GLB1基因變異致GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型1例報(bào)告并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

李甜馨 陸相朋 彭琰琰 盧婷婷 廉文君 馮 斌 都修波 馬丙祥 鄭 宏

1.河南中醫(yī)藥大學(xué)；2.河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科（河南鄭州 450000）

GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥（GM 1 gangliosidosis）是因β-半乳糖苷酶基因（GLB 1）變異，導(dǎo)致以 GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂代謝異常為主的一種先天性遺傳代謝病，屬于溶酶體貯積癥，為常染色體隱性遺 傳病[1]。GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥可根據(jù)臨床表現(xiàn)，從重至輕分為Ⅰ型（嬰兒型），Ⅱ型（晚期嬰兒型、少年型），Ⅲ型（成人/慢性型），總發(fā)病率為1/300 000～ 1/10 000。我國(guó)尚無明確發(fā)病率報(bào)道，嬰兒型及晚期嬰兒型為我國(guó)常見表型[1-2]?，F(xiàn)報(bào)告1例GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型患兒，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)探討我國(guó)GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型患兒的臨床特點(diǎn)及基因型。

1 臨床資料

患兒，男，1歲2個(gè)月，于10月齡患肺炎后發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)發(fā)育倒退，不能獨(dú)坐、不會(huì)爬、不能獨(dú)站。當(dāng)?shù)蒯t(yī)院發(fā)現(xiàn)患兒肌張力低下，運(yùn)動(dòng)發(fā)育評(píng)估示相當(dāng)于7 月齡水平，未予治療?；純合礕3P3，母孕期無異常，足月順產(chǎn)，出生體質(zhì)量3.5 kg，身長(zhǎng)52 cm，出生時(shí)無缺氧窒息、病理性黃疸史，母乳喂養(yǎng)，10月齡前生長(zhǎng)發(fā)育基本同正常同齡兒。父母體健，非近親婚配。

入院體格檢查：身長(zhǎng)74 cm（P3～P10），體質(zhì)量10.5 kg（P50～P85），頭圍45.5 cm（P15～P50），前囟已閉，表觀無明顯異常，心肺腹無異常，四肢脊柱關(guān)節(jié)未見畸形；顱神經(jīng)檢查不配合；追視、追聽可，獨(dú)坐不穩(wěn)、不會(huì)爬，四肢肌張力低下，雙側(cè)膝腱反射可引出，病理征陰性。實(shí)驗(yàn)室檢查：血、尿常規(guī)無明顯異常，丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）13.2 U/L，天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）105.4 U/L，堿性磷酸酶180.6 U/L，肌酸激酶46.4 U/L，肌酸激酶同工酶23.3 U/L，乳酸脫氫酶497.9 U/L，低密度脂蛋白98.5 U/L，α-羥基丁酸脫氫酶332.3 U/L；尿有機(jī)酸分析提示營(yíng)養(yǎng)障礙（草酸、3-羥基丙酸、丙二酸、甘油酸、3-甲基戊烯二酸、3-羥基戊二酸濃度增高）；血氨基酸及酯酰肉堿譜分析提示乙酰肉堿38.45 μmol/L，鳥氨酸48.18 μmol/L。肝膽脾胰及心臟彩超、左手正位及脊椎正位X線未見明顯異常。脊椎側(cè)位X 線可見鳥嘴突樣改變（圖1）。腦電圖未見異常放電。頭顱磁共振成像（MRI）：雙側(cè)側(cè)腦室三角區(qū)旁異常信號(hào)，考慮髓鞘化終末帶、髓鞘化發(fā)育不良。Gesell發(fā)育評(píng)估：適應(yīng)能力64.2分，粗大運(yùn)動(dòng)58.6分，精細(xì)動(dòng)作71.5分，言語(yǔ)能力58.4分，社交能力57.1分，綜合發(fā)育商61.9分，整體發(fā)育遲滯，適應(yīng)能力、粗大運(yùn)動(dòng)、精細(xì)動(dòng)作、言語(yǔ)能力和社交能力均屬輕度缺陷。

