Nature：离子通道缺陷与孤独症

长江 · 发表于 2012-8-25 15:07:58

Nature：离子通道缺陷与孤独症

2012-08-22

   华盛顿大学的研究人员研究携带Dravet综合症致病突变的小鼠模型，结果发现：这一突变使大脑环路过于兴奋，从而引起该疾病中孤独症行为和认知障碍的机制，且低剂量的镇静剂氯硝安定(clonazepam)可使小鼠孤独症行为得到改善。该文章将发表在12-八月二十三日的Nature杂志上。

   Dravet综合症是一种婴幼儿癫痫症，其症状包括发育迟缓和孤独症行为。此种基因突变通常于患儿体内自发产生，而非存在于父母体内。致病突变会使人体内的SCN1A基因失去功能。携带两份拷贝该突变，会导致人和小鼠在婴儿期死亡，而一份拷贝的该突变会引发重要残疾甚至早夭。这种基因突变会使在神经细胞中控制钠离子出入并产生电信号的通道发生畸形。

   这些功能发生故障的钠离子通道存在于特定的神经细胞，抑制神经元。抑制神经元负责发送信号抑制附近细胞的电信号。如果只有兴奋信号传输，那么大脑中的兴奋-抑制天平就会倾斜。

   “想象一下纽约的交通没有红灯，全是绿灯的情形，”文章的资深作者，华盛顿大学药理学主任William Catterall教授说。他认为电信号拥堵能够解释Dravet综合症患儿的大脑状态。

   研究人员首先建立了携带Dravet致病突变的小鼠模型，这些小鼠表现出来的行为特征与人类患者相似，包括孤独症行为和认知障碍。研究发现，其大脑前额叶的深层受突变影响最严重。

   中间神经元释放神经递质GABA，通过化学信号抑制附近细胞。另一方面，兴奋神经元释放另一种神经递质激活附近神经细胞。正常情况下兴奋和抑制神经细胞之间维持动态平衡。

   研究发现，携带Dravet致病突变的小鼠脑中产GABA的中间神经元数量正常（负责向邻近细胞发出抑制信号）。但这些细胞大部分都缺少特定类型的钠离子通道，从而阻碍了细胞发出足够的抑制信号，导致兴奋信号在大脑关键区域占据了主要回路。

   “我们推测增强GABA传输的强度能够对上述现象进行补偿。”Catterall说。

   研究人员决定给正常和Dravet突变鼠同样进行氯硝安定治疗。氯硝安定常被用于缓解飞行恐惧症等中度焦虑，也能够控制某些癫痫发作。为确保药物不会对小鼠产生镇静作用或者消除小鼠焦虑状态，研究人员减低了氯硝安定的用量。

   研究显示，Dravet小鼠的社交障碍显著减轻，在面对新环境时也不会呈呆滞反应，并且更倾向于接近陌生小鼠，这些行为都与正常小鼠的行为很类似；对照组小鼠，未表现出明显镇静。几天后，当药物完全被排出体外，上述作用也随之逐渐消失。

   研究人员总结道，低量氯硝安定能够逆转Dravet突变小鼠的主要孤独症行为和认知障碍。Dravet综合症中的认知和行为障碍并非是癫痫发作造成的损害，而是因为一类钠离子通道的缺陷使大脑中抑制性电信号匮乏，从而导致神经元过于兴奋。

   研究人员指出，如果临床试验能够验证该药物在人体中的效果，那么低量氯硝安定就可以用于治疗Dravet综合症中的认知障碍和孤独症行为，甚至对其他一些孤独症谱系障碍也有帮助。有趣的是，许多其他孤独症谱系障碍中的致病突变也影响了大脑中的兴奋-抑制平衡。也许在这些情形下，也是由于大脑细胞间GABA信号减少导致了孤独症行为。(生物通 )

