引用本文： 牛雪阳, 程苗苗, 陈奕, 杨莹, 杨小玲, 杨志仙, 姜玉武, 张月华. CACNA1A基因相关发育性癫痫性脑病基因型与表型特点研究. 癫痫杂志, 2022, 8(5): 407-415. doi: 10.7507/2096-0247.202204012 复制
CACNA1A基因定位于染色体19p13，编码电压门控钙通道α1A亚基蛋白，该基因变异通过改变电压门控钙通道功能，影响突触和神经递质的释放，与神经系统的发作性疾病相关，并参与神经系统发育[1-2]。既往文献报道CACNA1A变异相关表型谱较广，可导致家族性偏瘫性偏头痛1型（Familial hemiplegic migraine 1，FHM1）、发作性共济失调2型（Episodic ataxia, type2，EA2）、脊髓小脑共济失调6型（Spinocerebellar ataxia 6，SCA6）、阵发性强直性上视、良性阵发性眩晕、智力障碍和神经精神障碍以及发育性癫痫性脑病42型（Developemental and epileptic encephalopathy 42，DEE42）（OMIM：617106）[3]。目前国内尚缺乏CACNA1A变异相关DEE的大样本系统研究。本研究总结在北京大学第一医院儿科就诊的27例CACNA1A变异相关癫痫患儿临床特点及基因型与表型相关性。
1 资料与方法
1.1 临床资料
回顾性收集2013年9月—2022年2月在北京大学第一医院儿科就诊的CACNA1A变异相关癫痫患儿共27例。该研究得到北京大学第一医院伦理委员会的批准［批准文号2012（453）］。每例患儿监护人均签署了知情同意书。纳入本研究的CACNA1A变异患儿癫痫诊断按照2017年国际抗癫痫联盟 （International League Against Epilepsy，ILAE）发布的癫痫分类标准[4]。
1.2 方法
1.2.1 CACNA1A变异检测方法
采用靶向捕获二代测序癫痫基因检测包或家系全外显子组测序的方法发现27例患儿携带CACNA1A变异，进一步采用Sanger测序验证变异位点及明确变异来源，并在家系中进行共分离分析。通过SIFT（https://sift.bii.astar.edu.sg）、Mutation Taster（http://www.mutationtaster.org）和Polyphen-2（http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2）对蛋白质结构破坏和疾病诱发可能性进行分析。根据ACMG指南对变异的致病性进行评估。
1.2.2 收集临床资料
每例患儿均建立临床资料登记表，包括姓名、性别、出生日期、起病年龄、临床表现、围产期情况、个人史、家族史、辅助检查结果［包括脑电图和头颅磁共振成像（Magnetic resonance imaging， MRI）］及治疗情况。
1.2.3 病例随访
对每例患儿进行门诊复诊或电话随访。
2 结果
2.1 27例癫痫患儿CACNA1A变异检测结果
27例CACNA1A变异患儿中，其中错义变异22例、无义变异3例、移码变异2例。遗传性变异2例（p.I759T和p.R1857X），新生变异25例（表1）。27例患儿共涉及21个变异位点，其中6例携带相同变异位点p.V1393M、2例携带相同变异位点p.A713T。5个变异位点目前尚未见报道（p.I346del，p.L1702P，p.R1857X，p.F1813L，p.F1506S），其中变异位点p.R1857X ACMG指南评级为致病、其他4个变异位点ACMG指南评级为可能致病；16个变异位点已报道（p.R55S、p.Y62C、p.W169X、p.N283S、p.G297R、p.Gln680ArgfsTer100、p.Q685X、p.A711T、p.A712T、p.A713T、p.I759T、p.G1323E、p.R1349Q、p.V1393M、p.S1469L、p.A1808T）。
表1
27例CACNA1A变异患儿基因型与临床表型特点
Table1.
Genotype and phenotype of 27 patients with CACNA1A variants
2.2 CACNA1A变异相关癫痫患儿临床表型特点
2.2.1 基本情况
27例CACNA1A变异相关癫痫患儿中，男9例、女18例（表1）。癫痫起病年龄为生后1日龄～8岁6月龄，中位起病年龄为14月龄。27例患儿中3例有热性惊厥或癫痫家族史，其中，例5患儿哥哥有热性惊厥病史（CACNA1A相同位点一代验证为野生型）；例13变异位点p.I759T来源于父亲，其父亲2岁出现癫痫发作，具体发作形式不详，未治疗，12岁后自行缓解；例27变异位点p.R1857X来源于父亲，其父亲1岁时出现抽搐，具体不详，随后自行缓解。
2.2.2 癫痫发作类型
27例患儿中，局灶性发作20例全面强直-阵挛发作（Generalized tonic-clonic seizures，GTCS）7例、失神发作5例、肌阵挛发作3例、癫痫性痉挛1例、强直发作1例。其中7例患儿有多种发作类型。
2.2.3 癫痫持续状态
