磷酸甘露糖變位酶2缺乏癥的診治進展

周述艷 綜述 詹學 審校

（重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院消化科/國家兒童健康與疾病臨床醫(yī)學研究中心/兒童發(fā)育疾病研究教育部重點實驗室/兒科學重慶市重點實驗室，重慶 400014）

磷酸甘露糖變位酶2（phosphomannomutase 2，PMM2）缺乏癥是先天性糖基化障礙（congenital disorder of glycosylation，CDG）占比最多的一種，又被稱為磷酸甘露糖變位酶2相關性先天性糖基化障礙（phosphomannomutase 2-congenital disorders of glycosylation，PMM2-CDG）。PMM2-CDG是一種常染色體隱性遺傳病，幾乎所有器官系統(tǒng)均可受累，病情輕重不一，其臨床表現(xiàn)主要包括小腦發(fā)育不良、表觀畸形，生長發(fā)育遲緩，還有肝臟、腎臟、心臟等功能異常。隨著對代謝性疾病的廣泛關注和基因檢測的開展，PMM2-CDG病例逐漸增多，發(fā)病率約為1∶20 000［1］。雖然國外已經(jīng)有大量PMM2-CDG的研究報道，但國內(nèi)關于本病報道不足20例。本文對PMM2-CDG的診治進展進行系統(tǒng)總結，旨在提高臨床醫(yī)生對該病的早期識別和處理能力。

1 病因及機制

CDG是一組以蛋白質和脂質N-和O-糖基化缺陷為特征的異質性遺傳性代謝疾病［2］，因糖代謝的先天缺陷而導致蛋白質和脂類的低糖基化。PMM2-CDG是最常見的N-糖基化缺陷，約占已知影響N-糖基化病例的65%［3］。

PMM2-CDG是由PMM2基因突變引起的，該基因位于染色體16p13，由8個外顯子組成，編碼246個氨基酸組成的蛋白質，其分子量約為28 kD，編碼的PMM2是同源二聚體，由一個帽子結構和一個核心結構域組成，需要甘露糖或葡萄糖才能激活［4］?；罨罂纱呋毎|中甘露糖-6-磷酸轉化為甘露糖-1-磷酸（mannose-1-phosphate，Man-1-P），后者能轉變?yōu)楹铣蒒-連接糖蛋白所需的甘露糖前體——鳥苷二磷酸-甘露糖。PMM2基因突變導致甘露糖-6-磷酸向Man-1-P的轉化減少，造成鳥苷二磷酸-甘露糖的缺乏，進而導致血清糖蛋白（溶酶體酶和轉運蛋白）和膜糖蛋白等相關蛋白低糖基化，引起多器官/系統(tǒng)受累。

2 臨床表現(xiàn)

2.1 神經(jīng)系統(tǒng)

PMM2-CDG患兒出現(xiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀包括小腦萎縮/發(fā)育不良、智力和運動障礙、癲癇和周圍神經(jīng)病變，其中小腦發(fā)育不良在出生時即可出現(xiàn)［5］。據(jù)報道，約95%的患兒出現(xiàn)小腦功能障礙，由小腦發(fā)育不良和萎縮共同引起，其中游走性眼球運動、眼球斜視或內(nèi)聚是新生兒期可觀察到的小腦功能障礙的早期癥狀［6］。但在輕癥病例中，早期頭部磁共振成像表現(xiàn)可能是正常的，隨后才會出現(xiàn)進行性萎縮［7］，病變主要累及小腦前葉和腦橋，小腦皮質和皮質下白質在T2加權成像和液體衰減反轉恢復圖像上均呈高信號［8］。

小腦病變最常見的癥狀是共濟失調，據(jù)Pettinato等［9］報道其發(fā)生率極高，可達96.7%~100%，到后期，步態(tài)共濟失調更加明顯，可能導致長期殘疾，僅有一小部分患兒能在沒有支撐下行走。雖然PMM2-CDG患兒小腦共濟失調為非進行性，但隨著年齡增長，運動障礙會惡化［10］。

