癫痫患者神经炎症趋化因子受体CCR5与CXCR4基因遗传变异及其与抗癫痫发作药物（ASM）治疗下发作控制的探索性关联研究

《International Journal of Molecular Sciences》：Genetic Variations in Neuroinflammatory Chemokine Receptor Genes in Patients with Epilepsy: An Exploratory Study

　　

癫痫是一种常见神经系统疾病，遗传与神经炎症机制可能参与发作控制差异。趋化因子受体信号在炎症过程中发挥重要作用，神经炎症趋化因子受体基因的遗传变异可能影响癫痫预后。本研究旨在探讨癫痫患者神经炎症趋化因子受体基因CCR5和CXCR4的遗传变异，并探索其与治疗期间发作控制的潜在关联。研究人员采用靶向二代测序（tNGS）检测22例接受抗癫痫发作药物（ASM）左乙拉西坦和/或丙戊酸治疗的癫痫患者基因组DNA中CCR5和CXCR4基因的遗传变异。根据发作频率将患者分为两组，以评估遗传变异与临床预后之间的关联。共在CCR5和CXCR4基因中鉴定出7个遗传变异，其中CCR5有3个变异，CXCR4有4个变异。然而，仅CCR5 rs1799988和rs1800023具有足够基因型变异用于组间比较。在应答组与持续发作组之间，未观察到CCR5和CXCR4基因变异基因型或等位基因分布存在显著差异。两个CCR5变异rs1799988和rs1800023显示强连锁不平衡（LD；D′ = 1.000，r² = 0.913），并纳入单一单倍型块。所鉴定的CCR5单倍型均与发作控制无显著关联。在该初步队列中，未检测到所分析遗传变异与治疗期间发作控制之间存在统计学显著关联；然而，样本量有限可能降低了检测潜在关联的统计效能。观察到rs1799988与rs1800023之间强连锁不平衡（D′ = 1.000，r² = 0.913），与既往报道模式一致。鉴于样本量小且信息性变异数量有限，这些发现应解释为初步和假设生成性结果，而非支持或反对遗传因素对发作控制贡献的证据。需要更大规模独立队列评估CCR5和CXCR4变异在癫痫中的潜在临床相关性。

论文解读

研究背景与问题：癫痫是常见严重神经系统疾病之一，具有反复非诱发性发作和临床异质性。尽管抗癫痫发作药物（ASM）治疗不断进步，仍有部分患者难以实现持续发作控制。治疗反应差异涉及遗传背景、疾病特征、药物处置及潜在生物通路等多因素。遗传变异可能通过影响神经元兴奋性、免疫调节和药物作用通路，参与癫痫易感性、疾病表型及ASM临床反应，但现有证据异质，只有有限遗传标志物显示一致临床相关性。神经炎症日益被认为是癫痫病理生理的重要组成，发作可激活脑内炎症过程，包括小胶质细胞和星形胶质细胞活化、血脑屏障破坏以及促炎细胞因子和趋化因子产生增加，这些介质可影响神经元兴奋性并可能降低发作阈值、维持癫痫活动。趋化因子及其受体参与中枢神经系统免疫细胞迁移和通讯，并可能影响发作后炎症反应。CCR5表达于中枢神经系统，参与小胶质细胞活化、白细胞募集和发作相关神经炎症；实验研究提示调节CCL5/CCR5轴可影响发作后神经炎症反应和神经元损伤。CXCR4参与免疫细胞运输和炎症信号，也可能参与中枢神经系统神经炎症过程。趋化因子受体基因变异可能通过改变受体表达、配体相互作用或下游信号活性，导致免疫信号和炎症反应个体差异。然而，CCR5和CXCR4遗传变异与癫痫临床异质性、特别是治疗下发作控制的证据仍有限，因此研究人员开展本探索性研究。

研究开展与结论：研究人员对22例接受左乙拉西坦和/或丙戊酸治疗的癫痫患者进行CCR5和CXCR4靶向二代测序（tNGS），并按发作频率分为应答组和持续发作组，以探索变异与发作控制的关联。研究共鉴定7个变异，但仅CCR5 rs1799988和rs1800023具有足够基因型变异用于组间比较；未发现这些变异及CCR5单倍型与发作控制存在统计学显著关联。研究结论强调，小样本和低频变异限制统计效能，结果应视为初步、假设生成性观察，而非支持或反对CCR5/CXCR4遗传变异参与发作控制的证据；其意义在于为神经炎症趋化因子受体通路与癫痫治疗反应的后续大队列研究提供初步数据。

