基酸序列跨物種保護的。我們采用突變命名法(http://www.hgvs.org/mutnomen/)推薦的方式來為變異命名。
結果
本隊列回顧性研究一共納入了110例患者。患者目前的年齡平均為(6.8±4.5)歲(范圍：1～18歲)。存在可識別的潛在遺傳病因的患者占28%。根據潛在遺傳病因的類型，患者被分為兩組：① IMDs造成的兒童癲癇性腦病(7%)，見表 1；② 其他遺傳病因造成的兒童癲癇性腦病(21%)，見表 2。
表1
IMDs患者資料
表2
aCGH檢出的致病性CNVs、遺傳綜合征和第二代目的基因測序檢出的神經源性病因
1 遺傳性代謝障礙
本組有8例患者(7%)。他們的臨床、生化、神經影像和分子遺傳學資料總結見表 1。目前的年齡平均為(3.6±3.35)歲(范圍：1～12歲)。癲癇首發年齡平均為(4.1±8.1)個月(范圍：1 h～2歲)。診斷年齡平均為(28.8±45.8)個月(范圍：2～144個月)。患者中遺傳模式為常染色體隱性的占75%，常染色體顯性的占12.5%，X連鎖的占12.5%。
這些患者的IMDs包括：由ALDH7A1基因缺陷引起的吡哆醇依賴性癲癇(PDE-ALDH7A1)、Menkes病、吡哆醇-5-磷酸氧化酶(PNPO)缺乏、鈷胺素G缺乏、嚴重的亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)缺乏、1型葡萄糖載體(GLUT1)缺陷、甘氨酸腦病和丙酮酸脫氫酶復合體(PDHC)缺陷。所有患者均有所患IMDs相應的臨床(如：Menks病患者的毛發脆弱易斷)或生化特征(如：GLUT1缺陷患者的腦脊液葡萄糖水平較低)。37.5%的患者癲癇首發于新生兒期(PNPO缺乏、PDE-ALDH7A1、甘氨酸腦病)，37.5%的患者癲癇首發于出生后的6個月內(Menkes病、鈷胺素G缺乏、PDHC缺陷)。在出生后1年內即被基因診斷確診的患者占62.5%。所有患者的父母均被基因診斷證實攜帶有致病基因。最后一次癲癇發作在2歲時，以及在12歲得到最后確診的情況見于GLUT1缺陷患者。
全面強直和強直-陣攣發作是兩種最常見的發作類型，見于50%患者。肌陣攣發作見于25%患者。失神發作與全面強直-陣攣發作共同見于GLUT1缺陷患者。全面強直發作與肌陣攣發作共同見于PNPO缺乏患者。
在這一組中，50%患者所患的是可治的IMDs，包括PNPO缺乏、PDE-ALDH7A1、鈷胺素G缺乏和嚴重的MTHFR缺乏。PNPO缺乏的患者從新生兒期開始接受吡哆醛-5-磷酸單藥治療，1歲時達到了正常的神經發育水平，且不再有癲癇發作。經過吡哆醇單藥治療，配合限制賴氨酸的飲食，PDE-ALDH7A1患者在2歲半時僅有輕度步態共濟失調，認知功能正常，且不再有癲癇發作。鈷胺素G缺乏的患者在4個月齡時開始接受羥基鈷胺素和甜菜堿治療，到3歲時僅有輕度GDD，且不再有癲癇發作。嚴重的MTHFR缺乏患者在開始甜菜堿治療后表現出在發育階段上的進步，但之后該患者搬家到外地并就此失訪。患有不可治IMD，包括PDHC缺陷和Menkes病患者有嚴重的GDD，中軸和四肢肌肉的肌張力減退，以及癲癇。GLUT1缺陷的患者已接受了6個月的生酮飲食治療，但目前判斷療效還為時過早。
2 遺傳性代謝疾病遺傳病
本組有23例患者(21%)見表 2。目前年齡平均為(6.71±4.5)歲(范圍：1～17.5歲)。癲癇首發年齡平均為(27.23±44.05)個月(范圍：1周～15歲)，診斷年齡平均為(6.8±4.7)歲(范圍：5個月～17歲)。遺傳模式為常染色體顯性占75%，X連鎖占20%，常染色體隱性占12.5%。
