Dynamin 1 基因(DNM1;NM_004408)位于染色体 9q34.11,编码位于 DNM1 蛋白,DNM1 基因变异致早发性婴儿癫痫性脑病 31 型,主要特征性临床表现为早发型难治性癫痫、发育落后和运动障碍,本文对在我院神经科登记的 3 例 DNM1 癫痫性脑病患儿的资料进行总结,并文献检索国内外报道的 DNM1 相关脑病病例,分析和探讨临床表型和基因型的相关性,以提高对该病的认识和诊断。
1 资料和方法
1.1 3 例病例资料
例 1 男,G1P1,足月,剖腹产,否认窒息抢救史。生后 8 月龄出现成串癫痫性痉挛发作,接受左乙拉西坦和丙戊酸钠治疗,发作频率每周 1~3 串,7~8 余次/串。脑电图(EEG)为高度失律,头颅核磁正常。随访至 30 月龄时,不追声不追物,不能抬头和独坐,无言语,肢体肌张力低下,平时能喝奶和吞咽稀饭,但不会咀嚼和吞咽固体食物。经家系全外显子二代测序,发现在 DNM1 基因第 4 号外显子区域一处杂合位点变异 NM_004408.4:c.415 G>A(P. Gly 139Arg),为错义变异(新发变异,考虑为致病性变异,PVS1+PS2[1]),该错义变异未见文献报道。
例 2 男,G1P1,足月,剖腹产,否认窒息抢救史。17 月龄首次发作,表现为局灶性运动性发作(一侧肢体阵挛)或继发双侧惊厥发作,接受左乙拉西坦和丙戊酸钠治疗,发作频率 2~3 次/月,EEG 为多灶性癫痫样放电(图 1),头部核磁共振成像(MRI)提示胼胝体发育不良。随访至 36 月龄时能翻身,不能独坐,无言语,平时只能喝奶和稀饭,不会咀嚼和吞咽固体食物。经癫痫基因 panel 二代测序,发现在 DNM1 基因第 4 号外显子区域一处杂合位点变异 NM_004408.4:c.415 G>A(P. Gly 139Arg)(图 2),为错义变异(新发变异,PM2+PM6+PP3[1])。

睡眠期多灶性癫痫样放电
Figure1. EEG of case 2Multifocal epileptiform discharge during sleep

a. 患儿 DNM1 基因杂合位点变异 NM_004408.4:c.415 G>A(箭头);b,c. 患儿父母相同位点未见此变异(箭头)
Figure2. DNM1 gene sequencing of case 2 and his parentsa. Heterozygous mutation of DNM1 gene in children with NM_004408.4: c.415 G>A (arrow); b, c. the same site mutation is not seen in the parents (arrow)
例 1 女,G4P2,足月,剖腹产,否认窒息抢救史(第 2 胎、第 3 胎人工流产)。出生后 2 月龄出现成串癫痫性痉挛发作,3 月龄起接受左乙拉西坦、丙戊酸钠、托吡酯和氯巴占治疗,发作频率每天 5~8 串,10 余次/串,EEG 为高度失律(图 3),头部 MRI 正常。随访至 24 月龄时不追声不追物,不能抬头和独坐,无言语,肢体肌张力低下,平时喝奶慢,不能咀嚼和吞咽米饭等固体食物。经家系全外显子二代测序,发现在 DNM1 基因第 4 号外显子区域一处杂合位点变异 NM_004408.4:c.545 C>A(P. Ala 182Asp),为错义变异(新发变异,考虑为致病性变异,PVS1+PS2[1])(图 4),该错义变异未见文献报道。