周圍神經(jīng)病變出現(xiàn)較晚，可見于約53%的患兒，具體表現(xiàn)為腱反射消失、遠端萎縮和扁平足。約1/3的PMM2-CDG患兒可出現(xiàn)至少一次癲癇發(fā)作，多見于3歲前［11］，報道最多的類型是全身性強直陣攣發(fā)作和部分性發(fā)作。

2.2 先天畸形

29%~65%的PMM2-CDG患兒可出現(xiàn)多種特征性畸形，如小頭畸形、前額突出、大耳朵和耳垂、上唇薄、下頜突出、杏仁眼、脂肪分布異常（如骨盆上方及臀部脂肪墊）［12］，其中異常的脂肪墊在瘦小的嬰兒中更為明顯，通常在兒童期消失，如果臀部周圍、生殖器區(qū)域和大腿上部有脂肪墊，甚至腹膜后脂肪沉積［13］，對PMM2-CDG具有診斷價值。脂肪分布異常的另一個關鍵特征是乳頭內(nèi)陷，因乳房的脂肪組織過多且缺乏腺體組織所致。約53%患兒可出現(xiàn)乳頭內(nèi)陷，可單側或雙側，也可隨著年齡增長而消失［14］。

2.3 消化系統(tǒng)

2.3.1 胃腸道PMM2-CDG因消化道問題引起的癥狀，一方面是繼發(fā)于嘔吐所致的喂養(yǎng)困難；另一方面是繼發(fā)于吸收不良或蛋白丟失性腸病所致的腹瀉。但隨著年齡增長，生長發(fā)育不良和胃腸道癥狀會自行改善。

2.3.2 肝臟多數(shù)PMM2-CDG患兒都有輕微的肝功能異常，在不太嚴重的多臟器損害類型中，肝臟受累主要表現(xiàn)為伴或不伴肝大的脂肪變性和血清氨基轉移酶（簡稱轉氨酶）升高。其中轉氨酶升高比神經(jīng)系統(tǒng)癥狀更常見，故在轉氨酶升高的遺傳代謝性疾病中，應重點考慮該?。?5］。

肝臟受累可出現(xiàn)兩種不同的表型：（1）以新生兒/嬰兒肝功能衰竭為特征的重型；（2）以肝大和高轉氨酶血癥為特征的輕型（通常不會進展為嚴重的肝功能障礙）［16］。血清轉氨酶升高是肝細胞損傷的常見且可靠的一種標志，谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶在出生后第一年開始升高，幼兒的轉氨酶可能在1 000~1 500 U/L內(nèi)，3~5歲后逐漸恢復正常水平［17］。然而，部分患兒肝臟會發(fā)生脂肪變性、纖維化或肝硬化，少數(shù)患兒還會出現(xiàn)膽汁淤積，有的患兒死于肝功能衰竭。

因為肝功能異常，凝血因子受到相應的影響。約50%的患兒伴有凝血功能異常，表現(xiàn)為抗凝血酶缺乏，凝血酶原時間延長，D-二聚體水平升高，以及蛋白C、蛋白S的血清濃度下降。

2.4 內(nèi)分泌系統(tǒng)

內(nèi)分泌系統(tǒng)是PMM2-CDG的主要受累系統(tǒng)之一。主要有4個方面受到影響：發(fā)育落后、甲狀腺功能低下、性腺功能減退和低血糖癥。約96%的患兒出現(xiàn)發(fā)育障礙，其中49%出現(xiàn)身材矮?。?8］。75%的患兒因促甲狀腺激素和甲狀腺結合球蛋白糖基化異常導致甲狀腺功能低下［19］。性腺功能低下主要為女性患兒，表現(xiàn)為卵巢功能早衰，具體機制暫不明確。低血糖多發(fā)生在嬰兒期，且43%的患兒與胰島素升高有關［20］。

