引用本文: 熊建蓉, 陳翔. 睡眠相關過度運動性癲癇家系的基因突變與臨床分析. 癲癇雜志, 2021, 7(6): 481-491. doi: 10.7507/2096-0247.20210079 復制
睡眠相關過度運動性癲癇(Sleep-related hypermotor epilepsy,SHE)是一種主要在睡眠中發作的局灶性癲癇,其特征是復雜的、常為奇異的運動行為或持續的肌張力障礙姿勢,既往稱為夜間額葉癲癇(Nocturnal frontal lobe epilepsy),首次于 1981 年報道[1]。該病是一種罕見的綜合征,其發病率約 1.8/100 000,符合罕見病的定義[2]。由于該癲癇發作時臨床變現不典型,給醫務人員及研究人員造成了困擾。由于 SHE 發作于睡眠中,2014 年 9 月在博洛尼亞舉行的共識會議上,正式將其更名為 SHE[3]。SHE 包括散發性和家族性[常染色體顯性遺傳性夜間額葉癲癇(ADNFLE)],以散發性為主[4]。SHE 的主要特征是發作突發突止的,通常是短期的(<2 min),有不同的運動模式。SHE 發作類型包括陣發性覺醒、夜間陣發性肌張力障礙和陣發性夜間游蕩。陣發性覺醒是以短暫和突然的復發性運動性陣發性行為為特征;夜間陣發性肌張力障礙是具有復雜肌張力障礙運動特征的運動性發作;陣發性夜間夢游主要表現為刻板、激動的夢游癥。同一例患者可以僅表現出一種發作類型,也可以是兩種或三種類型共存[5, 6]。SHE 的發病原因目前尚不清楚,主要與周圍環境、自身因素及遺傳等相關[7]。診斷 SHE 主要依據病史和臨床癥狀,根據專家共識和三級研究制定 SHE 診斷確定性標準,分為 3 個級別:見證(擬診)SHE、視頻記錄(臨床診斷)SHE 和視頻腦電圖記錄(確診)SHE[3]。由于癲癇大多數只發生在睡眠中,且 SHE 患者大多對藥物治療反應良好,人們一直認為該癲癇是一種良性癲癇[8]。然而,部分文章報道 SHE 可能對患者的日常生活產生不好的影響。SHE 患者頻繁的癲癇發作嚴重影響睡眠質量和生活質量,甚至可能導致癲癇發作的惡性循環[9]。事實上,由于不典型的癲癇發作,誤診、漏診在 SHE 患者中很常見。最近一項大型隊列研究中,53.7% 的 SHE 病例在(12.8±10.1)年后被確診[10]。大多數患者對藥物反應良好,該病主要以藥物治療為主,卡馬西平被認為是首選治療藥物[4, 7, 8]。奧卡西平是卡馬西平的一種 10-酮類衍生物,通過阻斷神經細胞離子通道而發揮抗癲癇作用。作為一種新型抗癲癇藥物,主要用于成人或兒童的癲癇治療,療效好,不良反應較少[11-12]。然而,約 30% 的患者對抗癲癇藥物是耐藥的,可以通過手術治療[13]。隨著康復醫學的發展,相關文獻報道神經刺激技術可減少癲癇發作頻率和改善嚴重程度,已經成為難治性癲癇的有效方法[14, 15]。
目前發現的與 ADNFLE 相關的主要突變基因是 CHRNA4、CHRNA2、CHRNB2 和 KCNT1,分別編碼神經元煙堿乙酰膽堿受體的 α4、α2、β2 亞基和鉀通道亞基[16-20]。DEPDC5 和 NRPL2、NRPL3 是 mTOR 抑制性 GATOR1 復合物的組成部分,在經典 mTOR 復合物 mTORC1 的激活中起著重要作用[21, 22]。在這三個組成部分中出現任何的異常都有可能導致局灶性癲癇發生[22, 23]。DEPDC5 突變是可引起多種類型的局灶性癲癇,包括常染色體顯性遺傳性夜間額葉癲癇(ADNFLE)、家族性顳葉癲癇(FTLE)和家族性局灶性變灶性癲癇(FFEVF),由 DEPDC5 突變引起的癲癇占比率為 12%~37%[24, 25]。在 30 個患有 ADNFLE 的歐洲家族的先證者中報告了 DEPDC5 的三個無義突變(p.Arg487*、p.Arg1087*和 p.Trp1369*)[26]。DEPDC5 突變即可致病灶性性癲癇,也可致非病灶性癲癇,即使在同一家族,也可出現不同的癲癇[27]。并且,根據臨床反應,78% 的 DEPDC5 突變患者會出現耐藥[26]。
KCNQ2 基因負責編碼電壓門控鉀通道亞單位,形成介導毒蕈堿調節鉀電流(M 電流)的異多聚體通道[28]。KCNQ2 突變與多種癲癇相關,包括典型的良性家族性新生兒癲癇(BFNS)、新生兒或早期嬰兒癲癇相關的肌酸血癥,以及與外周神經興奮性相關的未知名癲癇[29-32]。KCNQ2 突變也與早期癲癇性腦病相關[33]。然而,迄今為止,與 KCNQ2 基因突變相關的 SHE 病例,包括 ADNFLE,尚未有報道[34, 35]。
本研究主要描述了一對患有 SHE 的父子。對該家系中進行基因測序以確定致病基因,并為 SHE 基因型-表型相關性提供解釋,并增加了睡眠相關過度運動性癲癇的基因突變譜。
1 資料與方法
1.1 病例來源
1.1.1 研究對象
本研究的先證者是 2017 年 12 月就診于溫州醫科大學附屬第二醫院的男性患兒(患者 1,Ⅲ-1)。患者 1 首次因“夜間反復肢體不自主運動”來我院門診,我們了解了患者 1 家族史,患者 1 的母孕史以及生長發育史。當問及家族史時,得知患者 1 的父親(患者 2,Ⅱ-3)有癲癇病史,同時也對患者 2 的母孕史、生長發育史進行了采集。同時對患者 1 和患者 2 發作形式進行詳細了解。
1.1.2 體格檢查
患者 1、患者 2 進行一般的體格檢查以及神經系統的查體,包括肌力肌張力、生理反射、病理征、腦膜刺激征。
1.1.3 輔助檢查
完善生化免疫檢查,如肝腎功能、電解質、心肌酶譜、免疫功能等檢查。腦電圖及影像學檢測:完善腦電圖、頭部磁共振成像(MRI)等檢測。還對患者 1 進行智商評估,采用的是韋氏智力量表。韋氏智力量表第三版(WAIS-Ⅲ)適合四歲以上的兒童,認為是評估其智商(IQ)的最常用的量表之一。量表分為言語量表和操作量表。語言量表包括知識、分類、算術、詞匯和理解。作業規模包括制圖、動物房、方塊圖、圖形拼接和編碼[36]。最終得分基于英國 WAIS-Ⅲ 評分標準[37]。結果用智商(IQ)表示,80 分為智力低下與正常值的界限。社會功能缺陷篩選量表,來源于 WHO 制定的功能缺陷評定量表。該量表主要用于評定社區精神病人的社會功能缺陷程度,是進行精神醫學調查中,常用的評定工具,適用于 15~59 歲之間。評定時由經過培訓的評定員,主要采取對知情人的詢問。主要包括 10 個評定項目:職業和工作、婚姻職能、父母職能、社會性退縮、家庭外的社會活動、家庭內活動過少、家庭職能、個人生活自理、對外界的興趣和關心、責任性和計劃性,每項的評分為 0~2 分,0 分為無異常或僅有不引起抱怨或問題的極輕微缺陷,1 分為確有功能缺陷,2 分為嚴重功能缺陷。
1.1.4 診療情況
明確患者診斷,根據患者的診斷給予藥物治療。并對患者的治療效果進行跟蹤。
1.1.5 科研倫理學審查
本研究有兩例受試者(患者 1 和患者 2),患者 1 的父母及家庭成員均知情同意本研究。本研究獲得了患者 1 的父母的書面同意。本研究經溫州醫科大學倫理委員會同意,并且承諾對個人隱私保護。且調查組成員以及其他研究有關負責人員有取得書面知情同意的權利,同時對還未成年的參與者和其父母親關于這項研究的原因,并且對該研究可能涉及的危害性進行說明。在進行研究的過程中,受試者可以憑自己的意愿,隨時因為各種原因或理由拒絕或退出本研究。