睡眠期高度失律
Figure3. EEG of case 3Highly irregular during sleep

a. 患儿 DNM1 基因杂合位点变异 NM_004408.4:c.545 C>A(箭头);b,c. 患儿父母相同位点未见此变异(箭头)
Figure4. DNM1 gene sequencing of case 2 and her parentsa. Heterozygous mutation of DNM1 gene in children with NM_004408.4: c.545 C>A (arrow); b, c. the same site mutation is not seen in the parents (arrow)
1.2 文献检索
截止至 2020 年 12 月,以“Dynamin 1”“DNM1”为检索词查阅中国知网数据库、万方数据库、在线人类孟德尔遗传数据库(OMIM)和 PubMed 数据库,11 篇文章报道 36 例 DNM1 相关脑病[2-13],包括本组病例共计 39 例。我们总结并分析了 39 例 DNM1 相关脑病的基因变异位点和临床表现,药物治疗反应和头部影像改变。
1.3 统计学方法
采用 Stata 12.0 软件行统计分析:31 例临床资料完整的病例(包括起病年龄、癫痫发作形式和药物治疗反应)依据不同基因位点区分成 GTPase 酶结构域组和中间区域 2 组,计数资料的比较采用 Fisher 确切概率法。
2 结果
39 例 DNM1 相关脑病中,37 例(94.9%)为错义变异,1 例为框内插入变异,1 例为剪接变异,9 例(23.1%)基因变异为 c.709C>T(p.Arg237Trp);基因变异位于 GTPase 酶结构域 28 例(71.8%),中间区域 9 例(23.1%),PH 结构域 2 例(5.1%);37 例 GTPase 酶结构域和中间区域变异中,严重或显著智力发育障碍 36 例(92.3%),1 例不详;轻-中度智力发育障碍 2 例,基因变异位于 PH 结构域。肌张力低下 36 例(92.3%),基因变异分别位于 GTPase 酶结构域、中间区域和 PH 结构域,3 例不详;35 例(89.7%)诊断癫痫并接受抗癫痫药物(AEDs)治疗,GTPase 酶结构域和中间区域无癫痫发作各 1 例,PH 结构域 2 例均无癫痫发作,35 例中 28 例(80 %)多种癫痫发作形式,6 例单一癫痫发作形式,1 例不详;头部 MRI 异常 17 例,正常 15 例,7 例不详(表 1)。

31 例诊断癫痫并接受 AEDs 且资料完整(包括起病年龄、癫痫发作形式和药物治疗反应),GTPase 酶结构域 25 例,中间区域 6 例,20 例男孩(64.5%),26 例(83.9%)1 岁前出现癫痫发作,癫痫性痉挛发作(74.2%),强直-阵挛发作(48.4%),失神发作(41.9%),局灶性发作(38.7%),强直发作(35.5%),肌阵挛发作(32.3%),失张力发作(22.6%)和癫痫持续状态(19.4%),28 例(90.3%)为耐药性癫痫,不同基因变异位点区域的两组病例,失神发作具有统计学差异(P=0.02),在性别、起病年龄、其他癫痫发作形式和药物治疗反应上无统计学差异(表 2)。