27例患儿中，16例有癫痫持续状态（Status epilepticus，SE）病史，局灶性发作SE 14例（例1、2、8、9、11、14、15、16、18、19、20、21、23、25）、GTCS SE 2例（例10、17）。其中13例患儿首次癫痫发作即表现为SE（例1、2、8、9、10、14、16、17、18、19、20、21、25）、11例在病程中多次出现SE（例1、2、8、10、16、17、18、19、20、21、25）、5例在病程中有发热诱发的SE（例2、11、16、18、21）。2例病程中出现发热诱发的SE导致急性脑病，例15在2岁3月龄出现发热诱发的急性脑病，癫痫持续状态1 h左右进入昏迷状态，持续一周，清醒后出现右侧偏瘫，持续1个月左右逐渐恢复，病程中共出现两次SE导致的急性脑病。例18在1岁6月龄出现发热诱发的急性脑病，癫痫发作持续2 h后进入昏迷状态，持续近1个月，清醒后全面发育倒退、吞咽咀嚼功能差、不能独坐、认知落后、无语言表达。
2.2.4 发育情况及其他临床表现
27例均有不同程度的发育落后，其中22例自幼发育落后（例1、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、23、24、25、26、27）、5例（例2、3、4、5、21）癫痫起病前智力运动发育无明显落后，起病后发育倒退。其他临床表现包括阵发性共济失调10例（例3、5、7、8、12、18、20、21、23、24）、 双手震颤3例（例5、20、24），例2发生局灶性SE后出现右侧面瘫，例15急性脑病后出现右侧偏瘫。
2.2.5 脑电图特点
27例均行至少4 h视频脑电图监测（表1），背景节律减慢6例。发作间期脑电图异常放电23例，其中广泛性放电8例、多灶性放电4例、局灶性放电10例。例15在1岁6月龄前发作间期脑电图正常，出现急性脑病后3个月复查脑电图显示各导联持续低电压，睡眠波缺失。6例监测到临床发作，其中监测到典型失神发作2例（例7、24）、不典型失神发作2例（例3、26）、局灶性发作2例（例2、26）、肌阵挛发作1例（例9）、癫痫性痉挛1例（例26）。4例发作间期脑电图正常。
2.2.6 头颅影像学表现
27例患儿均行头颅磁共振（Magnetic resonance imaging，MRI）检查。5例患儿在局灶性发作持续状态后出现一侧大脑半球萎缩。例2在1～2岁出现数次局灶性发作SE，1岁时查头颅MRI显示左侧大脑半球萎缩。例9生后1天出现局灶性发作SE，仅出现一次，1岁查头颅MRI显示右侧大脑半球萎缩，6岁查头颅MRI显示右侧大脑半球萎缩，小脑轻度萎缩。例14生后3个月出现1次局灶性发作SE，3个月后头颅MRI显示左侧大脑半球萎缩。例16在1岁4月龄～3岁之间，间隔0.5～2个月发生一次局灶性发作SE，3岁查头颅MRI显示右侧大脑半球萎缩。例19在1岁5月龄出现局灶性发作SE，1天后查头颅MRI显示正常，3岁复查头颅MRI显示左侧大脑半球萎缩。2例（例15、18）发生急性脑病后查头颅MRI显示双侧大脑半球萎缩（图1），其中例15出现2次急性脑病，第1次急性脑病后查头颅MRI显示双侧大脑半球萎缩，第2次急性脑病后2天头颅MRI显示右侧大脑半球萎缩，左侧脑水肿。小脑萎缩3例（例9、15、18）（图2）。20例头颅MRI未见异常。
图1
2例患儿急性脑病后头颅MRI表现
a，例15，（ⅰ，ⅱ）1岁7月龄（急性脑病发生前）显示正常；（ⅲ，ⅳ）2岁4月龄，第一次急性脑病后第18天MRI显示双侧大脑大脑半球萎缩；（ⅴ，ⅵ）3岁1月龄，第二次急性脑病后第2天，MRI示右侧大脑半球萎缩，左侧大脑半球脑水肿；b，例18，（ⅰ，ⅱ）急性脑病第14天MRI显示双侧大脑半球广泛性脑水肿；（ⅲ，ⅳ）急性脑病第24天MRI显示双侧大脑半球脑沟增深；（ⅴ，ⅵ）急性脑病后第4个月26天MRI显示双侧大脑半球脑萎缩，较第24天显著
Figure1. Brain MRI of two patients after acute encephalopathya, Patient 15, (ⅰ, ⅱ) MRI was normal at one year old and seven months (before the onset of acute encephalopathy); (ⅲ, ⅳ) Bilateral cerebral atrophy was showed on the 18th day after the first acute encephalopathy at 4 months of age 2; (ⅴ, ⅵ) Three years old and one month, right cerebral atrophy and the left cerebral edema was showed after two days of the second acute encephalopathy; b, Patient 18, (ⅰ, ⅱ) cerebral edema was showed on the 14th day of acute encephalopathy. (ⅲ, ⅳ) on day 24 of acute encephalopathy, sulus deepens in hemispheres. (ⅴ, ⅵ) cerebral atrophy was showed after 4 months and 26 days of acute encephalopathy, and it was more significant than the 24th day
图2
例15头颅MRI表现
a，8月龄，头颅MRI正常；b， 2岁3月龄，小脑脑沟增宽、加深；c， 3岁，小脑脑沟增宽、加深，较前显著
Figure2. Brain MRI of patient 15a, 8 months, normal brain MRI; b, 2 years old and 3 months, cerebellar sulus widened and deepened; c, at 3 years old, cerebellum sulus widened and deepened significantly
