第期文献导读34脑局灶皮质
脑局灶皮质发育畸形（MCD）遗传型-表型相关性分析：建立癫痫外科病理整合式诊断的流程
皮质发育畸形（MCD）是多种皮层发育异常的总称，他们的共有特征是常伴有药物难治性癫痫，常需手术干预。MCD相关癫痫的预后很大程度上取决于潜在的病理学特征。癫痫手术中获得的组织样本是明确的组织病理学诊断的基础。目前有报道通过二代测序（NGS）鉴定出各种MCD综合征的遗传特征，但分子遗传学检测手段尚未成为癫痫外科手术评估的组成部分，新的分子遗传学方法也尚未在MCD病例的诊断过程中得到应用。
目前所有的研究都没有考虑到将癫痫分子遗传改变作为一个潜在影响患者预后的因素。Benova和ThomasS对探讨MCD组织病理学和分子遗传学发现以及癫痫手术预后之间关系的文章进行了系统的文献综述。在这篇综述中，总结了已发表的关于MCD为主题的组织病理学和分子遗传学的研究文章，旨在为临床医生和神经病理学家，特别是在癫痫手术中心工作的研究人员，为他们未来在临床和研究中从事相关分子遗传学研究提供指导。
方法：Benova和ThomasS回顾性分析了在PubMed上搜索的年-年出版的高质量文章，筛选出包含基因信息并且具备详细病理特点描述的MCD文章：包括了描述脑组织样本中的体细胞遗传变异和多态性的报告，以及检测到的种系变异的FCD的报告。没有明确描述组织病理学发现的论文被排除在外。从组织形态、影像学及基因改变几个方面进行回顾性分析。
结果：
MCD的组织病理学分类
局灶性皮质发育畸形（FCD）是目前最常见的癫痫相关MCD，按照癫痫联盟（ILAE）分类标准FCD共分为三大类，即FCDI(FCDIa,FCDIb),FCDII(FCDIIa,FCDIIb),FCDIII(FCDIIIa,FCDIIIb,FCDIIIc,FCDIIId)。测序技术的发展也使得人们可以在FCD样本中发现低水平的突变位点，大量文献报道在FCDII中常出现PI3K/AKT/mTOR通路基因（如TSC1和TSC2）的点突变（table.1）。而对于FCDI的突变位点的报道却非常少见。
手术可治疗癫痫术前MRI要点
影像学上，磁共振成像（MRI）是术前诊断MCD的重要手段，FCDI型的特征包括皮质变薄、脑叶发育不全和灰白质界限模糊。FCDII型特征包括皮质增厚，灰质和白质界限模糊，T2w和T1w信号异常和脑回结构异常等。FCDIII型由于常伴有其他脑病理改变，因此其影像特征主要是伴发病灶的影像特点（如肿瘤，海马硬化等）及病灶周围出现FCD影像特征。
在此要特别强调上述特征见于发育成熟髓鞘化的脑组织中。上述影像特征要考虑到脑髓鞘尚未完全形成（1岁以前）及半侧巨脑综合征等情况的鉴别。
FCDⅡ的体细胞变异
基于TSC（结节性硬化）和FCDIIb型组织学的相似性，二十一世纪初科学家首次尝试对这两种样本进行基因检测。但研究结果对于TSC和FCD是否具有共同遗传背景存在争议。随着二代测序的出现，证实TSC1和TSC2突变的确参与FCD发生。Lim和他的同事们在40例（FCDIIA和IIB型病例）样本中检测到12.5%的患者存在TSC1和TSC2的突变。令人惊讶的是，第一个对TSC的深度测序并没有显示存在TSC1或TSC2的二次打击。在秦等的研究中在46例TSC样本中仅检测到1例存在二次打击。但是，随后Martin等人的研究发现35%的TSC病例中存在二次打击。尽管如此，这项研究还是指出了TSC中存在的二次打击的频率远低于如肾血管平滑肌脂肪瘤，室管膜下瘤等典型TSC相关肿瘤中，原因不明。
由于FCD中存在TSC1和TSC2突变，因此在FCDIIa和IIb型病例中检测到其下游MTOR通路异常激活。Lim的小组首次在15.6%的FCDIIa和IIb患者中检测到mTOR通路的体细胞突变。随后，他们也用一些实验证mTOR通路的体细胞突变确实会引起FCD，会导致小鼠发生自发癫痫，其组织形态学特征与人的FCD的特征相似。mTOR通路异常在FCD中普遍存在，许多文献均有报道（见表1）。
