COG6基因新突變致新生兒期起病的先天性糖基化障礙1例并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

吳冰冰 李宛星 楊 琳 王慧君 周文浩

·論著·

COG6基因新突變致新生兒期起病的先天性糖基化障礙1例并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

吳冰冰1李宛星1楊 琳 王慧君 周文浩

目的 診斷1例COG6基因復(fù)合雜合突變所致的先天性糖基化障礙(CDG)，為CDG患兒的的早期診斷、制定干預(yù)措施和結(jié)局預(yù)測提供依據(jù)。方法 總結(jié)1例攜帶有COG6復(fù)合雜合突變的CDG患兒的臨床表型、家系sanger驗(yàn)證信息、影像學(xué)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查和隨訪信息，對(duì)COG6及其他Golgi復(fù)合體(COG)基因突變所致CDG的疾病表型行文獻(xiàn)復(fù)習(xí)。結(jié)果 患兒因早產(chǎn)、生后反復(fù)氣促吐沫1月余就診，主要表現(xiàn)為不明原因反復(fù)高熱伴肝酶異常，皮膚少汗，異常面容，并存在心、肺、腎、凝血和神經(jīng)系統(tǒng)異常。行核心家系全外顯子組檢測發(fā)現(xiàn)COG6基因復(fù)合雜合突變c.511C>T (p.R171X)和c.540G>A (p.E180E)，c.511C>T 來源于母親，是人類基因突變數(shù)據(jù)庫(HGMD)已報(bào)道的CDGⅡ型的致病突變；c.540G>A 來源于父親，為新發(fā)突變。匯總專業(yè)版HGMD已報(bào)道的COG6-CDG 患兒9例加本文1例共10例表型(CDGⅡ型)，異常面容，可表現(xiàn)為肝、皮膚、心臟、腎臟、骨骼、關(guān)節(jié)、凝血、免疫、神經(jīng)系、聽力和視覺異?；蚱渌蔚?，多數(shù)患兒生長發(fā)育遲緩，預(yù)后不良，5例病死，存活者均進(jìn)展為嚴(yán)重肝功能障礙伴反復(fù)感染。比COG-CDG其他亞型，臨床表現(xiàn)更豐富、病情偏重且預(yù)后差。結(jié)論 新生兒期表現(xiàn)為不明原因高熱伴肝酶異常，皮膚少汗，肌張力異常，或存在心、腎、免疫和凝血等多器官和系統(tǒng)功能異常的患兒，應(yīng)高度懷疑COG6-CDG，此類患兒多數(shù)生長發(fā)育遲緩，預(yù)后不良，新生兒期通過基因測序可早期診斷。

COG6基因； 先天性糖基化障礙； 少汗型外胚層發(fā)育不良； 突變； 高爾基復(fù)合體

1 病例資料

患兒男，1月16 d，因“早產(chǎn)，生后反復(fù)氣促吐沫1月余”于2016年4月至復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院(我院)就診。

患兒系G1P1，試管嬰兒，孕周34周，因?qū)m內(nèi)窘迫行剖宮產(chǎn)，出生體重1 700 g。父母否認(rèn)近親結(jié)婚。

患兒于出生后因“窒息”入住外院(Apgar不詳)，診斷為新生兒窒息，新生兒呼吸窘迫綜合征，呼吸衰竭，新生兒肺炎，早產(chǎn)兒，先天性心臟病，住院期間予肺表面活性物質(zhì)替代、機(jī)械通氣支持、抗生素、抗真菌、強(qiáng)心、利尿等治療1月余，患兒仍反復(fù)氣促、發(fā)熱，轉(zhuǎn)我院。