3 讨论
Dynamin 1 基因编码 DNM1 蛋白,是一种鸟苷酸三磷酸酶(GTPase),主要在神经元表达,在突触前受体介导的突触囊泡內吞和循环发挥重要作用,同时在生后神经发育期间表达上调并参与突触的发生发展。DNM1 蛋白有 5 个结构域,其中 GTPase 酶结构域和中间区域是主要的功能域,体外研究表明,位于 GTPase 酶结构域的基因变异会干扰突触囊泡内吞、降低囊泡内吞的活性以及突触传递,位于中间区域的基因变异会破坏 DNM1 蛋白形成更大的寡聚体,而位于 PH 结构域的基因变异会影响磷酸肌醇的结合和突触囊泡再摄取[14-16]。
DNM1 基因变异致早发性婴儿癫痫性脑病 31 型,临床以早发型难治性癫痫、严重智力和语言发育障碍、运动障碍和肌张力低下为特征,综合分析文献报道的 39 例 DNM1 病例,肌张力低下与基因变异位点无相关性,提示肌张力低下是 DNM1 相关脑病的共有症状。GTPase 酶结构域和中间区域变异病例均有严重或显著的智力、言语发育障碍和运动障碍,本组 3 例病例基因变异位点位于 GTPase 酶结构域,临床表现均符合上述临床特点,同时本组病例均不会咀嚼和吞咽固体食物,既往文献均未提及,提示今后需关注 DNM1 相关脑病合并进食障碍的现象。
此外,文献报道的基因变异位点位于 PH 结构域的 2 例单卵孪生姐妹,除无癫痫发作外,智力、言语和运动障碍的程度好于基因变异位点位于 GTPase 酶结构域和中间区域的病例,但病情严重程度不同的机制尚未明确[5],同时,也需要更多的 PH 结构域变异的病例来证实基因和表型之间的相关性。
35 例 DNM1 变异病例存在癫痫,80% 的病例具有多种癫痫发作形式,对 31 例资料完整的病例进一步统计学研究发现,男孩相对多见,80% 以上的病例在 1 岁前出现癫痫发作,最常见的癫痫发作类型是癫痫性痉挛发作,其次为强直-阵挛和失神发作,其他还包括局灶性、肌阵挛和强直发作等,90% 以上为耐药性癫痫,本组 3 例病例,癫痫发病年龄、癫痫发作形式和 AEDs 治疗反应与文献报道基本相符,提示对于病因不明的早发型癫痫性脑病,尤其表现为癫痫性痉挛发作和肌张力低下,需通过基因检测除外 DNM1 基因变异并明确病因。
有文献报道,在起病初的癫痫发作形式,在 GTPase 酶结构域和中间区域变异之间无明显差异[3],对 31 病例所有的癫痫发作形式进一步细分后发现,GTPase 酶结构域组失神发作明显多于中间区域组,有统计学差异,但需更多的病例来证实失神发作和基因型之间的相关性,而在性别、起病年龄、其他癫痫发作形式和药物治疗反应上均无统计学差异,与文献报道相符[3, 8],提示 GTPase 酶结构域和中间区域变异具有类似的临床表现,也提示两组变异具有相同的发病机制。
综上,肌张力低下、严重智力和运动障碍以及早发型癫痫是 DNM1 相关脑病的主要表现,癫痫性痉挛发作是最常见的发作形式,除失神发作外,GTPase 酶结构域和中间区域变异的临床和癫痫表型无明显区别,本组病例尚合并进食障碍。
Dynamin 1 基因(DNM1;NM_004408)位于染色体 9q34.11,编码位于 DNM1 蛋白,DNM1 基因变异致早发性婴儿癫痫性脑病 31 型,主要特征性临床表现为早发型难治性癫痫、发育落后和运动障碍,本文对在我院神经科登记的 3 例 DNM1 癫痫性脑病患儿的资料进行总结,并文献检索国内外报道的 DNM1 相关脑病病例,分析和探讨临床表型和基因型的相关性,以提高对该病的认识和诊断。
1 资料和方法
1.1 3 例病例资料
例 1 男,G1P1,足月,剖腹产,否认窒息抢救史。生后 8 月龄出现成串癫痫性痉挛发作,接受左乙拉西坦和丙戊酸钠治疗,发作频率每周 1~3 串,7~8 余次/串。脑电图(EEG)为高度失律,头颅核磁正常。随访至 30 月龄时,不追声不追物,不能抬头和独坐,无言语,肢体肌张力低下,平时能喝奶和吞咽稀饭,但不会咀嚼和吞咽固体食物。经家系全外显子二代测序,发现在 DNM1 基因第 4 号外显子区域一处杂合位点变异 NM_004408.4:c.415 G>A(P. Gly 139Arg),为错义变异(新发变异,考虑为致病性变异,PVS1+PS2[1]),该错义变异未见文献报道。
例 2 男,G1P1,足月,剖腹产,否认窒息抢救史。17 月龄首次发作,表现为局灶性运动性发作(一侧肢体阵挛)或继发双侧惊厥发作,接受左乙拉西坦和丙戊酸钠治疗,发作频率 2~3 次/月,EEG 为多灶性癫痫样放电(图 1),头部核磁共振成像(MRI)提示胼胝体发育不良。随访至 36 月龄时能翻身,不能独坐,无言语,平时只能喝奶和稀饭,不会咀嚼和吞咽固体食物。经癫痫基因 panel 二代测序,发现在 DNM1 基因第 4 号外显子区域一处杂合位点变异 NM_004408.4:c.415 G>A(P. Gly 139Arg)(图 2),为错义变异(新发变异,PM2+PM6+PP3[1])。