aCGH在13%患者中新發現了1.0～5.2百萬堿基的致病性缺失，確定了致病性CNVs的診斷，該變異引起了該組患者的癲癇性腦病(表 2)。17.5%患者臨床表現提示存在特殊的潛在遺傳病因，包括：Simpson-Golabi-Behmel綜合征(未見GPC3基因序列變異)、Rett綜合征(已基因確診)，和KCNQ2相關癲癇性腦病(表 2中第16號患者)。9%的患者MRI特征提示存在特殊的遺傳病因，包括：TUBA1A基因變異引起的無腦回畸形，CHD7基因變異引起的半規管缺損、心臟異常、鼻后孔閉鎖、發育遲滯、生殖器與耳部異常(CHARGE)綜合征(表 2)。 我們在MECP2、CHD7和TUBA1A這3個序列中發現了變異。這些變異都是新發生的錯義突變，其中50%是尚未見文獻報道(表 2)。這些突變均不能作為多態性在ESP6500外顯子組或單核苷酸多態性(dbSNP)數據庫中被找到。這些變異在物種間是高度保守的，有報道稱這些突變在點突變預測程序(SIFT)和/或Mutation Taster預測程序中是有害的。
另93例患者中未見任何可識別的綜合征樣臨床特征、MRI或MRS模式、代謝檢查結果，或aCGH異常。這些患者做了針對癲癇性腦病的第二代目的基因測序，在外部臨床實驗室中采用了多種基因面板。癲癇基因面板種類在93例患者中的分布為：① 84%采用了來自同一臨床實驗室的38-70基因面板；② 16%采用了來自一個臨床實驗室的327基因面板。經第二代目的基因測序中的癲癇性腦病基因面板確診，有14例患者(在非IMD遺傳病因組中占61%，在全部患者中占12.7%)存在潛在的遺傳疾病，包括：SCN1A-(n= 4)、SCN2A-(n=2)、SCN8A-(n= 1)、KCNQ2-(n=2)、STXBP1-(n=3)、PCDH19- (n=1)和SLC9A6-(Christianson綜合征)(n=1)相關的癲癇性腦病(表 2)。在這一組中，SCN1A是最常見的病因，KCNQ2和STXBP1是第二常見的病因。我們在7例患者中識別出14種變異；其中11種是尚未見文獻報道，3種曾作為病因被報道過。在12例患者中，這些變異是新發生的。其余患者中，KCNQ2突變是遺傳自父親，且祖母也有癲癇和認知功能障礙(表 2中第17號患者)。還有1例患者的父母由于家庭社交方面的原因拒絕接受確診檢測。這些突變均不能作為多態性在ESP6500外顯子組或dbSNP數據庫中被找到。這些變異在物種間是高度保守的，有報道稱這些突變在點突變預測程序(SIFT)和/或Mutation Taster預測程序中是有害的，可能都是導致疾病的變異。最常見的突變類型是錯義突變(53%)。其他突變類型有：無義突變導致的終止密碼子過早出現(20%)，小片段基因缺失到多個外顯子缺失(20%)，以及基因接合處突變(7%)，見表 2。
全面強直-陣攣發作是最主要的發作形式，見于65%患者。在43%患者中，發作形式不止一種，包括以下發作類型的各種組合：全面強直-陣攣發作、失神發作、部分性發作和肌陣攣或強直發作，主要見于有SCN1A和SCN2A變異的患者。
討論
我們的回顧性隊列研究報道了，在單個癲癇遺傳診所2年半的時間里見到110例癲癇性腦病患者中，28%是有潛在遺傳病因的。我們的回顧性隊列研究將IMD與癲癇性腦病的其他遺傳病因結合起來。在圖 1中，我們總結了診斷步驟，并記錄了各個特定潛在病因所占比例。確診這些特定遺傳病因根據的是：有提示價值的臨床特征(4.5%)、由aCGH確認的致病性CNVs(2.7%)、腦部MRI(1.8%)，以及代謝檢查(7%)。第二代目的基因測序在12.7%的患者中發現了遺傳病因。根據文獻報道，在約5%的患者中，由aCGH確認的致病性CNVs與癲癇性腦病相關。在我們的研究隊列中，致病性CNVs所占比例較低。可能因為aCGH已經是癲癇性腦病的一線檢查方法，所以患者在轉診到遺傳診所之前就已經接受過該檢查。一旦致病性CNVs被發現，患者便通常不會被轉診到癲癇遺傳診所。
