3例糖原累積癥Ib型SLC37A4基因分析

袁裕衡 劉 妍 邱正慶

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院（北京 100730）

3例糖原累積癥Ib型SLC37A4基因分析

袁裕衡 劉 妍 邱正慶

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院（北京 100730）

目的探討糖原累積癥Ib型SLC37A4基因突變狀況及基因型與臨床表型的關(guān)系。方法回顧分析3例糖原累積癥Ib型患兒的臨床資料及SLC37A4基因檢測結(jié)果。結(jié)果3例患兒，男2例，女1例，年齡分別為6、9、16歲，臨床表現(xiàn)為肝大、空腹低血糖、高乳酸血癥、高脂血癥和粒細胞減少。外周血DNA直接測序分析SLC37A4基因的6個等位基因，共檢測出4種突變，包括錯義突變2個，p. Leu23Arg、p.Pro191Leu，剪切突變1個，c.870+5G＞A，缺失突變1個，c.1042_1043 del CT。3例患兒的基因型分別為，p.Pro191Leu, p.Pro191Leu；p. Leu23Arg, c.870+5G＞A；p.Pro191Leu, p.Leu347ValfsX53。結(jié)論3例糖原累積癥Ib型中國患者中共檢出4種突變，均為已知突變；其中p.Pro191Leu為最常見突變；不排除p.Gly149Glu純合突變與反復(fù)感染相關(guān)。

糖原貯積病Ib型； SLC37A4基因； 葡萄糖6磷酸轉(zhuǎn)移酶； 基因突變

糖原累積癥Ib型（GSDIb，MIM：232220）是由SOLUTE CARRIER FAMILY 37，MEMBER 4（SLC37A4，MIM：602671）基因突變引起的一種常染色體隱性遺傳性糖原代謝疾病。糖原累積癥Ⅰ型發(fā)病率約1/100 000[1]，其中Ib型超過20%[2]。葡萄糖-6-磷酸酶由催化亞單位（glucose-6-phosphate catalytic subunit，G6PC）和葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)移酶（glucose-6-phosphate transporter，G6PT）組成，在糖原合成及分解中起關(guān)鍵作用。G6PC位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，其基因突變引起GSDIa型，臨床表現(xiàn)為糖代謝異常，引起空腹低血糖、肝臟和腎臟增大、生長發(fā)育落后、高脂血癥、高尿酸血癥和高乳酸血癥等[3]。G6PC活性位點暴露于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)，需G6PT將G6P轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中方可發(fā)揮水解作用[4,5]；SLC37A4基因突變導致G6PT突變，除GSDIa型典型臨床表現(xiàn)外，還可引起粒細胞減少和功能障礙的表現(xiàn)（反復(fù)感染），粒細胞計數(shù)和功能異?？烧T發(fā)自身免疫性疾?。谇缓湍c道黏膜潰瘍、炎癥性腸病、自身免疫性甲狀腺炎、生長激素缺乏、自身免疫性重癥肌無力等）[6]，嚴重影響患者生存質(zhì)量[7]。因此SLC37A4基因的檢測對GSDIb 的診斷以及預(yù)后判斷尤為重要。自從SLC37A4基因被定位以來[8]，已有96種致病突變被報道，至今所報道的中國人種的SLC37A4基因突變來自于大陸（23例）[9-11]、香港（3例）[12-14]和臺灣（1例）[15]，共有16種突變。本研究對不同家系臨床診斷為GSDIb的3例患兒進行SLC37A4基因突變分析，希望進一步了解GSDIb型患者SLC37A4基因突變情況，并對基因突變和臨床表型進行相關(guān)性分析。

1 臨床資料

2009年7月至2011年5月北京協(xié)和醫(yī)院兒科遺傳門診確診GSDIb患者3例，男2例，女1例，分別來自于山西省、河北省，初診年齡為2歲、5歲、10歲?；純簛碜圆煌易?，父母均非近親婚配，家族史均陰性。3例患兒均表現(xiàn)明顯的肝臟增大、反復(fù)口腔潰瘍，2例有反復(fù)感染病史，1例有關(guān)節(jié)疼痛，均無炎癥性腸病表現(xiàn)；3例患兒均有空腹低血糖（1.8～3.1 mmol/L），外周血中性粒細胞減少[（0.70～1.01）×109/L]，高乳酸血癥（4.2～13.9 mmol/L），并有不同程度的高天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（88～186 U/L），高三酰甘油血癥（4.85～13.51 mmol/L），高尿酸血癥（516～642 μmol/L）。餐前和餐后腎上腺素刺激試驗血糖升高均＜2.5 mmol/L。3例患兒均給予生玉米淀粉為主的飲食指導治療。