2.2.7 治疗及随访
27例患儿中，5例用1种抗癫痫发作药物（anti-seizure medication，ASM）治疗，21例联合用两种及以上ASM治疗，1例未用ASM。末次随访年龄为6月龄～17岁3月龄，6例癫痫发作缓解，例7表现为失神发作、EA和发育落后，联合应用拉莫三嗪、丙戊酸、氯硝西泮和卡马西平后失神发作缓解，但EA和发育落后无明显改善；例8单用左乙拉西坦控制1年8个月无发作；例14联合丙戊酸和托吡酯后控制1年8个月无发作；例15和例18分别在发生急性脑病后1年7个月和1年无发作，其中例15联合应用丙戊酸和奥卡西平，例18联合应用左乙拉西坦、丙戊酸和托吡酯；例23病程中仅出现1次癫痫发作，未服用抗癫痫药，末次随访时1年8个月无发作。余21例患儿仍间断有癫痫发作。
2.3 CACNA1A基因型与表型相关性
本研究27例CACNA1A变异患儿共涉及21个变异位点，散在分布在CaV2.1通道的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个结构域上（图3）。16例有SE的患儿中，13例变异位点位于跨膜区域，涉及8个变异位点（p.A711T、p.A712T、p.A713T、p.G1323E、p.R1349Q、p.V1393M、p.F1506S、p.A1808T），其中6例患儿变异位点均为p.V1393M；2例变异位点位于胞内区域（p.R55S、p.Y62C）；1例变异位点位于胞外区域（p.Q685X）。11例无SE的患儿中，3例变异位点位于跨膜区域（p.W169X、p.A713T、p.L1702P）；4例变异位点位于胞外区域（p.N283S、p.G297R、p.Gln681Argfs*100、p.S1469L）；4例变异位点位于胞内区域（p.I346del、p.I759T、p.F1813L、p.R1857X）。
图3
CACNA1A变异位点分布图
绿色方框代表本研究患儿的变异位点，红色圆圈代表病程中出现SE的变异位点，黑色圆圈代表病程中没有出现SE的变异位点
Figure3. The variation sites of CACNA1A geneThe green box represents the variants of the patients in this study, The red circle represents the variant involved in the patient with epilepsy presenting with status epilepticus; the black circle represents the variant of the epilepsy patient presenting without status epilepticus
3 讨论
1996年Ophoff等[5]首先报道CACNA1A变异与家族性偏瘫性偏头痛和发作性共济失调2型相关。2001年Jouvenceau 等[6]报道CACNA1A变异相关的一个复杂表型的患儿，包括癫痫、发作性共济失调和震颤，患儿自幼发育迟缓，3岁时出现夜间全面性强直阵挛发作和日间失神发作；8岁后全面强直阵挛发作停止，仍有失神发作；8岁开始出现步态不稳、构音障碍和复视，头颅MRI正常，发作间期脑电图显示广泛性多棘波。2013年Epi4K协作组报道CACNA1A变异与早发婴儿癫痫性脑病相关，通过对245例诊断为婴儿痉挛症和Lennox-Gastaut综合征（Lennox-Gastaut syndrome，LGS）的癫痫性脑病患儿进行全外显子测序，发现一例CACNA1A错义变异，先证者为19岁女孩，生后不久出现肌阵挛发作，逐渐发展为LGS，严重的智力残疾，其他特征包括交替性内斜视，眼球震颤，共济失调步态，肌张力降低和自闭症特征[7]。迄今，国际上已报道90多例与癫痫相关的CACNA1A变异，CACNA1A变异类型主要为错义变异，少数为移码变异、截短变异及大片段缺失变异[8-9]。本研究报道的27例CACNA1A变异患儿中，81.5%（22/27）为错义变异，11.1%（3/27）为无义变异，7.4%（2/27）为移码变异。92.6%（25/27）为新生变异，仅两例患儿为遗传性变异（p.I759T、p.R1857X），均来自父亲，父亲表型轻，仅幼时有抽搐史，后自行缓解。文献报道，同一家系表型轻重可有差别[10]。
CACNA1A变异相关癫痫多在婴幼儿期起病，癫痫发作类型多样，易发生癫痫持续状态。本研究报道27例患儿起病年龄在生后1天～8岁6月龄，中位起病年龄为14月龄。Alehabib等[8]总结了既往文献报道的90例CACNA1A变异相关癫痫患儿临床表型特点，发现90%患儿在婴幼儿、儿童及青少年期出现癫痫发作，其中50%的患儿癫痫起病年龄在4岁以下。CACNA1A变异相关癫痫发作类型多样。本研究27例患儿中，74.1%患儿有局灶性发作，25.9%患儿有GTCS，18.5%患儿有失神发作，11.1%患儿有肌阵挛发作，强直发作和癫痫性痉挛发作各1例。其中59.3%（16/27）的患儿在病程中出现SE，主要表现为局灶性发作SE，2例患儿出现发热诱发的癫痫持续状态导致的急性脑病。2016年Epi4K协作组报道5例CACNA1A变异相关DEE患儿，4例在生后1天内起病，1例生后4周起病；发作类型有局灶性发作、强直发作、肌阵挛发作和GTCS，5例患儿病程中均出现SE [11]。Alehabib等[8]总结既往文献报道的90例CACNA1A变异患儿，42%为全面性癫痫发作，包括GTCS、失神发作、肌阵挛发作；31%为局灶性发作。Gauquelin等[12]报道1例CACNA1A变异患儿自幼发育落后，3岁开始出现局灶性发作，5岁出现一次急性脑病，伴发热、癫痫持续状态，昏迷10天后死亡。结合文献报道及本研究结果发现，CACNA1A变异常见癫痫发作类型包括局灶性发作、GTCS、失神发作、肌阵挛发作，病程中易发生癫痫持续状态，少数可导致急性脑病，甚至死亡。
