Genetic Factors in Spike‐wave Absences

SUMMARY The object of the study presented here was to obtain information about the genetics of absence epilepsies from the family histories of the patients and EEG examination of their siblings. There were 239 patients with absence epilepsy, and EEGs were recorded of 242 siblings of 109 patients, and of 685 control children. In 30% of the families, at least one relative had a history of seizures. The highest incidence, 7 % and 6 %, was in siblings and parents. The incidence of seizures was higher in the families of female than of male probands. The EEGs of 242 siblings showed theta rhythms, spike‐wave patterns or photosensitivity in 28 %. Of the siblings 1–8 yr old, 19 % had theta rhythms with maximum incidence, 27 %, in children 3–4 yr old. This was significantly more frequent than in control children. Spike‐waves were elicited by photic stimulation in 12% of the siblings, the maximum in children 11–12 yr old, 27%. Spike‐waves at rest and during hyperventilation were found in up to 20% of the siblings, depending on age. The maximum incidence in controls did not exceed 3 %. Occipital delta rhythms showed a different age distribution in siblings and controls with a maximum at 9–10 yr in siblings and at 3–4 yr in controls. The overall incidence of occipital delta rhythms was about the same in siblings and controls. The relations of the various EEG traits with each other were analyzed. Theta rhythms, spike‐waves evoked by photic stimulation, and spike‐waves at rest and during hyperventilation occurred in the siblings independently of each other. Occipital delta activity and photosensitivity were inversely related in that siblings of patients with delta rhythms were less often photosensitive than siblings of patients without delta activity. In accordance with former studies occipital delta rhythms are interpreted as a symptom of a partially genetically determined inhibitory cerebral function. The relations of EEG findings in siblings and clinical data of the probands were examined. The only positive relation was that the siblings of patients with myoclonicastatic seizures had a statistically significant higher incidence of photosensitivity. Taken as a whole, the results suggest that epilepsies with spike‐wave absences are not inherited by an autosomal dominant gene, but that several genetic factors are responsible, some mutually independent and some either reinforcing or inhibiting the others. RÉSUMÉ Le but de cette étude était ďobtenir des informations sur la génétique des absences épileptiques, à partir des histoires familiales des patients et de ľEEG de leurs frères et soeurs. II y avait 239 patients avec des absences épileptiques et ľon a pratiqué un EEG chez 242 frères et soeurs de 109 patients. Dans 30% des families, un des membres de celle‐ci présentait une histoire de crises. Le pourcentage le plus élevé, 7% et 6%, se trouve chez les frères et soeurs et leurs parents. Ľincidence ďune histoire familiale positive était plus élevée pour les propositus de sexe féminin que pour ceux de sexe masculin. Les EEG des 242 frères et soeurs montraient des rythmes thêta, ou des patterns de pointe‐ondes dans 28% des cas. Parmi les enfants de 1–8 ans, 19% avaient des rythmes thêta avec un maximum ďincidence, 27%, chez les enfants de 3–4 ans. Ces rythmes étaient significativement plus fréquents que chez un groupe ďenfants témoins. La stimulation lumineuse intermittente provoquait des pointe‐ondes chez 12% des enfants avec une incidence maximale, 27%, chez les enfants de 11–12 ans. Les décharges de pointe‐ondes au repos et pendant ľhyperpnée se retrouvaient avec une incidence maximale jusqu'à 20% chez les enfants en fonction de ľâge. Ľincidence maximale dans une population de contrôle ne dépassait pas 3%. Les rythmes delta dans la région occipitale montraient une différence entre les frères et soeurs et le groupe de contrôle seulement en fonction de ľâge, avec un maximum ďimportance entre 9 et 10 ans pour les frères et soeurs et 3–4 ans pour le groupe de contrôle. Ľincidence maximale de cette rythme delta