查體：呼吸急促、三凹征陽性，可聞及痰鳴音；肌張力偏高，未發(fā)現(xiàn)驚厥發(fā)作。入院第1 d血培養(yǎng)副血鏈球菌陽性；生化檢查示肝酶異常(AST 164 IU·L-1，ALT 521 IU·L-1， γ-GT 243 IU·L-1)；X線胸片示兩肺滲出多；心臟彩超示先天性心臟病(室間隔缺損、卵圓孔未閉、肺動(dòng)脈高壓、永存左上腔靜脈、心動(dòng)過緩)。入院后予以常規(guī)抗生素抗感染治療?；純河谧≡旱? d起出現(xiàn)反復(fù)弛張熱，體溫最高39.5℃，經(jīng)對(duì)癥治療后體溫連續(xù)正常不超過4 d再發(fā)熱。病程中患兒存在肺部感染(圖1A)，但無明顯全身感染中毒癥狀，入院第8 d血培養(yǎng)復(fù)查轉(zhuǎn)陰，此后多次痰、尿、腦脊液和血培養(yǎng)均陰性，CRP在正常范圍，且抗生素治療效果不佳，提示患兒發(fā)熱不能用單純肺部炎癥解釋。入院后肝酶持續(xù)異常，應(yīng)用保肝藥后復(fù)查肝酶仍高(AST 107 IU·L-1，ALT 571 IU·L-1，γ-GT 154 IU·L-1)。因患兒住院期間不明原因反復(fù)發(fā)熱，于入院52 d在我院進(jìn)行疑難病例討論，患兒反復(fù)發(fā)熱，結(jié)合查體皮膚光滑、皮紋少，平素出汗少，發(fā)熱及熱退時(shí)無明顯出汗表現(xiàn)，裸露皮膚后發(fā)熱可緩解，考慮外胚層發(fā)育不良可能。建議行皮膚病理活檢，汗腺結(jié)構(gòu)正常且發(fā)汗試驗(yàn)陽性，少汗型外胚層發(fā)育不良可能性大。頭顱MRI示雙側(cè)腦室略飽滿，后角少許陳舊性出血可能(圖1B)；B超檢查示左腎內(nèi)多發(fā)實(shí)質(zhì)性小占位(圖1C)；頭顱CT示下頜骨形態(tài)稍小，第二磨牙未見鈣沉著落后于足月新生兒(圖1D)；腹部X線片示腸腔大量積氣，X線胸片示新生兒支氣管肺發(fā)育不良；入院2月余內(nèi)分泌檢查TSH升高(12.73 μlU·mL-1)，考慮甲狀腺功能減低，不能排除為早產(chǎn)兒暫時(shí)性甲狀腺功能減低；血常規(guī)提示嗜酸性粒細(xì)胞缺乏?；純鹤≡褐委?0 d后家屬簽字出院，出院時(shí)患兒仍處高流量吸氧，氣促明顯，需鼻飼喂養(yǎng)。出院診斷：發(fā)熱(外胚層發(fā)熱不良可能大)，新生兒支氣管肺發(fā)育不良，支氣管肺炎，肝功能異常，先天性心臟病，心功能不全，貧血，低出生體重兒。出院后通訊隨訪得知患兒死亡，死亡時(shí)間、原因不詳。

圖1 患兒的影像學(xué)表現(xiàn)

注 A：X線胸片，B：頭顱MRI， C：腹部B超，D頭顱CT

為了明確患兒病因，于入院38 d時(shí)采集患兒及其父母的外周血各2 mL，應(yīng)用高通量全血磁珠純化試劑盒提取DNA，采用Illumina HiSeq X平臺(tái)測序，與人類參考基因組序列比對(duì)，表明95%的目標(biāo)捕獲區(qū)域測序深度>50×。用WuXi NextCODE公司的臨床序列分析軟件(Clinic Sequence Analyzer,CSA)分析測序結(jié)果，發(fā)現(xiàn)患兒存在COG6突變，進(jìn)行sanger驗(yàn)證，并提取父母DNA做家系sanger驗(yàn)證。圖2顯示患兒有COG6基因的復(fù)合雜合變異c.511C>T(p.R171X)和c.540G>A(p.E180E)，c.511C>T來自患兒母親，c.540G>A來自患兒父親。c.511C>T是人類基因突變數(shù)據(jù)庫(HGMD)已報(bào)道的先天性糖基化障礙(CDG)Ⅱ型的致病突變[1]，無義突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)在171位翻譯提前終止。c.540G>A未在HGMD報(bào)道，也未在千人基因組計(jì)劃、ExAC數(shù)據(jù)集及我院分子診斷中心內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中檢索到，為罕見變異。雖為同義變異，但位于5號(hào)外顯子最后一個(gè)堿基，在線預(yù)測軟件MutationTaster也預(yù)測其影響剪接，為致病突變。結(jié)合患兒臨床資料及基因測序結(jié)果，患兒診斷為COG6-CDG。