关键词： Dravet综合症孤独症认知障碍氯硝安定小鼠钠离子通道

http://www.nature.com/nature/jou ... ll/nature11356.html

长江 · 发表于 2012-8-25 18:15:08

Dravet综合征的临床诊治进展

2012-07-16 08:48 来源胡景伟，周忠蜀

Dravet综合征（Dravet syndrome，DS）又称婴儿严重肌阵挛性癫痫，是一种少见的主要由遗传因素引起的进行性癫痫性脑病，发病率约为（0.5～4）万，占3岁以内婴幼儿童癫痫的7%。Dravet综合征（DS）具有发病年龄早，发作类型多样，发作频率高，智能损害严重，药物治疗效果差等特点。本文主要将Dravet综合征的临床诊治进展进行综述。

一、Dravet综合征（DS）的病因

1. 钠离子通道病变：电压依赖性钠离子通道由1个α亚单位和2个β亚单位组成，在神经元动作电位的产生和扩散中起到重要的作用。α亚单位包括4个同源区域，每1个区域又有6个跨膜片段（S1～S6），其中S4为电压感受区，S5、S6及其之间的环为门控区。α亚单位在细胞膜中的4个区域相互关联，形成1个钠离子可以通过的孔。神经元电压依赖性钠通道α1亚单位（voltage-gated sodium channelαl-subunit，SCN1A）基因突变是Dravet综合征（DS）最常见的遗传因素。SCN1A基因位于染色体2q24上，和编码钠离子通道α2亚单位、α3亚单位的基因SCN2A、SCN3A组成1个基因簇，编码钠离子通道的α亚单位。SCN1A蛋白编码区，特别是门控区的突变可引起钠离子通道通透性和导电性的变化，导致细胞的兴奋性增强，使神经元在微小的刺激下发生放电，导致癫痫发作。现已证实SCN1A基因的突变包括无义、错义、缺失、插入、剪切、截断、同义和移码突变等多种类型。

Hattori等的研究显示在46例Dravet综合征（DS）患者中38例出现SCN1A基因突变，约半数为错义突变，其余为无义突变和移码突变，其中1例患者检测到10号外显子缺失，Striano等报道的58例Dravet综合征（DS）患者，35例出现SCN1A基因突变，以截断和错义突变为主。邱建敏等报道在46例进行SCN1A基因检测的Dravet综合征（DS）患儿中，36例存在SCN1A基因突变，包括错义突变18例，无义突变11例，移码突变8例，剪切部位突变5例，同义突变2例及大片段缺失2例。除此之外，国内学者还发现在SCN1A基因编码区没有突变的Dravet综合征（DS）患者，5′-非翻译区外显子出现一个杂合点突变166.642.520G>A,5′-非翻译区的外显子可在培养细胞中增强SCN1A基因启动子活性，对SCN1A基因的表达调控可能起着重要的作用，因此，该突变位点有可能影响到SCN1A基因的表达。

2. 疫苗接种：一般人群中，只有少数儿童在接种疫苗后出现抽搐，接种百白破疫苗后热性惊厥的发生率为（6～9）/10万，接种麻疹疫苗后热性惊厥发生率（25～34）/10万。有学者回顾性对70例有SCN1A基因突变的德国和澳大利亚籍Dravet综合征（DS）患者进行分析。19例患者在接种疫苗后出现抽搐发作，其中的11例患者在接种疫苗后2～3 d出现抽搐。在因为抽搐时间长或癫痫持续状态而入院的8例患者中，接种灭活疫苗者7例，减毒疫苗者1例。这些疫苗包括百白破疫苗、麻疹疫苗、流感疫苗和肺炎疫苗。但这些患者存在共同的发病基础是均有SCN1A基因突变，即使无疫苗接种，这些患儿仍是患Dravet综合征（DS）的高危人群。不考虑SCN1A基因突变这一高危因素，Zamponi等发现在8例Dravet综合征（DS）患儿，仅1例在接种疫苗1 d发生抽搐，5例抽搐发生在接种疫苗90 d内，2例患儿抽搐距接种疫苗时间超过90 d。