2.5 其他

除以上系統(tǒng)的臨床表現(xiàn)外，還會出現(xiàn)一些眼部癥狀，包括斜視（84%）、視網(wǎng)膜色素變性（22%）、眼壓低、異常眼球運動和近視［18］。約21%的PMM2-CDG患兒還合并心臟方面的異常，多表現(xiàn)為心包積液，通常1~2年消失，少數(shù)患兒還合并有先天性心臟結構異常如擴張型心肌病、法洛四聯(lián)癥等［21］。耳部癥狀如感音神經(jīng)性聽力損傷，但其表型的嚴重程度與聽力損害無相關性［22］。

盡管患兒血清鈣、磷和鎂濃度正常，但在兒童時期就會出現(xiàn)骨質疏松，還會出現(xiàn)骨質減少、胸部異常、脊柱后凸和脊柱側凸等骨骼異常，嚴重時可因脊髓畸形和受壓導致相應的脊髓病變［23］。

3 診斷

該病的診斷在很大程度上取決于臨床醫(yī)生對本病的認識水平，對于任何有多系統(tǒng)疾病和具有上述特殊表型的患兒，都應該考慮PMM2-CDG的可能性［24］。特別是當出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀、脂肪分布異常、乳頭內(nèi)陷、轉氨酶升高、發(fā)育遲緩等異常時，臨床醫(yī)生應該更警惕本病。

血清轉鐵蛋白等電聚焦（transferrin isoformisoelectric focusing，Tf-IEF）是診斷和監(jiān)測CDG最常用的方法［25］，若基于Tf-IEF診斷為CDG-Ⅰ（即無唾液酸轉鐵蛋白和二唾液酸轉鐵蛋白增加，而四唾液酸轉鐵蛋白降低）后，可進一步檢測成纖維細胞或白細胞中PMM2活性，但血清Tf-IEF正常也不能排除CDG。隨著基因檢測的逐漸普及，在臨床和生化都強烈懷疑的情況下，更推薦采用靶向二代測序或全外顯子測序來診斷，還有助于發(fā)現(xiàn)新的CDG表型［26］。

首先對PMM2基因進行序列分析，以檢測小基因內(nèi)缺失/插入、錯義、無義和剪接點變異。如果使用的測序方法只檢測到一個或沒有檢測到變異，則進行基因靶向的缺失/重復分析，以檢測外顯子和全基因的缺失或重復。當表型與許多其他以神經(jīng)系統(tǒng)和/或多器官功能障礙為特征的遺傳性疾病無法區(qū)分時，全基因組測序是最好的選擇。

截至2021年8月15日，該基因共發(fā)現(xiàn)118個致病突變，其中93個是錯義突變［27］，PMM2活性完全缺乏可能是致命的，因此大多數(shù)患兒是復合雜合突變，殘留酶活性較高的患兒往往呈現(xiàn)較輕微的表型［28］。

約40%的個體以c.422G>A(p.R141H)雜合狀態(tài)出現(xiàn)。致病體c.357C>A(p.F119L)經(jīng)常在北歐發(fā)現(xiàn)，其中R141H+F119L占所有致病變體的大多數(shù)。致病變體 c.691G>A(p.V231M)和 c.338C>T(p.P113L)在整個歐洲很常見［29］。

4 治療

4.1 增加底物

PMM2缺陷患兒的治療目標是增加體內(nèi)代謝前體（甘露糖）的水平，膳食中補充甘露糖或聯(lián)合給藥可能是建立持續(xù)治療的可行選擇［30］。研究發(fā)現(xiàn)妊娠小鼠在產(chǎn)前口服甘露糖可降低PMM2小鼠模型后代的胚胎致死率，證明甘露糖在體內(nèi)PMM2缺乏的模型中具有生物學效應［31］。Sharma等［32］指出外源甘露糖補充的有效性受到殘余PMM2活性的影響。盡管目前的研究指出口服甘露糖并不能明顯改善患兒的生化指標和臨床癥狀，但這可能是其他治療方案的基石［33］。