經(jīng)患兒家屬知情同意后采集3例GSDIb患兒及父母外周血各2 mL，利用聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）檢測SLC37A4基因9個外顯子及外顯子和內(nèi)含子連接處（圖1）。每例患兒均檢測出2個突變；父母同位點基因分析，均檢測到受檢者一個雜合致病突變（表1）。在3例患兒的6個等位基因上共檢測出4種突變和3種基因型，包括錯義突變2個，c.68T＞G, p. Leu23Arg、c.572C＞T, p.Pro191Leu；剪切突變1個，c.870+5G＞A；缺失突變1個，c.1042_1043 del CT，p.Leu347ValfsX53。突變p.Pro191Leu為最常見突變，占50%（3/6）。

圖1 患兒SLC37A4基因測序圖

表1 GSDIb型3例患兒基因型

2 討論

6-磷酸葡萄糖（G6P）分解需要至少G6PT和G6PC2種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)的膜蛋白參與。G6PT將G6P從細胞漿和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜間隔轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，之后由活性位點位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的G6PC催化，分解為葡萄糖和磷酸鹽，分別由其他轉(zhuǎn)位酶轉(zhuǎn)運至細胞質(zhì)。SLC37A4基因定位在常染色體11q23，全長5.3kb，有9個外顯子；基因產(chǎn)物為具有9個袢的跨膜蛋白G6PT，由429個氨基酸組成，其氨基和羧基端均位于細胞質(zhì)側(cè)，在肝臟、腎臟、大腸、小腸、血液和骨骼肌中普遍表達；SLC37A4基因突變可導致G6PT缺乏或功能異常，不能對G6P完成轉(zhuǎn)運[5]。G6PC可分為G6Pase-α和G6Pase-β，G6Pase-α表達于肝臟、腎臟、腸道，G6PT和G6Pase-α基因突變均可造成糖穩(wěn)態(tài)受損（單獨G6Pase-α基因突變導致罹患GSDIa型），造成空腹低血糖和糖原累積，引起高乳酸性酸中毒、高脂血癥、高尿酸血癥、肝臟和腎臟增大；G6Pase-β由G6PC3基因編碼，定位于17q21，結(jié)構(gòu)與G6Pase-α類似但僅有36%與之同源，廣泛表達于所有細胞，G6PT和G6Pase-β基因突變均可造成粒細胞能量供應(yīng)異常和HIF-1α/PPAR-γ炎癥旁路激活，從而引起粒細胞減少及功能障礙（表現(xiàn)為呼吸爆發(fā)、趨化性、鈣動員異常），并引起反復(fù)感染[1,16]；僅有G6Pase-β基因突變不引起糖穩(wěn)態(tài)受損。

至今所報道的中國人種的SLC37A4基因突變共有27例病例和16種突變，錯義突變8個，p. Leu23Arg、p.Gly115Arg、p.Gly149Glu、p.Pro191Leu、p.Gly281Val、p.Tyr24His、p.Trp246Arg和p.Arg415Gly；剪切突變2個，c.784+1G＞A和c.870+5G＞A；無意突變1個，p.Arg415X；移碼突變1個，c.959-960 insT；缺失突變4個，c.1014_1120del107、c.1042_1043 del CT、c.354_355insC和IVS8+1_4delGTAA。其中突變p.Gly149Glu(13/45)、p.Pro191Leu(12/45)為最常見突變，分別占28.9%和26.7%[9-15]。p.Pro191Leu、p.Gly115Arg、c.870+5G＞A三種突變僅在中國人中檢出，不排除是中國人種特異性的突變。本研究3例GSDIb患兒的6個等位基因分析發(fā)現(xiàn)4種突變，均為已知突變，且已在中國大陸患者中檢出；其中p.Pro191Leu為最常見突變，占50%，與以往文獻報道相符[9]。

在本組3家系中共發(fā)現(xiàn)3種基因型，包括2種復(fù)合雜合突變，1種純合突變。回顧中國大陸已報道病例，共有17種基因型[9-11]。其中p.Pro191Leu純合突變重復(fù)頻率較高，既往在4個互相沒有血緣關(guān)系的家系中檢出（4/17），4例患者合并不同程度的反復(fù)感染，3例以反復(fù)上呼吸道感染為主、1例因嚴重感染死亡[9]；本組中1例患者基因型即為p.Pro191Leu純合突變，無反復(fù)感染病史，故此基因型與感染的相關(guān)性證據(jù)不足；p.Gly149Glu 純合突變重復(fù)頻率也較高，既往共在5例患者中檢出（5/17），該基因型患者均有反復(fù)感染表現(xiàn)，不排除此基因型與反復(fù)感染相關(guān)[10]。