occipitale était sensiblement la même chez les frères et soeurs et le groupe de contrôle. On a analysé les relations entre les différents aspects EEG et on a constaté que les rythmes thêta et les pointe‐ondes provoquées par la stimulation lumineuse intermittente et les pointe‐ondes au repos et pendant ľH.P.N. survenaient chez les enfants, indépendamment les uns des autres. Les rythmes delta occipitales et la photosensibilitéétaient chez les frères et soeurs en relation inverse; les frères et soeurs des patients avec des rythmes delta étaient moins fréquemment photosensibles que les frères et soeurs des patients sans ondes delta occipitales. En accord avec des études précédentes, les rythmes delta occipitaux sont considérés comme ľexpression ďune fonction inhibitrice ďorigine partiellement génétique. On a pris eh considération les données EEG chez les frères et soeurs et les données cliniques des propositus. La seule relation positive qu'on ait retrouvée était que les frères et soeurs des patients avec des crises myoclono‐astatiques avaient une incidence statistiquement significative plus élevée en ce qui concerne la phososensibilité. Dans ľensemble, les résultats suggèrent que les épilepsies à type ďabsences s'accompagnant de pointe‐ondes ne sont pas transmises par un gène autosomique dominant, mais que plusieurs facteurs génétiques en sont responsables, dont certains mutuellement indépendants et ďautres ayant une action réciproque inhibitrice ou facilitatrice. ZUSAMMENFASSUNG Ziel der Untersuchung war es, Informationen über die Genetik der Absence‐Epilepsien aus der Familienanamnese der Patienten und der EEG‐Untersuchung ihrer Geschwister zu erlangen. Das Krankengut umfasst 239 Fälle mit Absence‐Epilepsie. Bei 242 Geschwistern von 109 Patienten und 685 hiragesunden Kontrollkindern wurde ein EEG abgeleitet. In 30% der Familien hatte mindestens ein Verwandter eine Anfallsanamnese. Die höchste Morbidität fand sich bei den Geschwistern und Eltern (7% und 6%). In den Familien von weiblichen Probanden war die Morbidität grösser als in den Familien der männlichen. Theta‐Rhythmen, spike‐waves im Ruhe‐ und Hyperventilations‐EEG oder eine Photosensibilität fanden sich in 28% der EEG der 242 Geschwister. Ein bis acht Jahre alte Geschwister hatten in 19% Theta‐Rhythmen; der höchste Prozentsatz (27%) fand sich bei 3–4 Jahre alten Kindern. Der Unterschied zu Kontrollkindern ist signifikant. Eine Photosensibilität war bei 12% aller Geschwister nachweisbar. Der höchste Prozentsatz (27%) fand sich bei 11–12 Jahre alten Kindern. Spike‐wave‐Muster in Ruhe und bei Hyperventilation traten in altersabhängiger Häufigkeit auf, bei den Geschwistern in bis zu 20%, bei den Kontrollkindern in bis zu 3%. Occipitale Delta‐Rhythmen fanden sich bei Geschwistern etwa gleich häufig wie bei Kontrollen. Ihre Altersverteilung ist in beiden Gruppen jedoch unterschiedlich: Das Häufigkeitsmaximum liegt bei Geschwistern zwischen 9 und 10 Jahren, bei Kontrollen zwischen 3 und 4 Jahren. Die Beziehungen der verschiedenen EEG‐Merkmale untereinander wurden analysiert. Theta‐Rhythmen, spike‐wave unter Photostimulation und spike‐wave in Ruhe und bei Hyperventilation traten bei den Geschwistern unabhängig von einander auf. Occipitale Delta‐Rhythmen und Photosensibilität verhielten sich gegenlaufig: Geschwister von Patienten mit Delta‐Rhythmen waren seltener photosensibel als Geschwister von Patienten ohne Delta‐Rhythmen. In Übereinstimmung mit früheren Untersuchungen werden occipitale Delta‐Rhythmen als Ausdruck eines partiell genetisch determinierten inhibitorischen Mechanismus angesehen. Die Beziehungen zwischen bestimmten Geschwisterbefunden und klinischen Daten der Probanden werden untersucht. Bei Patienten mit myoklonisch‐astatischen Symptomen und ihren Geschwistern kommt eine Photosensibilität gehäuft vor. Insgesamt sprechen die Ergebnisse dafür, dass Epilepsien mit spike‐wave‐Absencen nicht einem autosomal dominanten Erbgang folgen. Es sind vielmehr mehrere, von einander unabhängige, sich gegenseitig in ihrer Wirkung addierende und inhibierende genetische Momente verantwortlich.