圖2 患兒及其父母COG6基因檢測

2 討論

糖基化修飾是一種重要的轉(zhuǎn)錄后修飾，約70%的蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體被加上特定的糖鏈，糖蛋白在蛋白折疊、分子識(shí)別和黏附等過程中發(fā)揮重要作用[2]。CDG是一種罕見的先天性遺傳代謝性疾病，由于蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的糖基化過程無處不在，所以CDG 患兒均表現(xiàn)為累及多系統(tǒng)的功能障礙。截止2017年1月11日專業(yè)版HGMD已報(bào)道的CDG相關(guān)基因共39個(gè)，Golgi復(fù)合體(COG)基因突變所致CDG均為Ⅱ型，該型為發(fā)生于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和COG內(nèi)的N-糖鏈加工修飾障礙[3]。COG有A、B兩葉，COG1～4構(gòu)成A葉，COG5～8構(gòu)成B葉。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了COG-1、-2、-4、-5、-6、-7和-8基因突變導(dǎo)致的CDG[2,4～8]。

本文患兒早產(chǎn)，因反復(fù)氣促吐沫1月余入住我院。入院第5 d起，患兒出現(xiàn)反復(fù)弛張熱，結(jié)合臨床查體、皮膚活檢結(jié)果并排除感染原因后，考慮少汗型外胚層發(fā)育不良可能大。少汗型外胚層發(fā)育不良是由于汗腺缺乏或汗腺功能異常導(dǎo)致的少汗和高熱，還可同時(shí)存在皮膚、頭發(fā)、指甲、牙齒的異常。既往報(bào)道病例中有8例患兒表現(xiàn)為外胚層發(fā)育不全，其中5例患兒生后即反復(fù)高熱，排除各種病原體感染因素后考慮是由于患兒異常少汗所致，另外在疾病后期患兒由于肝功能異常導(dǎo)致的出血傾向也是反復(fù)高熱的原因之一。Shaheen等[11]報(bào)道的患兒也表現(xiàn)為高熱、皮膚少汗和角化過度，但其皮膚活檢顯示汗腺數(shù)量和結(jié)構(gòu)正常，故推斷其皮膚少汗可能是由于汗腺功能異常所致。分布于汗腺的M3膽堿受體作為GPCR家族蛋白高度糖基化，其糖基化障礙致可導(dǎo)致受體功能不全，從而影響汗腺功能[12]。本文患兒住院期間肝酶持續(xù)偏高，應(yīng)用保肝藥物后肝功能并無好轉(zhuǎn)，這與既往國外報(bào)道的病例表型相符。肝細(xì)胞具有活躍的蛋白質(zhì)合成和分泌功能，推測由于糖基化障礙造成不成熟蛋白質(zhì)在肝膽系統(tǒng)的合成運(yùn)輸障礙而導(dǎo)致患兒的肝細(xì)胞損傷。另外，Lecca等[13]發(fā)現(xiàn)CDG患兒來源的纖維母細(xì)胞比正常對(duì)照組分泌更多的細(xì)胞外基質(zhì)包括膠原蛋白等，這也可能是CDG患兒進(jìn)展為小結(jié)節(jié)性肝硬化的原因之一。本文患兒左腎B超示左腎內(nèi)多發(fā)實(shí)質(zhì)小占位，結(jié)晶可能；既往報(bào)道4例腎臟異常中有1例存在右腎高回聲，結(jié)合本例患兒表型推測CDG可致腎臟結(jié)石形成。

表1 已報(bào)道的9例及本文1例COG6-CDG患兒的臨床表型

既往報(bào)道COG6-CDG病例中小頭畸形7例，多數(shù)患兒并非出生后即表現(xiàn)為小頭畸形，而是生長發(fā)育過程中腦發(fā)育遲緩所致。研究發(fā)現(xiàn)糖基化障礙會(huì)影響腦發(fā)育過程中神經(jīng)元的遷移和突觸形成[14,15]，推測可能是導(dǎo)致患兒小頭畸形的原因之一。本文患兒表現(xiàn)為小下頜和牙齒發(fā)育落后于足月新生兒，但并未發(fā)現(xiàn)小頭畸形，與本文患兒年齡尚小、臨床表型尚未充分表現(xiàn)有關(guān)。糖免疫學(xué)研究揭示了糖基化蛋白在免疫細(xì)胞的成熟、抗原抗體的相互識(shí)別中發(fā)揮重要的作用，從而參與調(diào)控固有免疫和適應(yīng)性免疫[16,17]。既往報(bào)道中6例患兒在病程后期存在反復(fù)感染，4例存在免疫異常。本文患兒診斷為支氣管肺炎，X線胸片示兩肺滲出多、右上肺段實(shí)變不張，腹部B超顯示腸腔大量積氣且不能耐受喂養(yǎng)提示胃腸道可能存在異常。可能由于患兒年齡尚小、疾病并未進(jìn)展到后期，所以表型并不典型。