本研究27例CACNA1A变异的患儿均有不同程度的发育落后，其中22例自幼发育落后，5例初始发育正常，癫痫发作后出现发育倒退。研究表明，神经发育障碍在CACNA1A变异相关癫痫患者中较常见，包括智力落后、发育迟缓和行为障碍，智力落后轻重不一，从轻度的学习障碍到重度智力落后[8]。一项回顾性队列研究总结了CACNA1A神经精神表型，发现早期发育迟缓在FHM、EA2和SCA6中较常见，认为认知和行为特征与慢性小脑症状相关[13]。既往研究表明，CACNA1A的功能缺失（Loss of function，LOF）变异与EA2相关，功能获得性变异（Gain of function，GOF）与FHM1相关[14-15]。Jiang等[16]发现LOF（G230V，I1357S）和GOF（A713T，V1396M）变异都会导致严重的DEE。
本研究中16例患儿病程中出现SE，其中7例出现脑萎缩。5例患儿在局灶性发作SE后出现一侧大脑半球萎缩，5例患儿SE持续时间为30 min～3 h；1例患儿局灶性发作SE后出现急性脑病，头颅MRI显示广泛性脑水肿，随后出现脑萎缩；1例患儿在第一次急性脑病后出现双侧大脑半球萎缩，间隔9个月发生第二次急性脑病，初期复查头颅MRI显示左侧脑水肿，右侧脑萎缩，可能是因为第二次急性脑病发生局灶性发作SE。Gauquelin等[12]报道1例CACNA1A变异患儿在5岁时出现急性脑病，急性脑病第2天头颅MRI显示小脑蚓部萎缩，第10天显示广泛性脑水肿，入院第10天死亡，随后脑组织活检及病理学检测发现大脑半球和小脑蚓部萎缩，脑干内无其他局灶性病变，浦肯野细胞完全丧失。SE可造成永久性脑结构损害。既往报道SE患儿头颅MRI异常包括弥散加权像或T2加权像皮质高信号，提示存在细胞毒性和血管源性水肿，功能性MRI提示乳酸、胆碱和N-乙酰-天冬氨酸有增加，在后期随访中这些改变是可逆的[17]。既往关于癫痫持续状态引起一侧大脑半球损害的报道较少，机制不清，可能由于长时间的癫痫样放电导致葡萄糖及氧耗竭，从而导致神经元坏死，同时应用麻醉剂加重神经元凋亡。Tian等[18]研究发现，Davet综合征患儿发生局灶性SE常导致大脑或以半球为主的脑损伤，GTCS SE可导致双侧脑损伤，头颅MRI表现为急性脑病期脑水肿，恢复期发展为不同程度大脑皮层萎缩，部分在急性脑病期即出现脑萎缩的患儿均在急性脑病前有癫痫持续状态的病史。因此，CACNA1A变异患儿出现脑萎缩可能与癫痫持续状态有关，发生局灶性SE的患儿可能因大脑局部或半球的长时间异常放电，从而导致以大脑半球为主的脑损伤。
本研究中常见的CACNA1A变异位点为p.V1393M，该变异位点位于跨膜区域，本研究报道的6例该位点变异的患儿中，癫痫起病年龄为5月龄～1岁5月龄，6例均有局灶性发作，病程中均有局灶性发作SE，其中2例出现一侧大脑半球萎缩；1例出现一次急性脑病，随后出现双侧大脑半球萎缩；3例伴EA。既往研究报道的两例p.V1393M位点变异的患儿在两岁前出现局灶性癫痫发作，伴EA和震颤，两例头颅MRI均正常[19-20]。另一个常见的变异位点为p.A713T，该变异位点位于跨膜区域，本研究报道2例该位点变异的患儿，结合既往文献报道的5例[11, 19, 21]，发现85.7%（6/7）患儿在新生儿期起病，发作类型主要为GTCS和肌阵挛发作，少数有局灶性发作，7例患儿均有全面性发育迟缓，4例病程中有SE，7例患儿头颅MRI均正常。功能研究表明，CACNA1A变异A713T为GOF变异，与CACNA1A变异（GOF V714A）导致FHM1相比，A713T扰乱电流动力学，激活向更多的超极化电位转移，从而在延长电流的情况下对净电荷转移产生更大的影响，这表明对CaV2.1电流的功能影响的大小决定了临床表型[16]。本研究中81.3%（13/16）有SE的患儿变异位点位于跨膜区域，病程中没有SE的患儿中，72.2%（8/11）的患儿变异位点位于胞内或者胞外区域。既往文献报道病程中有SE的患儿变异位点p.E101Q、p.G230V、p.A713T、p.R1667P和p.R1692Q均位于跨膜区域[11, 12, 19, 22-23]。因此，变异位点位于跨膜区域的患儿容易发生SE。
CACNA1A变异常导致药物难治性癫痫。本研究27例患儿中，6例癫痫发作缓解1年以上，其余21例患儿末次随访时仍有间断癫痫发作。Le Roux等[24]分析了18例CACNA1A变异患儿抗癫痫药物疗效，发现托吡酯有效率达89%（发作频率减少≥50%），其中1例患儿使用托吡酯后发作完全控制；50%～60%患儿经左乙拉西坦、拉莫三嗪和丙戊酸治疗后病情有好转，其中2例患儿使用左乙拉西坦后癫痫发作缓解、4例患儿生酮饮食均无明显效果、3例患儿行迷走神经刺激术无明显效果。
CACNA1A变异相关的癫痫多在婴幼儿期起病，常见发作类型为局灶性发作、GTCS、失神发作和肌阵挛发作。CACNA1A变异患儿可发生SE，以局灶性发作持续状态为主，少数患儿可出现急性脑病，导致脑萎缩，位于跨膜区域的患儿容易出现SE。CACNA1A变异患儿常有发育落后，部分患儿伴有阵发性共济失调。CACNA1A变异相关癫痫多为药物难治性癫痫。
