Наследственность играет важную роль в развитии эпилепсии. При большинстве форм эпилепсии имеет место полигенпо-детерминируемая предрасположенность, а возникновение заболевания является результа
том взаимодействия совокупности ряда генетических и средовых факторов [Карлов В.А., 1990; SteinleinO., 1999]. В то же время вклад некоторых генов является настолько значимым, что мутации в любом из них являются достаточным условием для манифестации менделирую- щих (чаще всего аутосомно-доминантных) форм эпилепсии. Следует добавить, что моногенное наследование наиболее характерно для генерализованных форм эпилепсии и в меньшей степени - для эпилепсии с парциальными припадками.
3.6.1.1. Каналопатии
Все наследственные формы эпилепсии с установленными генами обусловлены повреждением ионных каналов, имеющих прямое отношение к механизмам поляризации мембраны нейронов. Это позволяет отнести данные заболевания к группе каналопатий.
Заболевания, обусловленные повреждением калиевых каналов. В нервной системе имеются разные типы калиевых каналов, специфичные для оиределеных групп нейронов. Одним из наиболее изученных является М- канал, контролирующий медленную активацию и инактивацию трапемембрапного порока ионов калия, порог электровозбудимости нейронов и ответ на синаптическое высвобождение нейротрансмиттсров [Wang H.-S. et al., 1998]. М-капал имеет соматодендритическую локализацию в полиморфных нейронах коры больших полушарий и гиппокампа, а также периферических симпатических нейронах. Он образован двумя взаимодействующими субъединицами KCNQ2 и KCNQ3, относящимися к KQT-семейству потенциал-зависимых калиевых каналов, причем обе белковые субъединицы ассоциированы с тубулином и протеинкиназой А, формируя сложный сигнальный комплекс с множественными функциями [Wang H.-S. et al., 1998; Cooper E. et al., 2000]. Гены KCNQ2 и KCNQ3 локализованы, соответственно, на хромосомах 20ql3.3 и 8q24. Мутации в этих генах приводят к развитию одной их форм генерализованной эпилепсии детского возраста - доброкачественных семейных неонатальных судорог [Biervert С. et al., 1998; Charlier С. etal., 1998; SinghN. etal., 1998]. Данное ауто- сомо-доминантное заболевание характеризуется короткими тонико-клоническими припадками, моторными автоматизмами и эпизодами апноэ в первые дни жизни ребенка (иногда резкие пароксизмальные движения плода регистрируются внутриутробно на протяжении последних 2 месяцев беременности), спонтанным выздоровлением спустя несколько недель и дальнейшим нормальным психомоторным развитием [Ronen G. et al., 1993]. Риск последующей трансформации доброкачественных неонатальных судорог в генерализованную эпилепсию составляет около 16%, в связи с чем KCNQ3-accouHH- рованная форма неонатальных судорог, возможно, является аллельным заболеванием с генерализованной идиопатической эпилепсией, картированной в том же хромосомном локусе 8q24 [Zara F et al., 1995].
После клонирования генов KCNQ2 и KCNQ3 соответствующие белковые продукты стали предметом интенсивных функциональных исследований. Экспрессия мутантного белка KCNQ2 в эксперименте показала резкое угнетение калиевого тока во время потенциала действия, что приводит к нарушению калий-зависимой реноляризации нейрональных мембран [Biervert С. et al., 1998]. Интересно отметить, что повреждения еще одного родственного гена KQT-семейства калиевых кап адов (ген KCNQ1 на хромосоме 11) ответственны за развитие наследственной формы аритмии с синкопальными состояниями - синдрома удлиненного интервала QTS обусловленного нарушением нейрогенной регуляции сердечного ритма [Wang Q. et al., 1996].
Как указывалось в разделе 3.3.3.2, мутации в гене принципиально другого типа калиевых каналов (ген KCNA1 на хромосоме 12р13) являются причиной развития эпизодической атаксии 1-го типа. У некоторых больных с подтвержденными мутациями в гене KCNA1 острые эпизоды атаксии сочетаются с парциальными эпилептическими припадками [Zuberi S. et al., 1999]; более того, анализ описанных в литературе семейных случаев эпизодической атаксии-1 показывает более высокую частоту эпилепсии у больных родственников по сравнению со здоровыми членами семей. Эти наблюдения подтверждают роль дисфункции нейрональных калиевых каналов в генерации эпилептических феноменов (как и пароксизмов атаксии) и свидетельствую! о том, что и другие разнообразные гены калиевых каналов являются очевидными кандидатами при поиске генов се- 'мейных форм эпилепсии у человека.