关键技术方法（不超过250字）：采用靶向二代测序（tNGS）检测CCR5和CXCR4外显子及外显子-内含子边界区域。样本为22例接受ASM至少5年、使用左乙拉西坦和/或丙戊酸单药或多药治疗的癫痫患者外周血，样本来源为土耳其共和国卫生部Sinan Sipahi家庭健康中心，研究经Hali? University Ethics Committee批准。测序数据经FastQC和Cutadapt质控，映射至GRCh38，使用DRAGEN进行变异检测，VEP注释，IGV人工核对，gnomAD v4.1参考频率，并按ACMG/AMP标准评估临床意义；统计和单倍型分析使用GraphPad Prism及Haploview。

研究结果：

2.1. CCR5 and CXCR4 Gene Variant Analysis（CCR5与CXCR4基因变异分析）：通过tNGS在22例患者中检出7个变异。CCR5有3个变异：rs1799988检测于17例（11例杂合、6例纯合），rs1800023检测于16例（10例杂合、6例纯合），二者为上游基因变异并注释为修饰效应；rs333检测于2例杂合，对应c.554_585del导致p.Ser185IlefsTer32移码，注释为高影响变异，但临床意义为良性。CXCR4有4个变异：最常见为rs2680880:A > T，7例杂合，对应c.16-67T > A内含子变异；rs2471859:A > G见于3例，rs139877430:G > A见于2例，二者均位于内含子区域；rs2228014:G > A见于1例杂合，对应c.414C > T（p.Ile138=）同义变异。变异主要位于内含子或调控区；未鉴定致病或可能致病变异。仅rs1799988:C > T和rs1800023:A > G具有足够基因型变异进入组间统计比较，二者在持续发作组和应答组均符合Hardy–Weinberg平衡（HWE）；未观察到两变异在基因型或等位基因分布上于两组间存在显著差异，rs1800023在基因型、显性、隐性或等位基因模型下均无显著关联（均p > 0.05）。

2.2. CCR5 Haplotype and Linkage Disequilibrium Analysis（CCR5单倍型与连锁不平衡分析）：通过Haploview对CCR5 rs1799988:C > T和rs1800023:A > G进行单倍型分析，发现二者强连锁不平衡（LD；D′ = 1.000，r² = 0.913），位于单一单倍型块。鉴定出TG、CA和TA三种单倍型；TG最常见，总体频率0.500，在应答组和持续发作组均为0.500（χ² = 0.000，p = 1.000）；CA在两组频率分别为0.500和0.462（χ² = 0.063，p = 0.802）；稀有TA单倍型仅见于持续发作组（0.000 vs. 0.038），差异无统计学意义（χ² = 0.708，p = 0.400）。未发现CCR5单倍型与发作控制显著相关。

讨论总结：讨论指出，CCR5参与免疫细胞募集、炎症信号及发作后小胶质细胞反应调节，其生物合理性并不等同于CCR5遗传变异与治疗反应存在直接关系。本研究中rs1799988:C > T和rs1800023:A > G在发作控制组与持续发作组间无显著基因型或等位基因分布差异，显性、隐性模型及CCR5单倍型亦无显著关联；二者强LD为描述性发现，与既往报道一致，不应视为新贡献。既往计算机分析提示CCR5启动子多态性可能影响转录因子结合，rs1799988预测影响糖皮质激素受体α结合区域，且启动子单倍型与CCR5启动子活性差异有关，但个别变异功能效应尚未直接实验验证。rs333仅2例杂合，不能可靠评估其与治疗反应关联；CXCR4四个变异频率低，无法进行稳健基因型比较，也不能提供显著关联证据。研究人员认为，这些变异可为更大 cohort 中趋化因子受体遗传变异与癫痫及发作控制研究提供基础，但CCR5/CXCR4变异与治疗反应的关系仍属待验证假设。局限性包括样本量小、统计效能和关联估计精度受限、五个低频变异无法进行有意义比较、临床异质性及混杂因素无法充分校正、 ancestry相关群体结构未评估、缺乏功能验证和独立复制队列；因此无显著关联不能解释为这些变异对发作控制无影响。研究结论（翻译）：总之，本探索性研究在癫痫患者中鉴定了CCR5和CXCR4的遗传变异，但未检测到所研究变异与治疗期间发作控制之间存在统计学显著关联。鉴于样本量小及若干变异频率低，这些发现不应被解释为反对CCR5和CXCR4遗传变异在发作控制中潜在作用的证据。相反，它们提供了初步的、假设生成性观察，需要在更大规模、具有充分统计效能的队列中验证。