果糖1,6二磷酸酶缺乏癥的遺傳學(xué)診斷及突變位點(diǎn)分析

趙銀霞 梁 娟 劉 靜 陸 彪 于辛酉

寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院1.兒科，2.醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心（寧夏銀川 750004）

果糖1,6二磷酸酶缺乏癥的遺傳學(xué)診斷及突變位點(diǎn)分析

趙銀霞1梁 娟1劉 靜1陸 彪1于辛酉2

寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院1.兒科，2.醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心（寧夏銀川 750004）

目的 探討果糖1,6二磷酸酶缺乏癥的遺傳學(xué)診斷及致病基因的突變位點(diǎn)分析。方法 回顧1例果糖1,6二磷酸酶缺乏癥患兒的臨床資料及相關(guān)基因的panel篩選結(jié)果。結(jié)果 2歲女孩，反復(fù)感染后出現(xiàn)惡心、嘔吐、精神差及嗜睡，伴有間斷抽搐。血生化檢查示低血糖癥、酸中毒；FBP1基因存在錯(cuò)義變異c.355G＞A，p.Asp119Asn（純合），父母均攜帶該位點(diǎn)變異（雜合）。結(jié)論 對(duì)于反復(fù)感染后出現(xiàn)發(fā)作性低血糖、酸中毒的患兒，需考慮果糖1,6二磷酸酶缺乏癥的可能。

果糖1，6-二磷酸酶缺乏； FBP1基因； 低血糖癥； 酸中毒

果糖1,6二磷酸酶（fructose-1, 6-bisphosphatase，F(xiàn)BPase）缺乏癥（OMIM 229700）是一種常染色體隱性遺傳病，致病基因?yàn)镕BP1（OMIM 611570），定位于9q22.2～q22.3，全長(zhǎng)約31 kb，含8個(gè)外顯子[1]。發(fā)病率在荷蘭與法國人群中分別為1/350 000、＜1/90 000[2,3]。該基因的突變可導(dǎo)致肝臟的果糖1,6二磷酸酶缺乏或活性低下，造成1,6二磷酸果糖不能轉(zhuǎn)化為6-磷酸果糖，影響糖異生的過程。反復(fù)感染后發(fā)作性的低血糖、酸中毒及酮癥是本病的主要臨床表現(xiàn)。盡管該病在新生兒期為致死性疾病，然而及早診斷和有效治療仍可獲得較好預(yù)后[4,5]?，F(xiàn)報(bào)1例經(jīng)過相關(guān)基因檢測(cè)得到確診的果糖1，6二磷酸酶缺乏癥患兒，并結(jié)合文獻(xiàn)進(jìn)行分析，提高對(duì)本病的認(rèn)識(shí)水平。

