GPI 基因突變致葡萄糖磷酸異構酶缺乏癥1 例報告并文獻復習

黃 鵬 唐 黎 汪愛平 劉玲娟 熊 潔 肖陽陽 毛定安 劉利群

中南大學湘雅二醫(yī)院1.兒科，2.兒童腦發(fā)育與腦損傷研究室（湖南長沙 410011）

葡萄糖磷酸異構酶（glucose-6-phosphate isomerase，GPI）缺乏癥（OMIM:172400）是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，發(fā)病率低[1]，1968年首次報道[2]，其主要臨床表現(xiàn)為慢性非球形大細胞性溶血性貧血，嚴重者可有神經肌肉功能障礙、胎兒水腫，可致新生兒死亡[3-4]。目前GPI 缺乏癥報道較少，臨床診斷較為困難。本文回顧分析1例GPI 缺乏癥患兒的臨床資料和基因檢測結果，并結合文獻進行總結。

1 臨床資料

患兒，男，4歲3月齡。因反復皮膚黃染、貧血4年余，皮疹4天，發(fā)熱2天入院?；純喝朐呵?天被蚊蟲叮咬后雙下肢出現(xiàn)皮疹并破潰，入院前2 天接種麻腮疫苗后發(fā)熱，面色蒼白，皮膚黃染加重。患兒為G1P1，足月順產，出生體質量4.3 kg，血型為A型、RH（D）陽性。生后6小時出現(xiàn)黃疸、重度貧血，治療后好轉（具體不詳）。此后貧血、皮膚黃染反復發(fā)生，伴有肝脾腫大。每隔1～3 個月輸注紅細胞治療，4 歲時因巨脾行脾切除術?；純?歲才能獨坐，2歲扶站，3歲能獨走，易摔跤；能正常言語交流，理解能力可，反應敏捷，能自行穿衣、洗漱。父親體健，母親患有地中海貧血，母親家族有地中海貧血史（具體不詳）。

入院體格檢查：體溫37.4℃，脈搏130次/min，呼吸32次/min，身高97 cm（＜-1SD），體質量14.5 kg（＜-1 SD），神清，鞏膜黃染，眼瞼、唇黏膜、甲床蒼白；雙小腿內側皮膚可見散在丘疹，丘疹中心可見破潰及黃色分泌物，周圍有紅暈；咽部充血，雙側扁桃體III度；腹部膨隆，肝右肋緣下8 cm，劍突下7 cm，質韌，無壓痛；脊柱、四肢無畸形，雙下肢肌張力稍低，四肢肌力正常；行走時步伐較小、速度較慢，獨自行走約30 米后訴雙側膝關節(jié)疼痛；膝反射、跟腱反射可引出，病理征、腦膜刺激征陰性。實驗室檢查：血常規(guī)白細胞計數(shù)（WBC）28.38×109/L，血紅蛋白（Hb）63 g/L，平均紅細胞體積（MCV）119.8 fL，網織紅細胞0.62%；外周血涂片示成熟紅細胞大小不均，可見大量嗜堿性點彩紅細胞、嗜多色性紅細胞；谷氨酸氨基轉移酶69.2 U/L，天冬氨酸氨基轉移酶269.5 U/L，總膽紅素77.5 μmol/ L，間接膽紅素36.2 μmol/L，乳酸脫氫酶698.4 U/L；鐵蛋白 31 155.2 ng/mL；超敏C反應蛋白35.78 mg/L，降鈣素原2.4 ng/L；肌酶、病毒性肝炎抗原抗體、自身免疫性肝炎抗體、狼瘡抗體譜、抗核抗體譜、血管炎抗體譜、抗O抗體、類風濕因子未見異常；結核斑點試驗、結核桿菌抗體、巨細胞病毒DNA、EB病毒DNA、血培養(yǎng)均陰性；血尿代謝篩查、血清鐵、鐵染色、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）酶、丙酮酸激酶、血紅蛋白電泳、直接抗人球蛋白試驗、紅細胞脆性試驗、酸溶血試驗、骨髓細胞學檢查、染色體檢查均未見異常。髖膝關節(jié)X線、頭顱及脊髓MRI、四肢肌電圖無異常；腹部CT 示肝大；膝關節(jié)MRI 示雙膝關節(jié)少量積液并滑膜增厚。

