許多癲癇及癲癇綜合征都具有遺傳特征。我們到底遺傳了什么導(dǎo)致癲癇的發(fā)生?異常的基因表達(dá)會(huì)導(dǎo)致大腦發(fā)育上出現(xiàn)不同程度損傷。
皮質(zhì)發(fā)育畸形(MCD)
大腦皮質(zhì)發(fā)育畸形(MCD)是發(fā)展性疾病的主要原因,包括嚴(yán)重的癲癇或生殖缺陷。而導(dǎo)致MCD的異?;蛑饕獏⑴c細(xì)胞增殖和分化,神經(jīng)元遷移或大腦皮層組織發(fā)育遲緩。無腦回、巨腦回或皮層組織嚴(yán)重異位都是由于神經(jīng)元的異常遷移引起嚴(yán)重的神經(jīng)損傷。
研究表明LIS1、DCX、ARX、RELN、VLDLR、ACTB、ACTG1、TUBG1、KIF5C、KIF2A和CDK5基因異常與這些畸形相關(guān)。MCD中例如皮質(zhì)異位與DCX,F(xiàn)LN1A和ARFGEF2基因的異常表達(dá)相關(guān),同時(shí)引起神經(jīng)和認(rèn)知不同程度損害。巨腦、多發(fā)性硬化癥或局灶性皮層發(fā)育不良與PI3K-AKT-mTOR通路的基因突變相關(guān)。
與MCD相關(guān)的癲癇臨床表型是十分復(fù)雜的。了解皮質(zhì)畸形的遺傳和分子基礎(chǔ)可以幫助我們快速的發(fā)現(xiàn)新的致病基因,同時(shí)在另一些研究中提供證據(jù)--不同的皮質(zhì)畸形可能是不同發(fā)育階段所出現(xiàn)的異常。
近期,意大利的一項(xiàng)研究表明癲癇患者的編碼鈉及鉀通道的基因中大約50%會(huì)產(chǎn)生突變。SCN2A是最常見的突變基因,其次是SCN1A,KCNQ2,STXBP1,SCN8A,CDKL5和MECP2。除此之外,23個(gè)額外的基因中也發(fā)現(xiàn)了突變,而且發(fā)現(xiàn)其中大多數(shù)與癲癇密切相關(guān)。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層面
另外從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層面來說,興奮-抑制失衡是發(fā)作性疾病和神經(jīng)性精神病的常見病理基礎(chǔ),包括癲癇,精神分裂癥和孤獨(dú)癥,它會(huì)導(dǎo)致皮層電生理性質(zhì)的改變。
皮層中間神經(jīng)元(cINs)是大腦組織必不可少的神經(jīng)連接并調(diào)控著整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這種動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)皮層活動(dòng)是正常認(rèn)知的必要條件,并且是學(xué)習(xí)和記憶得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。更重要的是cINs會(huì)通過抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA用以保持大腦皮質(zhì)中興奮-抑制的平衡。
異常的新皮層興奮-抑制平衡是由cIN缺陷引起,引起如癲癇病和神經(jīng)精神病等疾病。cIN的異常會(huì)影響我們復(fù)雜認(rèn)知能力,包括工作、記憶、感覺統(tǒng)合和語言技能。
此外最近的研究表明在子宮內(nèi)胚胎如果暴露于致畸環(huán)境,如酒精、香煙或大麻素,都會(huì)破壞cIN發(fā)展而有可能導(dǎo)致行為異常。
現(xiàn)今一個(gè)基因一種疾病的假說已被證實(shí)對于大多數(shù)綜合征是不正確的。因此臨床醫(yī)生不能只單純診斷某一種基因表型,而應(yīng)該考慮到不同基因突變相關(guān)表型可能重疊,或可能由同一基因中的突變引起的一系列表型譜?;虮硇拖嚓P(guān)性加大了通過分析基因型來治療癲癇的難度,臨床醫(yī)生很難選擇患者最根本的引發(fā)癲癇的基礎(chǔ)候選基因。
當(dāng)癲癇綜合征表型分類不明確時(shí),基因應(yīng)該在更廣泛和更全面的基因組中進(jìn)行篩查。非典型癲癇綜合征表型的分子診斷可以拓寬表型-基因型相關(guān)性研究。
最近在遺傳學(xué)的研究中關(guān)于下一代基因測序有了新進(jìn)展。特別是針對皮層發(fā)育的關(guān)鍵基因進(jìn)行大規(guī)模并行測序面板的研究,希望可以通過一種快速和具有成本效益的遺傳工具診斷這些畸形。在同一實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多基因篩選幫助我們更多認(rèn)識到新基因型-表型相關(guān)性的優(yōu)勢,并可能識別MCD的遺傳原因的分子診斷中缺失的內(nèi)容。然而這中篩選方法取決于在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中篩選的基因數(shù)目,所以下一代測序分析可能會(huì)提供更多的變體。為了避免基因診斷的片面性,我們需要對于每一位患者的表型進(jìn)行細(xì)致的分析,包括一些潛在的病因。