值得注意的是，不同组织学亚型FCD中的基因学常常是相似的，这提示不同组织亚型的FCD可能有共同的发病机制。作者认为基因突变外的因素，比如表观遗传修饰，导致了FCD组织病理学亚型的不同。明确FCD病人的遗传背景、表观遗传特点和组织学特征与其临床表现和预后之间的关系是尤为关键的。所以，根据美国医学遗传学和基因组学学会（ACMG）和分子病理学会（AMP）指南的建议，对于病例的体细胞和种系变异的遗传特点的详细解释和说明是非常必要的。
多脑叶畸形和半球巨脑回畸形中的体细胞变异
一些巨大畸形（如半球巨脑回畸形或巨脑回畸形）常引起复杂的临床综合征，如CLOVES，MCAP，MPPH等，其遗传背景不明。目前发现主要涉及的基因位于PI3K/AKT通道上游，如PIK3CA，PIK3R、AKT1、AKT3等，突变存在于生殖细胞或某些组织体细胞中（大脑，皮肤、血管等）。同时Lee等发现巨大畸形同FCDIIa一样发生mTOR的突变，因此，作者认为，至少在某些情况下FCD和巨脑回畸形具有共同的遗传背景，都主要集中在PI3K/AKT/MTOR通路基因异常。然而，这就引出了一个问题，为什么在某些情况下，这些基因改变会导致整个半球异常（巨脑回畸形），有时引起局灶性皮质发生畸形（FCD）。作者认为，显而易见的解释可能是当突变事件在脑发育晚期发生时，只影响到局灶较少的细胞，就会导致FCD的发生。最近DGama等研究证实二次打击机制均参与巨脑回畸形和FCD的发生，他们认为巨脑回畸形和FCD可能代表一个疾病连续的病理学过程，而不是两种独立疾病。
选择性局灶和半球性畸形的种系变异
如前介绍，大部分可手术的巨脑回畸形或FCD病例肯定有种系或体细胞突变的结果。所以进一步检测在其他MCD中检测新的种系变异位点还是有必要的（Table2）。
最具代表性是结节性硬化综合征（TSC），在临床诊断标准足以确诊TSC病例，还是建议检测TSC1或TSC2基因突变情况。这是因为TSC形成的基本机制还未明确，TSC基因二次打击存在频率远低于预期。近期，已有报道microRNA差异性表达参与TSC发生。广泛的比较TSC病灶组织，TSC病灶周围增生脑组织及看起来“正常”的脑组织之间的分子遗传学改变，对比他们潜在的表观遗传因素的差异可能为更深刻的了解这种疾病发病机制提供帮助。
最近，有家族性FCD病例的报道。此外，CNTNAP2纯合子突变、PCDH19基因异常、GATOR1复合物相关的3种基因异常（DEPDC5,NPRL2和NPRL3）等均被发现参与FCD的发生（Table2），且GATOR1相关基因参与多种特发性或FCD样改变引发的癫痫，而成为理想的研究癫痫发生机制的基因。
癫痫发生的遗传背景是否可以预测手术结果与预后？
癫痫手术是一种安全有效的针对难治性癫痫的治疗手段。Leventer等人报道的来自六个家庭的12例具有FCD、半球巨脑回畸形和胚胎发育不良性神经上皮肿瘤（DNT）的患者。其中11人接受了癫痫手术。其中8例癫痫得到完全控制，1例患者癫痫控制率大于50%，仅有1例患者癫痫出现进展。遗憾的是，没有相应分子遗传学结果可以分析是否基因学改变会影响患者预后。
相比之下，基因学分析更广泛的应用于TSC患者，部分原因是手术方式的进步使TSC患者越来越多的选择手术治疗。最近发表的病例报告和文献表明，约53%-57%的TSC患者接受癫痫手术后，预后可以达到EngelI级。多种因素会导致癫痫手术预后差异很大，例如，是否出现强直性癫痫发作、婴儿痉挛、癫痫首次发作时的年龄、发作时与脑电图模式是否一致（如发作期和发作期脑电图结果的一致性），以及手术因素（如是否完全清除致痫灶）或是否需要电极植入。但目前还没有作者评估基因突变类型（TSC1与TSC2突变）或切除的标本组织病理学特点与癫痫预后之间的关系。
