青少年肌阵挛癫痫基因的研究

青少年肌阵挛癫痫(Juvenilemyoclonicepilepsy，JME)是特发性全面性癫痫中最常见的癫痫综合征之一，个体之间临床表型差异很大。遗传因素在JME发病中起重要作用，个体之间存在遗传异质性，随着JME相关基因不断被发现，JME在分子层面的发病机制也在不断进展，基因型与表现型的关系也在进一步研究。检索OMIM和Pubmed，就JME相关基因、基因相关致病机制的研究进展进行回顾总结，同时对基因型和表现型相关性的研究进展进行介绍。

一致病基因及机制

JME的遗传背景复杂且遗传因素在疾病的发生中起决定性作用，少数是单基因遗传，大多数是多基因遗传，有很强的遗传异质性。致病单基因有6个：CACNB4、GABRa1、GABRD、EFHC1、CASR、CPA6；JME相关易感基因有3个：BRD2、Cx-36、ME2，现就上述致病基因及其发病机制进行介绍。

1、单基因遗传JME

CACNB4(Calciumchannelbeta4subunit)定位于2q22-q23，编码电压门控钙通道β4亚基，能增加电流的振幅和电压依赖性，在小脑、海马等组织中表达。CACNB4基因13号外显子一处无义突变(arg482toter，RtoX)在一例JME患者中报道过。这个突变使C’端缺失了38个氨基酸，其中包含部分蛋白功能相关结构域。同期实验证实突变型钙通道的失活时间较正常缩短，还有报道称通道通过Ca2+内流使细胞膜去极化并触发β亚基特定位点偶联磷酸酶，激活特定信号传导通路来抑制一些基因表达，而上述突变正是阻断了这一信号通路。

GABRa1(GABAreceptoralphaonesubunit)位于5q31.1-q33.2，编码GABA-A型受体α1亚单位，在中枢神经系统广泛分布，且随着神经系统发育成熟，含量逐渐增多。2002年Cossette在一个常染色体显性JME家系患者的该基因发现9号外显子有一处杂合突变A322D(ala322-to-asp)。实验发现，纯合子突变受体活化时离子电流振幅减小、与GABA受体的亲和力降低，推测其可能降低、缩短了抑制性突触后电位，使细胞间抑制减弱，皮质兴奋性增高。进一步研究发现突变位点改变了受体耦联离子通道作用部位的氨基酸的理化性质，影响了GABA与受体结合后解耦联离子通道开放的过程，从而弱化了GABA受体功能。突变亚基在GABA受体空间位置不同，其对整个受体功能的影响程度也不同，推测突变位点还通过相邻亚基的相互作用影响通道功能。同时，突变体还可在内质网中与正常的α1亚基或者GABA受体其他亚基结合，使其降解，抑制蛋白转运，使膜表面正常的GABA受体减少。因此，此位点突变不仅钝化受体功能，也减少正常GABA受体的数量。

GABRD(GABAreceptordeltasubunit)位于1p36.33，编码GABA-A型受体δ亚基。2004年Dibbens对全面性癫痫患者GABRD基因筛查时发现JME患者该基因6号外显子有一纯合突变R220H(Arg220His)。实验证实突变体受体激动产生的电流振幅降低。δ亚基构成的GABA受体介导紧张性抑制而增加细胞膜的电导率，突变弱化了受体介导紧张性抑制，但随后进行的人群基因频率分析发现上述突变在JME、其他IGE和普通人群中的基因频率没有显著差异，推断上述突变只是JME的一个促发因素或少见病因。

EFHC1(EF-handcontaining1)位于6p12.2上，编码一个能与Ca2+结合的EF手型结构域，在脑和多种组织中表达。EFHC1是目前与JME发病最相关的基因，墨西哥、日本分别有9%和3%患者携带此基因的突变。Suzuki首先在JME人群中发现了EFHC1致病突变：F229L(phe229-to-leu)、D210N(asp210-to-asn)、D253Y(asp253-to-tyr)、P77T(pro77-to-thr)和R221H(arg221-to-his)。之后，Medina又发现5个新的变异：c.755C＞A、c.1523C＞G、c.829C＞T、C.789del,p.AV264fsx(核苷酸缺失导致的开放阅读框架的改变)、-364_-362delGAT(上游碱基片段缺失)。此后，在墨西哥JME家系患者中又发现3个新突变：R118C(arg118-to-cys)、R182L(arg182-to-leu)、R153Q(arg153-to-gln)。EFHC1蛋白有与Ca2+、微管蛋白作用的结构域，近年来的影像学研究发现JME患者的皮层结构存在微小的发育异常、皮层及皮层下联系纤维分布异常，推测EFHC1基因突变可能通过影响神经元分裂、凋亡、迁移过程，导致皮层发育异常而引起癫痫。EFHC1可以影响Cav2.3(R型电压门控钙通道)和TRPM2(钙离子通透性阳离子通道)的电流调控脑发育过程中神经元的凋亡过程。突变型通道钙内流减少，使细胞凋亡减少，皮层神经元密度增加，可能导致兴奋性增加和异常环路的产生。另有研究表明，EFHC1蛋白在室管膜细胞的纤毛中表达，室管膜细胞纤毛摆动引发的脑脊液流动可指引侧脑室旁的成神经细胞的正常迁移到皮层相应位置，突变可能影响正常的神经元迁移导致发育异常。EFHC1蛋白可在脉络膜细胞中高度表达，脉络膜细胞决定脑脊液中组分，因此，EFHC1突变可能通过改变脑脊液组分影响神经元的分化、迁移。EFHC1表达一种微管相关蛋白，可调节脑发育过程中神经元的分裂和向皮层的迁移。

