癲癇性腦病（Epileptic encephalopathy，EE）是一類由難治性癲癇極度異常腦電活動導致的腦部疾病。近年來隨著分子遺傳學的進步，越來越多的研究表明突觸融合蛋白結合蛋白 1（Synaptotagmin binding protein 1, STXBP1）基因突變與 EE 有關。文章對 EE 的病因及病理生理學機制進行綜述，從而提高臨床醫生對 EE 的認識，并探討將 STXBP1 作為靶點治療 EE 的可能性，為臨床治療 EE 提供依據和指導。
引用本文： 劉梅歌, 李亞靜, 趙春維, 肖丹青, 董偉偉, 劉揚, 劉獻增. 突觸融合蛋白結合蛋白 1 基因與癲癇性腦病的研究進展. 癲癇雜志, 2018, 4(5): 421-425. doi: 10.7507/2096-0247.20180070 復制
突觸融合蛋白結合蛋白 1（Synaptotagmin binding protein 1，STXBP1）基因位于染色體 9q34.11，負責編碼 STXBP1（也稱 SM/sec1/Munc-18 蛋白），這種蛋白對整合膜蛋白受體復合物的形成及突觸囊泡融合過程至關重要[1]。
癲癇性腦病（Epileptic encephalopathy，EE）是一類由癲癇性異常放電導致進行性腦功能障礙的嚴重大腦疾患[2]。主要特點為多種形式的癲癇發作，治療困難；持續而嚴重的癲癇性腦電圖（EEG）異常；精神運動發育遲滯或倒退。EE 可發生在任何年齡，但嬰幼兒最常見且最為嚴重。在新診斷的嬰幼兒癲癇患者中，EE 占比約 40%[3]。除一小部分 EE 有明確病因，如大腦結構異常或代謝性疾病，大部分病因不明。越來越多的證據表明，遺傳因素在 EE 的發病機制中發揮著重要作用[4]。EE 相關性基因涉及多種作用途徑和方式，如離子轉運、酶代謝、信號通路、膜結構和膜運輸等[5]。多項研究表明，STXBP1 基因變異與 EE 有關。2008 年，Saitsu 等首次發現 STXBP1 基因突變可導致大田原綜合征（Ohtahara syndrome，OS）[6]。隨后多項研究證明，STXBP1 基因突變與一系列神經發育障礙（伴或不伴癲癇）有關，包括 West 綜合征、Dravet 綜合征、未分類的早發性 EE、非綜合征性癲癇、智力殘疾、自閉癥和 Rett 綜合征，統稱為STXBP1-腦病（STXBP-1 encephalopathy，STXBP1-E）[7-9]。
本文將對 STXBP1-E 的病理生理學研究進展進行綜述，探索 STXBP1 作為 EE（更具體講 STXBP1-E）治療靶點的可能性。
1 突觸融合蛋白結合蛋白 1 在突觸囊泡融合中的作用
STXBP1 在突觸囊泡循環、神經元鈣依賴的神經遞質釋放過程中起重要作用。囊泡的轉運、融合涉及多個步驟和復雜的蛋白質相互作用，其中對囊泡的轉運和融合起關鍵性調控作用的蛋白主要包括：① 形成膜融合核心復合體的可溶性 N-乙基馬來酰亞胺敏感因子附著蛋白受體（Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors，SNARE）蛋白，包括囊泡膜上的突觸囊泡蛋白/突觸囊泡相關膜蛋白（Vesicular-associated membrane protein，VAMP/synaptobrevin）、突觸前膜上的 syntaxin 和突觸小體相關蛋白（Synaptosomal-associated protein of 25kD，SNAP25）；② SNARE 調節蛋白：STXBP1、N-乙基馬來酰亞胺敏感的融合蛋白（N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein，NSF）、α-可溶性 NSF 附著蛋白（Soluble NSF-attachmentproteins，SNAP）、Munc13 和 complexin，其中 