GNPTAB 基因突變致黏脂貯積癥II 和 III α/β 3 例報(bào)告并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

張倩文 王依柔 李 群 李 辛 常國營 王 劍 王秀敏

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海市兒童醫(yī)學(xué)中心（上海 200127）

黏脂貯積癥II（mucolipidosis II，ML II，MIM#252500）和黏脂貯積癥III α/β（mucolipidosis III α/β，ML IIIα/β，MIM#252600）均是由GNPTAB基因變異引起的常染色體隱性遺傳病，屬于溶酶體貯積癥[1]。GNPTAB基因位于染色體12 q 23.2 區(qū)，共含21 個(gè)外顯子，截止2020 年4 月，已有285 個(gè)位點(diǎn)變異的報(bào)道。GNPTAB基因編碼N-乙酰氨基葡萄糖-1-磷酸轉(zhuǎn)移酶（N-acetylglucosamine-1-phosphotransferase，GNPT）的α/β 亞基，GNPT 是產(chǎn)生甘露糖-6-磷酸（M6P）的關(guān)鍵酶，M6P的修飾保證了70多種溶酶體酶靶向運(yùn)入溶酶體。正常GNPT缺乏使細(xì)胞內(nèi)可溶性水解酶不能正確進(jìn)入溶酶體，同時(shí)細(xì)胞外分泌增多，因而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)不能水解而異常積聚，損害細(xì)胞功能，引起各種臨床癥狀[1]。GNPTAB基因變異后剩余正常GNPT 的含量決定了臨床表型的嚴(yán)重程度，也是ML II和 III α/β的區(qū)分依據(jù)。ML II和 III α/β 臨床癥狀相似，主要依靠起病時(shí)間和病情嚴(yán)重程度區(qū)分[2]。ML II癥狀較為嚴(yán)重，通常在出生時(shí)就有特殊面容、骨骼畸形、髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良等臨床表現(xiàn)，生長發(fā)育通常在2歲前停止，多在兒童期死亡；而ML III α/β癥狀較輕，通常可存活至成年，但癥狀隨年齡增長而緩慢進(jìn)展[3]。

1 臨床資料

例1，男，漢族，8 歲3 個(gè)月，因身材矮小、身高增長緩慢6年就診。患兒系G1P1，孕40周出生，出生身長50 cm，出生體質(zhì)量2 600 g。生后母乳喂養(yǎng)，2歲前生長發(fā)育正常，2 歲后身高增長緩慢，并逐漸出現(xiàn)髖、膝、肘、踝等關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)受限。父母健康，非近親婚配，父親身高165 cm，母親158 cm，家族中無類似疾病史。有一弟弟，23個(gè)月，有類似疾病史。體格檢查：體質(zhì)量17.8 kg（－2.94 SD），身高109.5 cm（－4.07 SD），上下部量比1.16（上部量59.0 cm，下部量50.5 cm），臂長與身高比1.04（臂長114.2 cm），頭圍52.2 cm；眼眶淺，鼻梁寬、塌陷，頸短，面部皮膚增厚（圖1A）；肌張力高，體態(tài)異常，雙膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)不能伸直，爪形手（圖1B、1C）；心肺無殊。

圖1 患兒外觀

例2，男，漢族，23個(gè)月，系例1患兒弟弟，出生身長50 cm，出生體質(zhì)量3 200 g。發(fā)育無異常，無進(jìn)食困難。體格檢查：體質(zhì)量8.2 kg（－3.70 SD），身長80.5cm（－2.08SD），面容無異常，脊柱側(cè)彎，爪形手。超聲心動(dòng)圖示房間隔缺損。

例3，女，漢族，19個(gè)月，因生長發(fā)育遲緩就診。身高75.5 cm（－2.64 SD），體質(zhì)量9.1 kg（－2.15 SD）；可獨(dú)坐，不會(huì)獨(dú)站、獨(dú)走，主動(dòng)言語少，不可對(duì)答。患兒系G1P1，足月順產(chǎn)，出生身長50 cm，出生體質(zhì)量2 250 g。既往有反復(fù)呼吸道感染、中耳炎病史；身高始終位于同年齡、同性別兒童生長標(biāo)準(zhǔn)P3以下，體質(zhì)量在P15上下（圖2）。父母非近親婚配，父親身高172 cm，母親155 cm，否認(rèn)遺傳代謝病家族史。體格檢查：上下部量比1.65（上部量47.0 cm，下部量28.5 cm），臂長與身高比0.93（臂長70.1 cm），頭圍43.5 cm（－3.00 SD）；神清，精神可；小頭畸形，眼眶淺，鼻梁寬、塌陷，嘴巴突出，耳位低，頸短，面部皮膚粗糙增厚（圖1 D）；肌張力高，雙膝關(guān)節(jié)伸展受限，雙踝關(guān)節(jié)被動(dòng)背屈受限，雙上肢旋前活動(dòng)稍受限，雙膝關(guān)節(jié)攣縮，爪形手（圖1E）；臍疝。