有關糖補充劑是否起作用的關鍵在于能否將其輸送到特定組織中。目前已經(jīng)開發(fā)了不同的方法來促進細胞攝取甘露糖，例如基于Man-1-P合成膜透性疏水的前藥。研究者也在開發(fā)一種使用脂質體作為靜脈給藥系統(tǒng)的Man-1-P配方，但這些制劑可能無法通過血腦屏障［34］。

Iyer等［35］運用新型PMM2-CDG蠕蟲模型進行了多種藥物再利用篩選，通過對篩選出的20種再利用候選藥物進行結構-活性關系測定后發(fā)現(xiàn)，抗糖尿病醛糖還原酶抑制劑依帕司他是很好的PMM2酶激活劑，該報道稱連續(xù)12個月口服依帕司他0.8 mg/(kg·d)，可提高患兒體內(nèi)PMM2的活性，在基線上的增益率為30%~400%不等，具體取決于基因型，且依帕司他治療后總蛋白N-糖基化得到改善，共濟失調評分、生長發(fā)育也有顯著改善。雖然依帕司他已在亞洲用于治療糖尿病的周圍神經(jīng)病變二十多年，但尚未獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局和歐洲藥品管理局批準［36］。

另外Ligezka等［37］發(fā)現(xiàn)在接受依帕司他治療的PMM2-CDG患兒中，尿山梨糖醇水平在3個月內(nèi)幾乎正常，血液轉鐵蛋白糖基化在6個月內(nèi)正常。所以建議將尿山梨糖醇作為未來PMM2-CDG臨床試驗中評估疾病嚴重程度和治療反應的新型生物標志物，74%的PMM2-CDG患兒尿山梨糖醇在前3個月水平升高，后轉為正常，與神經(jīng)病變呈正相關，可能成為PMM2-CDG患兒病情嚴重程度和治療效果的重要預測因子。

4.2 穩(wěn)定蛋白質結構

研究發(fā)現(xiàn)，PMM2-CDG是一種蛋白構象疾病，小分子如藥理伴侶和蛋白平衡調節(jié)劑（proteostasis regulator，PR）可調節(jié)PMM2蛋白的功能喪失突變［38］。這些小分子專門與蛋白質結合，并通過促進蛋白質的正確折疊來防止其降解和/或聚集，使其穩(wěn)定，極具臨床應用前景［39］。

藥理伴侶能夠穿過血腦屏障，因此可能有助于緩解PMM2-CDG患兒的中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，對基于PMM2天然配體α-葡萄糖-1,6-二磷酸設計的藥理伴侶的研究證實，β-葡萄糖-1,6-二磷酸是一種有效穩(wěn)定PMM2蛋白的化合物，該配體作為PMM2蛋白的溫和非共價抑制劑，已被證明能穩(wěn)定p.F119L和p.V129M致病突變株的同源二聚體，但目前，研究者在努力通過使用疏水衍生物或將其與脂質體結合來提高其生物利用度［40］。

近年來，PR被證明可以通過穩(wěn)定有缺陷的、錯誤折疊的蛋白來調節(jié)不同構象疾病中的蛋白質功能［41］。PR增強細胞內(nèi)蛋白穩(wěn)定能力可用于治療許多具有相同致病機制的疾病。雷公藤紅素是一種廣為人知的PR，它通過激活熱休克反應來調節(jié)蛋白平衡網(wǎng)絡，并在PMM2-CDG的細胞模型中獲得了積極的結果。在4個過表達寡聚突變p.D65Y、p.R162W或p.T237M、二聚化突變p.F119L的細胞株中，經(jīng)PR處理后PMM2蛋白水平和活性顯著增加［42］。