1.2 基因測序
考慮到患者 1 和患者 2 是父子關系,且二者在均在夜間睡眠中有異常表現,我們對患兒及其父母進行了基因檢測。采集患兒及其父母的外周血,用 Qiagen FlexiGene DNA Kit 提取試劑盒(貨號 512206,德國 Qiagen 公司)提取血標本基因組 DNA,儲存在 ?20°C(中國北京康旭醫學研究所)[38]。通過 Nanodrop 2000 超微量分光光度計(美國 Thermo Fisher Scientific 公司)檢測 DNA 的含量,以便保證其基因組 DNA 的 OD 260/280 范圍在 1.8~2.0,500 ng/ul>DNA 濃度>100 ng/ul,基因組總量大于 3.5 ug,另外還需利用瓊脂糖電泳對基因組的完整性進行檢測。利用數據庫 OMIM 以及 HGMD,選擇了與各種類型的癲癇遺傳病的相關性的基因,通過 Agilent(美國 Agilent 公司)SureDesign 進行設計工具,設計針對目標基因外顯子及側翼序列(±10 bp)的靶向捕獲探針,定制專門的目標基因捕獲試劑盒。采用 SureSelect Target Enrichment System 目標序列富集試劑盒對患者的 DNA 樣本制備目標基因捕獲文庫。把制作好的基因組 DNA 文庫雜交到靶向特異性捕獲文庫。雜交后,通過鏈霉親和素標記的磁珠捕獲目標分子。在通過 PCR 加入 indexing tag 前每個 DNA 文庫樣本必須單獨進行雜交和捕獲。捕獲文庫與基因組 DNA 文庫之間的比例是捕獲能夠成功的關鍵。使用帶 8 bp index A01-H12 的 indexing 引物擴增捕獲的文庫,對 SureSelect-enriched DAN 文庫進行 PCR 擴增。使用 AMPureXP 磁化純化經擴增的文庫。評估 indexed 文庫的 DNA 質量和數量。使用 2100Bioanalyzer 儀器(美國 Agilent 公司)和 High Sensitivity DNA 試劑盒對 DNA 質量和數量進行評估。接下來,使用 NEXTSEQ 500 測序儀(美國 Illumina 公司)進行在線測序。在生物信息學分析中,GATK(v3.6)用于檢測 SNV(單核苷酸變異)和 InDel(小插入缺失變異)。用 CODEX、XHMM(v1.0)和 KSCNV(Kang-Xu-Development)分析可能的 CNV(拷貝數變異)。
1.3 In silico 分析
在該研究中,主要通過三個軟件來預測單核苷酸突變(Single nucleotide mutations,SNVS)的有害性。SIFT:當核苷酸突變的 SIFT 值<0.05 時,表明突變對編碼的氨基酸有負性作用(SIFT.bii star.edu.sg/)。Polyphen-2:當 SNV 分數為 0.85~1.0 時,表明該突變是有害的;在 0.15~1.0 之間時,表明突變屬于可能有害突變;得分在 0.0~0.15 之間時,提示該突變是良性病變(genetics.bwh.harvard.edu/pph2/)。MutationTaster:分數接近 1 表明該突變的核苷酸突變很有可能是致病基因(www.MutationTaster.org/)。
此外,我們選擇同系物(兔子、馬、牛、狗、人類、鼠和猴子)進行了 DEPDC5 和 KCNQ2 基因系統發育樹分析,通過 MEGAX 軟件檢測突變氨基酸的保守性[39]。
2 結果
2.1 研究對象的基本特征
2.1.1 臨床病史
患者 1(Ⅲ-1,見圖 1) 男,5 歲 10 月齡,因“反復夜間肢體不自主運動”至我院門診就診。患兒系 G1P1,足月順產,出生時體重 3.5 kg,否認“羊水污染、臍帶繞頸”;母孕期有過輕微“感冒”病史,予“三九感冒靈”對癥,否認放射性物質、毒物、寵物接觸史,否認“高血壓、糖尿病”病史,母孕此胎 23 歲;出生時哭聲可,否認“產傷、病理性黃疸、顱內出血、腦外傷”等病史。患者 1 生長發育史基本等同于正常同齡兒童。患者 1 現為 7 歲,為一年級在讀學生,成績中等。患者 1 的父親(患者 2)有癲癇病史。患者 1 母親為普通公司會計師,父母非近親婚配。發作形式:發作于夜間睡眠中,主要表現為四肢不自主運動,雙手可出現“搓丸樣”動作,雙腿作踢腿動作,咂嘴,咀嚼,自言自語,偶會從床上坐起,無大小便失禁,無口吐白沫,無雙眼凝視。

Ⅱ-3 和 Ⅲ-1 為患者,兩者為父子關系,余家庭成員無癲癇發作情況
Figure1. Family diagramⅡ-3 and Ⅲ-1 are patients. They are father-child relationship, and the remaining family members have no seizures
患者 2(Ⅱ-3,見圖 1) 男,32 歲,系患者 1 父親,因“反復夜間抽搐”在其 12 歲時確診為癲癇。患者 2 系 G1P1,足月順產,出生時體重 3.2 kg,否認“羊水污染、臍帶繞頸”;母孕期體健,否認“感染”病史,否認放射性物質、毒物、寵物接觸史,否認“高血壓、糖尿病”病史,母孕此胎 20 歲;出生時哭聲響,否認“產傷、病理性黃疸、顱內出血、腦外傷”等病史。患者 2 的生長發育史與同齡人無明顯異常。患者 2 為大學學歷,現從事于服務業。患者 2 母親為普通農村婦女,父母非近親婚配,否認家族史。發作形式:發作于夜間睡眠中,初始 2 個月里患者主要表現為四肢不自主運動,咂嘴,咀嚼,雙手搓手;無抽搐,無小便失禁;隨后患者發作主要表現為全身抽搐,呼之不應,口吐白沫,雙眼凝視,胡言亂語,小便失禁。詳見表 1。

2.1.2 體格檢查
神志清,精神可,五官無殊,對答切題,雙肺呼吸音輕,未及明顯干濕啰音,心律齊,未及雜音。肝脾未及腫大,腹平軟。四肢發育正常,無畸形,四肢肌力 5 級,四肢肌張力正常,四肢腱反射(++),雙側巴氏征(?)。詳見表 1。
2.1.3 輔助檢查
生化免疫:肝腎功能、電解質免疫指標均正常。頭部 MRI(患者 1 和患者 2):未見明顯異常。腦電圖:A1(2017.12.18):異常腦電、地形圖,右側中、后顳區尖慢波發放伴擴散;A2(2018.4.16):背景活動未見異常,右側中后顳區尖波、尖慢波發放;A3(2018.9.30):背景活動未見異常,本次描記未見明顯癇性放電;A4(2019.6.28):背景活動未見異常,本次描記未見明顯癇性放電;A5(2020.1.22):背景活動未見異常,本次描記未見明顯癇性放電;B1(2012.9.27):輕度異常,癇樣放電;B2(2013.6.6)輕度異常,癇樣放電;B3(2014.9.2)輕度異常,癇樣放電;B4(2014.10.3):異常腦電地形圖;B5(2016.6.22)輕度異常,癇樣放電;B6(2017.3.4)輕度異常,癇樣放電;B7(2018.8.6)輕度異常,癇樣放電(A 代表患者 1,B 代表患者 2,圖 2)。韋氏智力量表(患者 1,2018.6.26):言語量表:90,操作量表:90,全量表:89。社會功能缺陷篩選量表(患者 2,2018.8.6):職業和工作:0 分,婚姻職能:0 分,父母職能:0 分,社會性退縮:0 分,家庭外的社會活動:0 分,家庭內活動過少:0 分,家庭職能:0 分,個人生活自理:0 分,對外界的興趣和關心:0 分,責任性和計劃性:0 分,正常。