綜上所述，本文患兒與既往報(bào)道COG6-CDG病例的臨床表型高度相符，但由于本文患兒年齡小，有些臨床表型尚未出現(xiàn)。

表2 COG-CDG各亞型臨床表型總結(jié)與比較

注 1)反復(fù)的腹瀉和肺部感染

3 結(jié)論

由于目前國外已報(bào)道的COG6基因突變所致的CDG患兒只有9例。本文通過核心家系全外顯子組檢測明確診斷1例COG6-CDG患兒，補(bǔ)充和豐富了該疾病的臨床表型譜和基因突變譜。新生兒期表現(xiàn)為不明原因高熱伴肝酶異常，皮膚少汗，肌張力異常，或累及心臟、腎臟、免疫、凝血等多系統(tǒng)的功能異常的患兒，應(yīng)高度懷疑COG6-CDG，多數(shù)患兒生長發(fā)育遲緩、預(yù)后不良。新生兒期通過基因測序可早期診斷該病，為患兒制定早期干預(yù)治療措施提供依據(jù)。

[1]Rymen D,Keldermans L,Race V,et al.COG5-CDG:expanding the clinical spectrum.Orphanet J Rare Dis,2012,7:94

[2]Freeze HH,Chong JX,Bamshad MJ,et al.Solving glycosylation disorders:fundamental approaches reveal complicated pathways.Am J Hum Genet,2014,94(2):161-175

[3]Rymen D,Winter J,Van Hasselt PM,et al.Key features and clinical variability of COG6-CDG.Mol Genet Metab,2015,116(3):163-170

[4]Lubbehusen J,Thiel C,Rind N,et al.Fatal outcome due to deficiency of subunit 6 of the conserved oligomeric Golgi complex leading to a new type of congenital disorders of glycosylation.Hum Mol Genet,2010,19(18):3623-3633

[5]Huybrechts S,De Laet C,Bontems P,et al.Deficiency of Subunit 6 of the Conserved Oligomeric Golgi Complex (COG6-CDG):Second Patient,Different Phenotype.JIMD Rep,2012,4:103-108

[6]Shaheen R,Ansari S,Alshammari MJ,et al.A novel syndrome of hypohidrosis and intellectual disability is linked to COG6 deficiency.J Med Genet,2013,50(7):431-436

[7]Rymen D,Jaeken J.Skin manifestations in CDG.J Inherit Metab Dis,2014,37(5):699-708

[8]Lecca MR,Maag C,Berger EG,et al.Fibrotic response in fibroblasts from congenital disorders of glycosylation.J Cell Mol Med,2011,15(8):1788-1796

[9]Vuillaumier-Barrot S,Bouchet-Seraphin C,Chelbi M,et al.Identification of mutations in TMEM5 and ISPD as a cause of severe cobblestone lissencephaly.Am J Hum Genet,2012,91(6):1135-1143

[10]Dityatev A,Dityateva G,Sytnyk V,et al.Polysialylated neural cell adhesion molecule promotes remodeling and formation of hippocampal synapses.J Neurosci,2004,24(42):9372-9382

[11]van Kooyk Y,Rabinovich GA.Protein-glycan interactions in the control of innate and adaptive immune responses.Nat Immunol,2008,9(6):593-601

[12]Monticelli M,Ferro T,Jaeken J,et al.Immunological aspects of congenital disorders of glycosylation (CDG):a review.J Inherit Metab Dis,2016,39(6):765-780

[13]朱麗,張蓉,張淑蓮,等.中國不同胎齡新生兒出生體重曲線研制.中華兒科雜志,2015,53(2):97-103.