睡眠期多灶性癫痫样放电
Figure1. EEG of case 2Multifocal epileptiform discharge during sleep

a. 患儿 DNM1 基因杂合位点变异 NM_004408.4:c.415 G>A(箭头);b,c. 患儿父母相同位点未见此变异(箭头)
Figure2. DNM1 gene sequencing of case 2 and his parentsa. Heterozygous mutation of DNM1 gene in children with NM_004408.4: c.415 G>A (arrow); b, c. the same site mutation is not seen in the parents (arrow)
例 1 女,G4P2,足月,剖腹产,否认窒息抢救史(第 2 胎、第 3 胎人工流产)。出生后 2 月龄出现成串癫痫性痉挛发作,3 月龄起接受左乙拉西坦、丙戊酸钠、托吡酯和氯巴占治疗,发作频率每天 5~8 串,10 余次/串,EEG 为高度失律(图 3),头部 MRI 正常。随访至 24 月龄时不追声不追物,不能抬头和独坐,无言语,肢体肌张力低下,平时喝奶慢,不能咀嚼和吞咽米饭等固体食物。经家系全外显子二代测序,发现在 DNM1 基因第 4 号外显子区域一处杂合位点变异 NM_004408.4:c.545 C>A(P. Ala 182Asp),为错义变异(新发变异,考虑为致病性变异,PVS1+PS2[1])(图 4),该错义变异未见文献报道。

睡眠期高度失律
Figure3. EEG of case 3Highly irregular during sleep

a. 患儿 DNM1 基因杂合位点变异 NM_004408.4:c.545 C>A(箭头);b,c. 患儿父母相同位点未见此变异(箭头)
Figure4. DNM1 gene sequencing of case 2 and her parentsa. Heterozygous mutation of DNM1 gene in children with NM_004408.4: c.545 C>A (arrow); b, c. the same site mutation is not seen in the parents (arrow)
1.2 文献检索
截止至 2020 年 12 月,以“Dynamin 1”“DNM1”为检索词查阅中国知网数据库、万方数据库、在线人类孟德尔遗传数据库(OMIM)和 PubMed 数据库,11 篇文章报道 36 例 DNM1 相关脑病[2-13],包括本组病例共计 39 例。我们总结并分析了 39 例 DNM1 相关脑病的基因变异位点和临床表现,药物治疗反应和头部影像改变。
1.3 统计学方法
采用 Stata 12.0 软件行统计分析:31 例临床资料完整的病例(包括起病年龄、癫痫发作形式和药物治疗反应)依据不同基因位点区分成 GTPase 酶结构域组和中间区域 2 组,计数资料的比较采用 Fisher 确切概率法。
2 结果
39 例 DNM1 相关脑病中,37 例(94.9%)为错义变异,1 例为框内插入变异,1 例为剪接变异,9 例(23.1%)基因变异为 c.709C>T(p.Arg237Trp);基因变异位于 GTPase 酶结构域 28 例(71.8%),中间区域 9 例(23.1%),PH 结构域 2 例(5.1%);37 例 GTPase 酶结构域和中间区域变异中,严重或显著智力发育障碍 36 例(92.3%),1 例不详;轻-中度智力发育障碍 2 例,基因变异位于 PH 结构域。肌张力低下 36 例(92.3%),基因变异分别位于 GTPase 酶结构域、中间区域和 PH 结构域,3 例不详;35 例(89.7%)诊断癫痫并接受抗癫痫药物(AEDs)治疗,GTPase 酶结构域和中间区域无癫痫发作各 1 例,PH 结构域 2 例均无癫痫发作,35 例中 28 例(80 %)多种癫痫发作形式,6 例单一癫痫发作形式,1 例不详;头部 MRI 异常 17 例,正常 15 例,7 例不详(表 1)。