患者 1 和患者 2 隨訪過程中腦電圖檢查結果,其中 A 代表患者 1 檢查結果,B 代表患者 2 檢查結果
Figure2. EEGthe EEG results during the follow-up of patient 1 and patient 2, where a represents the results of patient 1 and B represents the results of patient 2
2.1.4 診療情況
診斷:根據患者的主訴、臨床表現、診療經過及輔助檢查,患者 1、患者 2 診斷為“睡眠相關過度運動性癲癇”。治療及療效:患者 1:未進行藥物治療前,患者發作頻率為 1 次/1~2 天,服用奧卡西平(劑量:0.15 g/次,2 次/天)1 個月期間,發作頻率減至 1 次/周,繼續以上治療,繼續隨訪 3 個月期間,發作頻率減至 1~2 次/月;繼續隨訪 1 年期間,患者無發作,于 2019 年 8 月將奧卡西平劑量減少(劑量:0.15 g/次,晚上 1 次),隨訪至今無發作;患者 2:由于患者 2 癲癇病史 20 余年,且長期于當地醫院就診,其既往用藥史及發作頻率不詳細。患者 2 起初表現為“四肢不自主運動,咂嘴,咀嚼”,當時未就診,剛發作第 1 個月頻率為 3~4 次/月,持續數秒;在第 2 個月,患者上述癥狀逐漸加重,持續時間為數分鐘,發作頻率頻繁,15 次/月,有時一晚上能發作 3~4 次,當時未予就診治療。直到患者出現“現四肢抽搐,雙眼凝視,嘔吐白沫”等癥狀,至醫院就診,考慮“癲癇”,予苯妥英鈉(0.1 g/次,1 次/天)和丙戊酸鈉(0.5 g/次,1 次/天)抗癲癇治療,在隨訪的 8 年時間里,患者繼續以上藥物治療,發作頻率 4~5 次/年,為漏服或疲勞是發作;考慮苯妥英鈉不良反應,在 2016 年期間單獨用丙戊酸鈉(0.5 g/次,2 次/天)抗癲癇治療,在此 1 年內,發作頻率約 10 次/年,考慮控制不佳,將癲癇藥物調整為奧卡西平(0.3 g/次,1 次/天)和丙戊酸鈉(0.5 g/次,1 次/天)抗癲癇治療,隨訪至今的 1 余年中,發作頻率為 3~4 次/年。患者 2 于 2019 年 1 月至 2019 年 10 月期間發作 2~3 次,檢測血藥濃度提示明顯低于正常值,于 2019 年 10 月將藥物劑量調整為奧卡西平(0.3 g/次,2 次/天)和丙戊酸鈉(0.5 g/天,1 次/天)),隨訪至今無明顯發作。血藥濃度測定:患者 1:奧卡西平(2018.5.27):5.200 ug/mL,奧卡西平(2018.6.26):7.666 ug/mL,奧卡西平(2018.9.5):6.990 ug/mL,奧卡西平(2018.12.30):7.200 ug/mL,奧卡西平(2019.6.27):5.207 ug/mL;患者 2:奧卡西平(2019.6.26):3.525 ug/mL,奧卡西平(2019.10.11):0.2 ug/mL(奧卡西平血藥濃度參考值范圍:10~35 ug/mL)。患者 1 和患者 2 的用藥情況詳見表 2。

2.2 基因測序
通過基因檢測發現患者 1 存在 DEPDC5(c.484-1del;c.484_485del)和 KCNQ2(c.1164A>T)基因雜合突變。c.484-1del(編碼區第 484 號核苷酸前內含子中倒數第 1 位核苷酸缺失)的雜合核苷酸變異,為剪切變異(見圖 3);c.484_485del(編碼區第 484_485 號核苷酸缺失)的雜合核苷酸變異,該變異導致從第 162 號氨基酸纈氨酸開始的氨基酸合成發生改變,并在改變后的第 18 個氨基酸終止(p.Val162GlyfsTer18),為移碼變異(圖 3)。c.1164A>T(編碼區第 1 164 號核苷酸由 A 變為 T)的雜合核苷酸變異,該變異導致第 388 號氨基酸由亮氨酸變為苯丙氨酸(p.Leu388Phe),為錯義變異(圖 4)。我們發現患者 1 的父親(患者 2)存在同樣的基因突變,且突變位點相同,即 DEPDC5(c.484-1del;c.484_485del)和 KCNQ2(c.1164A>T)基因雜合突變,患者 1 的母親則未發現以上異常。通過 Sanger 測序驗證以上變異,從 DEPDC5 的 Sanger 測序峰中可見患者 1 和患者 2 在其突變后出現了亂峰,這會導致蛋白質嚴重損害,而患者 1 的母親則沒有亂峰;從 KCNQ2 的 Sanger 測序峰中可見患者 1 和患者 2 出現套峰,而患者 1 的母親則無套峰(圖 5)。CODEX 和 XHMM 分析未發現可疑的 CNV 變異。



DEPDC5 和 KCNQ2 基因突變的 Sanger 測序圖,從 DEPDC5 測序圖形中可見,患者 1 和其父親(患者 2)在其峰圖后面出現亂峰,而患者 1 的母親則沒有;從 KCNQ2 測序圖中可見,患者 1 和其父親(患者 2)出現套峰,而患者 1 的母親未出現套峰
Figure5. Sanger sequencing diagramthe Sanger sequencing diagram of depdc5 and KCNQ2 gene mutations. From the depdc5 sequencing diagram, it can be seen that patient 1 and his father (patient 2) have disordered peaks behind their peak diagram, while the mother of patient 1 does not; As can be seen from the KCNQ2 sequencing map, patient 1 and his father (patient 2) had a nested peak, while the mother of patient 1 did not have a nested peak
2.3 In silico 分析
為了闡述本研究中發現的基因突變,利用 In silico 工具來評估突變的基因的致病性。由于這三個軟件(SIFT、Polyphen-2、MutationTaster)是預測單核苷酸突變,DEPDC5 基因存在 c.484-1del(編碼區第 484 號核苷酸前內含子中倒數第 1 位核苷酸缺失)和 c.484_485del(編碼區第 484_485 號核苷酸缺失)突變(p.Val162GlyfsTer18),所以不能對剪切變異和移碼變異進行預測,因此沒有預測結果。而 KCNQ2 只是 c.1164A>T 的核苷酸變異,該變異導致第 388 號氨基酸由 Leu 變為 Phe(p.Leu388Phe),在致病性評估結果中,SIFT 軟件預測表明 c.1164A>T 突變有可能致病,Polyphen2 軟件預測不太可能致病,Mutation Taster 軟件預測不太可能致病(表 3)。