圖1
癲癇性腦病診斷過程
在我們的回顧性隊列研究中，從發病到確診時間間隔最長的是1例GLUT1缺陷患者。該患者很早就開始了難治的失神發作，而發育和認知功能正常，直到7歲才出現進行性認知障礙；患者11.5歲時，在發現其CSF葡萄糖水平較低后才考慮到GLUT1缺陷的診斷。對于GLUT1缺陷患者，早期診斷并及早開始生酮飲食對提高神經系統發育水平是至關重要的。當前的第二代目的基因測序面板，包括SLC2A1 (GLUT1缺陷) 基因的應用會縮短這類可治疾病的診斷時間。這些面板也包括對其他基因的檢測，這些基因造成的可治的代謝性癲癇有：肌酸生物合成缺陷、GAMT和AGAT缺陷、吡哆醇代謝障礙、PDE-ALDH7A1和PNPO缺乏，檢測這些基因能夠及時發現更輕微的表型。基因檢測可能先于侵入性腰椎穿刺的CSF葡萄糖檢測而診斷GLUT1缺陷；也可先于CSF神經遞質檢測而診斷PNPO缺乏。
關于第二代目的基因測序在癲癇上的應用，先前的文獻報道中使用的是35-265-基因面板，它的檢出率在10%~48.5%。這些研究中檢出率較低的原因似乎是受檢基因數目較少，且納入患者數量較多。在我們的研究中，第二代目的基因測序達到基因診斷率為12.7%，這與較低的檢出率相一致，可能是由于患者數量相對較多。有趣的是，對于我們的患者隊列中那些經第二代目的基因測序而診斷的患者，僅用38-基因面板就足以確認其中93%的基因診斷。最初，采用327-基因面板是因為它包含的基因數目最多。結果顯示，在沒有明顯畸形特征的患者身上，存在大量的對各種遺傳綜合征而言意義不明的變異。由于我們的患者中大部分是沒有明顯畸形特征，我們在用327-基因面板檢測了癲癇遺傳診所中最初15例患者之后，停止了該面板的使用。如果在我們的回顧性隊列研究中全部使用327-基因面板，不確定是否能增加檢出率。如果使用的面板包含的基因數量增加就能增大檢出率，那么我們的研究將不能得出一個穩定的結論。據報道，在癲癇患者中，整個外顯子組序列的檢出率在11%~ 72%。較低的檢出率可能是因為這些研究納入的患者過多，或者由于患者量太少導致得出的高患病率并不真實。只有一項全基因測序研究在患者量非常小的情況下得到了67%的檢出率。表 3總結了這些研究的結果。要確定這些檢測方法對癲癇性腦病患者真正的檢出率，還需要更多的外顯子組或基因組測序研究。對于那些一線生化檢查和aCGH均正常、發作對吡哆醇或吡哆醛-5-磷酸治療無反應，以及沒有可識別綜合征或特征性腦MRI改變的癲癇性腦病患者，我們推薦使用第二代目的基因測序來找出特定遺傳疾病。對于第二代目的基因測序陰性的患者，明確地查詢整個外顯子組或基因組序列代表著一大進步。在不遠的將來，現在的全基因組測序研究，以及對癲癇性腦病的臨床外顯子組測序不僅將確定新的癲癇性腦病候選基因，也將闡明檢出率的問題。
表3
通過第二代目的基因測序、全外顯子組和基因組測序對癲癇患者進行基因檢測的文獻回顧
近期，由SCN1A、SCN2A、SCN8A和KCNQ2基因變異造成的PCDH19和STXBP1基因的變異以及通道病在報道中被作為早發性癲癇性腦病的潛在遺傳病因。不幸的是，還沒有確切的臨床、電生理學，或神經影像學特征來提示這些潛在變異造成的表型。目前，針對癲癇性腦病的第二代目的基因測序面板是這類患者的最佳選擇。