圖2 例3 患兒身高和體質(zhì)量生長曲線圖

患兒生長發(fā)育落后、面容異常、關(guān)節(jié)活動(dòng)受限，需排除黏多糖貯積癥等遺傳代謝性疾病。經(jīng)醫(yī)院倫理審核及父母知情同意后，采集患兒及父母外周血各2 mL 置乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝試管送檢。利用Agilent Sureselect 方法外顯子捕獲，llumina 測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序，測(cè)序數(shù)據(jù)經(jīng) NextGENe?軟件匹配分析，用Ingenuity 在線軟件系統(tǒng)進(jìn)行變異過濾及解釋，候選基因經(jīng)Sanger 測(cè)序驗(yàn)證?；驒z測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，例1 和例2 患兒12 號(hào)染色體上q 23.2區(qū)域GNPTAB基因（NM_024312.4）發(fā)生復(fù)合雜合變異：①c.1284+1 G>T，剪接位點(diǎn)變異，雜合；②c.1370C>T（p.Pro436Leu），錯(cuò)義變異，雜合。其父攜帶c.1284+1 G>T 雜合變異，其母攜帶c.1370 C>T（p.Pro436Leu）雜合變異。c.1370C>T（p.Pro436Leu）變異為首次報(bào)道（圖3）。例3 患兒的GNPTAB基因存在純合變異，c.1090C>T（p.Arg364*），第1 090位核苷酸堿基由胞嘧啶突變?yōu)樾叵汆奏ぃ瑢?dǎo)致編碼蛋白發(fā)生無義突變，即蛋白質(zhì)合成提前終止。父親和母親均為該位點(diǎn)雜合變異（圖4）。未發(fā)現(xiàn)其他與臨床表現(xiàn)相關(guān)的致病基因?；純涸陂T診隨訪觀察。

2 討論

有研究匯總分析258個(gè)GNPTAB變異顯示，最常見的變異類型是移碼變異（39%）和錯(cuò)義變異（26%）[3]。c.3503_3504 del 是最常見的變異，但此變異在中國患者中尚未見報(bào)道。本組患兒中，例3 的c.1090 C>T（p.Arg 364*）是中國人群中最常見的變異，且主要聚集在中國東部[4]，但此變異在其他國家鮮有報(bào)道，而c.1120T>C在日本呈現(xiàn)聚集性，表明不同國家和地區(qū)有著不同疾病變異譜[3]。例1、例2 的c.1284+1 G>T是最近報(bào)道的變異[5]，而錯(cuò)義變異c.1370C>T為首次報(bào)道的變異，按照ACMG變異分類標(biāo)準(zhǔn)歸類為可能致病性變異（表1）。

圖3 例1、例2 患兒及父母基因測(cè)序峰圖

圖4 例3 患兒及父母基因測(cè)序峰圖

同時(shí)存在2 個(gè)嚴(yán)重影響GNPT 酶功能的變異通常導(dǎo)致ML Ⅱ，而至少存在1 個(gè)留有殘余酶活性的變異則導(dǎo)致癥狀較輕的ML Ⅲ α/β[2]。這也可以解釋無義變異和移碼變異的純合變異通常與ML Ⅱ有關(guān)，而錯(cuò)義變異通常與ML Ⅲ α/β 有關(guān)。已有純合變異c.1090 C>T（p.Arg 364*）引起ML Ⅱ的病例報(bào)道[6]。本組例3 也表現(xiàn)為具有嚴(yán)重臨床表型的ML Ⅱ，符合既往報(bào)道。例1、例2臨床表型符合癥狀較輕的ML Ⅲα/β，存在1個(gè)剪接位點(diǎn)變異c.1284+1G>T和1個(gè)錯(cuò)義變異c.1370C>T（p.Pro436Leu）。報(bào)道顯示，存在復(fù)合雜合變異c.1284+1G>T和c.1090C>T（p.Arg364*）的患兒表現(xiàn)為ML Ⅱ，提示 c.1284+1 G>T 與嚴(yán)重表型有關(guān)。例1、例2 的表型較輕可能是由于錯(cuò)義變異c.1370C>T（p.Pro436Leu）殘留了部分GNPT酶活性。GNPTAB基因編碼的α/β亞基包含3個(gè)結(jié)構(gòu)域，分別為Stealth 結(jié)構(gòu)域、Notch 結(jié)構(gòu)域和DMAP 結(jié)構(gòu)域[7]。在66種報(bào)道的錯(cuò)義變異中，有25種與表型更重的MLⅡ有關(guān)[3]，且多位于Stealth 結(jié)構(gòu)域，這可能與Stealth結(jié)構(gòu)域?qū)γ富钚杂绊戄^大有關(guān)[7]。例1、例2的錯(cuò)義變異也在Stealth結(jié)構(gòu)域（圖5），Alamut功能軟件預(yù)測(cè)其可能會(huì)影響蛋白結(jié)構(gòu)域的功能，但例1、例2的輕表型說明該變異可能保留了部分GNPT酶活性，可能與其位于結(jié)構(gòu)域末尾有關(guān)。

