研究团队通过回顾分析221例病因不明的癫痫儿童的基因检测结果，探究了儿科癫痫基因检测阳性检出率、以及不同临床特征患者的检出率分布，并以实例探讨了根据基因检测结果指导抗癫药物治疗的效果和预后。

近日，浙江大学医学院附属儿童医院神经内科高峰教授团队在知名分子神经科学杂志Frontiers in Molecular Neuroscience（IF：5.64）发表重要研究成果。本研究通信作者为浙江大学医学院附属儿童医院神经内科高峰教授，第一作者为浙江大学医学院附属儿童医院神经内科蒋铁甲博士，智因东方团队为共同作者。该文章的结果部分也为临床研究者提供了该类临床科研的思路。

本研究设置两组队列，分别为具有发育障碍或智力障碍（DD/ID）的癫痫患儿组与无DD/ID的癫痫患儿组。入组条件：（1）16岁前癫痫发作；（2）不明原因的癫痫综合症/癫痫性脑病；（3）新生儿严重癫痫发作或婴儿期全身性癫痫或顽固性癫痫伴全身强直-阵挛发作；（4）排除非遗传因素引起的癫痫。所有入组患儿均接收包括EEG及头颅MRI等。DD/ID诊断指南依据《精神疾病诊断与统计手册》第五版（DSM-5）。方法学：基于trio-WES联合CNV-seq，所有测序结果的分析工作均由智因东方完成。

研究结果

1. 基因诊断率统计

该研究总的基因诊断阳性率达到41.6%（92/221），这与以往的研究持平。特别需指出的是，在1岁以内、伴有DD/ID的患儿中，阳性率达到约78.4%，这超过了以往的研究结果，而其中的一个重要原因是该研究在WES点突变和插入/缺失检测基础上，加入了对CNV的分析。

图   有/无DD/ID临床分组患者的基因检测阳性率统计

2. 基因检测的变异统计

研究团队根据变异的生物学致病性（致病/P，可能致病/LP）、遗传方式（是否遗传或新发）这2个遗传病要素，按临床分组进行了统计，癫痫伴DD/ID组（64.5%，71/110）携带P/LP变异显著高于不伴ID/DD组（18.9%，21/111），尤其是1岁以内的患者（52.7% VS 9%）。此外，新发现变异也纳入统计，这对扩展致病性变异谱具有重要意义。详细统计见原文表格。

表    变异类型统计

3. 基因检测的变异特征

不同的变异方式往往提示新变异的致病性。某些癫痫家系中，通过变异与表型的共分离情况能够为变异致病性提供证据；而通过WES深度测序方法，能够鉴定特殊的变异方式（例如患者#68，母亲为致病变异嵌合体）。此外，该研究的一个亮点是通过庞大的本地患者和正常人数据库（Chigene in-house database），得以快速地鉴定新变异是否可能致病。

图    变异的特征分析

4. 基因（组）变异的分布

研究团队通过CNV-seq分析123例患者（41个家系）的CNV，发现9例患者10个P/LP级CNV，1例患者为47,XXY，3例CNV位于16号染色体，属16p11.2缺失综合症，其他如1例位于Chr4的CNV缺失范围覆盖ZNF141、PIGG、PDE6B和CPLX1基因；1例重复型CNV是位于Chr 15，覆盖MEF2A，ADAMTS17，CERS3，LINS，ALDH1A3和CHSY1基因。许多CNV源于染色体重组，在该研究中，通过CNV检测结果分布展示，可能提示了染色体重组的热点区域，这一结果也为癫痫在基因组中新的潜在位点提供了证据。

图   所有检出的致病/可能致病拷贝数变异在染色体上的分布

5. 治疗获益

通过基因诊断指导治疗、患者受益是基因检测的最终目的。在本研究中，32例患者符合基于分子诊断结果进行精准药物选择的条件，并进行了治疗和预后评估。其中，患者#24是一名 13 岁合并轻度 ID 女性。基因检测之前，给予常规丙戊酸钠、左乙拉西坦和拉莫三嗪治疗，效果不佳，每月仍有癫痫发作。基因检测检出SLC2A1基因错义变异（c.997C>T，p.R333W），提示为一种GLUT1缺乏综合征。根据这一分子诊断，转而对患者进行生酮饮食治疗，令人高兴的是，患者在治疗后保持长期无癫痫发作状态，并有认知和行为的明显改善，后续并停用了所有抗癫痫药物。另外，在一些SCN1A突变的患者中，VPA和TMP联合应用即可有效改善癫痫发作，明确了该类患者不能应用钠通道阻滞剂治疗（尽管SCN1A基因本身编码钠离子通道蛋白）。除此之外，氨己烯酸疗法降低了四例TSC1/TSC2基因突变患者的癫痫发作频率，并改善了EEG；奥卡西平对5例KCNQ2基因突变的患者也有非常不错的疗效。

6. 鉴定新的癫痫候选基因

在未发现P/LP变异的129例癫痫患者中，研究团队重新分析了数据，鉴定了7个癫痫的潜在关联基因：GPR158、NCL、SEPHS2、PA2G4、SLC35G2、MYO1C和POU3F1，其中GPR158基因突变曾于2014年在1例癫痫患者中有过发现，但当时缺乏更多的案例证据，该研究案例的发现进一步增加了GPR158是癫痫基因的证据。

综上所述，基于NGS数据同时分析SNVs、InDels和CNVs可提高癫痫诊断率，尤其是对于发作年龄在1岁以下的DD/ID患者。对于遗传因素高度异质性、患儿表型不典型的治疗方案多凭借经验的现状，研究团队通过基因诊断结果指导了患者精准治疗，显著地提高了用药精准性，同时降低了多种药物联合使用的毒副作用。此外，本次研究还额外发现了几个新的癫痫候选基因，也为今后的癫痫研究增添了实例证据。总之，该研究进一步证明了遗传学诊断对儿童癫痫患者具有积极的临床应用价值。

结语

癫痫是最为常见的神经系统疾病之一，通常始于儿童期，疾病反复发作及药物难治型癫痫会导致患者社会活动减少、出现认知障碍及生活质量严重降低。尽管现行国际抗癫痫联盟的实用癫痫分类指南对癫痫发作以及癫痫病的临床分析和鉴定更为细化和严格，然而遗传性癫痫（包括遗传性癫痫综合征）的发病率、如何指导临床基因检测，以及基因结果对于治疗的指导和预后评估仍相较模糊。本研究对这些问题也进行了回应。

值得一提的是，该研究的特别之处在于，除了基因检测分析所参考的35个公共数据库，还使用了智因东方自有数据库中的中国患者和正常人的WES数据作为阴阳性对照，从而大大提高了变异致病性解读的准确性和可信度；通过自有样本数据的比对，作者得以排除研究队列中的9个携带de novo变异的癫痫候选基因，同时确认了多个基因中新的致病性变异。

参考文献：Jiang T, Gao J, Jiang L, Xu L,Zhao C, Su X, Shen Y, Gu W, Kong X,Yang Y and Gao F (2021) Applicationof Trio-Whole Exome Sequencingin Genetic Diagnosis and Therapyin Chinese Children With Epilepsy.Front. Mol. Neurosci. 14:699574.doi: 10.3389/fnmol.2021.699574

来源：智因东方微信 公众号

重磅！浙江大学医学院附属儿童医院联合智因东方共同揭示遗传学检测对于儿童癫痫的临床应用价值