根據患兒臨床表現(xiàn)及輔助檢查結果，無法用常見的溶血性疾病解釋，懷疑遺傳代謝性疾病可能，經醫(yī)院倫理審核及家屬知情同意后，對患兒及父母行全外顯子檢測及Sanger 測序驗證。結果發(fā)現(xiàn)患兒GPI基因第6 號外顯子存在c.553 T＞A 純合錯義變異（NM_001289790，F(xiàn) 185 I），分別遺傳自父母，見圖1。查閱千人基因組計劃、ClinVar數(shù)據庫、人類基因突變數(shù)據庫，均未見該位點變異報道。根據美國醫(yī)學遺傳學與基因組學學會（American College Medical Genetics and Genomics，ACMG）指南，該基因變異的致病性分析為III類，即臨床意義未明。該變異位點位于GPI蛋白第一個結構域內，經Polyphen 2 軟件預測該變異極可能致?。ㄖ虏⌒韵嚓P分數(shù)為0.983）；Provean 軟件預測該變異為影響蛋白功能的有害變異（影響分數(shù)為-4.995）。構建基因變異前后GPI 蛋白結構圖，可見蛋白空間構象發(fā)生改變（圖2）。對GPI基因進行蛋白質二級結構預測顯示，該基因編碼的蛋白質中，包含24個α-螺旋、8個β-折疊、33個無規(guī)卷曲，其中二級結構占比為α-螺旋42.64%、β-折疊8.49%、無規(guī)卷曲48.87%，c.553T＞A（p.Phe185Ile）變異位于卷曲結構內，為錯義變異，位于蛋白編碼區(qū)，推測該變異可能導致功能上的改變。同時結合患兒臨床表現(xiàn)、血生化檢查結果和家系特點，可判定該突變?yōu)橹虏⊥蛔儭?/p>

圖1 患兒及父母GPI 基因測序圖

圖2 GPI 蛋白結構預測圖

結合臨床表現(xiàn)、基因檢查結果以及致病基因遺傳方式，患兒確診為GPI缺乏癥。入院后予積極抗感染、輸注濃縮紅細胞、護肝等對癥支持治療，貧血、黃疸明顯改善。出院后隨訪1 年，患兒病情穩(wěn)定，Hb 維持在70～80 g/L，期間只輸4次紅細胞，未再接種疫苗。目前服用去鐵酮片。隨訪過程中Gesell發(fā)育量表評估示大運動88分，精細運動94分，適應性92分，語言90分，個人社交87分。

2 討論

GPI缺乏癥是由于編碼GPI蛋白的GPI基因發(fā)生變異所致[2]。GPI基因位于19q13.1上，包含18個外顯子、長約1.9 kb的cDNA，編碼成含有558個氨基酸的GPI蛋白，該蛋白是一種同型二聚體酶，在所有組織中均有表達，主要參與糖酵解第二步驟[5]。

以“葡萄糖-6-磷酸異構酶缺乏癥”、“葡萄糖磷酸異構酶缺乏癥”為關鍵詞和主題詞精確檢索中國期刊全文數(shù)據庫（CNKI）及萬方數(shù)據庫，以“Glucose-6-phosphate isomerase deficiency”、“Glucose phosphate isomerase deficiency”為關鍵詞和主題詞檢索PubMed數(shù)據庫，均從建庫至2020年4月。共檢索到269篇文獻，其中臨床資料齊全、經基因檢測確診的英文文獻31篇、中文文獻1篇，排除重復報道的病例，共有患者69例。其中男36 例、女33 例，以歐美、印度人居多，多在出生或嬰幼兒期起病?；颊咧饕R床表現(xiàn)為反復面色蒼黃、皮膚黃染、貧血貌，此外還可伴肝脾大、膽囊結石、高膽紅素血癥、高網織紅細胞血癥、高鐵蛋白血癥，膽紅素升高以間接膽紅素為主，部分可有乳酸脫氫酶升高[3]?；颊咭追磸桶l(fā)生感染，而感染、藥物、疫苗接種可誘發(fā)嚴重的溶血危象[2,6]。部分患者可出現(xiàn)智能運動發(fā)育遲緩、肌張力降低、肌無力、面癱、頑固性癲癇、共濟失調、胎兒水腫及新生兒死亡[7-8]。其中有2例GPI缺乏癥患者合并G6PD缺乏癥[3,9]，推測G6PD缺乏可能增強GPI活性，并可改善GPI缺乏后的生化結果及臨床后果[9]。本例患兒自出生起反復出現(xiàn)黃疸、貧血、肝脾腫大、肌張力稍低，實驗室檢查顯示大細胞低色素性貧血、高間接膽紅素血癥、高網織紅細胞血癥、高鐵蛋白血癥、高乳酸脫氫酶血癥，與既往文獻報道相符合。