[14] Zeevaert R,Foulquier F,Dimitrov B,et al.Cerebrocostomandibular-like syndrome and a mutation in the conserved oligomeric Golgi complex,subunit 1.Hum Mol Genet,2009,18(3):517-524.

[15] Kodera H,Ando N,Yuasa I,et al.Mutations in COG2 encoding a subunit of the conserved oligomeric golgi complex cause a congenital disorder of glycosylation.Clin Genet,2015,87(5):455-460.

[16]Reynders E,Foulquier F,Leao TE,et al.Golgi function and dysfunction in the first COG4-deficient CDG type II patient.Hum Mol Genet,2009,18(17):3244-3256

[17]Wu X,Steet RA,Bohorov O,et al.Mutation of the COG complex subunit gene COG7 causes a lethal congenital disorder.Nat Med,2004,10(5):518-523.

[18]Foulquier F,Ungar D,Reynders E,et al.A new inborn error of glycosylation due to a Cog8 deficiency reveals a critical role for the Cog1-Cog8 interaction in COG complex formation.Hum Mol Genet,2007,16(7):717-730

[19]Morava E,Zeevaert R,Korsch E,et al.A common mutation in the COG7 gene with a consistent phenotype including microcephaly,adducted thumbs,growth retardation,VSD and episodes of hyperthermia.Eur J Hum Genet,2007,15(6):638-645

(本文編輯：張崇凡，孫晉楓)

A case of neonatal congenital disorders of glycosylation caused by COG6 gene mutation and literature review

WUBing-bing1,LIWan-xing1,YANGLin,WANGHui-jun,ZHOUWen-hao

(TheMolecularGeneticDiagnosisCenter,ShanghaiKeyLabofBirthDefect,Children'sHospitalofFudanUniversity,Shanghai201102,China; 1Co-firstauthor)

YANG Lin，E-mail:yanglin_fudan@163.com

Objective To diagnose a neonate as congenital disorders of glycosylation caused byCOG6 gene mutation (COG6-CDG),summarize and compare clinical features of 7 subtypes of CDGs caused by mutations of Golgi complex (COG),and to provide the basis for accurate diagnosis,clinical decision-making and outcome prediction of COG-CDGs.MethodsAnalysis was performed on clinical features,parental sanger test,imageological examination,laboratory test and follow-up of a patient carrying a pair of compound heterozygous mutations ofCOG6,and literatures about clinical features of CDGs caused byCOG6 and other COGs were reviewed.ResultsThe patient presented with recurrent hyperpyrexia,elevated liver enzymes,congenital heart disease,prolonged APTT,multiple small lesions in left kidney,micrognathia,no calcification of second molar,eosinophil deficiency.A pair of compound heterozygous mutations ofCOG6 was found by WES.c.511C>T p.R171X was from mother and was reported as a pathogenic mutation ofCOG6-CDG by HGMD,while c.540G>A p.E180E was from father and was a novel splicing mutation.Nine patients were reported asCOG6-CDG listed by HGMD,clinical features were liver dysfunction,abnormal growth and development,facial abnormalities,recurrent hyperpyrexia,hypohidrosis,skin abnormalities,congenital heart disease,renal abnormalities,coagulation abnormalities,abnormal immune system,skeletal joint deformities,seizures,abnormal brain MRI,hearing or visual abnormalities or other malformations,more than half patients died and the rest survivors progressed to severe liver dysfunction with recurrent infections.ConclusionThe first case ofCOG6-CDG is diagnosed and reported in China,COG6-CDG is a rare genetic disease involving multiple organ systems,hypohidrotic ectodermal dysplasia with liver enzyme abnormalities is its main clinical features,most patients present with abnormal growth and development,and poor prognosis.Neonatal gene sequencing can help diagnose COG-CDG and provide the basis for accurate diagnosis,clinical decision-making and outcome prediction of COG-CDGs.

COG6 gene； Congenital disorders of glycosylation； Hypohidrotic ectodermal dysplasia； Mutation； Golgi complex

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)基金：15XD1500800

復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院分子診斷中心，上海市出生缺陷防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海，201102；1 共同第一作者

楊琳，E-mail:yanglin_fudan@163.com

10.3969/j.issn.1673-5501.2017.01.010

2017-01-17

2017-02-13)