IMD對個體而言是罕見的，但據估計，它的群體患病率為1∶1 000。超過200種IMD可表現為癲癇發作，而且大多數這類疾病都有對應的治療方法。很多生化篩查檢驗被用于診斷與這些疾病相關的特定IMD或通道缺陷，但由于缺乏相關病史或表型特征，這些檢測的檢出率非常低。在那些不能做頭部MRS的中心，尿胍基乙酸和肌酸水平檢測對于診斷肌酸缺乏癥是必要的。CSF氨基酸、葡萄糖和神經遞質檢測有助于診斷甘氨酸腦病、絲氨酸合成障礙、PNPO缺乏和GLUT1缺陷。在我們的回顧性隊列研究中，僅用一種生化檢測就在7%患者中查出了某種IMD，這些檢測內容包括：血清銅、血漿銅藍蛋白、同型半胱氨酸、CSF氨基酸、CSF葡萄糖、皮膚成纖維細胞中的線粒體檢查和尿α-氨基酸己二半醛。
我們的回顧性隊列研究報道了，在癲癇性腦病患者中，潛在遺傳病因的檢出率為28%。病因包括：IMDs、致病性CNVs、遺傳綜合征，以及SCN1A、SCN2A、SCN8A、KCNQ2、STXBP1、PCDH19和SLC9A6基因的變異。在經基因診斷的患者中，將近50%患有由顯性新發突變引起的癲癇性腦病。這一數據增大了這樣一種可能性：將近50%遺傳性癲癇性腦病患者所患的其實是散發的非遺傳性基因疾病。在我們經基因診斷的患者中，接近16%(占總數的4.5%)患者是一種可治的IMDs，其短期神經發育結果良好，這更加強調了早期診斷和針對性診斷的重要性。
我們的研究采用了一種階梯式診斷檢查程序，將IMDs與其他遺傳病因結合在一起。由于近期針對癲癇性腦病的第二代目的基因測序面板的技術進步，對潛在遺傳病因在癲癇性腦病患者中的檢出率從＜10%增長到了＞25%。在不久的將來，全外顯子組和基因組測序將增加檢出率，并可能發現全新的癲癇性腦病基因。對潛在基因缺陷的識別將為我們提供新的癲癇性腦病病因學知識。反過來，這些知識將為靶向神經保護治療策略的發展鋪平道路，并最終改善癲癇性腦病患者的預后。
癲癇是兒童期常見的神經系統疾病，每十萬人中就有300～600人患病。難治性癲癇的定義是：經兩種或以上抗癲癇藥物(AEDs)足量的單藥或聯合治療后，癲癇發作仍不能控制。它影響著約30%的癲癇患兒。最嚴重的難治性癲癇通常始于嬰兒期，并與整體性發育遲滯(Global developmental delay,GDD)、認知功能障礙和持續的癲癇樣活動有關，這種癲癇樣活動造成了進一步的認知遲緩和衰退，被定義為癲癇性腦病。
最近的研究支持這樣一種假說：癲癇性腦病患者身上存在著潛在的遺傳病因。通過陣列比較基因組雜交(array comparative genomic hybridization,aCGH)，在癲癇性腦病患者身上發現了染色體重排，稱之為拷貝數變異(Copy number variants,CNVs)。雖說相關研究的樣本量較少，但基因測序面板相比aCGH表現出了更高的檢出率。一項研究采用第二代目的基因測序，從33例患有各種癲癇綜合征的患者中，測出了265個癲癇相關的單個基因序列，其中48%顯示出有致病突變。另一項研究在6例癲癇性腦病患者中，發現4例患者的全基因組測序存在突變。
本研究是一項大型回顧性隊列研究，旨在闡明癲癇性腦病的檢出率。研究報道的遺傳病因的頻率與類型數據來自一個學術性兒科健康科學中心的癲癇遺傳診所。
方法
兼有難治性癲癇、GDD和認知功能障礙，即被定義為癲癇性腦病。2012年1月-2014年6月，我們從兒童疾病醫院(加拿大，多倫多)的一個癲癇遺傳診所將所有這類患者納入了本回顧性隊列研究之中。為了發現潛在的癲癇遺傳病因，這些患者從包括神經科、兒童癲癇診所和社區兒童神經診所、兒科和新生兒重癥監護病房，以及兒科住院病房等各種機構轉診到該診所。本研究得到了兒童疾病醫院，多倫多研究倫理委員會的批準(批準號： 1000042943)。