利益冲突声明 所有作者无利益冲突。
CACNA1A基因定位于染色体19p13，编码电压门控钙通道α1A亚基蛋白，该基因变异通过改变电压门控钙通道功能，影响突触和神经递质的释放，与神经系统的发作性疾病相关，并参与神经系统发育[1-2]。既往文献报道CACNA1A变异相关表型谱较广，可导致家族性偏瘫性偏头痛1型（Familial hemiplegic migraine 1，FHM1）、发作性共济失调2型（Episodic ataxia, type2，EA2）、脊髓小脑共济失调6型（Spinocerebellar ataxia 6，SCA6）、阵发性强直性上视、良性阵发性眩晕、智力障碍和神经精神障碍以及发育性癫痫性脑病42型（Developemental and epileptic encephalopathy 42，DEE42）（OMIM：617106）[3]。目前国内尚缺乏CACNA1A变异相关DEE的大样本系统研究。本研究总结在北京大学第一医院儿科就诊的27例CACNA1A变异相关癫痫患儿临床特点及基因型与表型相关性。
1 资料与方法
1.1 临床资料
回顾性收集2013年9月—2022年2月在北京大学第一医院儿科就诊的CACNA1A变异相关癫痫患儿共27例。该研究得到北京大学第一医院伦理委员会的批准［批准文号2012（453）］。每例患儿监护人均签署了知情同意书。纳入本研究的CACNA1A变异患儿癫痫诊断按照2017年国际抗癫痫联盟 （International League Against Epilepsy，ILAE）发布的癫痫分类标准[4]。
1.2 方法
1.2.1 CACNA1A变异检测方法
采用靶向捕获二代测序癫痫基因检测包或家系全外显子组测序的方法发现27例患儿携带CACNA1A变异，进一步采用Sanger测序验证变异位点及明确变异来源，并在家系中进行共分离分析。通过SIFT（https://sift.bii.astar.edu.sg）、Mutation Taster（http://www.mutationtaster.org）和Polyphen-2（http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2）对蛋白质结构破坏和疾病诱发可能性进行分析。根据ACMG指南对变异的致病性进行评估。
1.2.2 收集临床资料
每例患儿均建立临床资料登记表，包括姓名、性别、出生日期、起病年龄、临床表现、围产期情况、个人史、家族史、辅助检查结果［包括脑电图和头颅磁共振成像（Magnetic resonance imaging， MRI）］及治疗情况。
1.2.3 病例随访
对每例患儿进行门诊复诊或电话随访。
2 结果
2.1 27例癫痫患儿CACNA1A变异检测结果
27例CACNA1A变异患儿中，其中错义变异22例、无义变异3例、移码变异2例。遗传性变异2例（p.I759T和p.R1857X），新生变异25例（表1）。27例患儿共涉及21个变异位点，其中6例携带相同变异位点p.V1393M、2例携带相同变异位点p.A713T。5个变异位点目前尚未见报道（p.I346del，p.L1702P，p.R1857X，p.F1813L，p.F1506S），其中变异位点p.R1857X ACMG指南评级为致病、其他4个变异位点ACMG指南评级为可能致病；16个变异位点已报道（p.R55S、p.Y62C、p.W169X、p.N283S、p.G297R、p.Gln680ArgfsTer100、p.Q685X、p.A711T、p.A712T、p.A713T、p.I759T、p.G1323E、p.R1349Q、p.V1393M、p.S1469L、p.A1808T）。
表1
27例CACNA1A变异患儿基因型与临床表型特点
Table1.
Genotype and phenotype of 27 patients with CACNA1A variants
2.2 CACNA1A变异相关癫痫患儿临床表型特点
2.2.1 基本情况
27例CACNA1A变异相关癫痫患儿中，男9例、女18例（表1）。癫痫起病年龄为生后1日龄～8岁6月龄，中位起病年龄为14月龄。27例患儿中3例有热性惊厥或癫痫家族史，其中，例5患儿哥哥有热性惊厥病史（CACNA1A相同位点一代验证为野生型）；例13变异位点p.I759T来源于父亲，其父亲2岁出现癫痫发作，具体发作形式不详，未治疗，12岁后自行缓解；例27变异位点p.R1857X来源于父亲，其父亲1岁时出现抽搐，具体不详，随后自行缓解。
2.2.2 癫痫发作类型
27例患儿中，局灶性发作20例全面强直-阵挛发作（Generalized tonic-clonic seizures，GTCS）7例、失神发作5例、肌阵挛发作3例、癫痫性痉挛1例、强直发作1例。其中7例患儿有多种发作类型。
2.2.3 癫痫持续状态
27例患儿中，16例有癫痫持续状态（Status epilepticus，SE）病史，局灶性发作SE 14例（例1、2、8、9、11、14、15、16、18、19、20、21、23、25）、GTCS SE 2例（例10、17）。其中13例患儿首次癫痫发作即表现为SE（例1、2、8、9、10、14、16、17、18、19、20、21、25）、11例在病程中多次出现SE（例1、2、8、10、16、17、18、19、20、21、25）、5例在病程中有发热诱发的SE（例2、11、16、18、21）。2例病程中出现发热诱发的SE导致急性脑病，例15在2岁3月龄出现发热诱发的急性脑病，癫痫持续状态1 h左右进入昏迷状态，持续一周，清醒后出现右侧偏瘫，持续1个月左右逐渐恢复，病程中共出现两次SE导致的急性脑病。例18在1岁6月龄出现发热诱发的急性脑病，癫痫发作持续2 h后进入昏迷状态，持续近1个月，清醒后全面发育倒退、吞咽咀嚼功能差、不能独坐、认知落后、无语言表达。