1 臨床資料

患兒，女，2歲，因“發(fā)熱、意識(shí)不清4天，嘔吐3天，抽搐1次”收入寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院?；純好扛?～6個(gè)月由于感染后間斷出現(xiàn)惡心、嘔吐及嗜睡，喚醒后語言能對(duì)答?；純篏1P1，足月順產(chǎn)，父母體健，非近親婚配，兩個(gè)妹妹體健，無特殊疾病家族史。入院體檢：神志不清，疼痛刺激時(shí)有肢體活動(dòng)；無自主睜眼，雙側(cè)瞳孔等大等圓，光反應(yīng)存在；雙眼窩凹陷，口唇干燥，皮膚彈性可；呼吸深大，雙肺呼吸音粗，未聞及啰音；心音略低鈍，節(jié)律齊，心前區(qū)未聞及雜音；腹軟，肝臟肋下2 cm，質(zhì)尚軟，脾臟肋下未及，腸鳴音正常；頸軟，生理反射未引出，克氏征、巴氏征陰性；Glasgow評(píng)分6分（無自發(fā)睜眼1分、因局部疼痛而動(dòng)4分，無語言反應(yīng)1分）。實(shí)驗(yàn)室檢查：顱腦CT平掃未見異常；血?dú)夥治鍪緋H 值7.11，二氧化碳分壓10.00 mmHg，氧分壓113.00 mmHg，堿剩余－25.6 mmol/L；血生化常規(guī)示總蛋白76.6 g/L，白蛋白46.9 g/L，丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶83.5 U/L，天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶117.8 U/L，尿素23.90 mmol/L，肌酐142.7 μmol/L，鉀7.32 mmol/L，鈉130.6 mmol/L，肌酸激酶同工酶180.0 U/L，葡糖糖6.6 mmol/L，鎂1.48 mmol/L，超敏C反應(yīng)蛋白2.46 mg/L；凝血全套示 凝血酶原時(shí)間(PT) 12.1 s，活化部分凝血活酶時(shí)間(APTT)25.0 s，纖維蛋白原(FIB)1.122 g/L。腦脊液生化檢查示總蛋白0.370 g/L，葡萄糖3.5 mmol/L；腦脊液常規(guī)檢查示細(xì)胞總數(shù)7/mm3，白細(xì)胞計(jì)數(shù)0/mm3；腦脊液涂片（－）；腦脊液細(xì)胞學(xué)檢查示：紅細(xì)胞計(jì)數(shù)0/mm3，白細(xì)胞計(jì)數(shù)5/mm3。腹部B超未見異常。行血糖檢測(cè)為低血糖，經(jīng)治療后7～10天患兒血糖水平恢復(fù)正常。期間患兒曾行血、尿遺傳代謝病篩查，未能明確診斷。

經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核并，家屬簽署知情同意書后，采集患兒及父母的外周血2～3 mL，進(jìn)行基因檢測(cè)。以 Illumina NextSeq 500（? 2017 Illumina, Inc）為主的平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序數(shù)據(jù)經(jīng)NextGene軟件（Softgenetics, State College, PA）進(jìn)行匹配分析，利用Ingenuity在線軟件系統(tǒng)（Ingenuity? Pathway Analysis IPA?,? QIAGEN 2017）進(jìn)行突變位點(diǎn)分析。采用遺傳性疾病panel（2 742個(gè)基因）進(jìn)行遺傳代謝性疾病相關(guān)基因的檢測(cè)，檢測(cè)的基因覆蓋氨基酸代謝病、有機(jī)酸代謝病、糖代謝障礙、溶酶體貯積癥等遺傳性代謝病，包括半乳糖血癥、戈謝病、酪氨酸血癥、果糖不耐癥、果糖1,6二磷酸缺乏癥、糖原累積病、間質(zhì)性腎炎等等。對(duì)于測(cè)序的陽性結(jié)果（疑似致病位點(diǎn)和致病性位點(diǎn)），采用Primer Premier 3.0軟件（?1994—2017 PREMIER Biosoft）進(jìn)行引物設(shè)計(jì)、利用ABI3130平臺(tái)（?2016 Thermo Fisher Scientific Inc.）進(jìn)行Sanger測(cè)序驗(yàn)證及家系驗(yàn)證。

在患兒的外周血中檢測(cè)到FBP1基因的3號(hào)外顯子中存在純合突變c.355G＞A（圖1），由于該突變導(dǎo)致編碼的氨基酸由天冬氨酸（Asp）變?yōu)樘於０?Asn)，其他基因未發(fā)現(xiàn)病理性變異。家系驗(yàn)證結(jié)果提示：患兒父母均攜帶該位點(diǎn)突變（圖2，3）。

圖1 FBP1基因檢測(cè)高通量測(cè)序結(jié)果

患兒在急性發(fā)作期積極糾正低血糖，靜脈給予輸入葡萄糖0.5 g/(kg·h)，合并代謝性酸中毒給予碳酸氫鈉糾正酸中毒，伴有脫水癥狀及時(shí)補(bǔ)液支持治療。日間少量多次喂食碳水化合物的食物，夜間使用鼻飼點(diǎn)滴葡萄糖，10 mg/(kg·min)維持，使血糖維持在4～5 mmol/L。維持治療期間避免饑餓，在合并有發(fā)熱、感染及應(yīng)激的情況下，增加喂養(yǎng)次數(shù)及食用生玉米淀粉，必要時(shí)給予鼻胃管持續(xù)喂養(yǎng)。經(jīng)上述治療后，7～10天患兒精神及活動(dòng)恢復(fù)正常。目前患兒體格及智力發(fā)育水平正常。