通過回顧電子病歷，我們獲得了患者的臨床特征、神經影像、生化檢驗及分子遺傳學資料，包括對癲癇性腦病基因的第二代目的基因測序。所有數據輸入Excel數據庫(美國，華盛頓，雷德蒙德，微軟公司)。化驗指標包括血漿氨基酸、轉鐵蛋白等電點聚焦、同型半胱氨酸、7-脫氫膽固醇、乳酸、血胺、酯酰肉堿分布、總肉堿與游離肉堿、染色體微陣列和尿有機酸。此外，有粗糙面部特征的患者還接受了尿低聚糖和黏多糖檢查；尿酸水平過低或過高，或者有行為問題的患者還接受了尿嘌呤和嘧啶檢查；未做過腦磁共振波譜分析(Magnetic resonance spectroscopy,MRS)的患者還接受了尿胍基乙酸和肌酸檢查；對吡哆醇治療曾有完全或部分反應的患者還接受了尿α氨基己二酸半醛(Alpha-amino adipic acid semialdehyde,alpha-AASA)檢查。一小部分患者接受了腰椎穿刺，以檢測腦脊液(Cerebrospinal fluid,CSF)中糖、乳酸、氨基酸和神經遞質的含量。所有患者均接受了腦核磁共振(MRI)檢查，部分患者還做了MRS。在多個臨床分子基因學實驗室中，我們對有遺傳性代謝疾病(Inherited metabolic diseases,IMDs)或非IMDs(其他遺傳病)相關臨床或生化特征的患者進行了單基因測試。根據臨床分子遺傳學實驗方法，應用第二代目的基因測序面板測試癲癇性腦病基因。來自臨床實驗室的所有數據被記錄于Alamut數據庫，該數據庫是用于病因預測和核苷酸與氨基酸序列跨物種保護的。我們采用突變命名法(http://www.hgvs.org/mutnomen/)推薦的方式來為變異命名。
結果
本隊列回顧性研究一共納入了110例患者。患者目前的年齡平均為(6.8±4.5)歲(范圍：1～18歲)。存在可識別的潛在遺傳病因的患者占28%。根據潛在遺傳病因的類型，患者被分為兩組：① IMDs造成的兒童癲癇性腦病(7%)，見表 1；② 其他遺傳病因造成的兒童癲癇性腦病(21%)，見表 2。
表1
IMDs患者資料
表2
aCGH檢出的致病性CNVs、遺傳綜合征和第二代目的基因測序檢出的神經源性病因
1 遺傳性代謝障礙
本組有8例患者(7%)。他們的臨床、生化、神經影像和分子遺傳學資料總結見表 1。目前的年齡平均為(3.6±3.35)歲(范圍：1～12歲)。癲癇首發年齡平均為(4.1±8.1)個月(范圍：1 h～2歲)。診斷年齡平均為(28.8±45.8)個月(范圍：2～144個月)。患者中遺傳模式為常染色體隱性的占75%，常染色體顯性的占12.5%，X連鎖的占12.5%。
這些患者的IMDs包括：由ALDH7A1基因缺陷引起的吡哆醇依賴性癲癇(PDE-ALDH7A1)、Menkes病、吡哆醇-5-磷酸氧化酶(PNPO)缺乏、鈷胺素G缺乏、嚴重的亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)缺乏、1型葡萄糖載體(GLUT1)缺陷、甘氨酸腦病和丙酮酸脫氫酶復合體(PDHC)缺陷。所有患者均有所患IMDs相應的臨床(如：Menks病患者的毛發脆弱易斷)或生化特征(如：GLUT1缺陷患者的腦脊液葡萄糖水平較低)。37.5%的患者癲癇首發于新生兒期(PNPO缺乏、PDE-ALDH7A1、甘氨酸腦病)，37.5%的患者癲癇首發于出生后的6個月內(Menkes病、鈷胺素G缺乏、PDHC缺陷)。在出生后1年內即被基因診斷確診的患者占62.5%。所有患者的父母均被基因診斷證實攜帶有致病基因。最后一次癲癇發作在2歲時，以及在12歲得到最后確診的情況見于GLUT1缺陷患者。
