《International Journal of Molecular Sciences》:RFX3 Pathogenic Variants as a Rare Cause of Infantile Epileptic Spasms Syndrome
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调节因子X3(RFX3—OMIM#601337)编码一种转录因子,在人脑中高表达,尤其在神经发育过程中。此前已将其与神经发育障碍(包括自闭症谱系障碍(ASD)、智力发育障碍和注意缺陷/多动障碍)相关联。然而,其神经和癫痫特征仍未被充分描述,且目前OMIM中尚未
调节因子X3(RFX3—OMIM#601337)编码一种转录因子,在人脑中高表达,尤其在神经发育过程中。此前已将其与神经发育障碍(包括自闭症谱系障碍(ASD)、智力发育障碍和注意缺陷/多动障碍)相关联。然而,其神经和癫痫特征仍未被充分描述,且目前OMIM中尚未正式注释任何表型。在此,研究人员报告了第二例与RFX3变异相关的婴儿癫痫性痉挛综合征(IESS)病例。该患者出现成簇的伸肌痉挛伴眼球偏斜,经氨己烯酸和促肾上腺皮质激素(ACTH)治疗后两周内完全缓解,此后未再发作。随访期间,患者表现为全面发育迟缓、ASD和面部畸形。通过阵列比较基因组杂交(aCGH)进行的遗传分析鉴定出一个位于9p24.2、约147 kb的de novo杂合微缺失,涉及RFX3(NM_134428)的初始外显子。该病例扩展了与RFX3变异相关的临床谱系,支持其在IESS和早期神经发育紊乱中的潜在作用,并强调了将RFX3纳入IESS合并神经发育障碍患者遗传评估中的重要性。
**论文解读**
**研究背景与问题**
调节因子X3(RFX3)是一种转录因子,属于调节因子X(RFX)家族,通过识别顺式调控区域中的X-box基序调控基因表达。RFX3在发育和成人脑组织中高表达,尤其在神经发育早期,参与纤毛发生和皮层模式形成。此前研究已报道RFX3功能丧失变异与自闭症谱系障碍(ASD)、智力发育障碍(IDD)、注意缺陷/多动障碍(ADHD)及行为异常(如感觉过敏、情绪失调)相关,但癫痫表型描述不足——仅17%的携带者报告有癫痫发作,且缺乏发作类型、脑电图及治疗细节。直到2023年,Torio等人首次报道了一例RFX3致病变异导致的婴儿癫痫性痉挛综合征(IESS)病例。IESS是一种发育性癫痫性脑病(DEE),发生在脑发育的关键窗口期,由多种遗传、结构、代谢和获得性因素共同导致异常网络成熟和神经元过度兴奋。然而,RFX3与IESS的关联证据仍极为有限,仅有一例报道。因此,本研究旨在通过报告第二例由de novo 9p24.2微缺失(涉及RFX3)引起的IESS病例,进一步扩展RFX3相关神经发育障碍的临床和表型特征。
**研究内容与结论**
研究人员报告了一名3岁男性患儿,因7月龄出现成簇性伸肌痉挛伴眼球偏斜就诊,脑电图显示高度失律,诊断为IESS。经氨己烯酸(120 mg/kg/天)治疗后部分缓解,随后因痉挛加重,使用促肾上腺皮质激素(ACTH)储库疗法,2周内痉挛消失且脑电图恢复正常,随访至3岁未再发作。患儿存在全面发育迟缓(Griffiths量表总商77)、ASD(ADOS-2评分16)、面部畸形(长脸、宽额、扁平鼻梁、眼距过宽、内眦赘皮)及轻度轴性肌张力低下。遗传学分析:癫痫靶向NGS panel未检出致病性单核苷酸变异;而CGH-array(Illumina CytoSNP-850K阵列)在患儿中鉴定出位于9p24.2、约147 kb的de novo杂合微缺失(chr9:3389223-3536260),涉及RFX3(NM_134428)的外显子1和2,双亲均未携带,依据ACMG标准归类为可能致病(单倍剂量不足区域)。此外,研究人员利用公共RNA测序数据集GSE186334(包含颞叶内侧癫痫(mTLE)患者海马和皮层样本及死后对照)分析RFX3表达,发现RFX3在成人癫痫脑组织中表达无显著差异,但该结果不能排除种系缺失在早期神经发育中的致病作用。该研究意义在于:证实RFX3单倍剂量不足是IESS的罕见遗传病因,扩展了RFX3相关表型谱,支持将RFX3纳入IESS合并神经发育障碍患者的遗传评估。论文发表在《International Journal of Molecular Sciences》。