Заболевания, обусловленные повреждением натриевых каналов. Нейрональный потенциал-зависимый натриевый канал представляет собой белковый комплекс, состоящий из большой трапсмембранной а-субъедини- цы (структурно-функциональной основы канала) и двух малых (3-субъединиц (модулирующих инактивацию Na'- канала и уровень экспрессии а-субъединицы) [Wallace R. etal., 1998]. Повышение проницаемости нейрональных мембран для ионов натрия является хорошо изученным и важным фактором эпилептогенеза. Совсем недавно было показано, что дефекты а- и Р,-субъединиц нейронального натриевого канала, обусловленные мутациями соответствующих генов SCN1A и SCN1B на хромосомах 2q24 и 19q 13.1, приводят к развитию так называемой «генерализованной эпилепсии с фебрильными судорогами плюс» [Wallace R. et al., 1998; Escayg A. et al., 2000 (б)]. Данное заболевание наследуется по аутосом- но-доминантному типу с неполной пенетрантностью и характеризуется фебрильными судорогами (наблюдаемыми не только в типичном возрасте lt;5 лет, но и позднее), а также различными видами афебрильных генерализованных припадков (тонико-клонических, миоклоничес- ких, атонических, абсансов) или их сочетанием, что может сопровождаться развитием фенотипа миоклоничес- ки-астатической эпилепсии [Scheffer I.,Berkovic S., 1997]
Функциональные исследования мутантного белка SCN1B на клеточной системе in vitro продемонстрировали замедление инактивации (закрывания) нейрональных натриевых каналов, что, по-видимому, сопровождается патологической «утечкой» тока ионов Na+ в клетку, провоцирующей деполяризацию и гипервозбудимость нейрональной мембраны [Wallace R. et al., 1998]. Предполагается, что взаимосвязь припадков с повышением температуры тела обусловлена влиянием температурного фактора на проницаемость натриевых каналов.
Интересно отметить, что, помимо мутаций в генах натриевых каналов, фемотип данной формы эпилепсии может быть связан также с повреждением гена у2-субъединицы рецептора ГАМК [Baulac S. et al., 2001].
Заболевания, обусловленные повреждением кальциевых каналов. Потенциалзависимые кальциевые каналы играют ключевую роль в высвобождении нейротрансмиттеров. Нейрональный кальциевый канал явля ется мультимерным белковым комплексом, в состав которого входит а j-субъединица, формирующая остов канала, и вспомогательные субъединицы (3, у и а.26 [Escayg A. et al., 2000 (а)]. Известно, как минимум, семь различных генов, кодирующих субъединицу аг и 4 го мологичных гена, кодирующих субъединицы р|-р4 кал!
циевого канала. Взаимодействие между а,- и Р-субъе- диницами регулирует амплитуду кальциевого тока, его потенциал-зависимость и кинетику активации и инактивации [De Waard М., Campbell К., 1995]. В 2000 году A. Escayg с соавторами, проводя скрининг гена Р4-субъе- диницы кальциевого канала (CACNB4, хромосома 2q22- 23) в большой выборке семейных случаев эпилепсии, обнаружили мутации в данном гене в 2 семьях с аутосом- но-доминантной идиопатической генерализованной эпилепсией [Escayg A. et al., 2000 (а)]. Интересно, что одна из выявленных мутаций была также обнаружена у больного с семейной энизодической атаксией, близкой по клиническим характеристикам к эпизодической атаксии 2-го типа (ацетазол-чувствительной). Основной же вариант эпизодической атаксии-2, как указывалось в разделе

2. обусловлен нонсенс-мутациями гена другой субъединицы кальциевого канала - а1А(ген CACNL1А4) |Ophoff R. et al., 1996]. Таким образом, синдромы кальциевых каналов, аналогично описанным выше KCNA1- лссоциированиым синдромам калиевых каналов, свиде- I ельствуют о патогенетической взаимосвязи между эпи- лептическими припадками и острыми пароксизмами .наксии при каналопатиях. Конкретный механизм патогенетического эффекта мутаций в гене CACNB4 заюпо- 11ается в нарушении взаимодействия мутантной [^-субъединицы с а|Д-субъединицей кальциевого канала, что приводит к сокращению быстрого компонента инактивации канала и снижению потока ионов кальция в активизированные нейроны в процессе генерации потенциалов действия [Escayg A. et al., 2000].