GPI缺乏癥臨床表現(xiàn)輕重不一，輕度患者可存活至成年，嚴重者出生即可死亡。但GPI 缺乏的程度與貧血、黃疸的嚴重程度無關，且臨床表型與基因型的異質性很大，一些純合變異患者可能沒有任何癥狀，而另一部分患者可能并發(fā)嚴重的神經肌肉功能障礙，且同一位點純合變異導致的貧血與黃疸程度、輸血依賴度也可能不同[2,5]。GPI缺乏癥患者常規(guī)溶血性貧血篩查往往無異常，其診斷基礎是GPI 活性測定，但有部分患者酶活性變化不顯著，且GPI活性易受到輸血等因素的影響?；驒z測是目前確診該病最精準的方法[10]。文獻檢索到的69例患者中復合雜合變異25例、純合變異44例，涉及變異位點47個。變異類型包括錯義變異、無義變異、移碼變異及剪切位點變異，以錯義變異最常見。變異位點以exon12處的c.1040G＞A最多，該變異在合并神經肌肉損傷的印度GPI缺乏癥患者中發(fā)生率較高。本例患兒具有典型的臨床癥狀，有定期輸血史，多次常規(guī)溶血性貧血篩查未見異常，考慮到反復多次輸血可能影響GPI 的活性及實驗室條件限制，未檢測GPI 活性?；驒z測證實本例患兒GPI基因c.553T＞A（F185I）點突變，未見報道，經驗證為致病性變異。

與國內報道的另1例GPI缺乏癥不同的是[11]，本例患兒發(fā)病年齡更早、溶血程度稍輕、在嬰幼兒期出現(xiàn)大運動發(fā)育落后、出現(xiàn)新的基因變異，同時本例患兒雙下肢肌張力稍低，行走后訴雙膝關節(jié)疼痛，髖膝X 線不支持骨折，頭顱及脊髓MRI、肌電圖檢查不支持神經肌肉病變。血常規(guī)中白細胞計數(shù)升高，以中性粒細胞為主，炎癥指標升高，但膝關節(jié)局部無紅腫、壓痛、摩擦感，抗感染治療后白細胞計數(shù)、炎癥指標下降均不支持局部感染。結合患兒免疫、結締組織、結核檢查陰性及膝關節(jié)MRI檢查結果，考慮上述癥狀由雙膝關節(jié)滑膜炎所致可能性大，復習相關文獻未見GPI缺乏癥合并關節(jié)滑膜炎的報道。

目前GPI缺乏癥無特異性治療，患者常需依賴輸血維持Hb水平穩(wěn)定，其他治療方法包括脾切除、血漿置換、祛鐵治療[5]。部分患兒脾切除可減輕貧血、降低輸血需求[12]。由于感染、疫苗接種可能誘發(fā)溶血危象，故對于確診患兒應盡量預防和控制感染，同時還需慎重考慮接種疫苗的時機和種類。本例患兒定期輸紅細胞，脾切除后貧血、黃疸較前減輕，輸血頻率由1～2個月1次延長至3～4個月1次，本次入院是由于感染、接種疫苗致使溶血加重，積極抗感染后病情好轉。

綜上所述，GPI缺乏癥具有典型溶血性貧血的臨床表現(xiàn)，易和其他溶血性疾病發(fā)生混淆。GPI 缺乏癥在臨床中罕見，臨床醫(yī)師對該疾病的認識較少，易致漏診、誤診。因此，臨床上對于反復發(fā)生溶血性貧血且常見病因無法解釋時，應盡早行GPI 酶活性、基因檢測幫助盡早診斷、干預。本研究發(fā)現(xiàn)一個未見報道的GPI基因突變，豐富了基因突變數(shù)據庫，為今后該疾病的研究提供參考。