10个全面性癫痫伴热性惊厥附加症家系的SCN1A基因突变筛查研究

吴光声，高峰，沈征，毛姗姗，沈珏，袁哲峰，李珊

全面性癫痫伴热性惊厥附加症(generalized epilepsy with febrile seizures plus, GEFS+)是一种常见的在儿童期发病的家族性遗传性癫痫综合征。自1997年Scheffer与Berkovic[1]首次报道以来，GEFS+越来越受到医学界的关注并作为一种新的综合征在2001年被国际抗癫痫联盟(International League Against Epilepsy)列入癫痫综合征分类[2]中。目前，研究主要集中在此病的致病基因上[3]，已证实的相关致病基因有5种离子通道蛋白亚单位，分别为编码电压门控钠离子α1、α2、β1亚单位的SCN1A、SCN2A、SCN1B基因与编码配体门控氯离子通道GABAA受体γ2、δ亚单位的GABRG2、GABRD基因。本研究将对收集到的10个GEFS+家系进行临床表型分析及SCN1A基因研究，探讨SCN1A基因在我国GEFS+家系中的突变情况。

1 资料与方法

1.1 研究对象 搜集2011年3月－2013年8月在浙江大学医学院附属儿童医院神经科门诊及住院的10个GEFS+家系，对每个家系受累成员均建立临床登记表，内容包括姓名、性别、出生日期、民族、发病年龄、发作时表现、围产期情况、既往史、家族史、用药史及辅助检查结果。另取50例正常儿童用于进行测序对照。

1.2 家系成员表型分析 根据ILAE 2010年癫痫发作与癫痫综合征分类标准[4]，对所有先证者及家系其他受累成员的临床表现、脑电图及头颅影像学资料进行分析，绘制家系图。

1.3 SCN1A基因突变筛查 采用DNA直接测序法。应用SeqmanTM软件对测序结果与SCN1A正常序列进行比对，当突变点在尾部、杂峰较多、信号偏低时给予反向引物进行测序验证。正常序列为GenBank中SCN1A全基因组序列(NC_000002)，编码区序列(CDS-AB093548)，蛋白质序列(P35498)。如发现SCN1A基因编码区异常，则对50例正常对照及患儿家系成员相应片段进行测序、比对，以排除单核苷酸多态性(SNP)并确定突变来源。

2 结 果

2.1 一般情况 10个家系共有33例受累者，每个家系受累人数不等。受累者的临床表型包括热性惊厥(febrile seizures，FS)11例(33.3%)，热性惊厥附加症(febrile seizures plus，FS+)11例(33.3%)，FS或FS+伴部分性发作1例(3.0%)，无热全面强直阵挛发作(afebrile generalized tonic-clonic seizures，AGTCS)3例(9.1%)，Dravet综合征1例(3.0%)，儿童失神癫痫1例(3.0%)，发作分类不能明确5例(15.2%)。

2.2 SCN1A基因突变筛查结果 10个GEFS+家系先证者中，3例先证者存在SCN1A基因突变。进一步分析了他们所在家系成员的SCN1A基因，以明确其突变来源。

家系1先证者，男，4岁8个月，11个月大时首次出现发热伴抽搐，11个月－3岁共发作热性惊厥10余次，3岁1个月出现无热抽搐，发作类型为AGTCS，每次发作持续2～5min，常在运动或劳累后发作，近1年共发作5次。其家系中共有6位受累者，先证者外公(Ⅰ-1)FS、母亲(Ⅱ-2)FS+、姨妈(Ⅱ-7)FS+、姐姐(Ⅲ-2)FS、表哥(Ⅲ-7)AGTCS(图1A)。SCN1A基因突变筛查结果(图1B)显示，在先证者第23外显子发现杂合突变c.4330G＞A，遗传密码子由GAA变成AAA，导致1444位谷氨酸被赖氨酸取代，该突变为错义突变。该家系5个受累者的SCN1A基因存在与先证者完全相同的基因突变，而先证者未受累的两个姨妈(Ⅱ-3，Ⅱ-5)和其表姐(Ⅲ-3)，表哥(Ⅲ-4)未在该位点发现突变(图1B)。

图1 家系1的家系图及SCN1A基因测序结果Fig. 1 Pedigree of family 1 sequencing results of SCN1A gene

家系2(图2)：先证者，男，8岁7个月。1岁时首次出现发热伴抽搐，1－7岁间有热惊厥，每年发作2～3次，7岁2个月出现无热抽搐，发作类型为AGTCS，2011年11月起开始口服丙戊酸钠缓释片0.25g/次，2次/d，此后未再发作惊厥。其家系中共有6个受累者，先证者奶奶(Ⅰ-2)表型为FS+、姨妈(Ⅱ-15)FS、堂哥(Ⅲ-3)FS+、堂弟(Ⅲ-4)FS、表姐(Ⅲ-7)FS+、表弟(Ⅲ-11)AGTCS、表弟(Ⅲ-17)FS+(图2A)。SCN1A基因突变筛查结果(图2B)显示，在先证者第15外显子发现杂合突变(c.2592G＞A)，遗传密码子由ACG变成ACA，为同义突变。先证者母亲的SCN1A基因存在与先证者完全相同的基因突变，父亲的SCN1A基因未发现突变。家系中其他成员血样未能获得。

