中圖分類號】 R651 【文獻標志碼】 B 【文章編號】1672-7770(2025)03-0348-
Abstract:ObjectiveTo investigate the mechanism of developmental epileptic encephalopathy type 94 caused by CHD2 gene mutation.MethodsPeripheral blood wasdrawn from patient and theirparents,and whole-exon detection was performed to identify gene mutation sites and types.ResultsThe patient1 gene mutation site was c. 5068Cgt;T(p. R1690X),which was a nonsense mutation. The patient 2 gene mutation site was c.3787delG(p. Vall263fsTer21),whichwasaframeshiftmutation.Botharedenovo mutation.Theclinical manifestationsof seizures were atonicseizures,absenceseizures,atonic-myoclonic-absence seizures.Patients had moderateintelectual disability.Seizures could notbe controlld by medication,andno significant changes in MRI. ConclusionsThis study reports two patients with developmentalepileptic encephalopathyassociated with a mutation in the CHD2 gene, andreport that patients has gene mutations atalocus that increases the gene database.In adition,the mechanismof causedbyCHD2 geneisstillunclearand needs furtherresearch.
Key words: CHD2 gene;epileptic encephalopathy;gene mutation
1997年,Woodage和他的同事詳細描述了CHD2基因[1]。CHD2基因(OMIM 602119)是位于15q26.1。它包含39 個外顯子[2]。CHD2基因編碼的CHD2 蛋白是染色體結(jié)構(gòu)域解旋酶DNA 結(jié)合(chromodomain helicase DNA-binding,CHD)蛋白家族的一員[2-3]。CHD2 參與了基因激活和抑制、DNA重組和修復(fù)、細胞周期調(diào)控、發(fā)育和細胞分化等過程[4]。因此,這些蛋白的失調(diào)與各種人類發(fā)育障礙有關(guān),如孤獨癥譜系障礙,智力障礙和癲癇[3]。CHD2 基因突變可導(dǎo)致發(fā)育性癲癇性腦病94 型(OMIM:615369)[3]。國內(nèi)外報道的例數(shù)不多。中國人癲癇確診病例中分析CHD2基因突變的患病率為 2.8% [5]。本文報告了清華大學玉泉醫(yī)院收治的2例CHD2基因突變患者,分析其腦電圖、基因、影像及臨床特點。
1資料與方法
1.1一般資料