STXBP1 和 SNARE 蛋白協同作用調控膜融合過程；③ Rab 蛋白家族及效應物：Rab3、Rabphilin、Rim 和 Noc2；④ 參與鈣調控的鈣結合蛋白：突觸結合蛋白（Synaptotagmin，Syt）、鈣激活分泌蛋白（Calcium-activated protein for secretion，CAPS）、Calmodulin，Syt 是結合鈣離子的受體蛋白，是啟動膜融合的促發因子；⑤ 其它：synaptogyrins、synaptophysins、synapsins、VTi1a、CSP、SCAMPs 等，見表 1。
表1
對囊泡轉運和融合起關鍵性調控作用的蛋白
STXBP1 與囊泡膜 VAMP2、突觸前膜 syntaxin1 和突觸小體 SNAP25 共同作用，促進囊泡的沉淀與膜融合，參與突觸囊泡循環。簡言之，當囊泡相關性 SNARE（即 synaptobrevin/VAMP）蛋白通過各自的 α-螺旋性模體相互作用，附著到膜靶點 SNARE（syntaxin1 和 SNAP25），并形成 trans（異位）-SNARE 復合物時，囊泡融合即可發生。trans（異位）-SNARE 復合物通過 SNARE 拉鏈過程將囊泡和靶膜拉近，最終導致膜融合和神經遞質釋放[10，11]。在膜融合過程中，trans（異位）-SNARE 復合體的張力減弱，變得松馳，從而形成結構更穩定的 cis（同位）- SNARE 復合體。囊泡與靶膜融合后，源于不同來源的 SNAREs 發生折疊，并形成一完整膜結構。隨后在適配蛋白 α/β-SNAPs 的協助下，NSF ATP 酶引起 cis（同位）-SNAERs 復合體解聚，實現 SNAREs 的循環，進行新的囊泡融合反應[12]，見圖 1。
圖1
囊泡胞吐的分子機制示意圖
多項研究表明，STXBP1 在囊泡的錨定（docking）、啟動（priming）、膜融合（fusion）等不同步驟中起著至關重要的作用，這些不同的作用是通過 STXBP1 與不同的 SNARE 蛋白質相互作用完成的[1]。目前研究較清楚的是 STXBP1 與 syntaxin1 的相互作用。syntaxin1 的長氨基末端域有三個 α-螺旋，稱為 Habc。Habc 可與其羧基末端 SNARE 模體的 α-螺旋結合，形成一種封閉結構。這種結構能阻止 SNARE 蛋白復合體的形成。STXBP1 能夠識別和結合 syntaxin1 的 Habc 結構域形成的封閉結構，形成了膜融合的起始步驟。隨后在 munc-13 和 STXBP1 共同作用下，syntaxin1 轉變為開放結構，從而啟動 SNARE 復合物的形成和膜融合[13]。在 SNARE 解聚后，STXBP1 立即與 syntaxin1 結合，防止 SNARE 復合物形成，顯示 syntaxin1 可有效用于另一輪囊泡融合，因此 STXBP1 在神經遞質釋放中具有重要的調節作用[14]。
2 突觸融合蛋白結合蛋白 1 基因功能缺失
STXBP1-E 是由 STXBP1 基因顯性、雜合和新發突變引起。目前，基因型-表型相關性研究未能確定突變類型與 STXBP1-E 不同臨床表現之間的明確關聯[15]，同一基因突變可有多種臨床表型，主要的假設是 STXBP1 功能缺失是 STXBP1-E 常見的致病機制。