此外,高度保守的氨基酸序列具有非常重要的作用,尤其是在維持蛋白質結構與功能方面[40]。因為基因突變可影響氨基酸,從而影響蛋白質的結構與功能,從而導致一系列變化甚至疾病。由于 DEPDC5 基因突變的復雜性,我們從兔子、馬、牛、狗、人類、鼠和猴子選擇了 162 號氨基酸纈氨酸和其后的 18 個氨基酸,進行同源物的序列比對,分析氨基酸的保守性。同樣從兔子、馬、牛、狗、人類、鼠和猴子選取 KCNQ2 基因對應的第 388 號亮氨酸及其前后的 10 個氨基酸進行同源物的序列比對(圖 6)。通過同源物的多序列比對發現 DEPDC5 和 KCNQ2 基因突變位點所導致的氨基酸均相同,說明突變位點所對應的的氨基酸具有高度保守性,也就是說 DEPDC5 基因對應的第 162 號氨基酸纈氨酸及其后的 18 個氨基酸以及 KCNQ2 基因對應的 388 號氨基酸在蛋白結構中具有重要意義,即 DEPDC5 的突變位點(c.484-1del;c.484_485del)和 KCNQ2 突變位點(c.1164A>T)具有重要意義。

多序列對比圖(從上至下分別為兔子、馬、牛、狗、人類、鼠和猴子)。左邊為系統進化樹,右邊為同源蛋白比對。可見 DEPDC5 對應的 162 號氨基酸及其后的 18 個氨基酸均相同;KCNQ2 對應的 388 號氨基酸同樣均相同
Figure6. Multiple sequence alignment diagrammulti sequence comparison diagram (rabbit, horse, cow, dog, human, mouse and monkey from top to bottom). Phylogenetic tree on the left and homologous protein comparison on the right. It can be seen that the 162 amino acids corresponding to depdc5 and the subsequent 18 amino acids are the same; The amino acids of No. 388 corresponding to KCNQ2 are the same
3 討論
首先,睡眠相關過度運動性癲癇是一種罕見的疾病,其患病率低至 1.8/10 萬人[2]。其次,睡眠相關過度運動性癲癇發作通常非常短暫,突發突止,臨床表現不同于一般的癲癇。SHE 通常與睡眠有關,“過度運動”是癲癇發作的主要臨床表現,包括不對稱強直或張力障礙姿勢和或過度運動的肢體運動[41]。一般癲癇的診斷要點主要根據臨床癥狀及腦電圖結果,如果 SHE 的診斷是同樣采用一般癲癇的診斷,那么由于大多數 SHE 患者的腦電圖均正常,所以非常容易出現漏診[42]。此外,在 SHE 和一些更常見的良性睡眠障礙和其他疾病(精神性癲癇)做鑒別診斷非常復雜。此外,對 SHE 認識欠缺和誤診會產生多種不良的后果,包括不必要的、昂貴的檢查,無效的和潛在有害的治療,甚至錯誤的癲癇診斷造成的不良心理社會影響[43-44]。本研究結果表明,在出現以睡眠相關的反復發作的過度運動的陣發性夜間運動事件時,應高度懷疑是 SHE。本研究加強了我們對睡眠相關過度運動性癲癇的認知,同時引起人們的高度警惕。
盡管 KCNQ2 基因的變異導致了各種各樣表現的癲癇,從良性家族性新生兒癲癇到伴有新生兒癲癇發作的癲癇腦病[45],但以紫紺或呼吸暫停為特征的癲癇是其常見的表現[46]。關于 KCNQ2 引起的睡眠相關癲癇的報道很少。DEPDC5 相關癲癇包括一系列癲癇綜合征,而這些癲癇幾乎都以局灶性癲癇為特征。癲癇綜合征包括家族性局灶性癲癇(FFEFF)、家族性顳葉中葉癲癇(FMTLE)、具有聽覺特征的常染色體顯性遺傳性癲癇(ADEAF)和嬰兒痙攣[47]。在常染色體顯性遺傳性夜間額葉癲癇(ADNFLE)家系中發現三個無義 DEPDC5 剪切突變。與其他突變基因相比引起的癲癇,DEPDC5 突變患者的耐藥率較高[26]。檢測到的大多數 DEPDC5 致病性突變導致編碼提前終止,表明單倍體不足是致病機制[46]。
該文報道了一個睡眠相關過度運動性癲癇家系,其中兒子(患者 1)及其父親(患者 2)患有癲癇,二者癲癇均在晚上睡眠中發作。通過基因檢查,我們發現患者 1 和患者 2 在 DEPDC5 和 KCNQ2 基因相同位點突變,且經過 In silico 軟件分析和同源蛋白序列比對,發現 DEPDC5(c.484-1del,c.484_485del)和 KCNQ2(c.1164A>T)基因突變可能在他們的疾病發生中起著重要的作用。值得注意的是,患者 1 和患者 2 的臨床表現和藥物療效卻不盡相同,患者 1 在 5 歲余時出現癲癇癥狀,表現為四肢隨意舞動,隨即進行就診診療,患者 1 在奧卡西平控制下現已無癲癇發作。其父親(患者 2)在 12 歲左右確診為“癲癇”,20 余年來患者 2 在抗癲癇藥物治療下,仍偶有癲癇發作,詢問其用藥情況時,得知其偶有漏服的情況,并對患者 1 和患者 2 均進行血液濃度檢測,結果發現患者 2 的血藥濃度明顯低于正常有效值的范圍,這可能是患者 2 癲癇仍發作的主要原因,我們對其進行宣教及藥物劑量進行調整,隨訪至今癲癇無發作;此外,據相關文獻報道 KCNQ2 基因突變的癲癇最常見的有效治療方法是卡馬西平,而患者 2 病初服用苯妥英鈉和丙戊酸鈉,后期將藥物將整為奧卡西平和丙戊酸鈉,調整藥物和劑量后患者 2 的后發作頻率下降,選擇藥物關鍵也是抗癲癇治療關鍵因素[48, 49],這也提示我們基因檢查對進行精確用藥具有重要作用。患者 2 在剛發作的兩個月里,主要表現為四肢不自主運動,未予診治;在之后均表現為全身抽搐,呼之不應,口吐白沫,雙眼凝視,胡言亂語,小便失禁;而患者 1 主要表現為四肢不自主運動,并沒有進展為全身抽搐,口吐白沫,小便失禁等情況,主要考慮與患者 1 及早就診治療,癲癇發作被及早控制,而患者 2 則因其沒有及早診治發展為完全性繼發性癲癇發作。不適當的治療或對診治的延誤會加重病情,甚至患者對藥物的反應性和緩解率也會降低[50]。除上述原因外,相關文章報道即使在同一個家族,這種疾病的表現可能有很大的不同,嚴重程度有明顯的家族內變異,其原因尚不清楚[51],這可能是由于患者的基因穿透率從 8% 到 43% 不等[52]。在我們的研究中,兩例患者生長發育、智力、生活學習沒有受到影響,且患者 1 和患者 2 對抗癲癇藥物治療有效,盡管患者 2 仍偶有發作。
然而,本研究中仍存在很多不足,患者 2 因為其病史時間太長,對其 10 多年前的疾病發作情況、發作頻率及藥物使用史無法詳細采集;其次,由于患者 2 經常于外地出差,不能及時的進行隨訪及藥物劑量的調整,還存在漏服藥的情況;此外,本研究中僅納入了先證者及其父母進行基因檢測,還應將先證者的爺爺奶奶納入研究。繼續收集更多樣本數量,構建該病的基因型-表型關系譜。盡管基因檢測出了 DEPDC5 和 KCNQ2 存在突變,然仍不能確定該突變為患者 1 和患者 2 的直接致病因素,接下來可以通過動物實驗進行定點變異,用具有相同突變的動物來研究突變基因與睡眠相關過度運動性癲癇對的相關性。
綜上,該研究發現了一個睡眠相關過度運動性癲癇家系,并發現了患者 1 和患者 2 均有 DEPDC5(c.484-1del,c.484_485del)和 KCNQ2(c.1164A>T)基因突變,且突變位點均為新發突變,兩例患者對藥物反應均良好。