圖2 FBP1基因序列（Sanger測(cè)序）

圖3 FBP1基因家系分析結(jié)果

2 討論

果糖1，6二磷酸酶缺乏癥是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，早于1970年Baker報(bào)道[6]，由于FBP1基因突變導(dǎo)致肝臟果糖1,6二磷酸酶缺乏或活性低下，引起糖異生障礙。葡萄糖異生的過程中，果糖1,6二磷酸酶是糖異生途徑中的關(guān)鍵催化酶，由于該酶的缺陷導(dǎo)致1,6二磷酸果糖不能向6-磷酸果糖轉(zhuǎn)化，引起糖異生底物轉(zhuǎn)化為葡糖糖障礙，導(dǎo)致低血糖、酸中毒等。文獻(xiàn)報(bào)道，果糖1,6二磷酸酶缺乏癥往往有低血糖癥的臨床表現(xiàn)，面色蒼白、頭痛、頭暈、四肢涼、發(fā)紺及呼吸暫停，同時(shí)可有腦功能紊亂，無力、嗜睡、精神改變、認(rèn)知障礙、抽搐及昏迷，反復(fù)的低血糖癥可引起腦細(xì)胞能量不足，代謝衰竭，嬰幼兒是腦發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期，嚴(yán)重的低血糖可出現(xiàn)腦損傷，導(dǎo)致精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲滯甚至猝死[7]。

本例患兒自生后2歲開始，反復(fù)出現(xiàn)發(fā)作性的拒食、嗜睡及驚厥。第一次入院前由于靜滴葡糖糖，入院后查患兒血糖正常?；純好?～6個(gè)月由于感染后間斷出現(xiàn)惡心、嘔吐、嗜睡及抽搐，未給予葡糖糖治療的血生化檢查明確患兒存在低血糖、酸中毒。反復(fù)出現(xiàn)發(fā)作性的低血糖、酸中毒考慮存在能量代謝障礙性疾病，此患兒的相關(guān)檢查不支持內(nèi)分泌性疾病，遺傳代謝性疾病不能除外。通過遺傳代謝性基因panel檢測(cè)到FBP1基因突變，臨床表現(xiàn)與基因型均符合FBPase缺乏癥的診斷。

有研究者在果糖1，6二磷酸酶患兒中檢測(cè)到FBP1基因的突變，其中在13例患者中檢測(cè)到10例含F(xiàn)BP1基因的純合突變或復(fù)合雜合突變，突變類型為插入突變（960insG），提示該突變是FBP1基因較常見的突變類型[5,8]。該變異也是高加索人及中國人的常見變異[3,5, 8,9]。

本例患兒檢測(cè)到FBP1基因突變，突變點(diǎn)位于Chr9∶94617839 (GRCh38)，位于3號(hào)外顯子，NM_000507.3 c.355G＞A(p.Asp119Asn)。該突變位點(diǎn)暫未見公開文獻(xiàn)報(bào)道，截止2017年2月，ExAC數(shù)據(jù)庫（http∶//exac.broadinstitute.org）顯示，F(xiàn)BP1基因的該處突變頻率為0.001 65%（2/121 018），遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1/10 000，突變位點(diǎn)所在人群分別為東亞和歐洲裔。在Clinvar數(shù)據(jù)庫（https∶//www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar）可查詢到1例結(jié)果：GenxDx公司于2014年提交的檢測(cè)結(jié)果為（FBP1）∶c.355G＞A (p.Asp119Asn)，與本例相同。FBP1基因c.355G＞A的錯(cuò)義突變，使得編碼的氨基酸由天冬氨酸（Asp）變?yōu)樘於０罚ˋsn），該突變類型是一種半保守的氨基酸替換，可影響蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。經(jīng)Alamut軟件預(yù)測(cè)分析：其可能會(huì)影響蛋白結(jié)構(gòu)域的功能。同時(shí)該變異在家系驗(yàn)證過程中，也表現(xiàn)出與疾病的共分離現(xiàn)象，根據(jù)ACMG 2016年發(fā)布的基因變異解讀標(biāo)準(zhǔn)及指導(dǎo)原則[10]應(yīng)可判斷該位點(diǎn)為“致病性位點(diǎn)”。關(guān)于該突變位點(diǎn)如何引起該病的發(fā)生需進(jìn)行大量的深入研究。