图2 家系2的家系图及SCN1A基因测序结果Fig. 2 Pedigree of family 2 sequencing results of SCN1A gene

家系3先证者，男，3岁1个月时首次出现发热伴抽搐，发作类型FS，其家系中共有2个受累者，先证者母亲(Ⅱ-3)，姨妈(Ⅱ-2)表型为FS+(图3A)。SCN1A基因突变筛查结果(图3B)显示，在先证者第9外显子(c.1212G＞A)和26外显子(c.5385 G＞A)的突变为同义突变。家系中其他成员血样未能获得。

图3 家系3的家系图及SCN1A基因测序结果Fig. 3 Pedigree of family 3 sequencing results of SCN1A gene

3 讨 论

SCN1A基因为GEFS+家系的重要致病基因，为常染色体显性遗传，研究报道具有外显率不全等特点(外显率为60%～70%)[5]。本研究中，家系1中全部受累者均存在SCN1A基因突变，未受累者中未发现SCN1A突变情况，外显率达100%，但本研究中有一些家系成员的标本未采集全，可能对结果有所影响。虽然同样是受累者，但患者的临床表型谱多样，即使同一家系受累成员亦可有多种不同表型。常见的临床表型有热性惊厥(FS)[6-7]、热性惊厥附加症(FS+)，FS/FS+伴其他全身性发作(如失神、肌阵挛和失张力发作等)，其他少见如无热强直阵挛发作、少年肌阵挛癫痫(JME)，MAE和Dravet综合征。本研究的家系中未见Doose综合征或Dravet综合征等癫痫性脑病的表型。分析原因可能是因为这些表型少见，并且家系中也有多名受累者无法获得详细临床资料，所以无法进行临床分型有关。

SCN1A基因是与癫痫发病相关最重要的基因之一，与其突变引起的常见癫痫综合征有Dravet综合征、GEFS+，其他少见的如Doose综合征、West综合征、Lennox-Gastaut综合征等[8-9]。研究报道Dravet综合征患儿中，80%存在SCN1A突变[10]，突变部位多位于钠离子的关键区域(S4-S6)，且其中绝大多数(95%)突变为无家族遗传倾向的新生突变，5%来自父母，但父母往往临床表型轻微。在GEFS+中，SCN1A突变率、突变部位和突变来源与Dravet综合征均存在很大差异，突变位点分布于整个基因，大多数在钠离子通道的核心形成区域(S4－S6)以外的部位[11]。本研究的家系1以及国内许小箐等[12]对39个家系进行SCN1A的突变研究中2个错义突变的家系位于钠通道α亚单位S4～S6重要功能区，该功能区为电压感受和门控区，可影响细胞兴奋性[13]。以上3个家系中未见严重表型，临床表型谱也主要以FS和FS+为主，说明在GEFS+家系中，SCN1A突变位置与其临床表型严重程度并未存在必然联系。

国外有报道显示，在GEFS+家系常染色体显性遗传[14-15]之外，可能存在多基因协同作用。另有文献报道，在GEFS+家系中部分成员存在两种不同的基因突变[16]。本研究家系2中父母双方均有热性惊厥家族史，因先证者和母亲都存在相同的15号外显子杂合突变(c. 2592G＞A)，故其SCN1A基因突变来自母系，但是由于未能测定母系其他受累者是否具备相同的基因突变，所以尚不能肯定该突变为致病突变，对于是否存在双系遗传，需完善父系其他成员的SCN1A检测，及对先证者和父系其他离子通道基因的筛查。家系3中存在SCN1A第9和第26两个外显子的同义突变，说明GEFS+家系在遗传方式上的复杂性和多样性，因未能采集家系中父母及其他成员血样，所以无法明确该突变是来自单纯母系或父母双方，至于是否为致病突变则有待完善家系中其他成员的基因筛查才能确定。既往认为同义突变大都被视为无义突变，国外尚未发现对GEFS+家系同义突变进行报道，国内有文献将先证者的同义突变视为单核苷酸多态性，未对家系其他成员做进一步的基因检测和分析[17]。但越来越多的研究表明，同义突变会影响蛋白质的功能，如引起mRNA剪接异常[18]，影响mRNA稳定性等，从而影响蛋白质的表达和酶的活性[19]。另外，有关密码子的偏倚影响蛋白质的三级结构假说，也于2007年得到证实[20]。本研究的局限在于，前期研究者对于同义突变意义的认识不足，加上家属配合度不高，未能对家系2和3的血样采集进行完善并进一步分析，希望在后续的研究中能得以完善。

GEFS+是一种离子通道病，与其相关的致病基因有5种离子通道蛋白亚单位基因(SCN1A、SCN2A、SCN1B、GABRG2、GABRD)，分别为编码电压门控钠离子α1、α2、β1亚单位和编码配体门控氯离子通道的GABAA受体γ2、δ亚单位，但突变检出率低，SCN1A基因突变率普遍在10%左右。本研究在10个GEFS+家系研究中发现1个新的错义突变c.4330G＞A和3个同义突变，其中一个家系存在2个外显子同时突变情况，另外7个家系未发现SCN1A基因突变。GEFS+家系遗传机制复杂，SCN1A基因是其中一种重要的致病基因，对于SCN1A突变家系需进一步完善家系其他成员的基因筛查。另外，对本研究10个家系进行其他离子通道相关基因或全基因组的检测，将有助于进一步明确其遗传发病机制。

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