睡眠相關過度運動性癲癇(Sleep-related hypermotor epilepsy,SHE)是一種主要在睡眠中發作的局灶性癲癇,其特征是復雜的、常為奇異的運動行為或持續的肌張力障礙姿勢,既往稱為夜間額葉癲癇(Nocturnal frontal lobe epilepsy),首次于 1981 年報道[1]。該病是一種罕見的綜合征,其發病率約 1.8/100 000,符合罕見病的定義[2]。由于該癲癇發作時臨床變現不典型,給醫務人員及研究人員造成了困擾。由于 SHE 發作于睡眠中,2014 年 9 月在博洛尼亞舉行的共識會議上,正式將其更名為 SHE[3]。SHE 包括散發性和家族性[常染色體顯性遺傳性夜間額葉癲癇(ADNFLE)],以散發性為主[4]。SHE 的主要特征是發作突發突止的,通常是短期的(<2 min),有不同的運動模式。SHE 發作類型包括陣發性覺醒、夜間陣發性肌張力障礙和陣發性夜間游蕩。陣發性覺醒是以短暫和突然的復發性運動性陣發性行為為特征;夜間陣發性肌張力障礙是具有復雜肌張力障礙運動特征的運動性發作;陣發性夜間夢游主要表現為刻板、激動的夢游癥。同一例患者可以僅表現出一種發作類型,也可以是兩種或三種類型共存[5, 6]。SHE 的發病原因目前尚不清楚,主要與周圍環境、自身因素及遺傳等相關[7]。診斷 SHE 主要依據病史和臨床癥狀,根據專家共識和三級研究制定 SHE 診斷確定性標準,分為 3 個級別:見證(擬診)SHE、視頻記錄(臨床診斷)SHE 和視頻腦電圖記錄(確診)SHE[3]。由于癲癇大多數只發生在睡眠中,且 SHE 患者大多對藥物治療反應良好,人們一直認為該癲癇是一種良性癲癇[8]。然而,部分文章報道 SHE 可能對患者的日常生活產生不好的影響。SHE 患者頻繁的癲癇發作嚴重影響睡眠質量和生活質量,甚至可能導致癲癇發作的惡性循環[9]。事實上,由于不典型的癲癇發作,誤診、漏診在 SHE 患者中很常見。最近一項大型隊列研究中,53.7% 的 SHE 病例在(12.8±10.1)年后被確診[10]。大多數患者對藥物反應良好,該病主要以藥物治療為主,卡馬西平被認為是首選治療藥物[4, 7, 8]。奧卡西平是卡馬西平的一種 10-酮類衍生物,通過阻斷神經細胞離子通道而發揮抗癲癇作用。作為一種新型抗癲癇藥物,主要用于成人或兒童的癲癇治療,療效好,不良反應較少[11-12]。然而,約 30% 的患者對抗癲癇藥物是耐藥的,可以通過手術治療[13]。隨著康復醫學的發展,相關文獻報道神經刺激技術可減少癲癇發作頻率和改善嚴重程度,已經成為難治性癲癇的有效方法[14, 15]。
目前發現的與 ADNFLE 相關的主要突變基因是 CHRNA4、CHRNA2、CHRNB2 和 KCNT1,分別編碼神經元煙堿乙酰膽堿受體的 α4、α2、β2 亞基和鉀通道亞基[16-20]。DEPDC5 和 NRPL2、NRPL3 是 mTOR 抑制性 GATOR1 復合物的組成部分,在經典 mTOR 復合物 mTORC1 的激活中起著重要作用[21, 22]。在這三個組成部分中出現任何的異常都有可能導致局灶性癲癇發生[22, 23]。DEPDC5 突變是可引起多種類型的局灶性癲癇,包括常染色體顯性遺傳性夜間額葉癲癇(ADNFLE)、家族性顳葉癲癇(FTLE)和家族性局灶性變灶性癲癇(FFEVF),由 DEPDC5 突變引起的癲癇占比率為 12%~37%[24, 25]。在 30 個患有 ADNFLE 的歐洲家族的先證者中報告了 DEPDC5 的三個無義突變(p.Arg487*、p.Arg1087*和 p.Trp1369*)[26]。DEPDC5 突變即可致病灶性性癲癇,也可致非病灶性癲癇,即使在同一家族,也可出現不同的癲癇[27]。并且,根據臨床反應,78% 的 DEPDC5 突變患者會出現耐藥[26]。
KCNQ2 基因負責編碼電壓門控鉀通道亞單位,形成介導毒蕈堿調節鉀電流(M 電流)的異多聚體通道[28]。KCNQ2 突變與多種癲癇相關,包括典型的良性家族性新生兒癲癇(BFNS)、新生兒或早期嬰兒癲癇相關的肌酸血癥,以及與外周神經興奮性相關的未知名癲癇[29-32]。KCNQ2 突變也與早期癲癇性腦病相關[33]。然而,迄今為止,與 KCNQ2 基因突變相關的 SHE 病例,包括 ADNFLE,尚未有報道[34, 35]。
本研究主要描述了一對患有 SHE 的父子。對該家系中進行基因測序以確定致病基因,并為 SHE 基因型-表型相關性提供解釋,并增加了睡眠相關過度運動性癲癇的基因突變譜。
1 資料與方法
1.1 病例來源
1.1.1 研究對象
本研究的先證者是 2017 年 12 月就診于溫州醫科大學附屬第二醫院的男性患兒(患者 1,Ⅲ-1)。患者 1 首次因“夜間反復肢體不自主運動”來我院門診,我們了解了患者 1 家族史,患者 1 的母孕史以及生長發育史。當問及家族史時,得知患者 1 的父親(患者 2,Ⅱ-3)有癲癇病史,同時也對患者 2 的母孕史、生長發育史進行了采集。同時對患者 1 和患者 2 發作形式進行詳細了解。
1.1.2 體格檢查
患者 1、患者 2 進行一般的體格檢查以及神經系統的查體,包括肌力肌張力、生理反射、病理征、腦膜刺激征。
1.1.3 輔助檢查
完善生化免疫檢查,如肝腎功能、電解質、心肌酶譜、免疫功能等檢查。腦電圖及影像學檢測:完善腦電圖、頭部磁共振成像(MRI)等檢測。還對患者 1 進行智商評估,采用的是韋氏智力量表。韋氏智力量表第三版(WAIS-Ⅲ)適合四歲以上的兒童,認為是評估其智商(IQ)的最常用的量表之一。量表分為言語量表和操作量表。語言量表包括知識、分類、算術、詞匯和理解。作業規模包括制圖、動物房、方塊圖、圖形拼接和編碼[36]。最終得分基于英國 WAIS-Ⅲ 評分標準[37]。結果用智商(IQ)表示,80 分為智力低下與正常值的界限。社會功能缺陷篩選量表,來源于 WHO 制定的功能缺陷評定量表。該量表主要用于評定社區精神病人的社會功能缺陷程度,是進行精神醫學調查中,常用的評定工具,適用于 15~59 歲之間。評定時由經過培訓的評定員,主要采取對知情人的詢問。主要包括 10 個評定項目:職業和工作、婚姻職能、父母職能、社會性退縮、家庭外的社會活動、家庭內活動過少、家庭職能、個人生活自理、對外界的興趣和關心、責任性和計劃性,每項的評分為 0~2 分,0 分為無異常或僅有不引起抱怨或問題的極輕微缺陷,1 分為確有功能缺陷,2 分為嚴重功能缺陷。
1.1.4 診療情況
明確患者診斷,根據患者的診斷給予藥物治療。并對患者的治療效果進行跟蹤。
1.1.5 科研倫理學審查
本研究有兩例受試者(患者 1 和患者 2),患者 1 的父母及家庭成員均知情同意本研究。本研究獲得了患者 1 的父母的書面同意。本研究經溫州醫科大學倫理委員會同意,并且承諾對個人隱私保護。且調查組成員以及其他研究有關負責人員有取得書面知情同意的權利,同時對還未成年的參與者和其父母親關于這項研究的原因,并且對該研究可能涉及的危害性進行說明。在進行研究的過程中,受試者可以憑自己的意愿,隨時因為各種原因或理由拒絕或退出本研究。
1.2 基因測序