3. 危险因素：有研究对出生后1年内出现热性惊厥的96例（Dravet综合征（DS）组46例，非Dravet综合征（DS）组50例）患儿进行分析，根据优势比和P值，对每个可能的危险因素进行评分：总发作次数≥5次、发作时间延长、单侧抽搐为3分；初发年龄≤7个月、热水诱发抽搐（40～42 ℃热水浴数分钟后出现全面性发作或单侧抽搐）、SCN1A基因截断突变为2分，局灶性发作、肌阵挛发作和SCN1A基因错义突变1分。结果显示热性惊厥年龄＜7个月，总惊厥次数＞5次，抽搐时间＞10 min与Dravet综合征（DS）明显相关。其他高危因素包括半侧惊厥、部分性发作、肌阵挛发作和热水诱发的发作，而性别和家族史与Dravet综合征（DS）发生危险无关。

二、Dravet综合征（DS）的临床特点

患儿出生时往往正常，1岁内起病，发病年龄在2～10个月，部分患儿有癫痫和（或）热性惊厥家族史，最初可表现为由发热诱发的长时间的全面性或一侧性惊厥发作，脑电图表现可正常，此时常被诊断为热性惊厥。1～4岁后患儿逐渐出现无热惊厥，发作形式多样，以肌阵挛为主，可有不典型失神发作和部分性发作。一半以上患儿出现癫痫持续状态，多出现在6～18个月。发病后出现进行性精神运动发育落后或倒退，尤其是语言发育迟缓。国内学者认为，Dravet综合征（DS）患儿在出现无热惊厥后的整个病程中均持续存在热敏感性，诱发因素包括发热、洗热水澡和疫苗接种。神经系统查体可见共济失调、锥体束征及痉挛性瘫痪。

临床上将具有与Dravet综合征（DS）相似特点但不伴有肌阵挛癫痫和非典型失神发作定义为临界Dravet综合征（DS）。日本学者报道在学龄期及以后年龄阶段，临界Dravet综合征（DS）的临床过程和结局与典型Dravet综合征（DS）相似，临界Dravet综合征（DS）患者的SCN1A基因的突变频率也很高。

三、Dravet综合征（DS）的辅助检查

1. MRI：Striano等报道58例Dravet综合征（DS）患者，13例MRI异常，8例表现为脑皮质萎缩，其中3例伴有脑室异常，1例小脑萎缩，1例脑白质高信号，3例脑室扩大，1例海马硬化，1例局灶脑皮质发育不良。MRI异常容易在SCN1A基因突变患者出现，但常与癫痫持续时间和抽搐年龄无关。国内学者研究报道41例行MRI检查的Dravet综合征（DS）患儿中7例有异常发现，包括海马硬化或发育不良3例，轻度脑萎缩3例，脑白质脱髓鞘改变伴海马硬化1例。

2. 脑电图：患儿1岁以内的脑电图记录中，绝大多数正常，无癫痫样放电，随年龄和发作类型的变化，EEG异常放电的部位、放电频率可发生变化。1岁以后随着年龄的增长和多种发作类型的出现，患儿脑电图背景活动逐渐恶化，主要表现为清醒期双侧中央、顶区为主的5～7 Hz的θ节律长程发放，也可有阵发性高波幅θ或δ活动。在1～3岁，背景异常率逐渐增加，但大部分间期脑电图没有或很少有癫痫样放电。癫痫样放电出现率随着年龄的增长，同一患儿的同一次记录中可同时有广泛性和局灶性或多灶性放电。

3. 代谢筛查：研究显示血乳酸、丙酮酸测定及尿氨基酸、有机羧和脂肪酸分析无异常。

四、Dravet综合征（DS）的治疗

Dravet综合征（DS）属于难治性癫痫，对所有抗癫痫药物均不敏感。单一作用于钠离子通道药物如拉莫三嗪、卡马西平，可使患儿发作加重，可能与这类药物抗癫痫作用的主要机制是阻滞钠通道，因而在钠通道功能异常时无法发挥作用，甚至可能进一步加重钠通道异常从而加重癫痫发作。有多重作用机制或作用于钠离子通道以外的药物可有一定疗效，且多需要联合应用两种或以上抗癫痫药物如丙戊酸、托吡酯、左乙拉西坦等，但治疗效果均不甚理想。除抗癫痫药物治疗以外，还有以下几种治疗方法。