STXBP1 基因突變包括截短和錯義突變，其中截短突變通過無義介導的 mRNA 降解（Nonsense-mediated mRNA decay，NMD）以識別和降解含有提前終止密碼子的轉錄產物，從而導致單倍體劑量不足[16]。然而，已報道的 STXBP1 致病性基因突變很大一部分是導致氨基酸替代的錯義突變，并且每個個體錯義突變的功能性后果難以預測。目前，盡管已針對少數基因突變個體進行了功能研究，但對于很多突變體，導致 STXBP1 功能受損的確切機制仍不明。研究發現，錯義突變 Val84Asp、Cys180Tyr、Met443Arg 和 Gly544Asp 可導致 STXBP1 功能受損[17]。這些突變可能會導致產物的不穩定，從而進一步降解或聚集[18]，致使單倍體劑量不足，而殘存未受影響的 STXBP1 等位基因不能產生足量的蛋白產物，從而發生病理改變[19]。體外研究進一步顯示，攜帶這些基因突變的 STXBP1 形成聚集體，并易于被蛋白酶降解[17]。Chai 等研究發現，STXBP1-E 突變體不僅可在自身之間共聚，還可在無細胞系統和神經元培養物中與野生型 STXBP1 共聚，這可能導致一部分 STXBP1 錯義突變體顯性失活[18]。Shen 等采用重建的脂質融合系統，對既往發表的致病性 Cys552Arg 錯義突變進行研究發現，這種突變體選擇性地損害 STXBP1 的 trans（異位）-SNARE 調節功能[20]。如果該研究被證實有效，該系統可為 STXBP1 基因錯義突變相關疾病的功能測試提供另一種體外測定方法。
3 突觸融合蛋白結合蛋白 1 基因功能缺失與突觸融合蛋白結合蛋白 1 基因- 腦病
關于 STXBP1 基因突變導致 STXBP1-E 的具體機制尚不清楚，但目前的理論表明神經傳遞的損傷可能為最主要的機制。
STXBP1 功能喪失引起抑制性神經元神經遞質釋放障礙，導致神經網絡過度興奮，從而解釋 STXBP1-E 中的癲癇表型[16]。訖今為止，據統計約有 95%的 STXBP1-E 患者被診斷為癲癇，這意味著癲癇是該疾病的核心表型特征[8]。然而，這種過度興奮狀態在許多已發表的 STXBP1 動物模型研究中中尚未被觀察到。但最近的一項研究通過對斑馬魚 STXBP1a 和 STXBP1b 敲除模型進行電生理學測量，在 STXBP1b 敲除斑馬魚模型中觀察到自發的癲癇發作放電[21]。
STXBP1-E 的另一重要臨床表現是認知障礙，最初認為癲癇活動損傷大腦中與學習和記憶相關的重要部位，從而導致認知及精神行為障礙。但隨著研究的深入，Gburek 等發現攜帶致病性 STXBP1 基因突變的患者可單獨表現為認知障礙而無癲癇發作[22]。Sivaraju 等[23]也發現一部分 STXBP1-E 通過抗癲癇藥物（AEDs）控制后，認知功能發育仍有明顯的延遲，表明癲癇發作、嚴重程度與認知損害程度無相關性。上述現象可由 Albert 等的研究解釋，通過敲除一個 STXBP1 等位基因構建雜合子動物模型，推測 STXBP1 基因單倍體劑量不足可能導致 EE 認知損害。有趣的是與預期的 STXBP1 表達水平降低 50% 不同，這些雜合子動物模型的 STXBP1 表達水平只降低了 25%。無獨有偶，另一項研究也表明選擇性破壞一個 STXBP1 等位基因后，STXBP1 表達水平約降至原來的 70%[24]。雖然在基因敲除的小鼠中 STXBP1 水平較預期水平高，但這些動物的空間學習能力和記憶力仍有明顯的下降，這進一步說明 STXBP1 在認知中的重要性。研究發現，STXBP1 單倍體劑量不足可明顯降低海馬 CA1 長時程增強（Long term potentiation， LTP），從而造成認知功能損害。與野生型相比，STXBP1 基因敲除動物即刻可釋放的囊泡體積減少，從而造成神經元的突觸囊泡釋放率降低，而且其釋放率也明顯落后于野生型神經元。
除此之外，在人體和動物模型中研究發現，與其他 SNARE 相關蛋白突變相比，STXBP1 基因突變產生的疾病表型更嚴重，尤其是在海馬學習和記憶方面。研究證實，完全剔除 STXBP1 基因的動物模型可導致胚胎致死[25]，STXBP1 基因的表達降低 25% 就足以導致 STXBP1 雜合子動物嚴重的臨床表型。其他 SNARE 蛋白相關的突變，如 munc-13 和 complexin 突變可導致共濟失調和社會行為障礙[26]，但其臨床表型沒有 STXBP1 基因突變嚴重，可能的解釋為 SNARE 相關的其他蛋白突變有相應的基因代償，至少是部分性代償，因此當基因突變時仍可保持 SNARE 蛋白的功能，從而使其表型不嚴重。由于大腦中沒有 STXBP1 基因的代償基因，因此在 STXBP1 基因表達過程中任一環節遭到破壞，都會顯著地影響其病理生理學功能。