考慮到患者 1 和患者 2 是父子關系,且二者在均在夜間睡眠中有異常表現,我們對患兒及其父母進行了基因檢測。采集患兒及其父母的外周血,用 Qiagen FlexiGene DNA Kit 提取試劑盒(貨號 512206,德國 Qiagen 公司)提取血標本基因組 DNA,儲存在 ?20°C(中國北京康旭醫學研究所)[38]。通過 Nanodrop 2000 超微量分光光度計(美國 Thermo Fisher Scientific 公司)檢測 DNA 的含量,以便保證其基因組 DNA 的 OD 260/280 范圍在 1.8~2.0,500 ng/ul>DNA 濃度>100 ng/ul,基因組總量大于 3.5 ug,另外還需利用瓊脂糖電泳對基因組的完整性進行檢測。利用數據庫 OMIM 以及 HGMD,選擇了與各種類型的癲癇遺傳病的相關性的基因,通過 Agilent(美國 Agilent 公司)SureDesign 進行設計工具,設計針對目標基因外顯子及側翼序列(±10 bp)的靶向捕獲探針,定制專門的目標基因捕獲試劑盒。采用 SureSelect Target Enrichment System 目標序列富集試劑盒對患者的 DNA 樣本制備目標基因捕獲文庫。把制作好的基因組 DNA 文庫雜交到靶向特異性捕獲文庫。雜交后,通過鏈霉親和素標記的磁珠捕獲目標分子。在通過 PCR 加入 indexing tag 前每個 DNA 文庫樣本必須單獨進行雜交和捕獲。捕獲文庫與基因組 DNA 文庫之間的比例是捕獲能夠成功的關鍵。使用帶 8 bp index A01-H12 的 indexing 引物擴增捕獲的文庫,對 SureSelect-enriched DAN 文庫進行 PCR 擴增。使用 AMPureXP 磁化純化經擴增的文庫。評估 indexed 文庫的 DNA 質量和數量。使用 2100Bioanalyzer 儀器(美國 Agilent 公司)和 High Sensitivity DNA 試劑盒對 DNA 質量和數量進行評估。接下來,使用 NEXTSEQ 500 測序儀(美國 Illumina 公司)進行在線測序。在生物信息學分析中,GATK(v3.6)用于檢測 SNV(單核苷酸變異)和 InDel(小插入缺失變異)。用 CODEX、XHMM(v1.0)和 KSCNV(Kang-Xu-Development)分析可能的 CNV(拷貝數變異)。
1.3 In silico 分析
在該研究中,主要通過三個軟件來預測單核苷酸突變(Single nucleotide mutations,SNVS)的有害性。SIFT:當核苷酸突變的 SIFT 值<0.05 時,表明突變對編碼的氨基酸有負性作用(SIFT.bii star.edu.sg/)。Polyphen-2:當 SNV 分數為 0.85~1.0 時,表明該突變是有害的;在 0.15~1.0 之間時,表明突變屬于可能有害突變;得分在 0.0~0.15 之間時,提示該突變是良性病變(genetics.bwh.harvard.edu/pph2/)。MutationTaster:分數接近 1 表明該突變的核苷酸突變很有可能是致病基因(www.MutationTaster.org/)。
此外,我們選擇同系物(兔子、馬、牛、狗、人類、鼠和猴子)進行了 DEPDC5 和 KCNQ2 基因系統發育樹分析,通過 MEGAX 軟件檢測突變氨基酸的保守性[39]。
2 結果
2.1 研究對象的基本特征
2.1.1 臨床病史
患者 1(Ⅲ-1,見圖 1) 男,5 歲 10 月齡,因“反復夜間肢體不自主運動”至我院門診就診。患兒系 G1P1,足月順產,出生時體重 3.5 kg,否認“羊水污染、臍帶繞頸”;母孕期有過輕微“感冒”病史,予“三九感冒靈”對癥,否認放射性物質、毒物、寵物接觸史,否認“高血壓、糖尿病”病史,母孕此胎 23 歲;出生時哭聲可,否認“產傷、病理性黃疸、顱內出血、腦外傷”等病史。患者 1 生長發育史基本等同于正常同齡兒童。患者 1 現為 7 歲,為一年級在讀學生,成績中等。患者 1 的父親(患者 2)有癲癇病史。患者 1 母親為普通公司會計師,父母非近親婚配。發作形式:發作于夜間睡眠中,主要表現為四肢不自主運動,雙手可出現“搓丸樣”動作,雙腿作踢腿動作,咂嘴,咀嚼,自言自語,偶會從床上坐起,無大小便失禁,無口吐白沫,無雙眼凝視。

Ⅱ-3 和 Ⅲ-1 為患者,兩者為父子關系,余家庭成員無癲癇發作情況
Figure1. Family diagramⅡ-3 and Ⅲ-1 are patients. They are father-child relationship, and the remaining family members have no seizures
患者 2(Ⅱ-3,見圖 1) 男,32 歲,系患者 1 父親,因“反復夜間抽搐”在其 12 歲時確診為癲癇。患者 2 系 G1P1,足月順產,出生時體重 3.2 kg,否認“羊水污染、臍帶繞頸”;母孕期體健,否認“感染”病史,否認放射性物質、毒物、寵物接觸史,否認“高血壓、糖尿病”病史,母孕此胎 20 歲;出生時哭聲響,否認“產傷、病理性黃疸、顱內出血、腦外傷”等病史。患者 2 的生長發育史與同齡人無明顯異常。患者 2 為大學學歷,現從事于服務業。患者 2 母親為普通農村婦女,父母非近親婚配,否認家族史。發作形式:發作于夜間睡眠中,初始 2 個月里患者主要表現為四肢不自主運動,咂嘴,咀嚼,雙手搓手;無抽搐,無小便失禁;隨后患者發作主要表現為全身抽搐,呼之不應,口吐白沫,雙眼凝視,胡言亂語,小便失禁。詳見表 1。

2.1.2 體格檢查
神志清,精神可,五官無殊,對答切題,雙肺呼吸音輕,未及明顯干濕啰音,心律齊,未及雜音。肝脾未及腫大,腹平軟。四肢發育正常,無畸形,四肢肌力 5 級,四肢肌張力正常,四肢腱反射(++),雙側巴氏征(?)。詳見表 1。
2.1.3 輔助檢查
生化免疫:肝腎功能、電解質免疫指標均正常。頭部 MRI(患者 1 和患者 2):未見明顯異常。腦電圖:A1(2017.12.18):異常腦電、地形圖,右側中、后顳區尖慢波發放伴擴散;A2(2018.4.16):背景活動未見異常,右側中后顳區尖波、尖慢波發放;A3(2018.9.30):背景活動未見異常,本次描記未見明顯癇性放電;A4(2019.6.28):背景活動未見異常,本次描記未見明顯癇性放電;A5(2020.1.22):背景活動未見異常,本次描記未見明顯癇性放電;B1(2012.9.27):輕度異常,癇樣放電;B2(2013.6.6)輕度異常,癇樣放電;B3(2014.9.2)輕度異常,癇樣放電;B4(2014.10.3):異常腦電地形圖;B5(2016.6.22)輕度異常,癇樣放電;B6(2017.3.4)輕度異常,癇樣放電;B7(2018.8.6)輕度異常,癇樣放電(A 代表患者 1,B 代表患者 2,圖 2)。韋氏智力量表(患者 1,2018.6.26):言語量表:90,操作量表:90,全量表:89。社會功能缺陷篩選量表(患者 2,2018.8.6):職業和工作:0 分,婚姻職能:0 分,父母職能:0 分,社會性退縮:0 分,家庭外的社會活動:0 分,家庭內活動過少:0 分,家庭職能:0 分,個人生活自理:0 分,對外界的興趣和關心:0 分,責任性和計劃性:0 分,正常。