全面強直和強直-陣攣發作是兩種最常見的發作類型，見于50%患者。肌陣攣發作見于25%患者。失神發作與全面強直-陣攣發作共同見于GLUT1缺陷患者。全面強直發作與肌陣攣發作共同見于PNPO缺乏患者。
在這一組中，50%患者所患的是可治的IMDs，包括PNPO缺乏、PDE-ALDH7A1、鈷胺素G缺乏和嚴重的MTHFR缺乏。PNPO缺乏的患者從新生兒期開始接受吡哆醛-5-磷酸單藥治療，1歲時達到了正常的神經發育水平，且不再有癲癇發作。經過吡哆醇單藥治療，配合限制賴氨酸的飲食，PDE-ALDH7A1患者在2歲半時僅有輕度步態共濟失調，認知功能正常，且不再有癲癇發作。鈷胺素G缺乏的患者在4個月齡時開始接受羥基鈷胺素和甜菜堿治療，到3歲時僅有輕度GDD，且不再有癲癇發作。嚴重的MTHFR缺乏患者在開始甜菜堿治療后表現出在發育階段上的進步，但之后該患者搬家到外地并就此失訪。患有不可治IMD，包括PDHC缺陷和Menkes病患者有嚴重的GDD，中軸和四肢肌肉的肌張力減退，以及癲癇。GLUT1缺陷的患者已接受了6個月的生酮飲食治療，但目前判斷療效還為時過早。
2 遺傳性代謝疾病遺傳病
本組有23例患者(21%)見表 2。目前年齡平均為(6.71±4.5)歲(范圍：1～17.5歲)。癲癇首發年齡平均為(27.23±44.05)個月(范圍：1周～15歲)，診斷年齡平均為(6.8±4.7)歲(范圍：5個月～17歲)。遺傳模式為常染色體顯性占75%，X連鎖占20%，常染色體隱性占12.5%。
aCGH在13%患者中新發現了1.0～5.2百萬堿基的致病性缺失，確定了致病性CNVs的診斷，該變異引起了該組患者的癲癇性腦病(表 2)。17.5%患者臨床表現提示存在特殊的潛在遺傳病因，包括：Simpson-Golabi-Behmel綜合征(未見GPC3基因序列變異)、Rett綜合征(已基因確診)，和KCNQ2相關癲癇性腦病(表 2中第16號患者)。9%的患者MRI特征提示存在特殊的遺傳病因，包括：TUBA1A基因變異引起的無腦回畸形，CHD7基因變異引起的半規管缺損、心臟異常、鼻后孔閉鎖、發育遲滯、生殖器與耳部異常(CHARGE)綜合征(表 2)。 我們在MECP2、CHD7和TUBA1A這3個序列中發現了變異。這些變異都是新發生的錯義突變，其中50%是尚未見文獻報道(表 2)。這些突變均不能作為多態性在ESP6500外顯子組或單核苷酸多態性(dbSNP)數據庫中被找到。這些變異在物種間是高度保守的，有報道稱這些突變在點突變預測程序(SIFT)和/或Mutation Taster預測程序中是有害的。
另93例患者中未見任何可識別的綜合征樣臨床特征、MRI或MRS模式、代謝檢查結果，或aCGH異常。這些患者做了針對癲癇性腦病的第二代目的基因測序，在外部臨床實驗室中采用了多種基因面板。癲癇基因面板種類在93例患者中的分布為：① 84%采用了來自同一臨床實驗室的38-70基因面板；② 16%采用了來自一個臨床實驗室的327基因面板。經第二代目的基因測序中的癲癇性腦病基因面板確診，有14例患者(在非IMD遺傳病因組中占61%，在全部患者中占12.7%)存在潛在的遺傳疾病，包括：SCN1A-(n= 4)、SCN2A-(n=2)、SCN8A-(n= 1)、KCNQ2-(n=2)、STXBP1-(n=3)、PCDH19- (n=1)和SLC9A6-(Christianson綜合征)(n=1)相關的癲癇性腦病(表 2)。