1.1.1患者1患兒男性,就診時3歲11個月。10個月齡起病,表現(xiàn)為下肢無力,發(fā)軟,跌倒發(fā)作,每天數(shù)次。給予德巴金治療,未見療效。1歲1個月發(fā)作形式轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)呆,每周數(shù)次。加服拉莫三嗪治療,未見療效。3歲5個月齡發(fā)作形式轉(zhuǎn)變?yōu)樯眢w節(jié)律性抖動幾下,雙眼瞼眨動,伴隨發(fā)呆,身體逐漸往下,每天發(fā)作20余次。加服左乙拉西坦治療未見明顯療效。發(fā)作與熱敏感無關(guān)?;颊甙l(fā)病前運動發(fā)育落后,不會坐。就診時會跑跳,但跑不穩(wěn),不會單腿跳。對自已名字有反應(yīng),其余問題無法回答。家族中無類似患者。1.1.2患者2患兒男性,就診時4歲8個月。3歲出現(xiàn)雙眼上翻,數(shù)秒即過,100多次/天,口服德巴金控制1周,之后再次發(fā)作。加服托吡酯2周未發(fā)作。后再發(fā)作,表現(xiàn)為快速點頭、雙眼上翻,眨眼,數(shù)秒即過,少時2~3次/周,多時2~3次/天。3歲半時開始生酮飲食治療,治療5個月無效,轉(zhuǎn)為普通飲食。4歲在此基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了另外一種發(fā)作類型,表現(xiàn)為發(fā)呆,1~2s即過,有時繼發(fā)雙眼上翻,身體抖一下,持續(xù)10多秒,數(shù)百次/天。加服左乙拉西坦未見療效。后多次調(diào)藥拉莫三嗪、衛(wèi)克泰、氯巴占、唑尼沙胺仍未見療效。1歲多出現(xiàn)1次持續(xù)狀態(tài),當時體溫 38.7‰ 出現(xiàn)意識喪失,雙眼上翻,持續(xù)1個多小時,使用安定后好轉(zhuǎn)。發(fā)病前生長發(fā)育里程碑落后。目前會跑,能跳,能單腳站??蛇M行精細活動,喜歡用左手、左腳。語言表達可,能說10個字句子,簡單理解可。幼兒孤獨癥篩查為高風險。對自己名字有反應(yīng)。家族中未見類似患者。
1.2基因檢測方法獲取患兒及其父母外周血樣2~4mL 。采用磁珠法血液基因組DNA小量提取試劑盒(英芮誠生化科技)提取基因組 DNA 。對家系三人基因組DNA進行高通量測序,根據(jù)dbNSFP、 1000g 、gnomAD等數(shù)據(jù)庫進行篩選,并通過有害性預(yù)測軟件Polyphen2、LRT、SIFT等進行分析,分析出疾病的候選致病突變。對篩查發(fā)現(xiàn)的變異,采用PCR-Sanger測序法進行驗證。利用UCSCGenomeBrowserHome 軟件(https://www.genome.ucsc.edu)對各物種的CHD2氨基酸序列進行比對,分析突變氨基酸的保守性;采用UCSFchimera 軟件(https://www.cgl.ucsf.edu/chimera/)分別對野生型和突變型蛋白進行3D建模,比較他們之間的差異,分析CHD2基因突變對蛋白空間結(jié)構(gòu)影響程度。最后,根據(jù)美國醫(yī)學遺傳學與基因組學學會(AmericanCollegeofMedicalGenetics,ACMG)制定的遺傳變異標準與指南解讀基因突變數(shù)據(jù)。
2結(jié)果
2.1患者1腦電圖(10-20國際系統(tǒng),采樣率 500Hz NihonKohden,Tokyo,Japan)的情況見圖1。兩側(cè)枕區(qū)均可見短程,低波幅 7~8Hz 活動,左右兩側(cè)基本對稱。間期腦電圖顯示較多廣泛性低-高波幅棘波,棘慢波放電和雙側(cè)前頭部低-高波幅棘波,棘慢波放電。腦電圖監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)9次癲癇發(fā)作,患者表現(xiàn)為愣神伴身體快速有節(jié)律地抖動,并且身體逐漸往下,同時可見眼瞼節(jié)律性眨動。發(fā)作期腦電圖為廣泛性 3Hz 中-高波幅棘慢波放電(圖1)。閃光刺激和過度換氣誘發(fā)試驗并未誘發(fā)癲癇發(fā)作?;純耗X部磁共振檢查無異常改變。