為進(jìn)一步明確診斷，經(jīng)河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患兒家屬知情同意后，采集患兒及其父母靜脈血2 mL，提取外周血白細(xì)胞全基因組DNA，構(gòu)建基因組文庫(kù)，采用芯片捕獲全外顯子及相鄰內(nèi)含子區(qū)域，并富集目的基因片段，通過Illumina Hiseq系列測(cè)序儀進(jìn)行基因測(cè)序（北京福佑龍惠遺傳病診所），目標(biāo)序列測(cè)序覆蓋度不低于99%，疑似致病變異驗(yàn)證對(duì)目標(biāo)序列進(jìn)行PCR 后行Sanger 測(cè)序驗(yàn)證。結(jié)果顯示，患兒在GLB1基因存在2處雜合變異（圖2）：Exon2，c.202C>T，p.R68W，來自母親，已報(bào)道致病變異；Exon8，c.832G>A，p.G278S，來自父親，是GLB1基因第8外顯子的832號(hào)處的G堿基變異為A 堿基，使得GLB 1蛋白278 號(hào)密碼子由甘氨酸變異為絲氨酸。

圖2 患兒及父母GLB1基因測(cè)序圖

經(jīng)查閱千人基因組、千人南方、千人北方等數(shù)據(jù)庫(kù)，均未見收錄和報(bào)道GLB1基因的c.832G>A。根據(jù)美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)（American College of Medical Genetics，ACMG）變異解讀指南[3]進(jìn)行生物信息學(xué)致病等級(jí)分析，c.832 G>A 屬于錯(cuò)義變異，為可疑致病變異（PM 1+PM 2+PM 3+PP 3）：錯(cuò)義變異位于深入研究的無良性變異的外顯子功能域（PM1）；所有正常人群數(shù)據(jù)庫(kù)頻率<0.005，屬于低頻變異（PM 2）；該變異反式位置上檢測(cè)到致病/疑似致病變異（PM3）；多種統(tǒng)計(jì)方法預(yù)測(cè)出變異對(duì)基因（基因產(chǎn)物）有影響，保守性及蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)有害（PP3）。其中Sift預(yù)測(cè)結(jié)果為 damaging（0.009），Polyphen2_HDIV為probably damaging（1.0），Polyphen 2_HVAR 為probably damaging（0.998），PROVEAN為deleterious（-5.45），MutationTaster為disease_causing（1），M-CAP為damaging（0.489507），REVEL為deleterious（0.939），GERP為D（5.42），剪接預(yù)測(cè)（GTAG）有害。此外，蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)（predictprotein、Phyre2）結(jié)果顯示，變異對(duì)α螺旋結(jié)構(gòu)有一定影響。

綜合分析顯示，患兒屬于復(fù)合雜合變異，符合常染色體隱性遺傳規(guī)律，提示為GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型。

患兒確診后，予口服藥物對(duì)癥治療，以及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、物理治療等綜合康復(fù)治療。隨訪至2歲2個(gè)月時(shí)運(yùn)動(dòng)、言語(yǔ)、認(rèn)知進(jìn)一步倒退，不會(huì)獨(dú)站、獨(dú)坐，交流存在障礙，全面發(fā)育落后于正常同齡兒，并且出現(xiàn)吞咽困難。

2 討論

以“GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型”、“GLB 1基因”為檢索詞，在萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、維普數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，以“GLB1AND Chinese”、“GLB1AND China”為檢索詞在PubMed 數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，經(jīng)檢索、篩選，共得到8 篇文獻(xiàn)[1,4-10]，其中中文文獻(xiàn)5 篇，外文文獻(xiàn)3篇。加本例患兒，共有17例中國(guó)患兒。GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型中國(guó)患兒的基因變異類型包括錯(cuò)義變異、移碼變異，位點(diǎn)c.446C>T變異較多，其次為c.495_497delTCT、c.710A>G、c.1979_1980insG、c.146 G>A。見表1。此類患兒均可見運(yùn)動(dòng)、智力的發(fā)育倒退，除此之外的主要臨床表現(xiàn)為肌張力高（12/17）、癲癇（11/17）、斜視（7/17），實(shí)驗(yàn)室檢查可見AST升高伴ALT正常（8/17），顱腦MRI多見髓鞘化發(fā)育不良（6/17）。少數(shù)可見巴氏征陽(yáng)性、步態(tài)異常、大頭畸形、瞳孔無光反射/反射遲鈍、反復(fù)肺部感染、面部表觀異常、肝脾腫大、脊柱側(cè)凸、眼底發(fā)灰、蒼白球T2 低信號(hào)、骨發(fā)育不良、脊椎側(cè)位X 線可見鳥嘴突樣改變、腹脹。

表1 我國(guó)GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型患兒 GLB1基因變異情況

GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥是由GLB 1基因變異所致的常染色體隱性遺傳病，可影響多臟器病變，是GM1神經(jīng)節(jié)苷脂沉積導(dǎo)致的一種神經(jīng)退行性疾病[11]。GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥在臨床并無嚴(yán)格的分型，通常根據(jù)嚴(yán)重程度分為3型，有助于了解發(fā)病時(shí)間、癥狀和進(jìn)展速度的變化[12]。

GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型表現(xiàn)為于6 月齡后起病，運(yùn)動(dòng)及認(rèn)知功能減退、角膜混濁、共濟(jì)失調(diào)、骨骼異常、斜視和癲癇發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)增加，顱腦MRI 可見進(jìn)行性腦萎縮、蒼白球低信號(hào)、殼核高信號(hào)和鐵沉 積[12-13]。然而，GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥各型的表現(xiàn)存在部分重疊，都可能存在認(rèn)知能力減退、肌張力低下、癲癇、共濟(jì)失調(diào)。顱腦MRI可見彌漫性腦萎縮和腦白質(zhì)異常，白質(zhì)T2加權(quán)相高信號(hào)；丘腦T1高信號(hào)和T2低信號(hào)；基底核及蒼白球T 2 加權(quán)相低信號(hào)，殼核的T 2 加權(quán)相高信號(hào)；常見致死原因?yàn)槲胄苑窝缀托募〔4,14]。我國(guó)患兒臨床表型與上述相符，但有報(bào)道1例Ⅱ型患兒于2歲2個(gè)月時(shí)死于嚴(yán)重消瘦和低血容量性休克，這可能與我國(guó)患兒多有報(bào)道的咀嚼困難/飲水嗆咳導(dǎo)致喂養(yǎng)困難有關(guān)[8]。本例患兒就診時(shí)體格、營(yíng)養(yǎng)方面未見明顯異常，與既往我國(guó)文獻(xiàn)報(bào)道相符，但隨訪至2歲2個(gè)月時(shí)，患兒出現(xiàn)喂養(yǎng)困難，與疾病進(jìn)展相符，應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注其營(yíng)養(yǎng)狀況，必要時(shí)給予鼻飼管喂養(yǎng)。

除此之外，既往報(bào)道GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型患兒最初的特征通常是神經(jīng)和骨骼的異常，在語(yǔ)言上可達(dá)到10～20個(gè)單詞的詞匯量，但直到發(fā)病前都難以將單詞組合成句；運(yùn)動(dòng)、言語(yǔ)等技能在12～18個(gè)月時(shí)達(dá)到平臺(tái)期，可能會(huì)學(xué)習(xí)站立，但很快就會(huì)倒退或喪失，2歲前從未實(shí)現(xiàn)獨(dú)走，獨(dú)坐能力逐漸退化；骨骼方面存在復(fù)合性骨發(fā)育不良，雖短管狀骨未受影響，但可影響尚未發(fā)育成熟的骨骼，并伴有遲發(fā)性骨化征象（如齒狀突發(fā)育不全、卵圓形椎體、髖臼頂部?jī)A斜的髂體發(fā)育不良和股骨頭骨骺異常）[1,15]。文獻(xiàn)復(fù)習(xí)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)患兒均報(bào)道有智力、運(yùn)動(dòng)倒退，但大多未見骨骼異常；臨床表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)異常，以肌張力增高、癲癇、斜視為主；少數(shù)可表現(xiàn)為肌張力減低、聲音誘發(fā)的驚跳反應(yīng)、眼球震顫等。本例患兒無癲癇發(fā)作，腦電圖無異常，但不會(huì)獨(dú)坐、不會(huì)獨(dú)站、四肢肌張力低下，適應(yīng)能力、粗大運(yùn)動(dòng)、精細(xì)動(dòng)作、言語(yǔ)能力和社交能力均存在缺陷；脊椎側(cè)位X線可見鳥嘴突樣改變。隨訪至2歲2個(gè)月，患兒運(yùn)動(dòng)、言語(yǔ)、認(rèn)知能力進(jìn)一步倒退，未實(shí)現(xiàn)獨(dú)走，不會(huì)獨(dú)坐，交流存在障礙，最終結(jié)合基因檢測(cè)，診斷為GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型。