在這一組中，SCN1A是最常見的病因，KCNQ2和STXBP1是第二常見的病因。我們在7例患者中識別出14種變異；其中11種是尚未見文獻報道，3種曾作為病因被報道過。在12例患者中，這些變異是新發生的。其余患者中，KCNQ2突變是遺傳自父親，且祖母也有癲癇和認知功能障礙(表 2中第17號患者)。還有1例患者的父母由于家庭社交方面的原因拒絕接受確診檢測。這些突變均不能作為多態性在ESP6500外顯子組或dbSNP數據庫中被找到。這些變異在物種間是高度保守的，有報道稱這些突變在點突變預測程序(SIFT)和/或Mutation Taster預測程序中是有害的，可能都是導致疾病的變異。最常見的突變類型是錯義突變(53%)。其他突變類型有：無義突變導致的終止密碼子過早出現(20%)，小片段基因缺失到多個外顯子缺失(20%)，以及基因接合處突變(7%)，見表 2。
全面強直-陣攣發作是最主要的發作形式，見于65%患者。在43%患者中，發作形式不止一種，包括以下發作類型的各種組合：全面強直-陣攣發作、失神發作、部分性發作和肌陣攣或強直發作，主要見于有SCN1A和SCN2A變異的患者。
討論
我們的回顧性隊列研究報道了，在單個癲癇遺傳診所2年半的時間里見到110例癲癇性腦病患者中，28%是有潛在遺傳病因的。我們的回顧性隊列研究將IMD與癲癇性腦病的其他遺傳病因結合起來。在圖 1中，我們總結了診斷步驟，并記錄了各個特定潛在病因所占比例。確診這些特定遺傳病因根據的是：有提示價值的臨床特征(4.5%)、由aCGH確認的致病性CNVs(2.7%)、腦部MRI(1.8%)，以及代謝檢查(7%)。第二代目的基因測序在12.7%的患者中發現了遺傳病因。根據文獻報道，在約5%的患者中，由aCGH確認的致病性CNVs與癲癇性腦病相關。在我們的研究隊列中，致病性CNVs所占比例較低。可能因為aCGH已經是癲癇性腦病的一線檢查方法，所以患者在轉診到遺傳診所之前就已經接受過該檢查。一旦致病性CNVs被發現，患者便通常不會被轉診到癲癇遺傳診所。
圖1
癲癇性腦病診斷過程
在我們的回顧性隊列研究中，從發病到確診時間間隔最長的是1例GLUT1缺陷患者。該患者很早就開始了難治的失神發作，而發育和認知功能正常，直到7歲才出現進行性認知障礙；患者11.5歲時，在發現其CSF葡萄糖水平較低后才考慮到GLUT1缺陷的診斷。對于GLUT1缺陷患者，早期診斷并及早開始生酮飲食對提高神經系統發育水平是至關重要的。當前的第二代目的基因測序面板，包括SLC2A1 (GLUT1缺陷) 基因的應用會縮短這類可治疾病的診斷時間。這些面板也包括對其他基因的檢測，這些基因造成的可治的代謝性癲癇有：肌酸生物合成缺陷、GAMT和AGAT缺陷、吡哆醇代謝障礙、PDE-ALDH7A1和PNPO缺乏，檢測這些基因能夠及時發現更輕微的表型。基因檢測可能先于侵入性腰椎穿刺的CSF葡萄糖檢測而診斷GLUT1缺陷；也可先于CSF神經遞質檢測而診斷PNPO缺乏。
關于第二代目的基因測序在癲癇上的應用，先前的文獻報道中使用的是35-265-基因面板，它的檢出率在10%~48.5%。這些研究中檢出率較低的原因似乎是受檢基因數目較少，且納入患者數量較多。在我們的研究中，第二代目的基因測序達到基因診斷率為12.7%，這與較低的檢出率相一致，可能是由于患者數量相對較多。有趣的是，對于我們的患者隊列中那些經第二代目的基因測序而診斷的患者，僅用38-基因面板就足以確認其中93%的基因診斷。最初，采用327-基因面板是因為它包含的基因數目最多。結果顯示，在沒有明顯畸形特征的患者身上，存在大量的對各種遺傳綜合征而言意義不明的變異。