最近，已经出现关于多个家族性GATOR1相关FCD的病例报道，但对于此类病例外科手术的信息很少。Weckhuysen等人报道了两名NPRL2和NPRL3突变的癫痫患者，术后癫痫发作得到缓解但没有完全控制。Baulac等人提到了5例含有DEPDC5突变的FCD患者接受了癫痫手术，术后3名患者完全无癫痫发作，1名患者癫痫发作频率没有改善。SIM等还报道了来自三个家庭的4例NPRL3突变相关FCDⅡa病人接受了癫痫外科手术，其中3例患者无癫痫发作。但对于基因突变引起致病性还存在争议，在看似未受影响的亲属身上也观察到的一些错义突变，作者认为这可能是常染色体显性疾病外显率降低导致。在这种情况下，需要进行进一步的分子生物学分析和功能研究以确定其致病性，因为根据ACMG指南功能研究结果被认为是的评价致病性最强有力的依据。
这些文章凸显了疾病内在的神经生物学及基因通路异常导致的复杂细胞和组织的改变之间被忽略并最终会影响有组织学改变的遗传性癫痫患者手术治疗的联系。作者建议，通过结合遗传学发现，特别是已知的胚系基因突变和MCD组织特异性基因突变和组织病理学表型一起应用于癫痫手术预后的研究中，我们也许能更好地理解特定的MCD的特异分子遗传背景对其未来癫痫手术预后的影响。将来，在MTOR通路中具有特定基因异常的患者接受例如MTOR抑制剂的靶向治疗，这将进一步改变整个局灶性MCD相关癫痫的治疗前景。
结论及对临床实践与未来研究的建议
作者指出这篇文章的目的是希望将遗传信息与FCD的组织形态联系起来，并强调癫痫生物学基础对于患者的管理和咨询的重要性。对多篇文章的总结:MCD尽管有相似甚至相同的组织病理学特点但可能具有不同的遗传背景。尽管MCD的大部分的分子遗传学特点都集中在PI3K/AKT/MTOR通路不同水平的基因异常上，但MCD形成的确切机制或该通路如何产生不同范围的组织学异常还不清楚。
作者观察到MCD中的遗传异常与表型之间存在较差的相关性，表明还有其他的遗传或表观遗传修饰参与MCD表型，这也进一步证明对于MCD完整描述应包括遗传和病理数据。出于科学研究还是临床实践需求，目前的组织病理学诊断都应加上基因遗传信息，进行MCD多层诊断（类似目前推荐的脑肿瘤诊断，WHO/Haarlem标准）。作者建议对要接受癫痫手术的MCD患者进行包括体细胞和种系DNA突变检测（图1）。通过掌握包含分子和神经病理学多层诊断以及术后详细的临床随访信息，将大样本量患者的临床、神经病理学和分子遗传学数据关联起来，绘制完整MCD疾病自然进程。
鉴于分子遗传学检测的复杂性和对MCD病例的结果解释的需要，作者建议在临床实践和研究工作中采用两步法进行整合式诊断（见图2）。在第一步中，癫痫治疗和癫痫手术中心可以采用针对性的基因也就是MCD相关的已知种系变异的基因套餐。在第二步中，在一些技术先进的癫痫手术中心（和相关大学研究小组合作），可以采用先进的分子遗传学方法来检测脑组织样本中罕见的体细胞突变点。
图1.皮层发育畸形诊断流程（字体覆盖处：分子基因学诊断）
图2.临床治疗及科研中整合式诊断检测操作流程。
分子遗传学信息结合患者临床表现，将使我们能够为患者及其神经科医生提供更准确的癫痫预后信息，从而指导术后患者的治疗（如抗癫痫药物减量、二次手术计划、家庭咨询等）。虽然这种诊断系统的预后益处尚未证实，但基于组织学和遗传学诊断对患者进行分层诊断将会对这些患者的潜在疾病进行更全面的分析，并能让我们确定与临床预后相关的关键因素。因此，作者认为将来在诊断和手术治疗难治性癫痫患者时应具有与脑肿瘤诊断相似的分子和病理学整合式诊断。
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快乐神经病理编辑部
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