4 突觸融合蛋白結合蛋白 1 基因、腦病的治療
目前，STXBP1-E 的治療方法主要針對癲癇發作。大多數 STXBP1-E 患者的癲癇發作可通過常規 AEDs 進行較好的控制，約 1/3 的患者可達到無癲癇發作[8]。已經報道治療有效的 AEDs 包括氨己烯酸、丙戊酸和左乙拉西坦，其中左乙拉西坦是通過與突觸囊泡糖蛋白 2a（SV2a）結合，調節突觸小泡釋放而發揮作用[27]，但目前尚不清楚哪種 AEDs 方案最好。由于 STXBP1-E 的癲癇發作年齡、持續時間、嚴重程度與神經發育之間沒有明確的關聯，未來的治療策略不僅應控制癲癇發作，更重要的是改善認知、智能等。
近年來，遺傳性 EE 治療的重點已經逐漸轉向疾病特異性治療或稱為精準醫學。由于越來越多 EE 的遺傳病因被證實，促使臨床醫生和科學家們思考藥物靶向治療 EE 的可能。迄今為止，在 EE 領域中已有一些精準藥物治療的實例，具有初步的體外證據或者成功靶向治療的病例報告，如使用 NMDA 受體抑制劑美金剛治療獲得性功能突變導致的 GRIN2A 相關的 EE[28]，使用特異性 Kv7 鉀離子通道開放劑瑞替加濱治療KCNQ2 相關的 EE[29]。由于 STXBP1 的功能喪失是導致 STXBP1-E 的主要機制，補充 STXBP1 或激活代償機制可能為潛在的治療策略。
5 結語
STXBP1 與 SNARE 蛋白緊密合作，是突觸囊泡釋放的必需蛋白，STXBP1 功能缺失導致 STXBP1-E 表型。在細胞水平和動物模型中，關于 STXBP1 生物學功能的研究在不斷增加，但 STXBP1 功能的破壞如何導致神經發育障礙，其確切的病理生理學機制仍有待闡明。近年來，隨著 EE 遺傳學研究的不斷深入，對其病因和病理生理學機制有了更深入的理解，從而為臨床醫生在疾病分型、治療方案選擇以及遺傳咨詢中提供有效的依據。遺傳學新技術的發展對 EE 的早期診斷與治療將發揮重要作用，EE 的遺傳學病因研究對其發病機制、個體化的治療方案、預后及遺傳咨詢具有重要意義。
突觸融合蛋白結合蛋白 1（Synaptotagmin binding protein 1，STXBP1）基因位于染色體 9q34.11，負責編碼 STXBP1（也稱 SM/sec1/Munc-18 蛋白），這種蛋白對整合膜蛋白受體復合物的形成及突觸囊泡融合過程至關重要[1]。
癲癇性腦病（Epileptic encephalopathy，EE）是一類由癲癇性異常放電導致進行性腦功能障礙的嚴重大腦疾患[2]。主要特點為多種形式的癲癇發作，治療困難；持續而嚴重的癲癇性腦電圖（EEG）異常；精神運動發育遲滯或倒退。EE 可發生在任何年齡，但嬰幼兒最常見且最為嚴重。在新診斷的嬰幼兒癲癇患者中，EE 占比約 40%[3]。除一小部分 EE 有明確病因，如大腦結構異常或代謝性疾病，大部分病因不明。越來越多的證據表明，遺傳因素在 EE 的發病機制中發揮著重要作用[4]。EE 相關性基因涉及多種作用途徑和方式，如離子轉運、酶代謝、信號通路、膜結構和膜運輸等[5]。多項研究表明，STXBP1 基因變異與 EE 有關。2008 年，Saitsu 等首次發現 STXBP1 基因突變可導致大田原綜合征（Ohtahara syndrome，OS）[6]。隨后多項研究證明，STXBP1 基因突變與一系列神經發育障礙（伴或不伴癲癇）有關，包括 West 綜合征、Dravet 綜合征、未分類的早發性 EE、非綜合征性癲癇、智力殘疾、自閉癥和 Rett 綜合征，統稱為STXBP1-腦病（STXBP-1 encephalopathy，STXBP1-E）[7-9]。