基因檢測結(jié)果顯示CHD2基因(NM_001271.3)c.5068Cgt;T(p.Argl690Ter) 雜合變異,該無義變異可以導(dǎo)致蛋白編碼在第1690位精氨酸翻譯提前終止,從而產(chǎn)生長度為1690個氨基酸的截短蛋白。該位點氨基酸在不同物種的比較,預(yù)測分析一致保守。在第1690位的精氨酸位置,翻譯提前終正,從而產(chǎn)生長度為1690氨基酸的截短蛋白(圖2)。該變異位點為致病性變異 。超強致病證據(jù)(PVS1):該變異為無義變異,關(guān)聯(lián)疾病為LOF致病,其所在的轉(zhuǎn)錄本為有生物學意義的轉(zhuǎn)錄本,且不位于最后一個編碼外顯子或倒數(shù)第二個編碼外顯子最后 50bp ,預(yù)測可能激活無義介導(dǎo)的mRNA降解,從而影響該基因編碼蛋白質(zhì)的功能。強致病證據(jù)(PS2):經(jīng)家系驗證分析,該變異為新發(fā)變異,不排除父母生殖腺或體細胞存在嵌合可能。支持致病證據(jù)(PM2_Supporting):該變異在EXAC、gnomAD、千人基因組亞洲人群數(shù)據(jù)庫的正常人群中為極低頻變異或未見收錄;人類基因突變數(shù)據(jù)庫(TheHumanGeneMutationDatabase,HGMD)未見該位點的相關(guān)性報道。
2.2患者2腦電圖結(jié)果為雙側(cè)枕區(qū) 8~9Hza 節(jié)律,間歇期為睡眠期廣泛性低-高波幅多量棘波、多棘波、棘慢波/尖慢波、多棘慢波散發(fā);左側(cè)額區(qū)、中央?yún)^(qū)低-中波幅少量棘波、棘慢波/尖慢波散發(fā)。監(jiān)測到數(shù)十次發(fā)作,患者表現(xiàn)為愣神伴少次身體抖動。發(fā)作期腦電圖為廣泛性 2.5~3Hz 中-高波幅棘慢波放電(圖3)。閃光刺激和過度換氣誘發(fā)試驗并未誘發(fā)癲癇發(fā)作?;颊吣X部磁共振檢查無異常改變。
基因結(jié)果為CHD2基因c.3787delG(p.Val1263Trpfs*21)移碼變異,該移碼變異可以導(dǎo)致蛋白編碼在第1263位由纈氨酸變?yōu)槔野彼岵l(fā)生移碼,并在移碼后的第21個氨基酸處終止。該位點氨基酸在不同物種的比較,預(yù)測分析一致保守(圖4)。該位點為移碼突變,結(jié)構(gòu)圖因終止翻譯導(dǎo)致構(gòu)象變化明顯,因此蛋白構(gòu)圖就不具體呈現(xiàn)了。該變異位點為致病性變異 (PVS1+PS2+PM2 )。超強致病證據(jù)(PVS1):該變異為移碼變異,此LOF變異導(dǎo)致基因功能可能喪失,影響該基因編碼蛋白質(zhì)的功能。強致病證據(jù)(PS2):經(jīng)家系驗證分析,該變異為新發(fā)變異,不排除父母生殖腺或體細胞存在嵌合可能。中等致病證據(jù)(PM2):該變異在EXAC、gnomAD、千人基因組亞洲人群數(shù)據(jù)庫的正常人群中未見收錄。
3討論
CHD2基因(NM_001271.3)位于染色體15q26.1,有39個外顯子,編碼的蛋白全長為1828個氨基酸3,CHD2基因編碼的蛋白包括N端的2個染色質(zhì)調(diào)節(jié)域、1個SNF2相關(guān)的N端結(jié)構(gòu)域、1個保守的解旋酶C端結(jié)構(gòu)域、1個 CHD1/2 SANT-解螺旋連接結(jié)構(gòu)域和1個位于C端的功能未知的結(jié)合域[]。CHD2 基因突變以錯義突變多見[7],本文2例為無義突變和移碼突變[8]。 Kim 等[9]發(fā)現(xiàn)CHD2基因在整個大腦中表達,且在嗅球、新皮層、海馬和小腦中表達特別強。
CHD2基因編碼的是CHD2蛋白,在兒童或成人的大腦中,CHD2是一種依賴ATP的染色質(zhì)重塑因子,它與其他蛋白一起調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因時空表達,但其具體功能尚不完全清楚[9-10]。人胚胎干細胞衍生的中間神經(jīng)元CHD2 基因敲除促進神經(jīng)元數(shù)量的減少,同時也減少了神經(jīng)突的長度[3]。在小鼠實驗中發(fā)現(xiàn),CHD2單倍體不足會損害皮質(zhì)發(fā)育、突觸的功能和記憶[3]