2.2.4 发育情况及其他临床表现
27例均有不同程度的发育落后，其中22例自幼发育落后（例1、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、23、24、25、26、27）、5例（例2、3、4、5、21）癫痫起病前智力运动发育无明显落后，起病后发育倒退。其他临床表现包括阵发性共济失调10例（例3、5、7、8、12、18、20、21、23、24）、 双手震颤3例（例5、20、24），例2发生局灶性SE后出现右侧面瘫，例15急性脑病后出现右侧偏瘫。
2.2.5 脑电图特点
27例均行至少4 h视频脑电图监测（表1），背景节律减慢6例。发作间期脑电图异常放电23例，其中广泛性放电8例、多灶性放电4例、局灶性放电10例。例15在1岁6月龄前发作间期脑电图正常，出现急性脑病后3个月复查脑电图显示各导联持续低电压，睡眠波缺失。6例监测到临床发作，其中监测到典型失神发作2例（例7、24）、不典型失神发作2例（例3、26）、局灶性发作2例（例2、26）、肌阵挛发作1例（例9）、癫痫性痉挛1例（例26）。4例发作间期脑电图正常。
2.2.6 头颅影像学表现
27例患儿均行头颅磁共振（Magnetic resonance imaging，MRI）检查。5例患儿在局灶性发作持续状态后出现一侧大脑半球萎缩。例2在1～2岁出现数次局灶性发作SE，1岁时查头颅MRI显示左侧大脑半球萎缩。例9生后1天出现局灶性发作SE，仅出现一次，1岁查头颅MRI显示右侧大脑半球萎缩，6岁查头颅MRI显示右侧大脑半球萎缩，小脑轻度萎缩。例14生后3个月出现1次局灶性发作SE，3个月后头颅MRI显示左侧大脑半球萎缩。例16在1岁4月龄～3岁之间，间隔0.5～2个月发生一次局灶性发作SE，3岁查头颅MRI显示右侧大脑半球萎缩。例19在1岁5月龄出现局灶性发作SE，1天后查头颅MRI显示正常，3岁复查头颅MRI显示左侧大脑半球萎缩。2例（例15、18）发生急性脑病后查头颅MRI显示双侧大脑半球萎缩（图1），其中例15出现2次急性脑病，第1次急性脑病后查头颅MRI显示双侧大脑半球萎缩，第2次急性脑病后2天头颅MRI显示右侧大脑半球萎缩，左侧脑水肿。小脑萎缩3例（例9、15、18）（图2）。20例头颅MRI未见异常。
图1
2例患儿急性脑病后头颅MRI表现
a，例15，（ⅰ，ⅱ）1岁7月龄（急性脑病发生前）显示正常；（ⅲ，ⅳ）2岁4月龄，第一次急性脑病后第18天MRI显示双侧大脑大脑半球萎缩；（ⅴ，ⅵ）3岁1月龄，第二次急性脑病后第2天，MRI示右侧大脑半球萎缩，左侧大脑半球脑水肿；b，例18，（ⅰ，ⅱ）急性脑病第14天MRI显示双侧大脑半球广泛性脑水肿；（ⅲ，ⅳ）急性脑病第24天MRI显示双侧大脑半球脑沟增深；（ⅴ，ⅵ）急性脑病后第4个月26天MRI显示双侧大脑半球脑萎缩，较第24天显著
Figure1. Brain MRI of two patients after acute encephalopathya, Patient 15, (ⅰ, ⅱ) MRI was normal at one year old and seven months (before the onset of acute encephalopathy); (ⅲ, ⅳ) Bilateral cerebral atrophy was showed on the 18th day after the first acute encephalopathy at 4 months of age 2; (ⅴ, ⅵ) Three years old and one month, right cerebral atrophy and the left cerebral edema was showed after two days of the second acute encephalopathy; b, Patient 18, (ⅰ, ⅱ) cerebral edema was showed on the 14th day of acute encephalopathy. (ⅲ, ⅳ) on day 24 of acute encephalopathy, sulus deepens in hemispheres. (ⅴ, ⅵ) cerebral atrophy was showed after 4 months and 26 days of acute encephalopathy, and it was more significant than the 24th day
图2
例15头颅MRI表现
a，8月龄，头颅MRI正常；b， 2岁3月龄，小脑脑沟增宽、加深；c， 3岁，小脑脑沟增宽、加深，较前显著
Figure2. Brain MRI of patient 15a, 8 months, normal brain MRI; b, 2 years old and 3 months, cerebellar sulus widened and deepened; c, at 3 years old, cerebellum sulus widened and deepened significantly
