Mutations in SCN2A, a gene encoding the voltage-gated sodium channel Nav1.2, have been associated with a spectrum of epilepsies and neurodevelopmental disorders. Here, we report the phenotypes of 71 patients and review 130 previously reported patients. We found that (i) encephalopathies with infantile/childhood onset epilepsies (≥3 months of age) occur almost as often as those with an early infantile onset (<3 months), and are thus more frequent than previously reported; (ii) distinct phenotypes can be seen within the late onset group, including myoclonic-atonic epilepsy (two patients), Lennox-Gastaut not emerging from West syndrome (two patients), and focal epilepsies with an electrical status epilepticus during slow sleep-like EEG pattern (six patients); and (iii) West syndrome constitutes a common phenotype with a major recurring mutation (p.Arg853Gln: two new and four previously reported children). Other known phenotypes include Ohtahara syndrome, epilepsy of infancy with migrating focal seizures, and intellectual disability or autism without epilepsy. To assess the response to antiepileptic therapy, we retrospectively reviewed the treatment regimen and the course of the epilepsy in 66 patients for which well-documented medical information was available. We find that the use of sodium channel blockers was often associated with clinically relevant seizure reduction or seizure freedom in children with early infantile epilepsies (<3 months), whereas other antiepileptic drugs were less effective. In contrast, sodium channel blockers were rarely effective in epilepsies with later onset (≥3 months) and sometimes induced seizure worsening. Regarding the genetic findings, truncating mutations were exclusively seen in patients with late onset epilepsies and lack of response to sodium channel blockers. Functional characterization of four selected missense mutations using whole cell patch-clamping in tsA201 cells-together with data from the literature-suggest that mutations associated with early infantile epilepsy result in increased sodium channel activity with gain-of-function, characterized by slowing of fast inactivation, acceleration of its recovery or increased persistent sodium current. Further, a good response to sodium channel blockers clinically was found to be associated with a relatively small gain-of-function. In contrast, mutations in patients with late-onset forms and an insufficient response to sodium channel blockers were associated with loss-of-function effects, including a depolarizing shift of voltage-dependent activation or a hyperpolarizing shift of channel availability (steady-state inactivation). Our clinical and experimental data suggest a correlation between age at disease onset, response to sodium channel blockers and the functional properties of mutations in children with SCN2A-related epilepsy.

PurposeTo define the phenotypic and mutational spectrum of epilepsies related to DEPDC5, NPRL2 and NPRL3 genes encoding the GATOR1 complex, a negative regulator of the mTORC1 pathwayMethodsWe analyzed clinical and genetic data of 73 novel probands (familial and sporadic) with epilepsy-related variants in GATOR1-encoding genes and proposed new guidelines for clinical interpretation of GATOR1 variants.ResultsThe GATOR1 seizure phenotype consisted mostly in focal seizures (e.g., hypermotor or frontal lobe seizures in 50%), with a mean age at onset of 4.4 years, often sleep-related and drug-resistant (54%), and associated with focal cortical dysplasia (20%). Infantile spasms were reported in 10% of the probands. Sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP) occurred in 10% of the families. Novel classification framework of all 140 epilepsy-related GATOR1 variants (including the variants of this study) revealed that 68% are loss-of-function pathogenic, 14% are likely pathogenic, 15% are variants of uncertain significance and 3% are likely benign.ConclusionOur data emphasize the increasingly important role of GATOR1 genes in the pathogenesis of focal epilepsies (>180 probands to date). The GATOR1 phenotypic spectrum ranges from sporadic early-onset epilepsies with cognitive impairment comorbidities to familial focal epilepsies, and SUDEP.

Abstract Chung-Jansen syndrome is a neurodevelopmental disorder characterized by intellectual disability, behavioral problems, obesity and dysmorphic features. It is caused by pathogenic variants in the PHIP gene that encodes for the Pleckstrin homology domain-interacting protein, which is part of an epigenetic modifier protein complex. Therefore, we hypothesized that PHIP haploinsufficiency may impact genome-wide DNA methylation (DNAm). We assessed the DNAm profiles of affected individuals with pathogenic and likely pathogenic PHIP variants with Infinium Methylation EPIC arrays and report a specific and sensitive DNAm episignature biomarker for Chung–Jansen syndrome. In addition, we observed similarities between the methylation profile of Chung–Jansen syndrome and that of functionally related and clinically partially overlapping genetic disorders, White–Kernohan syndrome (caused by variants in DDB1 gene) and Börjeson–Forssman–Lehmann syndrome (caused by variants in PHF6 gene). Based on these observations we also proceeded to develop a common episignature biomarker for these disorders. These newly defined episignatures can be used as part of a multiclass episignature classifier for screening of affected individuals with rare disorders and interpretation of genetic variants of unknown clinical significance, and provide further insights into the common molecular pathophysiology of the clinically-related Chung–Jansen, Börjeson–Forssman–Lehmann and White–Kernohan syndromes.