31 例诊断癫痫并接受 AEDs 且资料完整(包括起病年龄、癫痫发作形式和药物治疗反应),GTPase 酶结构域 25 例,中间区域 6 例,20 例男孩(64.5%),26 例(83.9%)1 岁前出现癫痫发作,癫痫性痉挛发作(74.2%),强直-阵挛发作(48.4%),失神发作(41.9%),局灶性发作(38.7%),强直发作(35.5%),肌阵挛发作(32.3%),失张力发作(22.6%)和癫痫持续状态(19.4%),28 例(90.3%)为耐药性癫痫,不同基因变异位点区域的两组病例,失神发作具有统计学差异(P=0.02),在性别、起病年龄、其他癫痫发作形式和药物治疗反应上无统计学差异(表 2)。

3 讨论
Dynamin 1 基因编码 DNM1 蛋白,是一种鸟苷酸三磷酸酶(GTPase),主要在神经元表达,在突触前受体介导的突触囊泡內吞和循环发挥重要作用,同时在生后神经发育期间表达上调并参与突触的发生发展。DNM1 蛋白有 5 个结构域,其中 GTPase 酶结构域和中间区域是主要的功能域,体外研究表明,位于 GTPase 酶结构域的基因变异会干扰突触囊泡内吞、降低囊泡内吞的活性以及突触传递,位于中间区域的基因变异会破坏 DNM1 蛋白形成更大的寡聚体,而位于 PH 结构域的基因变异会影响磷酸肌醇的结合和突触囊泡再摄取[14-16]。
DNM1 基因变异致早发性婴儿癫痫性脑病 31 型,临床以早发型难治性癫痫、严重智力和语言发育障碍、运动障碍和肌张力低下为特征,综合分析文献报道的 39 例 DNM1 病例,肌张力低下与基因变异位点无相关性,提示肌张力低下是 DNM1 相关脑病的共有症状。GTPase 酶结构域和中间区域变异病例均有严重或显著的智力、言语发育障碍和运动障碍,本组 3 例病例基因变异位点位于 GTPase 酶结构域,临床表现均符合上述临床特点,同时本组病例均不会咀嚼和吞咽固体食物,既往文献均未提及,提示今后需关注 DNM1 相关脑病合并进食障碍的现象。
此外,文献报道的基因变异位点位于 PH 结构域的 2 例单卵孪生姐妹,除无癫痫发作外,智力、言语和运动障碍的程度好于基因变异位点位于 GTPase 酶结构域和中间区域的病例,但病情严重程度不同的机制尚未明确[5],同时,也需要更多的 PH 结构域变异的病例来证实基因和表型之间的相关性。
35 例 DNM1 变异病例存在癫痫,80% 的病例具有多种癫痫发作形式,对 31 例资料完整的病例进一步统计学研究发现,男孩相对多见,80% 以上的病例在 1 岁前出现癫痫发作,最常见的癫痫发作类型是癫痫性痉挛发作,其次为强直-阵挛和失神发作,其他还包括局灶性、肌阵挛和强直发作等,90% 以上为耐药性癫痫,本组 3 例病例,癫痫发病年龄、癫痫发作形式和 AEDs 治疗反应与文献报道基本相符,提示对于病因不明的早发型癫痫性脑病,尤其表现为癫痫性痉挛发作和肌张力低下,需通过基因检测除外 DNM1 基因变异并明确病因。
有文献报道,在起病初的癫痫发作形式,在 GTPase 酶结构域和中间区域变异之间无明显差异[3],对 31 病例所有的癫痫发作形式进一步细分后发现,GTPase 酶结构域组失神发作明显多于中间区域组,有统计学差异,但需更多的病例来证实失神发作和基因型之间的相关性,而在性别、起病年龄、其他癫痫发作形式和药物治疗反应上均无统计学差异,与文献报道相符[3, 8],提示 GTPase 酶结构域和中间区域变异具有类似的临床表现,也提示两组变异具有相同的发病机制。
综上,肌张力低下、严重智力和运动障碍以及早发型癫痫是 DNM1 相关脑病的主要表现,癫痫性痉挛发作是最常见的发作形式,除失神发作外,GTPase 酶结构域和中间区域变异的临床和癫痫表型无明显区别,本组病例尚合并进食障碍。