**主要关键技术方法**
1. **阵列比较基因组杂交(array-CGH)**:采用Illumina CytoSNP-850K阵列对先证者及父母进行三人组分析,平均分辨率约100 kb,鉴定拷贝数变异(CNV),并用Agilent 4×180K CGH阵列验证。
2. **靶向下一代测序(NGS)**:使用ClinEx Pro试剂盒在Illumina NovaSeq 6000平台进行三人组测序,分析26个癫痫相关基因(包括KCNQ2、SCN2A、SCN1A、STXBP1等)的编码区和外显子-内含子边界(±5 bp),平均覆盖深度245×。
3. **转录组差异表达分析**:基于公共数据集GSE186334(含mTLE患者海马/皮层样本及死后对照),分别对细胞质和核RNA组分使用DESeq2进行差异表达分析,评估RFX3在成人癫痫脑组织中的表达水平。
(样本队列来源:患者为单一个案,转录组分析数据来自GEO数据库中的GSE186334数据集,包含mTLE患者(有或无海马硬化)及死后对照样本。)
**研究结果**
**2.1 病例报告**
通过临床评估和脑电图监测,确诊一名7月龄男性患儿为IESS,表现为成簇伸肌痉挛伴眼球偏斜,脑电图见高度失律。经氨己烯酸和ACTH治疗,2周内痉挛和脑电图异常完全缓解,随访至3岁无复发。发育评估显示全面发育迟缓(Griffiths总商77),后确诊ASD(ADOS-2评分16),并存在面部畸形和轻度肌张力低下。
**2.2 遗传学分析**
通过CGH-array三人组分析,鉴定出先证者携带位于9p24.2的de novo杂合微缺失(约147 kb),涉及RFX3外显子1-2,双亲均未携带。依据ACMG标准,该CNV因重叠单倍剂量不足区域而被归类为可能致病。靶向NGS panel未检出其他致病性变异。
**2.3 对GSE186334数据集中RFX3表达的探索性分析**
利用公共RNA测序数据集GSE186334,分析颞叶内侧癫痫(mTLE)患者海马和皮层组织与死后对照的RFX3表达差异(分别处理细胞质和核RNA组分)。未发现mTLE非海马硬化(non-HS)样本与对照间在海马细胞质或核组分中存在显著差异,皮层样本中(mTLE non-HS或mTLE+HS与对照比较)亦无显著差异。表明在成人慢性癫痫相关病理中,RFX3转录本丰度保持不变。
**讨论与结论**
讨论部分指出,本病例与既往报道的RFX3相关神经发育障碍表型(ASD、发育迟缓、ADHD、行为失调、面部畸形、肌张力低下)高度重叠,且与Torio等人此前报道的IESS病例均对ACTH治疗反应良好,提示RFX3单倍剂量不足可能导致早期神经元过度兴奋和IESS易感性。通过分析DECIPHER数据库、pHaplo评分(1.00)、pLI(1.00)和LOEUF(0.21)等约束指标,支持RFX3为缺失区间内最可能的致病基因,且缺失涉及关键转录起始区,导致功能丧失。脑表达数据(BrainRNAseq和BrainSpan)显示RFX3在胎儿星形胶质细胞和发育期脑组织中高表达,提示其在早期神经发育和皮质成熟中起关键作用。Rfx3缺陷小鼠模型显示神经元迁移受损、胼胝体异常及纤毛依赖性信号失调,进一步支持RFX3缺失破坏兴奋-抑制平衡,导致癫痫易感性。研究局限性包括:缺乏全外显子或全基因组测序以排除其他修饰变异,以及缺乏患者来源样本的功能验证。但基于现有证据,de novo微缺失仍是最合理的致病解释。
**研究结论**:研究人员报告了第二例与RFX3变异相关的IESS病例,进一步提供了临床证据支持RFX3单倍剂量不足在早期发作性发育性癫痫性脑病(DEE)中的作用,并扩展了RFX3相关疾病的表型谱。两例IESS病例均对ACTH反应良好且持续无发作,提示可能预后良好,但需更多证据。早期识别ASD特征对及时干预至关重要。总体而言,这些发现支持将RFX3纳入IESS合并神经发育障碍患者的遗传评估,并强调需进一步研究阐明其在癫痫发生中的作用。