本例患兒的家系分析結(jié)果提示，該突變位點(diǎn)來源于父母，父母分別為攜帶者。該結(jié)果符合常染色體隱性遺傳的遺傳方式（autosomal recessive，AR）。AR的特征為致病基因位于常染色體，男女發(fā)病機(jī)會(huì)均等，與性別無關(guān)；多為散發(fā)病例，同胞中可有多人患??；雙親一般不患病，是致病基因的攜帶者；再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)為1/4，表型正常的子女中有2/3的概率是攜帶者[11]。故患兒父母再次生育時(shí)仍存在1/4的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，可選擇植入前遺傳學(xué)診斷或產(chǎn)前診斷。

該病在急性發(fā)作期應(yīng)積極糾正低血糖，抑制低血糖所繼發(fā)的各種代謝紊亂?？山o予靜脈輸入葡萄糖，靜滴碳酸氫鈉、補(bǔ)液等治療，使血糖濃度維持在4～5 mmol/L，應(yīng)避免饑餓。在合并有發(fā)熱、感染及應(yīng)激的情況下，應(yīng)增加喂養(yǎng)次數(shù)及食用生玉米淀粉，血糖不能維持必要時(shí)給予鼻胃管持續(xù)喂養(yǎng)。給予上述治療后，患兒大多于發(fā)病7～10天左右患兒精神及活動(dòng)可恢復(fù)正常。

持續(xù)反復(fù)發(fā)作性的低血糖，同時(shí)伴有酸中毒、酮癥患兒，行血尿串聯(lián)質(zhì)譜不能明確診斷時(shí)要考慮1,6二磷酸酶缺乏癥的可能，行FBP 1基因檢測(cè)可早期診斷，及時(shí)治療糾正低血糖可避免猝死及永久性的腦損傷，提高患兒的生活質(zhì)量。同時(shí)需進(jìn)行相應(yīng)的遺傳咨詢并告知再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，為再次生育提供合理建議。

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Genetic diagnosis and mutation site analysis of fructose 1, 6 diphosphatase def i ciency

ZHAO Yinxia1, LIANG Juan1,LIU Jing1, LU Biao1, YU Xinyou2
(1.Department of Pediatrics, 2.Department of Medical Experimental Center, General Hospital of Ningxia Medical University, Yinchuan 75004, Ningxia, China)

Objectives To explore the genetic diagnosis of fructose 1,6 diphosphatase def i ciency and analysis of mutation sites of its pathogenic genes. Methods The clinical data and the related results of gene panel screening in one child with fructose 1, 6 diphosphatase (FBPase) def i ciency were retrospectively reviewed. Results The 2-year-old girl suffered repeated infection, nausea, vomiting, mental illness, and drowsiness, accompanied by intermittent convulsions. Blood biochemical tests sμggested hypoglycemia and acidosis. The FBP1 gene had a missense mutation, c.355G＞A, p.Asp119Asn (isozygoty). Both her parents carried the locus variation (heterozygous). Conclusions Fructose 1, 6 diphosphatase def i ciency should be considered when child with hypoglycemia after repeated infection, acidosis, and ketosis.

fructose 1,6 diphosphatase def i ciency; FBP1 gene; hypoglycemia; acidosis

doi∶10.3969/j.issn.1000-3606.2017.12.001

寧夏自然科學(xué)基金（No.NZ17175）

于辛酉 電子信箱：yuxinyou@nxmu.edu.cn

2017-06-06)

鄒 強(qiáng))