Нарушение проницаемости мембран для ионов гбльция как основа эпилептогенной гипервозбудимости 11сйронов может опосредоваться и другим молекулярным механизмом - патологией нейрональных никотиновых рецепторов ацетилхолина(н-холинорецепторов). Нейрональные н-холинорецепторы относятся к суперсемсйству лиганд-зависимых ионных каналов, контролирующих быструю синаптическую трансмиссию [Groot Когте]ink R, Luyten W., 1997]. Различные подтипы нейрональных н-холинорецепторов различаются по составу входящих в них а- и Р-субъединиц Активация нейрональных н-холинорецепторов сопровождается значительным повышением содержания кальция в клетке благодаря прямому пассажу ионов кальция через рецепторный канал, и именно таким путем ацетилхолинергичес- кие нейроны регулируют обширный снектр клеточных событий [Rathouz М. et al., 1996]. Показано, что мутации в генах а4- и Р2-субъединиц нейронального н-холи- норецептора (соответственно, ген CHRNA4 на хромосоме 20ql3.2-13.3 и ген CHRNB2 на хромосоме 1р21), лежат в основе развития аутосомно-домипантной лобной эпилепсии с ночными пароксизмами [Steinlein О. et al., 1995; De Fusco M. et al., 2000]. Это единственная пока форма эпилепсии с парциальными припадками, для которой идентифицированы мутантные гены. Еще один локус аутосомно-доминантной лобной эпилепсии с ночными пароксизмами картирован на хромосоме 15q24, в тесном сцеплении с кластером генов а3-, а5- и (34-субъе- диниц нейрональных н-холинорецепторов [Phillips Н. et al., 1998]. Можно предположить, что патогенез данного генетического варианта заболевания также связан с нарушением проницаемости нейрональных мембран для ионов кальция, обусловленным повреждением одного из указанных генов н-холинорецепторов в области 15q24. В ряде семей, отягощенных аутосомно-доминантной лобной эпилепсией с ночными пароксизмами, сцепление со всеми указанными хромосомными локусами достоверно исключено.
ДНК-диагностика эпилептических каналопатий. К настоящему времени у больных наследственными эпилепсиями из различных популяций мира выявлено около 20 мутаций в генах ионных каналов (толковые мутации, делении и вставки), большинство из которых являются уникальными и не повторяются в разных семьях [Steinlein О., 1999] Принимая во внимание сложную муЛьтиэкзонную организацию генов ионных каналов, поиск мутаций в них является весьма трудоемким и предполагает исследование всей кодирующей области гена с помощью стандартных методов мутационного скрининга, описанных в главе 1. При отборе генов-кандидатов для исследования необходимо ориентироваться на клиническую картину заболевания и сравнительную частоту отдельных генетических форм каналопат ий (так, повреждения гена KCNQ2 обусловливают свыше 90% всех случаев доброкачественных семейных неонатальных судорог с идентифицированными мутациями, тогда ген К С N03 вовлекается гораздо реже и должен исследоваться во вторую очередь). Большое число фенокопий сугце- lt; твенно осложняет задачу, поэтому на сегодняшний день поиск мутаций в генах ионных каналов рекомендуется ограничить только несомненными семейными случаями заболеваний. При обнаружении мутации в изучаемой семье возможно проведение прямой ДНК-диагностики у клинически здоровых лиц, относящихся к группе риска.
Несмотря на технические сложности и сравни- I ельно небольшой опыт прямой ДНК-диагностики эпи- |оптических каналопатий, такая диагностика представ- ьяется исключительно важной с клинической точки зрения. Дело в том, что механизм действия многих известных антиконвульсантов основан на модулировании функции нейрональных ионных каналов. Например, карба- n 1зепин и фенитоин оказывают свой противосудорож- иый эффект через потенцирование инактивации натриевых каналов [McDonald R., Kelly К., 1994]. Более того, знание молекулярных звеньев патогенеза различных форм эпилепсии является необходимым для разработки новых противосудорожных лекарственных препаратов. Таким образом, идентификация мутации в конкретном гене в будущем должна стать одной из ключевых предпосылок для проведения специфической, патогенетически обоснованной терапии наследственных форм эпилепсии.