表1 致病性變異分類依據(jù)

圖5 GNPTAB 編碼的α/β 亞基前體結(jié)構(gòu)域示意圖

ML Ⅱ在出生時(shí)即有臨床表現(xiàn)，包括胸廓畸形、脊柱后凸畸形、馬蹄內(nèi)翻足、長骨畸形、髖關(guān)節(jié)脫位，2 歲前出現(xiàn)生長發(fā)育停滯，之后會(huì)出現(xiàn)逐漸進(jìn)展的大關(guān)節(jié)攣縮、皮膚變厚、面部特征粗糙、牙齦肥大，認(rèn)知功能嚴(yán)重受損；幾乎所有患兒都會(huì)出現(xiàn)心臟受累，常見為二尖瓣增厚伴功能不全；胸廓逐漸增厚導(dǎo)致的呼吸功能不全是最常見的死亡原因[8]。MLⅢ α/β多在3 歲時(shí)出現(xiàn)生長速度緩慢和身材矮小，大小關(guān)節(jié)逐漸出現(xiàn)進(jìn)行性僵硬和疼痛，中耳炎和呼吸道感染多發(fā)，最近還發(fā)現(xiàn)ML Ⅲ α/β 有腎臟的累及[9]。ML Ⅱ和MLⅢ α/β的具體臨床表現(xiàn)差異見表2。

血漿溶酶體酶分析有助于ML Ⅱ和ML Ⅲ的鑒別診斷[10]，主要包括α-甘露糖苷酶和β-己糖胺酶A+B水平檢測(cè)[4]。通常來說，血清中溶酶體酶活性增加5～20 倍提示致病，而細(xì)胞中則表現(xiàn)為溶酶體酶活性下降[3]。多數(shù)MLⅡ是根據(jù)患者面部特征和家族史診斷。ML 與同為溶酶體貯積癥的黏多糖貯積癥有很多重疊表型，如逐漸發(fā)展的大、小關(guān)節(jié)攣縮，面部皮膚粗糙，臍疝，脊柱側(cè)突，發(fā)育遲緩等。相比之下，ML Ⅱ更容易識(shí)別，而ML Ⅲ α/β 與黏多糖貯積癥多種亞型癥狀相似。黏多糖貯積癥多表現(xiàn)為頭圍增大，而MLⅢ α/β 多表現(xiàn)為小頭畸形[8]，白細(xì)胞或血漿溶酶體酶活性檢測(cè)也是ML Ⅱ/ III和黏多糖貯積癥鑒別診斷依據(jù)，而基因檢測(cè)有助于明確診斷。雖然ML 較為罕見，但臨床接診疑似黏多糖貯積癥患者時(shí)，仍需注意鑒別ML。血漿溶酶體酶活性普遍增加可提供重要診斷線索[11]。目前國內(nèi)尚未大規(guī)模開展常規(guī)檢測(cè)，但新生兒溶酶體貯積癥篩查在早期發(fā)現(xiàn)和癥狀控制上有一定的價(jià)值[12]。

表2 MLⅡ與MLⅢα/β臨床表現(xiàn)比較

ML Ⅱ和III α/β 患者診斷后應(yīng)完善骨骼檢查、超聲心動(dòng)圖、眼科檢查、聽力篩查、發(fā)育評(píng)估等，MLⅡ還應(yīng)進(jìn)行必要的肺部X 線片或CT 檢查。針對(duì)ML，目前缺少有效的治療方法，主要為對(duì)癥治療。造血干細(xì)胞移植用于溶酶體貯積癥的治療已有30 多年的歷史，對(duì)嚴(yán)重的I型黏多糖貯積癥有重要的治療作用，使患者壽命大大延長，生理功能和生活質(zhì)量得到改善。ML Ⅱ的造血干細(xì)胞移植多為個(gè)例報(bào)道[13]，然而迄今為止ML Ⅱ最大的造血干細(xì)胞移植隊(duì)列（22 例）研究顯示，移植后患者的預(yù)后和生活質(zhì)量并沒有得到有效改善，且預(yù)后很大程度取決于移植前患者的疾病狀態(tài)[14]。新的治療方法，如基因療法、酶替代等仍需進(jìn)一步研究。