4.3 基于病理生理學的治療

2019年，美國食品藥品監(jiān)督管理局批準將乙酰唑胺用于治療PMM2-CDG。乙酰唑胺是一種碳酸酐酶抑制劑，通過改變細胞內(nèi)的pH來改變跨膜電位，由此影響鈣通道的失活，因此，乙酰唑胺可以恢復神經(jīng)元的興奮性和靜息活動。一項針對24名受試者［平均年齡（12.3±4.5）歲］的研究［43］表明，乙酰唑胺改善了受試者的凝血功能、臨床嚴重程度、共濟失調、癲癇和脂肪營養(yǎng)不良。并且，在大多數(shù)患兒中耐受性良好。目前，該藥物處于Ⅱ期臨床試驗階段，以確定是否可以用來治療PMM2-CDG的小腦損傷。

4.4 對癥治療

對于共濟失調、發(fā)育遲緩的患兒應盡早行康復治療和語言訓練，并且定期監(jiān)測發(fā)育情況。對于癲癇或卒中樣發(fā)作的患兒，推薦使用苯二氮卓類藥物（咪達唑侖、勞拉西泮），多數(shù)對單一抗癲癇藥物反應良好［44］，并應對患兒父母/照顧者進行癲癇發(fā)作的教育指導。營養(yǎng)不良（慢性腹瀉或反復嘔吐）的患兒可行腸內(nèi)或腸外營養(yǎng)，血清白蛋白<2 g/dL和水腫的患兒可行20%白蛋白輸注［45］。若患兒出現(xiàn)低血糖，推薦持續(xù)的管飼，以8~10 mg/(kg·min)靜脈輸注葡萄糖，可在高胰島素低血糖的飲食標準治療中加入復合碳水化合物（小麥、玉米）［18］。PMM2-CDG患兒的感染必須按照嚴格的護理標準進行管理，包括使用恰當?shù)目咕幬?，密切關注患兒的全身情況，直至感染控制。如果對抗菌藥物治療無反應，可以考慮靜脈注射免疫球蛋白。如遇到因肝功能衰竭、心功能不全和/或腎病綜合征引起的嚴重發(fā)育遲緩或危及生命的緊急情況，需要多學科聯(lián)合治療。

4.5 監(jiān)測管理

確診為PMM2-CDG的患兒，肝臟檢查（包括轉氨酶和凝血功能）應每年進行一次，直到恢復正常。建議每3~5年進行一次肝臟超聲檢查。在長期存在轉氨酶升高的患兒中，可以用非侵入性彈性成像技術監(jiān)測肝纖維化或肝硬化的發(fā)展。鑒于可能發(fā)生與肝硬化相關的潛在威脅生命的并發(fā)癥（靜脈曲張出血、肝細胞癌、腹水），因此，確定其是否演變?yōu)楦斡不陵P重要。

每1~2年或根據(jù)需要評估患兒的身長/身高，包括生長速度、骨齡，測定促甲狀腺激素和游離甲狀腺素、葡萄糖、鈣、鎂、磷的水平；并評估青春期的性腺發(fā)育情況，測定女性的卵泡刺激素、黃體生成素、雌二醇，以及男性的睪酮和性激素結合球蛋白。

由于PMM2-CDG患兒多出現(xiàn)眼部異常，可能涉及眼的結構和眼球的活動度，建議每年進行一次眼科評估，特別是評估視網(wǎng)膜病變的進展。

5 小結

總之，對于PMM2-CDG沒有特異性的治療，藥物的研發(fā)也僅處于小規(guī)模的臨床研究階段，目前僅一種藥物應用于臨床。事實上，其治療策略的發(fā)展面臨著幾個關鍵挑戰(zhàn)：（1）存在廣泛的突變譜，幾乎每個患兒都有獨特的雙重雜合子組合；（2）缺乏模擬人類臨床條件的動物模型來進行臨床前試驗和評估改善情況；（3）血清生物標志物（唾液轉鐵蛋白譜、凝血因子等）與臨床嚴重度之間缺乏相關性［46］。

利益沖突聲明：所有作者聲明無利益沖突。