2.2.7 治疗及随访
27例患儿中，5例用1种抗癫痫发作药物（anti-seizure medication，ASM）治疗，21例联合用两种及以上ASM治疗，1例未用ASM。末次随访年龄为6月龄～17岁3月龄，6例癫痫发作缓解，例7表现为失神发作、EA和发育落后，联合应用拉莫三嗪、丙戊酸、氯硝西泮和卡马西平后失神发作缓解，但EA和发育落后无明显改善；例8单用左乙拉西坦控制1年8个月无发作；例14联合丙戊酸和托吡酯后控制1年8个月无发作；例15和例18分别在发生急性脑病后1年7个月和1年无发作，其中例15联合应用丙戊酸和奥卡西平，例18联合应用左乙拉西坦、丙戊酸和托吡酯；例23病程中仅出现1次癫痫发作，未服用抗癫痫药，末次随访时1年8个月无发作。余21例患儿仍间断有癫痫发作。
2.3 CACNA1A基因型与表型相关性
本研究27例CACNA1A变异患儿共涉及21个变异位点，散在分布在CaV2.1通道的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个结构域上（图3）。16例有SE的患儿中，13例变异位点位于跨膜区域，涉及8个变异位点（p.A711T、p.A712T、p.A713T、p.G1323E、p.R1349Q、p.V1393M、p.F1506S、p.A1808T），其中6例患儿变异位点均为p.V1393M；2例变异位点位于胞内区域（p.R55S、p.Y62C）；1例变异位点位于胞外区域（p.Q685X）。11例无SE的患儿中，3例变异位点位于跨膜区域（p.W169X、p.A713T、p.L1702P）；4例变异位点位于胞外区域（p.N283S、p.G297R、p.Gln681Argfs*100、p.S1469L）；4例变异位点位于胞内区域（p.I346del、p.I759T、p.F1813L、p.R1857X）。
图3
CACNA1A变异位点分布图
绿色方框代表本研究患儿的变异位点，红色圆圈代表病程中出现SE的变异位点，黑色圆圈代表病程中没有出现SE的变异位点
Figure3. The variation sites of CACNA1A geneThe green box represents the variants of the patients in this study, The red circle represents the variant involved in the patient with epilepsy presenting with status epilepticus; the black circle represents the variant of the epilepsy patient presenting without status epilepticus
3 讨论
1996年Ophoff等[5]首先报道CACNA1A变异与家族性偏瘫性偏头痛和发作性共济失调2型相关。2001年Jouvenceau 等[6]报道CACNA1A变异相关的一个复杂表型的患儿，包括癫痫、发作性共济失调和震颤，患儿自幼发育迟缓，3岁时出现夜间全面性强直阵挛发作和日间失神发作；8岁后全面强直阵挛发作停止，仍有失神发作；8岁开始出现步态不稳、构音障碍和复视，头颅MRI正常，发作间期脑电图显示广泛性多棘波。2013年Epi4K协作组报道CACNA1A变异与早发婴儿癫痫性脑病相关，通过对245例诊断为婴儿痉挛症和Lennox-Gastaut综合征（Lennox-Gastaut syndrome，LGS）的癫痫性脑病患儿进行全外显子测序，发现一例CACNA1A错义变异，先证者为19岁女孩，生后不久出现肌阵挛发作，逐渐发展为LGS，严重的智力残疾，其他特征包括交替性内斜视，眼球震颤，共济失调步态，肌张力降低和自闭症特征[7]。迄今，国际上已报道90多例与癫痫相关的CACNA1A变异，CACNA1A变异类型主要为错义变异，少数为移码变异、截短变异及大片段缺失变异[8-9]。本研究报道的27例CACNA1A变异患儿中，81.5%（22/27）为错义变异，11.1%（3/27）为无义变异，7.4%（2/27）为移码变异。92.6%（25/27）为新生变异，仅两例患儿为遗传性变异（p.I759T、p.R1857X），均来自父亲，父亲表型轻，仅幼时有抽搐史，后自行缓解。文献报道，同一家系表型轻重可有差别[10]。
CACNA1A变异相关癫痫多在婴幼儿期起病，癫痫发作类型多样，易发生癫痫持续状态。本研究报道27例患儿起病年龄在生后1天～8岁6月龄，中位起病年龄为14月龄。Alehabib等[8]总结了既往文献报道的90例CACNA1A变异相关癫痫患儿临床表型特点，发现90%患儿在婴幼儿、儿童及青少年期出现癫痫发作，其中50%的患儿癫痫起病年龄在4岁以下。CACNA1A变异相关癫痫发作类型多样。本研究27例患儿中，74.1%患儿有局灶性发作，25.9%患儿有GTCS，18.5%患儿有失神发作，11.1%患儿有肌阵挛发作，强直发作和癫痫性痉挛发作各1例。其中59.3%（16/27）的患儿在病程中出现SE，主要表现为局灶性发作SE，2例患儿出现发热诱发的癫痫持续状态导致的急性脑病。2016年Epi4K协作组报道5例CACNA1A变异相关DEE患儿，4例在生后1天内起病，1例生后4周起病；发作类型有局灶性发作、强直发作、肌阵挛发作和GTCS，5例患儿病程中均出现SE [11]。Alehabib等[8]总结既往文献报道的90例CACNA1A变异患儿，42%为全面性癫痫发作，包括GTCS、失神发作、肌阵挛发作；31%为局灶性发作。Gauquelin等[12]报道1例CACNA1A变异患儿自幼发育落后，3岁开始出现局灶性发作，5岁出现一次急性脑病，伴发热、癫痫持续状态，昏迷10天后死亡。结合文献报道及本研究结果发现，CACNA1A变异常见癫痫发作类型包括局灶性发作、GTCS、失神发作、肌阵挛发作，病程中易发生癫痫持续状态，少数可导致急性脑病，甚至死亡。
