文献解读中国早产儿癫痫性脑病一份
清凉一夏
今天要和各位老师分享的文献是关于PCDH19基因突变导致的癫痫。这篇文章是康旭医学检验所和青岛的医生合作完成的哦
摘要PCDH19基因相关癫痫是一种特殊X连锁遗传疾病,女性和嵌合体男性受累,男性半合子不受累。近年来,有关PCDH19基因相关癫痫的报道逐渐增多,PCDH19基因已成为重要的癫痫致病基因之一。本文报道了几个PCDH19基因的突变，包括移码突变c._insT（p.ThrHisfsTer19），错义突变c.CT（p.ProSer）和无义突变c.CG（p.TyrTer）。
背景仅限于女性的癫痫和智力障碍(epilepsyandmentalretardationlimitedtofemales,EFMR)是一种仅限于女性,以癫痫发作、不同程度的认知损害、行为障碍为特点的癫痫性疾病，是一种遗传病，由Juberg于年首先报道。年Dibbens等报道EFMR的致病基因为PCDH19基因。PCDH19基因位于X染色体上（Xq22.1）并编码protocadherin-19。protocadherin-19是钙依赖性粘附分子，属于钙粘蛋白超家族的δ2-原钙粘蛋白亚类。PCDH19基因由六个外显子组成;第一外显子是编码信号肽的最大外显子，编码整个胞外结构和短跨膜结构（TM），包括6个重复的调节细胞-细胞相互作用的EC钙粘蛋白。本研究中发现的全部三种突变都出现在第一外显子中。
PCDH19基因以一种异常的X连锁形式遗传，仅作用于雌性，但是通过无症状雄性遗传，这意味着它在杂合突变的雌性中是致病的，但在半合子变异雄性中是非致病性的。Dibbens等首先报道了PCDH19基因的变异。在几个患有EFMR疾病的家庭中发现PCDH19相关疾病的受试者在早期发育过程中可能是正常的，但是在发热敏感时发生癫痫集群发作。近年来有越来越多的女性癫痫患者发生PCDH19基因突变，并且与PCDH19基因突变相关疾病的临床表现也扩大了，包括表现为局灶性或全身性癫痫集群或单独发作，可能伴有发热，从轻度到重度，伴有或没有认知障碍，行为障碍和精神症状。到目前为止，关于PCDH19相关的分子遗传学一直专注于女性癫痫病的研究。因为X连锁遗传的异常和与细胞干扰机制相关的致病假说，通常将男性受试者排除在外。然而，在发现一名男性病例PCDH19基因缺失后，最近有少数的研究连续发现了男性患者中PCDH19基因的几种改变。本研究中，我们提供了中国癫痫患者中男性和女性中PCDH19基因突变的三个证据，进一步加强了EFMR与PCDH19基因的临床认识。
案例介绍于年3月至年4月期医院招募了三名中国儿童癫痫患者。在签署知情同意书后，收集患者和家属各2毫升静脉血。然后，血液样本被送到北京康旭检验所进行基因检测：患者1检测项目为神经系统疾病“大包”（总共个基因），患者2和患者3检测项目为癫痫和相关阵发性疾病（总共个基因）。并依据Panel+sanger+父母来源验证的策略，采用一代测序进行验证。
患者1
患者1，男性，出生27个月。正常阴道分娩，出生体重3.0公斤。出生时常规检查未发现神经问题。他是非近亲父母的第一个孩子。在7个月的时候，他第一次癫痫发作，呈无发热的全身性强直性发作（TS）。同步记录脑电图（VEEG）显示尖锐的尖峰波，部分原点位于右前方区域，高电压缓慢背景。脑磁共振成像（MRI）是正常的。在丙戊酸钠（VPA）和托吡酯（TPM）治疗5个月后，他的癫痫发作仍然存在并且不时发生。将抗癫痫药物（AED）调整为VPA和苯巴比妥（PB）后，作为对照，效果仍然不尽人意。开始起效9个月后，加入奥卡西平（OXC），然后用VPA，PB和OXC逐渐控制癫痫发作，直到最后一次随访时仍持续癫痫发作3个月。在他的发育过程中，早期他的精神、运动能力发育异常并不显著。然而，他在癫痫发作之后显示出智力障碍和行为障碍的迹象。通过基因检测测序，发现患者1PCDH19基因具有移码突变：c._insT，突变导致p.ThrHisfsTer19。这种突变是一种新发生的变化。男孩的父母没有发现异常（图1）。
图1家族1的PCDH19基因的遗传图谱和测序峰图
患者2