CASR(Calciumchannelsensorreceptor)位于3q12，编码G蛋白偶联的钙敏受体，感受体内Ca2+浓度转化为细胞信号调控甲状旁腺激素分泌和肾脏对Ca2+的重吸收，维持体内钙稳态。在JME患者中发现4个可疑致病突变，分别是E354A(Glu354-to-Ala)、I686V(Ile686-to-Val)、A988V(Ala988-to-Val)、A988G(Ala988-to-Gly)，但所有患者均无Ca2+浓度异常，推测突变可能通过影响Ca2+信号影响神经元的兴奋性。

另外，JME人群新发现CPA6(carboxypeptidaseA6)基因2个突变位点R36H(arg36-to-his)、N271S(asn271-to-ser)，CPA6基因位于8q13.2，编码催化多肽分解的酶，在神经系统中参与神经多肽代谢，进一步实验证实这2个突变位点均使酶的活性降低。

2、JME易感基因

BRD2(Bromodomain-containing2)位于6p21.3，编码与细胞分裂有关的转录调节因子。目前发现BRD2启动子区域两个SNP位点(rs3918148、rs3918150)与常染色体隐性JME发生高度相关。Greenberg等的研究中50%患者携带上述SNP位点。BRD2基因敲除的纯合子小鼠胚胎期即死亡，杂合子虽然可以正常发育，但是相比正常小鼠发生肌阵挛和强直的阈值降低，杂合子小鼠脑电图(EEG)可见癫痫样放电，进一步阐明BRD2基因的致痫性。

CX-36(Connexin36)位于15q14，编码结合素的一种亚型，组成神经元之间的电突触。CX-36基因2号外显子的SNP位点(rs3743123)与JME发生相关，携带588T多态性位点的纯合子在JME人群中的比例明显高于正常人。对相应的mRNA的二级结构和剪切效率进行预测，发现含有588T的mRNA结构不稳定、剪切效率降低，推测这可能导致相应的蛋白产物减少进而导致JME发生。

ME2(Malicenzyme2)位于18q21，编码线粒体内催化苹果酸转化为丙酮酸酶，此反应参与GABA合成。有研究表明ME2基因的特定SNP单体型在特发性癫痫当中的比例明显高于正常人。另外两项关联分析发现5HTT(Solutecarrierfamily6,member4)、GRM4(Glutamatereceptor,metabotropic4)基因多态性与JME发生相关。

二表现型、基因型的联系

JME基因致病基因众多，在今后的研究中可能还会不断发现JME致病基因。而JME患者的临床表型也有明显的异质性。JME根据临床表现可分为4种亚型：①经典型，15岁左右发病，有肌阵挛和全面强直阵挛，鲜少有失神发作；②儿童失神(Childrenabsenceepilepsy，CAE)演变为JME，儿童期出现CAE并演变为JME，失神发作在此亚型中常见；③伴失神的JME，肌阵挛和(或)全面强直阵挛的发病年龄早于失神发作；④JME合并跌倒发作。JME具有高度的表现型异质性，每例JME患者的临床表型又有其各自特征，即使同一家族内也可有多种特发性癫痫表型。

尽管JME基因型和临床表型存在很强异质性，但目前关于JME表现型和基因型的关联仍处于探索阶段，仅有一项针对EHFCI基因的小样本研究。研究发现携带F229L突变的患者表现为早发的全面强直阵挛，携带R294H突变的患者则表现为CAE演变成JME。可见不同位点的基因突变可产生不同的临床亚型，或可借此指导治疗和预后。但这项研究的样本量过少，仍需大样本的临床数据证实上述结论，而且忽略了其他基因在产生临床表型中的作用。

结语

在JME发病过程中，遗传基因扮演重要角色，随着研究深入，会有更多的JME致病基因被发现。JME存在基因型和表现型的异质性，如何在复杂的临床表型和基因型之间寻找并建立对应关系，通过基因表型预测临床表型，进而进一步指导个体化的临床治疗是我们研究癫痫致病基因的另一个目的所在。