本研究27例CACNA1A变异的患儿均有不同程度的发育落后，其中22例自幼发育落后，5例初始发育正常，癫痫发作后出现发育倒退。研究表明，神经发育障碍在CACNA1A变异相关癫痫患者中较常见，包括智力落后、发育迟缓和行为障碍，智力落后轻重不一，从轻度的学习障碍到重度智力落后[8]。一项回顾性队列研究总结了CACNA1A神经精神表型，发现早期发育迟缓在FHM、EA2和SCA6中较常见，认为认知和行为特征与慢性小脑症状相关[13]。既往研究表明，CACNA1A的功能缺失（Loss of function，LOF）变异与EA2相关，功能获得性变异（Gain of function，GOF）与FHM1相关[14-15]。Jiang等[16]发现LOF（G230V，I1357S）和GOF（A713T，V1396M）变异都会导致严重的DEE。
本研究中16例患儿病程中出现SE，其中7例出现脑萎缩。5例患儿在局灶性发作SE后出现一侧大脑半球萎缩，5例患儿SE持续时间为30 min～3 h；1例患儿局灶性发作SE后出现急性脑病，头颅MRI显示广泛性脑水肿，随后出现脑萎缩；1例患儿在第一次急性脑病后出现双侧大脑半球萎缩，间隔9个月发生第二次急性脑病，初期复查头颅MRI显示左侧脑水肿，右侧脑萎缩，可能是因为第二次急性脑病发生局灶性发作SE。Gauquelin等[12]报道1例CACNA1A变异患儿在5岁时出现急性脑病，急性脑病第2天头颅MRI显示小脑蚓部萎缩，第10天显示广泛性脑水肿，入院第10天死亡，随后脑组织活检及病理学检测发现大脑半球和小脑蚓部萎缩，脑干内无其他局灶性病变，浦肯野细胞完全丧失。SE可造成永久性脑结构损害。既往报道SE患儿头颅MRI异常包括弥散加权像或T2加权像皮质高信号，提示存在细胞毒性和血管源性水肿，功能性MRI提示乳酸、胆碱和N-乙酰-天冬氨酸有增加，在后期随访中这些改变是可逆的[17]。既往关于癫痫持续状态引起一侧大脑半球损害的报道较少，机制不清，可能由于长时间的癫痫样放电导致葡萄糖及氧耗竭，从而导致神经元坏死，同时应用麻醉剂加重神经元凋亡。Tian等[18]研究发现，Davet综合征患儿发生局灶性SE常导致大脑或以半球为主的脑损伤，GTCS SE可导致双侧脑损伤，头颅MRI表现为急性脑病期脑水肿，恢复期发展为不同程度大脑皮层萎缩，部分在急性脑病期即出现脑萎缩的患儿均在急性脑病前有癫痫持续状态的病史。因此，CACNA1A变异患儿出现脑萎缩可能与癫痫持续状态有关，发生局灶性SE的患儿可能因大脑局部或半球的长时间异常放电，从而导致以大脑半球为主的脑损伤。
本研究中常见的CACNA1A变异位点为p.V1393M，该变异位点位于跨膜区域，本研究报道的6例该位点变异的患儿中，癫痫起病年龄为5月龄～1岁5月龄，6例均有局灶性发作，病程中均有局灶性发作SE，其中2例出现一侧大脑半球萎缩；1例出现一次急性脑病，随后出现双侧大脑半球萎缩；3例伴EA。既往研究报道的两例p.V1393M位点变异的患儿在两岁前出现局灶性癫痫发作，伴EA和震颤，两例头颅MRI均正常[19-20]。另一个常见的变异位点为p.A713T，该变异位点位于跨膜区域，本研究报道2例该位点变异的患儿，结合既往文献报道的5例[11, 19, 21]，发现85.7%（6/7）患儿在新生儿期起病，发作类型主要为GTCS和肌阵挛发作，少数有局灶性发作，7例患儿均有全面性发育迟缓，4例病程中有SE，7例患儿头颅MRI均正常。功能研究表明，CACNA1A变异A713T为GOF变异，与CACNA1A变异（GOF V714A）导致FHM1相比，A713T扰乱电流动力学，激活向更多的超极化电位转移，从而在延长电流的情况下对净电荷转移产生更大的影响，这表明对CaV2.1电流的功能影响的大小决定了临床表型[16]。本研究中81.3%（13/16）有SE的患儿变异位点位于跨膜区域，病程中没有SE的患儿中，72.2%（8/11）的患儿变异位点位于胞内或者胞外区域。既往文献报道病程中有SE的患儿变异位点p.E101Q、p.G230V、p.A713T、p.R1667P和p.R1692Q均位于跨膜区域[11, 12, 19, 22-23]。因此，变异位点位于跨膜区域的患儿容易发生SE。
CACNA1A变异常导致药物难治性癫痫。本研究27例患儿中，6例癫痫发作缓解1年以上，其余21例患儿末次随访时仍有间断癫痫发作。Le Roux等[24]分析了18例CACNA1A变异患儿抗癫痫药物疗效，发现托吡酯有效率达89%（发作频率减少≥50%），其中1例患儿使用托吡酯后发作完全控制；50%～60%患儿经左乙拉西坦、拉莫三嗪和丙戊酸治疗后病情有好转，其中2例患儿使用左乙拉西坦后癫痫发作缓解、4例患儿生酮饮食均无明显效果、3例患儿行迷走神经刺激术无明显效果。
CACNA1A变异相关的癫痫多在婴幼儿期起病，常见发作类型为局灶性发作、GTCS、失神发作和肌阵挛发作。CACNA1A变异患儿可发生SE，以局灶性发作持续状态为主，少数患儿可出现急性脑病，导致脑萎缩，位于跨膜区域的患儿容易出现SE。CACNA1A变异患儿常有发育落后，部分患儿伴有阵发性共济失调。CACNA1A变异相关癫痫多为药物难治性癫痫。
利益冲突声明 所有作者无利益冲突。