有證據(jù)表明,新生CHD2基因功能喪失突變導(dǎo)致了發(fā)育性癲癇性腦病94型,導(dǎo)致全身性癲癇發(fā)作[2]?;颊咂骄l(fā)病年齡為26個月(12~42個月)[11],最近國內(nèi)文獻報道患者發(fā)病年齡在1歲8個月~12歲[12],說明CHD2 基因突變導(dǎo)致的癲癇發(fā)作起病年齡跨度較大。CHD2基因突變導(dǎo)致的發(fā)育性癲癇性腦病94型主要臨床特征為光敏性發(fā)作(20 (22.6% )[5],易因看電視而誘發(fā)[13],與發(fā)燒有關(guān)。但本文2例患者發(fā)作并未表現(xiàn)出和光有關(guān)的癲癇發(fā)作,從病史中了解到看電視時也無誘發(fā)出癲癇發(fā)作?;颊?發(fā)作與熱敏感無關(guān),患者2在1歲時有1次高熱驚厥。CHD2基因的發(fā)作類型為肌陣攣發(fā)作,失神發(fā)作,失張力-肌陣攣-失神發(fā)作,強直發(fā)作,失張力發(fā)作,眼瞼肌陣攣[14]發(fā)作,強直-陣攣發(fā)作。最常見的是肌陣攣[10]發(fā)作。患者均有中度至重度智力障礙。發(fā)育性癲癇性腦病表型的幾個突出特征與肌陣攣-張力性癲癇、Lennox Gastaut、Jeavons 綜合征及青少年肌陣攣[15-18]重疊,也與Dravet綜合征表現(xiàn)有很多重疊[2]
CHD2基因突變的患者腦部磁共振檢查顯示,胼抵體壓部萎縮和輕度彌漫性小腦萎縮[13],但并非所有患者都有磁共振檢查異常。一項研究報告稱,126例患者只有8例磁共振檢查異常[15]。本文中2例患者的磁共振檢查也無異常,與文獻報道相符。
CHD2基因突變患者基因型和臨床表型之間的關(guān)系還不完全清楚。有文獻研究指出CHD2蛋白可以分為11個片段(D1~D11),D6和D9臨床表現(xiàn)嚴重,D9易出現(xiàn)光敏性,D8熱敏性更明顯,D11控制率較高[15],但是也有研究指出D9 突變的患者藥物控制良好[19],CHD2 基因的基因型和臨床表型似乎有關(guān)聯(lián),但是具體之間的關(guān)系仍有待進一步研究。國內(nèi)一篇文獻指出,4例與熱敏感相關(guān)的患者預(yù)后較好[20],但是樣本少,仍需要進一步研究。
以往文獻報道需要聯(lián)合多種藥物治療CHD2基因突變導(dǎo)致的癲癇發(fā)作,德巴金是治療發(fā)育性癲癇性腦病94型的首選藥物[21],其次可以選擇左乙拉西坦。左乙拉西坦和丙戊酸控制癲癇的有效率分別為 35.3%.29.4%[2] 。多篇文獻報道,德巴金和左乙拉西坦治療后患者癥狀控制[5,12,19]。本文2例患者服藥后癲癇發(fā)作并沒有起到緩解作用。據(jù)文獻報道,生酮飲食對CHD2-DEE患者的癲癇發(fā)作是有效的,效果在75%~90% 之間[13],本文2例患者拒絕生酮飲食治療。
本文兩例病例報告的基因突變擴展CHD2相關(guān)的基因型譜。未來的研究應(yīng)該檢查癲癇患者中CHD2基因變異的存在,以便可以進行基因型和表型分析,這樣可以更好地評估CHD2基因突變的患病率。兩例CHD2基因突變患者的報道為今后CHD2基因的研究提供了線索和依據(jù),為家庭提供了產(chǎn)前診斷與咨詢。但本文的樣本小,隨訪時間短,還需要進一步隨訪驗證。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明:賀晶負責起草文章、查閱文獻及分析、解釋數(shù)據(jù);張冰清、王海祥、史潔負責數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析;周文靜負責文章的審閱及修訂。
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(收稿2024-02-09修回2024-04-15)