本組例3基因型為p.Pro191Leu、c.1042_1043 del CT雜合突變，僅有反復(fù)上呼吸道感染、反復(fù)口腔潰瘍、生長落后、肝大、肝酶升高等GSDIb常見表現(xiàn)。回顧既往病例報道有相同基因型患兒1例，該患兒除生長發(fā)育落后、腹膨隆、慢性腹瀉、反復(fù)上呼吸道感染及中耳炎、口腔潰瘍等GSDIb常見表現(xiàn)外，尚合并胰腺炎和癲癇，因反復(fù)胰腺炎發(fā)作于12歲死亡[9]。既往有報道GSDIa型合并胰腺炎患者[17]，多并發(fā)嚴重高脂血癥（三酰甘油5.6～13.5 mmol/L），該患兒血脂僅輕度升高，并發(fā)胰腺炎原因不明。本組例3患兒基因型與該患兒相同，但無胰腺炎、癲癇等表現(xiàn)，故該基因型與胰腺炎、癲癇等臨床表型的相關(guān)性證據(jù)不足。

GSDIb患者以飲食治療為主，生玉米淀粉口服可維持血糖穩(wěn)定、生長發(fā)育無明顯落后，但仍有高脂血癥等發(fā)生，可輔助降脂藥物口服[2]。飲食控制依從性差者血乳酸、胰島素等生化指標均明顯異常[18]。改良生玉米淀粉可延長進食間隔[19]。粒細胞持續(xù)減低至0.2×109/L以下、重癥感染病史、重度炎癥性腸病、重癥腹瀉的患者可給予長期粒細胞集落刺激因子（G-CSF）治療，推薦起始劑量2.5 μg/kg，qod，粒細胞超過1×109/L后可每月評估1次粒細胞計數(shù)，每次可增加5 μg/kg，最大劑量不超過25μg/(kg·d)[20]；長期應(yīng)用G-CSF時應(yīng)注意監(jiān)測有無脾臟增大、脾功能亢進和骨質(zhì)疏松，定期監(jiān)測腹部超聲評估有無腫瘤出現(xiàn)，并警惕急性粒細胞白血病發(fā)生[18,20,21]。合并炎癥性腸病予5-氨基水楊酸治療時注意監(jiān)測腎臟損傷[20]；Davis等[22]報告合并Crohn病、傳統(tǒng)治療無效時應(yīng)用阿達木單抗治療有好轉(zhuǎn)。肝腺瘤癌變風險高、肝纖維化嚴重、嚴重肝功能不全時可行肝臟移植[23]，肝移植可糾正低血糖、高脂血癥等代謝異常，但術(shù)后粒細胞減少無改善[24]。此外，應(yīng)注重骨密度監(jiān)測和維生素D補充（約1 000 IU/d）[25]；有報道維生素E口服可減少感染、減輕IBD活動度[26]。

對于臨床上疑似糖原累積癥患者，如進一步檢查餐前和餐后腎上腺素刺激試驗血糖升高＜2.5 mmol/L，則提示GSDI型；如病史中有外周血粒細胞減低史、反復(fù)口腔潰瘍、關(guān)節(jié)痛，則糖原累積癥Ib可能性大，建議進一步行SLC37A4基因檢查以明確診斷。此外，少數(shù)GSDIb患者無粒細胞減少表現(xiàn)，必要時同時完善GSDIa和Ib基因檢查[27]。

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Analysis of SLC37A4 gene in 3 cases of glycogen storage disease type Ib

YUAN Yuheng, LIU Yan, QIU Zhengqing
(Department of Pediatrics, Peking Union Medical College Hospital, Peking Union Medical College, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijng 100730, China)

Objectives To analyze SLC37A4 gene mutations in glycogen storage disease type Ib patients and to investigate the correlation between genotype and phenotype.MethodsThe clinical data and SLC37A4 gene detection results of 3 cases of glycogen storage disease type Ib were analyzed retrospectively.ResultsTwo males and one female aged 6 years, 9 years, and 16 years respectively were presented with hepatomegaly, fasting hypoglycemia, slactic academia, hyperlipidemia, and granulocytopenia. The analysis of 6 alleles in SLC37A4 gene by direct sequencing of peripheral blood DNA found 4 mutations, including 2 missense mutation (p. Leu23Arg and p.Pro191Leu), one shear mutation (c.870+5G＞A), and one deletion mutation (c.1042_1043 del CT). The genotypes of these 3 cases were p.Pro191Leu, p.Pro191Leu；p. Leu23Arg, c.870+5G＞A；p.Pro191Leu, p.Leu347ValfsX53 respectively.ConclusionsThere were 4 mutations detected among these 3 cases of glycogen storage disease type Ib. All of those were known mutations. The most common mutation was p.Pro191Leu. It can not be excluded that P.Gly149Glu homozygous mutation is associated with repeated infections.

glycogen storage disease type Ib; SLC37A4 gene; glucose 6 phosphate transferase; gene mutation

10.3969/j.issn.1000-3606.2017.03.006

2016-07-13）

（本文編輯：梁 華）

邱正慶 電子信箱：zhengqingqiu33@aliyun.com