1. 生酮饮食：生酮饮食中脂肪与碳水化合物初始比例为4∶1，逐渐调节饮食中二者比例，使尿酮体维持在80～160 mmol/L，并且无体重变化。Caraballo等回顾分析1990～2004年的52例Dravet综合征（DS）患者，随访2～12年，其中20例在抗癫痫药物基础上加用生酮饮食。在饮食治疗开始之前，所有患者均有1种以上的发作形式：2种发作形式5例，3种13例，超过3种2例。在13例应用生酮饮食治疗至少1年的患者，9例患者治疗前脑电图表现为广泛性、对称或非对称性多棘波或多棘慢波，4例多灶性棘波或棘慢波，治疗后所有患者脑电图异常均出现改善。2例患者发作完全缓解，其中1例脑电图完全正常，另1例表现为孤立的多棘慢波；8例患者发作频率减少75%～99%，其中7例脑电图表现为偶发孤立的多棘慢波或棘波，1例正常；3例患儿发作频率减少50%～74%，睡眠期脑电图异常缓解60%～80%（睡眠时定量测定脑电图记录到的阵发性异常放电的变化）。在生酮饮食治疗无效的患者和不能耐受治疗的患者，脑电图异常未见缓解。此外，生酮饮食还能改善患者生活质量，减少抗癫痫药物种类。

生酮饮食的作用机制：酮体直接造成酸性环境、细胞内外水分丢失，改变大脑的能量来源和利用，增加脑内γ-氨基丁酸含量，改变水电解质平衡，使大脑异常放电减少。对难治性癫痫患者，联合托吡酯和生酮饮食具有较好的疗效，但应注意有发生代谢性酸中毒和肾结石的危险。建议对难治性癫痫患者，当3种足量抗癫痫药物无效时考虑生酮饮食治疗。

2. 二氧苯庚醇（Stiripentol）：Inoue等进行了一项二氧苯庚醇辅助治疗Dravet综合征（DS）的多中心开放性研究，纳入标准：＞1岁、应用至少一种抗癫痫药、每月发作超过4次。主要应用的抗癫痫药物包括：丙戊酸钠、氯巴占、溴、唑尼沙胺、苯巴比妥等。对最终纳入的23例患者进行分析发现，治疗早期，全面性强直阵挛发作减少超过50%的占61%，包括2例完全缓解，晚期48%的患者发作频率减少超过50%。癫痫持续状态或丛集性发作频率明显减少者6例（1例完全缓解），10例抽搐时间缩短，3例清醒时发作减少，4例行为和认知得到改善。另外一项随机双盲、安慰剂对照和添加到氯巴占和丙戊酸钠试验中观察了其在21例Dravet综合征（DS）中的疗效，结果显示：15例患者的发作频率在第2个月较基础期减少50%以上，其中9例发作消失，而安慰剂组20例中只有1例发作减少。

3. 迷走神经刺激术：Zamponi等进行的应用迷走神经刺激术治疗Dravet综合征（DS）的研究显示，与治疗前相比较，治疗后3个月抽搐频率减少12%,6个月时减少6%,12个月时减少31%。1年以后发作频率减少50%～79%的4例，发作频率减少50%以下的1例，无改善的3例。

4. 丘脑前核深部刺激术：Andrade等报道2例丘脑前核深部刺激术治疗的Dravet综合征（DS）患者，2例患者的抽搐次数均较治疗前减少。1例初次发作为部分性发作的Dravet综合征（DS）患者19岁时接受治疗，在刺激时症状明显改善，发作频率逐渐减少，另1例以全面性发作为初次表现的34岁患者未表现出即刻效果，但发作次数逐渐减少。

5. 其他：有学者报道静脉注射免疫球蛋白对本病有效。

五、Dravet综合征（DS）的预后

本病预后较差。几乎所有患儿都有认知损伤，Ragona等对影响Dravet综合征（DS）患儿认知的可能危险因素进行回顾分析，结果显示认知损害的严重程度与初次抽搐发生年龄、3岁以内出现失神和肌阵挛、癫痫持续状态的次数均无明显的相关性；在有无SCN1A突变和各突变类型间认知损害程度也无明显差异.