本文將對 STXBP1-E 的病理生理學研究進展進行綜述，探索 STXBP1 作為 EE（更具體講 STXBP1-E）治療靶點的可能性。
1 突觸融合蛋白結合蛋白 1 在突觸囊泡融合中的作用
STXBP1 在突觸囊泡循環、神經元鈣依賴的神經遞質釋放過程中起重要作用。囊泡的轉運、融合涉及多個步驟和復雜的蛋白質相互作用，其中對囊泡的轉運和融合起關鍵性調控作用的蛋白主要包括：① 形成膜融合核心復合體的可溶性 N-乙基馬來酰亞胺敏感因子附著蛋白受體（Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors，SNARE）蛋白，包括囊泡膜上的突觸囊泡蛋白/突觸囊泡相關膜蛋白（Vesicular-associated membrane protein，VAMP/synaptobrevin）、突觸前膜上的 syntaxin 和突觸小體相關蛋白（Synaptosomal-associated protein of 25kD，SNAP25）；② SNARE 調節蛋白：STXBP1、N-乙基馬來酰亞胺敏感的融合蛋白（N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein，NSF）、α-可溶性 NSF 附著蛋白（Soluble NSF-attachmentproteins，SNAP）、Munc13 和 complexin，其中 STXBP1 和 SNARE 蛋白協同作用調控膜融合過程；③ Rab 蛋白家族及效應物：Rab3、Rabphilin、Rim 和 Noc2；④ 參與鈣調控的鈣結合蛋白：突觸結合蛋白（Synaptotagmin，Syt）、鈣激活分泌蛋白（Calcium-activated protein for secretion，CAPS）、Calmodulin，Syt 是結合鈣離子的受體蛋白，是啟動膜融合的促發因子；⑤ 其它：synaptogyrins、synaptophysins、synapsins、VTi1a、CSP、SCAMPs 等，見表 1。
表1
對囊泡轉運和融合起關鍵性調控作用的蛋白
STXBP1 與囊泡膜 VAMP2、突觸前膜 syntaxin1 和突觸小體 SNAP25 共同作用，促進囊泡的沉淀與膜融合，參與突觸囊泡循環。簡言之，當囊泡相關性 SNARE（即 synaptobrevin/VAMP）蛋白通過各自的 α-螺旋性模體相互作用，附著到膜靶點 SNARE（syntaxin1 和 SNAP25），并形成 trans（異位）-SNARE 復合物時，囊泡融合即可發生。trans（異位）-SNARE 復合物通過 SNARE 拉鏈過程將囊泡和靶膜拉近，最終導致膜融合和神經遞質釋放[10，11]。在膜融合過程中，trans（異位）-SNARE 復合體的張力減弱，變得松馳，從而形成結構更穩定的 cis（同位）- SNARE 復合體。囊泡與靶膜融合后，源于不同來源的 SNAREs 發生折疊，并形成一完整膜結構。隨后在適配蛋白 α/β-SNAPs 的協助下，NSF ATP 酶引起 cis（同位）-SNAERs 復合體解聚，實現 SNAREs 的循環，進行新的囊泡融合反應[12]，見圖 1。
圖1
囊泡胞吐的分子機制示意圖