患者 1 和患者 2 隨訪過程中腦電圖檢查結果,其中 A 代表患者 1 檢查結果,B 代表患者 2 檢查結果
Figure2. EEGthe EEG results during the follow-up of patient 1 and patient 2, where a represents the results of patient 1 and B represents the results of patient 2
2.1.4 診療情況
診斷:根據患者的主訴、臨床表現、診療經過及輔助檢查,患者 1、患者 2 診斷為“睡眠相關過度運動性癲癇”。治療及療效:患者 1:未進行藥物治療前,患者發作頻率為 1 次/1~2 天,服用奧卡西平(劑量:0.15 g/次,2 次/天)1 個月期間,發作頻率減至 1 次/周,繼續以上治療,繼續隨訪 3 個月期間,發作頻率減至 1~2 次/月;繼續隨訪 1 年期間,患者無發作,于 2019 年 8 月將奧卡西平劑量減少(劑量:0.15 g/次,晚上 1 次),隨訪至今無發作;患者 2:由于患者 2 癲癇病史 20 余年,且長期于當地醫院就診,其既往用藥史及發作頻率不詳細。患者 2 起初表現為“四肢不自主運動,咂嘴,咀嚼”,當時未就診,剛發作第 1 個月頻率為 3~4 次/月,持續數秒;在第 2 個月,患者上述癥狀逐漸加重,持續時間為數分鐘,發作頻率頻繁,15 次/月,有時一晚上能發作 3~4 次,當時未予就診治療。直到患者出現“現四肢抽搐,雙眼凝視,嘔吐白沫”等癥狀,至醫院就診,考慮“癲癇”,予苯妥英鈉(0.1 g/次,1 次/天)和丙戊酸鈉(0.5 g/次,1 次/天)抗癲癇治療,在隨訪的 8 年時間里,患者繼續以上藥物治療,發作頻率 4~5 次/年,為漏服或疲勞是發作;考慮苯妥英鈉不良反應,在 2016 年期間單獨用丙戊酸鈉(0.5 g/次,2 次/天)抗癲癇治療,在此 1 年內,發作頻率約 10 次/年,考慮控制不佳,將癲癇藥物調整為奧卡西平(0.3 g/次,1 次/天)和丙戊酸鈉(0.5 g/次,1 次/天)抗癲癇治療,隨訪至今的 1 余年中,發作頻率為 3~4 次/年。患者 2 于 2019 年 1 月至 2019 年 10 月期間發作 2~3 次,檢測血藥濃度提示明顯低于正常值,于 2019 年 10 月將藥物劑量調整為奧卡西平(0.3 g/次,2 次/天)和丙戊酸鈉(0.5 g/天,1 次/天)),隨訪至今無明顯發作。血藥濃度測定:患者 1:奧卡西平(2018.5.27):5.200 ug/mL,奧卡西平(2018.6.26):7.666 ug/mL,奧卡西平(2018.9.5):6.990 ug/mL,奧卡西平(2018.12.30):7.200 ug/mL,奧卡西平(2019.6.27):5.207 ug/mL;患者 2:奧卡西平(2019.6.26):3.525 ug/mL,奧卡西平(2019.10.11):0.2 ug/mL(奧卡西平血藥濃度參考值范圍:10~35 ug/mL)。患者 1 和患者 2 的用藥情況詳見表 2。

2.2 基因測序
通過基因檢測發現患者 1 存在 DEPDC5(c.484-1del;c.484_485del)和 KCNQ2(c.1164A>T)基因雜合突變。c.484-1del(編碼區第 484 號核苷酸前內含子中倒數第 1 位核苷酸缺失)的雜合核苷酸變異,為剪切變異(見圖 3);c.484_485del(編碼區第 484_485 號核苷酸缺失)的雜合核苷酸變異,該變異導致從第 162 號氨基酸纈氨酸開始的氨基酸合成發生改變,并在改變后的第 18 個氨基酸終止(p.Val162GlyfsTer18),為移碼變異(圖 3)。c.1164A>T(編碼區第 1 164 號核苷酸由 A 變為 T)的雜合核苷酸變異,該變異導致第 388 號氨基酸由亮氨酸變為苯丙氨酸(p.Leu388Phe),為錯義變異(圖 4)。我們發現患者 1 的父親(患者 2)存在同樣的基因突變,且突變位點相同,即 DEPDC5(c.484-1del;c.484_485del)和 KCNQ2(c.1164A>T)基因雜合突變,患者 1 的母親則未發現以上異常。通過 Sanger 測序驗證以上變異,從 DEPDC5 的 Sanger 測序峰中可見患者 1 和患者 2 在其突變后出現了亂峰,這會導致蛋白質嚴重損害,而患者 1 的母親則沒有亂峰;從 KCNQ2 的 Sanger 測序峰中可見患者 1 和患者 2 出現套峰,而患者 1 的母親則無套峰(圖 5)。CODEX 和 XHMM 分析未發現可疑的 CNV 變異。



DEPDC5 和 KCNQ2 基因突變的 Sanger 測序圖,從 DEPDC5 測序圖形中可見,患者 1 和其父親(患者 2)在其峰圖后面出現亂峰,而患者 1 的母親則沒有;從 KCNQ2 測序圖中可見,患者 1 和其父親(患者 2)出現套峰,而患者 1 的母親未出現套峰
Figure5. Sanger sequencing diagramthe Sanger sequencing diagram of depdc5 and KCNQ2 gene mutations. From the depdc5 sequencing diagram, it can be seen that patient 1 and his father (patient 2) have disordered peaks behind their peak diagram, while the mother of patient 1 does not; As can be seen from the KCNQ2 sequencing map, patient 1 and his father (patient 2) had a nested peak, while the mother of patient 1 did not have a nested peak
2.3 In silico 分析
為了闡述本研究中發現的基因突變,利用 In silico 工具來評估突變的基因的致病性。由于這三個軟件(SIFT、Polyphen-2、MutationTaster)是預測單核苷酸突變,DEPDC5 基因存在 c.484-1del(編碼區第 484 號核苷酸前內含子中倒數第 1 位核苷酸缺失)和 c.484_485del(編碼區第 484_485 號核苷酸缺失)突變(p.Val162GlyfsTer18),所以不能對剪切變異和移碼變異進行預測,因此沒有預測結果。而 KCNQ2 只是 c.1164A>T 的核苷酸變異,該變異導致第 388 號氨基酸由 Leu 變為 Phe(p.Leu388Phe),在致病性評估結果中,SIFT 軟件預測表明 c.1164A>T 突變有可能致病,Polyphen2 軟件預測不太可能致病,Mutation Taster 軟件預測不太可能致病(表 3)。