本例患兒基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)2 個(gè)變異位點(diǎn)，其中c.202 C>T 在2003 年報(bào)道該位點(diǎn)變異不會(huì)干擾GLB 1基因轉(zhuǎn)錄和翻譯，但可以使β-半乳糖苷酶失活[14]，其可能的致病機(jī)制是該位點(diǎn)變異導(dǎo)致β-半乳糖苷酶前體加工異常，異常的β-半乳糖苷酶無法運(yùn)輸至溶酶體，β-半乳糖苷酶無法正常形成功能復(fù)合物并與保護(hù)蛋白/組織蛋白酶A（proteetive protein/ cathepsin A,PPCA）組裝，影響神經(jīng)酰胺酶（neuraminidase 1,NEU1）、N-乙酰半乳糖胺-6-硫酸酯酶（N-acetygalactosamine-6-sulfate,GALNS）和/或變異酶的動(dòng)力學(xué)特性及活性。其中PPCA、NEU 1 與β-半乳糖苷酶共同形成溶酶體復(fù)合物，協(xié)同分解復(fù)雜大分子，其相互作用至關(guān)重要，GALNS也可能參與此過程[17]。而β-半乳糖苷酶活性缺乏會(huì)使GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂及相應(yīng)的去唾液酸衍生物GA 1 在外周及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元等器官和組織中積累，毒性底物積聚造成的進(jìn)行性損害導(dǎo)致腦神經(jīng)元破壞，可表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)局部小膠質(zhì)細(xì)胞中GM1神經(jīng)節(jié)苷脂積聚，進(jìn)而導(dǎo)致這些細(xì)胞內(nèi)炎癥細(xì)胞的活化和浸潤(rùn)增加，引起神經(jīng)系統(tǒng)病變[18-19]。對(duì)1例GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型日本女性患者的尸檢證實(shí)此其腦部嚴(yán)重萎縮（主要見于額葉），并在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)，大腦皮質(zhì)、殼核、小腦等部位有嚴(yán)重的膠質(zhì)增生和神經(jīng)元丟失，后者包括浦肯野細(xì)胞層和顆粒細(xì)胞層，而海馬基本維持原狀；這例患者病程較長(zhǎng)，在人工呼吸支持下于40歲死于肺炎[20]。本例患兒肺炎后出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)倒退。有報(bào)道1例患兒腹脹后出現(xiàn)發(fā)育倒退并存在反復(fù)肺部感 染[8]，1例患兒出現(xiàn)與上呼吸道感染有關(guān)的高熱驚厥、癲癇[10]，故考慮感染為GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥II 型的高危因素。

本例患兒另一位點(diǎn)c.832 G>A 是GLB 1基因第8外顯子的832號(hào)處的G堿基變異為A堿基，使得GLB1蛋白278 號(hào)密碼子由甘氨酸變異為絲氨酸，尚未收錄報(bào)道。盡管ACMG指南變異解讀指南判定該位點(diǎn)為可疑致病變異，但患兒有較為明顯的臨床表現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)方法預(yù)測(cè)出變異對(duì)基因（基因產(chǎn)物）有影響。家系sanger測(cè)序驗(yàn)證結(jié)果顯示此雙雜合變異分別來自于其父母，為復(fù)合雜合變異。綜合患兒的基因檢測(cè)結(jié)果及臨床表型，可基本確定該位點(diǎn)與c.202C>T雜合變異為患兒的致病性變異。一般來說，變異核苷酸的位置和性質(zhì)可決定β-半乳糖苷酶的殘余活性，從而預(yù)測(cè)個(gè)體癥狀的輕重以及發(fā)病年齡的早晚，但該病是否存在基因型-表型尚存爭(zhēng)議[19,21]。

迄今為止，GM1神經(jīng)節(jié)苷脂沉積癥的治療方法尚不成熟、治療費(fèi)用昂貴，患者確診后多為對(duì)癥治療，故隨訪和長(zhǎng)期管理至關(guān)重要，如定期監(jiān)測(cè)腦電圖，一旦發(fā)現(xiàn)癲癇發(fā)作應(yīng)及時(shí)對(duì)癥處理，密切觀察心臟、骨骼和眼睛，并建議接受常規(guī)免疫接種，尤其是流感和肺炎球菌疫苗[2]。出現(xiàn)喂養(yǎng)困難時(shí)，考慮盡早開始胃管飼養(yǎng)[14]。GM1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥預(yù)后不良，患兒多數(shù)無明顯表觀異常，病理征（克氏、布氏和巴氏征）可能陰性。新生兒篩查檢測(cè)酶活性可能由于人群中存在假缺失基因變異而導(dǎo)致假陽(yáng)性[22]，故當(dāng)患兒出現(xiàn)明顯運(yùn)動(dòng)、智力倒退時(shí)，有必要進(jìn)行基因檢測(cè)。

本例GM 1神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥Ⅱ型患兒，擴(kuò)大了我國(guó)患兒的臨床表型及基因變異譜。