多項研究表明，STXBP1 在囊泡的錨定（docking）、啟動（priming）、膜融合（fusion）等不同步驟中起著至關重要的作用，這些不同的作用是通過 STXBP1 與不同的 SNARE 蛋白質相互作用完成的[1]。目前研究較清楚的是 STXBP1 與 syntaxin1 的相互作用。syntaxin1 的長氨基末端域有三個 α-螺旋，稱為 Habc。Habc 可與其羧基末端 SNARE 模體的 α-螺旋結合，形成一種封閉結構。這種結構能阻止 SNARE 蛋白復合體的形成。STXBP1 能夠識別和結合 syntaxin1 的 Habc 結構域形成的封閉結構，形成了膜融合的起始步驟。隨后在 munc-13 和 STXBP1 共同作用下，syntaxin1 轉變為開放結構，從而啟動 SNARE 復合物的形成和膜融合[13]。在 SNARE 解聚后，STXBP1 立即與 syntaxin1 結合，防止 SNARE 復合物形成，顯示 syntaxin1 可有效用于另一輪囊泡融合，因此 STXBP1 在神經遞質釋放中具有重要的調節作用[14]。
2 突觸融合蛋白結合蛋白 1 基因功能缺失
STXBP1-E 是由 STXBP1 基因顯性、雜合和新發突變引起。目前，基因型-表型相關性研究未能確定突變類型與 STXBP1-E 不同臨床表現之間的明確關聯[15]，同一基因突變可有多種臨床表型，主要的假設是 STXBP1 功能缺失是 STXBP1-E 常見的致病機制。
STXBP1 基因突變包括截短和錯義突變，其中截短突變通過無義介導的 mRNA 降解（Nonsense-mediated mRNA decay，NMD）以識別和降解含有提前終止密碼子的轉錄產物，從而導致單倍體劑量不足[16]。然而，已報道的 STXBP1 致病性基因突變很大一部分是導致氨基酸替代的錯義突變，并且每個個體錯義突變的功能性后果難以預測。目前，盡管已針對少數基因突變個體進行了功能研究，但對于很多突變體，導致 STXBP1 功能受損的確切機制仍不明。研究發現，錯義突變 Val84Asp、Cys180Tyr、Met443Arg 和 Gly544Asp 可導致 STXBP1 功能受損[17]。這些突變可能會導致產物的不穩定，從而進一步降解或聚集[18]，致使單倍體劑量不足，而殘存未受影響的 STXBP1 等位基因不能產生足量的蛋白產物，從而發生病理改變[19]。體外研究進一步顯示，攜帶這些基因突變的 STXBP1 形成聚集體，并易于被蛋白酶降解[17]。Chai 等研究發現，STXBP1-E 突變體不僅可在自身之間共聚，還可在無細胞系統和神經元培養物中與野生型 STXBP1 共聚，這可能導致一部分 STXBP1 錯義突變體顯性失活[18]。Shen 等采用重建的脂質融合系統，對既往發表的致病性 Cys552Arg 錯義突變進行研究發現，這種突變體選擇性地損害 STXBP1 的 trans（異位）-SNARE 調節功能[20]。如果該研究被證實有效，該系統可為 STXBP1 基因錯義突變相關疾病的功能測試提供另一種體外測定方法。
3 突觸融合蛋白結合蛋白 1 基因功能缺失與突觸融合蛋白結合蛋白 1 基因- 腦病
關于 STXBP1 基因突變導致 STXBP1-E 的具體機制尚不清楚，但目前的理論表明神經傳遞的損傷可能為最主要的機制。
STXBP1 功能喪失引起抑制性神經元神經遞質釋放障礙，導致神經網絡過度興奮，從而解釋 STXBP1-E 中的癲癇表型[16]。訖今為止，據統計約有 95%的 STXBP1-E 患者被診斷為癲癇，這意味著癲癇是該疾病的核心表型特征[8]。然而，這種過度興奮狀態在許多已發表的 STXBP1 動物模型研究中中尚未被觀察到。但最近的一項研究通過對斑馬魚 STXBP1a 和 STXBP1b 敲除模型進行電生理學測量，在 STXBP1b 敲除斑馬魚模型中觀察到自發的癲癇發作放電[21]。