此外,高度保守的氨基酸序列具有非常重要的作用,尤其是在維持蛋白質結構與功能方面[40]。因為基因突變可影響氨基酸,從而影響蛋白質的結構與功能,從而導致一系列變化甚至疾病。由于 DEPDC5 基因突變的復雜性,我們從兔子、馬、牛、狗、人類、鼠和猴子選擇了 162 號氨基酸纈氨酸和其后的 18 個氨基酸,進行同源物的序列比對,分析氨基酸的保守性。同樣從兔子、馬、牛、狗、人類、鼠和猴子選取 KCNQ2 基因對應的第 388 號亮氨酸及其前后的 10 個氨基酸進行同源物的序列比對(圖 6)。通過同源物的多序列比對發現 DEPDC5 和 KCNQ2 基因突變位點所導致的氨基酸均相同,說明突變位點所對應的的氨基酸具有高度保守性,也就是說 DEPDC5 基因對應的第 162 號氨基酸纈氨酸及其后的 18 個氨基酸以及 KCNQ2 基因對應的 388 號氨基酸在蛋白結構中具有重要意義,即 DEPDC5 的突變位點(c.484-1del;c.484_485del)和 KCNQ2 突變位點(c.1164A>T)具有重要意義。

多序列對比圖(從上至下分別為兔子、馬、牛、狗、人類、鼠和猴子)。左邊為系統進化樹,右邊為同源蛋白比對。可見 DEPDC5 對應的 162 號氨基酸及其后的 18 個氨基酸均相同;KCNQ2 對應的 388 號氨基酸同樣均相同
Figure6. Multiple sequence alignment diagrammulti sequence comparison diagram (rabbit, horse, cow, dog, human, mouse and monkey from top to bottom). Phylogenetic tree on the left and homologous protein comparison on the right. It can be seen that the 162 amino acids corresponding to depdc5 and the subsequent 18 amino acids are the same; The amino acids of No. 388 corresponding to KCNQ2 are the same
3 討論
首先,睡眠相關過度運動性癲癇是一種罕見的疾病,其患病率低至 1.8/10 萬人[2]。其次,睡眠相關過度運動性癲癇發作通常非常短暫,突發突止,臨床表現不同于一般的癲癇。SHE 通常與睡眠有關,“過度運動”是癲癇發作的主要臨床表現,包括不對稱強直或張力障礙姿勢和或過度運動的肢體運動[41]。一般癲癇的診斷要點主要根據臨床癥狀及腦電圖結果,如果 SHE 的診斷是同樣采用一般癲癇的診斷,那么由于大多數 SHE 患者的腦電圖均正常,所以非常容易出現漏診[42]。此外,在 SHE 和一些更常見的良性睡眠障礙和其他疾病(精神性癲癇)做鑒別診斷非常復雜。此外,對 SHE 認識欠缺和誤診會產生多種不良的后果,包括不必要的、昂貴的檢查,無效的和潛在有害的治療,甚至錯誤的癲癇診斷造成的不良心理社會影響[43-44]。本研究結果表明,在出現以睡眠相關的反復發作的過度運動的陣發性夜間運動事件時,應高度懷疑是 SHE。本研究加強了我們對睡眠相關過度運動性癲癇的認知,同時引起人們的高度警惕。
盡管 KCNQ2 基因的變異導致了各種各樣表現的癲癇,從良性家族性新生兒癲癇到伴有新生兒癲癇發作的癲癇腦病[45],但以紫紺或呼吸暫停為特征的癲癇是其常見的表現[46]。關于 KCNQ2 引起的睡眠相關癲癇的報道很少。DEPDC5 相關癲癇包括一系列癲癇綜合征,而這些癲癇幾乎都以局灶性癲癇為特征。癲癇綜合征包括家族性局灶性癲癇(FFEFF)、家族性顳葉中葉癲癇(FMTLE)、具有聽覺特征的常染色體顯性遺傳性癲癇(ADEAF)和嬰兒痙攣[47]。在常染色體顯性遺傳性夜間額葉癲癇(ADNFLE)家系中發現三個無義 DEPDC5 剪切突變。與其他突變基因相比引起的癲癇,DEPDC5 突變患者的耐藥率較高[26]。檢測到的大多數 DEPDC5 致病性突變導致編碼提前終止,表明單倍體不足是致病機制[46]。
該文報道了一個睡眠相關過度運動性癲癇家系,其中兒子(患者 1)及其父親(患者 2)患有癲癇,二者癲癇均在晚上睡眠中發作。通過基因檢查,我們發現患者 1 和患者 2 在 DEPDC5 和 KCNQ2 基因相同位點突變,且經過 In silico 軟件分析和同源蛋白序列比對,發現 DEPDC5(c.484-1del,c.484_485del)和 KCNQ2(c.1164A>T)基因突變可能在他們的疾病發生中起著重要的作用。值得注意的是,患者 1 和患者 2 的臨床表現和藥物療效卻不盡相同,患者 1 在 5 歲余時出現癲癇癥狀,表現為四肢隨意舞動,隨即進行就診診療,患者 1 在奧卡西平控制下現已無癲癇發作。其父親(患者 2)在 12 歲左右確診為“癲癇”,20 余年來患者 2 在抗癲癇藥物治療下,仍偶有癲癇發作,詢問其用藥情況時,得知其偶有漏服的情況,并對患者 1 和患者 2 均進行血液濃度檢測,結果發現患者 2 的血藥濃度明顯低于正常有效值的范圍,這可能是患者 2 癲癇仍發作的主要原因,我們對其進行宣教及藥物劑量進行調整,隨訪至今癲癇無發作;此外,據相關文獻報道 KCNQ2 基因突變的癲癇最常見的有效治療方法是卡馬西平,而患者 2 病初服用苯妥英鈉和丙戊酸鈉,后期將藥物將整為奧卡西平和丙戊酸鈉,調整藥物和劑量后患者 2 的后發作頻率下降,選擇藥物關鍵也是抗癲癇治療關鍵因素[48, 49],這也提示我們基因檢查對進行精確用藥具有重要作用。患者 2 在剛發作的兩個月里,主要表現為四肢不自主運動,未予診治;在之后均表現為全身抽搐,呼之不應,口吐白沫,雙眼凝視,胡言亂語,小便失禁;而患者 1 主要表現為四肢不自主運動,并沒有進展為全身抽搐,口吐白沫,小便失禁等情況,主要考慮與患者 1 及早就診治療,癲癇發作被及早控制,而患者 2 則因其沒有及早診治發展為完全性繼發性癲癇發作。不適當的治療或對診治的延誤會加重病情,甚至患者對藥物的反應性和緩解率也會降低[50]。除上述原因外,相關文章報道即使在同一個家族,這種疾病的表現可能有很大的不同,嚴重程度有明顯的家族內變異,其原因尚不清楚[51],這可能是由于患者的基因穿透率從 8% 到 43% 不等[52]。在我們的研究中,兩例患者生長發育、智力、生活學習沒有受到影響,且患者 1 和患者 2 對抗癲癇藥物治療有效,盡管患者 2 仍偶有發作。
然而,本研究中仍存在很多不足,患者 2 因為其病史時間太長,對其 10 多年前的疾病發作情況、發作頻率及藥物使用史無法詳細采集;其次,由于患者 2 經常于外地出差,不能及時的進行隨訪及藥物劑量的調整,還存在漏服藥的情況;此外,本研究中僅納入了先證者及其父母進行基因檢測,還應將先證者的爺爺奶奶納入研究。繼續收集更多樣本數量,構建該病的基因型-表型關系譜。盡管基因檢測出了 DEPDC5 和 KCNQ2 存在突變,然仍不能確定該突變為患者 1 和患者 2 的直接致病因素,接下來可以通過動物實驗進行定點變異,用具有相同突變的動物來研究突變基因與睡眠相關過度運動性癲癇對的相關性。
綜上,該研究發現了一個睡眠相關過度運動性癲癇家系,并發現了患者 1 和患者 2 均有 DEPDC5(c.484-1del,c.484_485del)和 KCNQ2(c.1164A>T)基因突變,且突變位點均為新發突變,兩例患者對藥物反應均良好。