由于我們的患者中大部分是沒有明顯畸形特征，我們在用327-基因面板檢測了癲癇遺傳診所中最初15例患者之后，停止了該面板的使用。如果在我們的回顧性隊列研究中全部使用327-基因面板，不確定是否能增加檢出率。如果使用的面板包含的基因數量增加就能增大檢出率，那么我們的研究將不能得出一個穩定的結論。據報道，在癲癇患者中，整個外顯子組序列的檢出率在11%~ 72%。較低的檢出率可能是因為這些研究納入的患者過多，或者由于患者量太少導致得出的高患病率并不真實。只有一項全基因測序研究在患者量非常小的情況下得到了67%的檢出率。表 3總結了這些研究的結果。要確定這些檢測方法對癲癇性腦病患者真正的檢出率，還需要更多的外顯子組或基因組測序研究。對于那些一線生化檢查和aCGH均正常、發作對吡哆醇或吡哆醛-5-磷酸治療無反應，以及沒有可識別綜合征或特征性腦MRI改變的癲癇性腦病患者，我們推薦使用第二代目的基因測序來找出特定遺傳疾病。對于第二代目的基因測序陰性的患者，明確地查詢整個外顯子組或基因組序列代表著一大進步。在不遠的將來，現在的全基因組測序研究，以及對癲癇性腦病的臨床外顯子組測序不僅將確定新的癲癇性腦病候選基因，也將闡明檢出率的問題。
表3
通過第二代目的基因測序、全外顯子組和基因組測序對癲癇患者進行基因檢測的文獻回顧
近期，由SCN1A、SCN2A、SCN8A和KCNQ2基因變異造成的PCDH19和STXBP1基因的變異以及通道病在報道中被作為早發性癲癇性腦病的潛在遺傳病因。不幸的是，還沒有確切的臨床、電生理學，或神經影像學特征來提示這些潛在變異造成的表型。目前，針對癲癇性腦病的第二代目的基因測序面板是這類患者的最佳選擇。
IMD對個體而言是罕見的，但據估計，它的群體患病率為1∶1 000。超過200種IMD可表現為癲癇發作，而且大多數這類疾病都有對應的治療方法。很多生化篩查檢驗被用于診斷與這些疾病相關的特定IMD或通道缺陷，但由于缺乏相關病史或表型特征，這些檢測的檢出率非常低。在那些不能做頭部MRS的中心，尿胍基乙酸和肌酸水平檢測對于診斷肌酸缺乏癥是必要的。CSF氨基酸、葡萄糖和神經遞質檢測有助于診斷甘氨酸腦病、絲氨酸合成障礙、PNPO缺乏和GLUT1缺陷。在我們的回顧性隊列研究中，僅用一種生化檢測就在7%患者中查出了某種IMD，這些檢測內容包括：血清銅、血漿銅藍蛋白、同型半胱氨酸、CSF氨基酸、CSF葡萄糖、皮膚成纖維細胞中的線粒體檢查和尿α-氨基酸己二半醛。
我們的回顧性隊列研究報道了，在癲癇性腦病患者中，潛在遺傳病因的檢出率為28%。病因包括：IMDs、致病性CNVs、遺傳綜合征，以及SCN1A、SCN2A、SCN8A、KCNQ2、STXBP1、PCDH19和SLC9A6基因的變異。在經基因診斷的患者中，將近50%患有由顯性新發突變引起的癲癇性腦病。這一數據增大了這樣一種可能性：將近50%遺傳性癲癇性腦病患者所患的其實是散發的非遺傳性基因疾病。在我們經基因診斷的患者中，接近16%(占總數的4.5%)患者是一種可治的IMDs，其短期神經發育結果良好，這更加強調了早期診斷和針對性診斷的重要性。
我們的研究采用了一種階梯式診斷檢查程序，將IMDs與其他遺傳病因結合在一起。由于近期針對癲癇性腦病的第二代目的基因測序面板的技術進步，對潛在遺傳病因在癲癇性腦病患者中的檢出率從＜10%增長到了＞25%。在不久的將來，全外顯子組和基因組測序將增加檢出率，并可能發現全新的癲癇性腦病基因。對潛在基因缺陷的識別將為我們提供新的癲癇性腦病病因學知識。反過來，這些知識將為靶向神經保護治療策略的發展鋪平道路，并最終改善癲癇性腦病患者的預后。