患者2，女性，34个月大。正常阴道分娩，足月出生，出生时体重3.3公斤，神经系统检查无异常。是健康的父母的独生女儿。没有神经系统疾病的家族史。在出生第14个月时发热，第一次发作表现出强直性发作（TS）。脑电图和脑计算机断层扫描（CT）是正常的。在19个月大的时候，发生了一组持续约10秒的热性惊厥，在36小时内发作6次。在31个月的时候，出现了由发烧引起的第二次集群发作。VEEG和脑MRI在这一发病时也是正常的。她的精神、运动能力发育并不显著。基因测序显示PCDH19基因发生错义突变：c.CT，突变导致p.ProSer。这种突变是新发生的，在她的父母身上没有发现（图2）。
图2家族2的PCDH19基因的遗传图谱和测序峰图
患者3
患者3，女性，39个月大。正常阴道分娩，足月出生，出生时体重3.18千克，没有明显的神经异常。产前病史和新生儿发育正常。她是非近亲父母的独生女儿。她的祖母有癫痫病史。她的癫痫发作发生在出生后第20个月，当时她经历了一组无症状的全身性强直性和阵挛性发作（GTCS），每天发作6次。VEEG和脑MRI在当时没有异常。对于患者3，基因测序结果表明PCDH19基因中的无义突变c.CG，突变导致p.TyrTer。突变是父系遗传，女孩的父亲被确定为半合子，但她的母亲没有这种改变（图3）。
图3家族3的PCDH19基因的遗传图谱和测序峰图
讨论和结论表1三名患有PCDH19基因变异的患者临床数据和癫痫发作特征
在年的一项研究中，Terracciano等人发现了一个男性患者的无义突变c.CG（p.Tyr-Ter），与患者3的位置相同。我们比较了我们的研究结果与Terracciano等人的研究结果。在这四名患者中，两名患者在一岁内开始癫痫发作，另外两名患者在一年后癫痫发作，平均发病时间为12个月（6-20个月）。所有患者均伴有继发性、泛发性全身性癫痫发作或局灶性癫痫发作。所有受试者均发生癫痫发作，患者4已确诊癫痫症状。两例患者在发病时与发热敏感相关，另外两例发热。EEG在患者2和4中正常，但在患者1和3中显示异常。脑MRI没有特别的发现。所有患者都没有精神症状。然而，患者1和4患有智力障碍和行为障碍。尽管与PCDH19基因相关的癫痫有许多临床表现，但该病具有一些共同的特征，即在婴儿期和儿童期出现全面性癫痫发作和集束性癫痫发作。在有或无发热敏感情况下，广泛性强直性发作（TS），强直-阵挛性发作（GTCS）或伴有SG的局灶性癫痫发作是常见的发作类型。其他癫痫发作类型，例如肌阵挛性发作，无张力癫痫发作很少见。智力发育从正常到严重的损伤，患者可能会或可能不会表现出精神症状和行为障碍。在这四名患者中，三名遗传改变是新发生的，一名遗传自她无症状的父亲。
随着基因检测技术的进步，迄今已发现多个PCDH19基因突变，包括微缺失，微插入，无义突变，错义突变，微复制突变，基因内缺失，剪接位点突变和全基因缺失。绝大多数变异（超过90％）位于第一外显子，第一外显子是编码细胞外钙粘蛋白结构域的最大外显子。移码改变c._insT（p.ThrHisfsTer19）在男性病例中被鉴定出来，这一发现扩大了PCDH19基因相关的男性癫痫研究范围。本文中，我们证明了第一个有PCDH19基因致病突变的男性c._insT，它有助于进一步解释这个复杂的遗传性疾病。下图表示PCDH19基因与EC3中的无义突变c.CG（p.TyrTer）以及EC5中的移码突变c._insT（p.ThrHisfsTer19）和错义突变c.CT（p.ProSer）（图4）。
图4在PCDH19基因中鉴定的点突变的示意图。SP：信号肽;EC：细胞外钙粘蛋白结构;TM：跨膜结构;CM1和CM2;细胞质结构1和2
我们认为无义突变和错义突变都是有害的，并且之前已有报道。虽然移码改变是新发生的，但c._insT的移码性质和终止密码子的引入，导致p.ThrHisfsTer19是有害的。此外，六个EC钙粘蛋白重复序列的胞外结构在氨基酸序列中高度保守，并显示出对于正常蛋白质功能至关重要。
该报告为特殊类型癫痫患者的分子遗传诊断提供了进一步的证据和一个新的观点。更重要的是，在男性病例中发现的新突变将扩大当前关于EIEE9的知识并指导诊断。虽然，这项研究由于样本量较小，存在有明显的局限性，但是，它无疑为未来与PCDH19基因有关的早产儿癫痫性脑病的进一步研究提供了新的思路。
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