STXBP1-E 的另一重要臨床表現是認知障礙，最初認為癲癇活動損傷大腦中與學習和記憶相關的重要部位，從而導致認知及精神行為障礙。但隨著研究的深入，Gburek 等發現攜帶致病性 STXBP1 基因突變的患者可單獨表現為認知障礙而無癲癇發作[22]。Sivaraju 等[23]也發現一部分 STXBP1-E 通過抗癲癇藥物（AEDs）控制后，認知功能發育仍有明顯的延遲，表明癲癇發作、嚴重程度與認知損害程度無相關性。上述現象可由 Albert 等的研究解釋，通過敲除一個 STXBP1 等位基因構建雜合子動物模型，推測 STXBP1 基因單倍體劑量不足可能導致 EE 認知損害。有趣的是與預期的 STXBP1 表達水平降低 50% 不同，這些雜合子動物模型的 STXBP1 表達水平只降低了 25%。無獨有偶，另一項研究也表明選擇性破壞一個 STXBP1 等位基因后，STXBP1 表達水平約降至原來的 70%[24]。雖然在基因敲除的小鼠中 STXBP1 水平較預期水平高，但這些動物的空間學習能力和記憶力仍有明顯的下降，這進一步說明 STXBP1 在認知中的重要性。研究發現，STXBP1 單倍體劑量不足可明顯降低海馬 CA1 長時程增強（Long term potentiation， LTP），從而造成認知功能損害。與野生型相比，STXBP1 基因敲除動物即刻可釋放的囊泡體積減少，從而造成神經元的突觸囊泡釋放率降低，而且其釋放率也明顯落后于野生型神經元。
除此之外，在人體和動物模型中研究發現，與其他 SNARE 相關蛋白突變相比，STXBP1 基因突變產生的疾病表型更嚴重，尤其是在海馬學習和記憶方面。研究證實，完全剔除 STXBP1 基因的動物模型可導致胚胎致死[25]，STXBP1 基因的表達降低 25% 就足以導致 STXBP1 雜合子動物嚴重的臨床表型。其他 SNARE 蛋白相關的突變，如 munc-13 和 complexin 突變可導致共濟失調和社會行為障礙[26]，但其臨床表型沒有 STXBP1 基因突變嚴重，可能的解釋為 SNARE 相關的其他蛋白突變有相應的基因代償，至少是部分性代償，因此當基因突變時仍可保持 SNARE 蛋白的功能，從而使其表型不嚴重。由于大腦中沒有 STXBP1 基因的代償基因，因此在 STXBP1 基因表達過程中任一環節遭到破壞，都會顯著地影響其病理生理學功能。
4 突觸融合蛋白結合蛋白 1 基因、腦病的治療
目前，STXBP1-E 的治療方法主要針對癲癇發作。大多數 STXBP1-E 患者的癲癇發作可通過常規 AEDs 進行較好的控制，約 1/3 的患者可達到無癲癇發作[8]。已經報道治療有效的 AEDs 包括氨己烯酸、丙戊酸和左乙拉西坦，其中左乙拉西坦是通過與突觸囊泡糖蛋白 2a（SV2a）結合，調節突觸小泡釋放而發揮作用[27]，但目前尚不清楚哪種 AEDs 方案最好。由于 STXBP1-E 的癲癇發作年齡、持續時間、嚴重程度與神經發育之間沒有明確的關聯，未來的治療策略不僅應控制癲癇發作，更重要的是改善認知、智能等。
近年來，遺傳性 EE 治療的重點已經逐漸轉向疾病特異性治療或稱為精準醫學。由于越來越多 EE 的遺傳病因被證實，促使臨床醫生和科學家們思考藥物靶向治療 EE 的可能。迄今為止，在 EE 領域中已有一些精準藥物治療的實例，具有初步的體外證據或者成功靶向治療的病例報告，如使用 NMDA 受體抑制劑美金剛治療獲得性功能突變導致的 GRIN2A 相關的 EE[28]，使用特異性 Kv7 鉀離子通道開放劑瑞替加濱治療KCNQ2 相關的 EE[29]。由于 STXBP1 的功能喪失是導致 STXBP1-E 的主要機制，補充 STXBP1 或激活代償機制可能為潛在的治療策略。
5 結語
STXBP1 與 SNARE 蛋白緊密合作，是突觸囊泡釋放的必需蛋白，STXBP1 功能缺失導致 STXBP1-E 表型。在細胞水平和動物模型中，關于 STXBP1 生物學功能的研究在不斷增加，但 STXBP1 功能的破壞如何導致神經發育障礙，其確切的病理生理學機制仍有待闡明。近年來，隨著 EE 遺傳學研究的不斷深入，對其病因和病理生理學機制有了更深入的理解，從而為臨床醫生在疾病分型、治療方案選擇以及遺傳咨詢中提供有效的依據。遺傳學新技術的發展對 EE 的早期診斷與治療將發揮重要作用，EE 的遺傳學病因研究對其發病機制、個體化的治療方案、預后及遺傳咨詢具有重要意義。
