罕見病研究：GPAA1基因突變導(dǎo)致糖基磷脂酰肌醇生物合成缺陷15型

陳秋蓉 張朕杰 盧一岫 袁孫碧歆 李冀

（1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院兒科，北京 100730；2.廣東省婦幼保健院兒科，廣東廣州 515000）

GPAA1基因變異可導(dǎo)致糖基磷脂酰肌醇生物合 成 缺 陷 15 型 （glycosylphosphatidylinositol biosynthesis deficiency 15, GPIBD15; MIM: 617810）。該病為常染色體隱性遺傳病，通常在嬰兒期發(fā)病，嚴(yán)重程度具有個體差異，主要臨床特點為全面發(fā)育落后、肌張力減退、癲癇、小腦萎縮、共濟(jì)失調(diào)等。截至2023 年6 月全球共報道17 例。2017 年Nguyen等［1］首次報道了10例因GPAA1基因突變導(dǎo)致GPIBD15的患者，2021年Castle等［2］描述了7例GPIBD15，擴(kuò)大了GPAA1基因突變相關(guān)GPIBD 表型譜，國內(nèi)目前尚未見相關(guān)報道?，F(xiàn)將2022 年11月中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院兒科收治的1 例GPIBD15 患兒的臨床資料及基因檢測結(jié)果報告如下。

1 病例介紹

病史：患兒，男，6 歲，因發(fā)育遲緩6 年，反復(fù)發(fā)熱、抽搐5年入院?；純?月齡時發(fā)現(xiàn)生長發(fā)育晚于同齡正常兒童，6 月齡抬頭，2 歲會走，1.5歲會叫“爸爸、媽媽”?，F(xiàn)6歲不能說整句，可緩慢執(zhí)行指令，會5以內(nèi)加法?；純鹤?歲起無明顯誘因出現(xiàn)發(fā)熱，熱峰40℃，高熱時抽搐，表現(xiàn)為意識喪失、雙眼凝視、口吐泡沫、口唇發(fā)紺、四肢強直，無大小便失禁，持續(xù)3～10 min 可自行緩解或使用鎮(zhèn)靜劑后緩解。予退熱藥、抗生素及補液治療（具體用藥不詳），體溫可降至正常。此后反復(fù)發(fā)熱，持續(xù)2～3 d 后熱退，間隔2～3 個月后反復(fù)，高熱伴抽搐（癥狀同前），頻率7～8 次/年。4 歲起患兒發(fā)熱較前頻繁，間隔10～30 d，伴反復(fù)口腔、唇周多發(fā)潰瘍、皰疹，扁桃體化膿。其間就診多家醫(yī)院，發(fā)熱時查血白細(xì)胞計數(shù)（8～13） ×109/L （參考值：4.6×109/L～11.9×109/L），C反應(yīng)蛋白、紅細(xì)胞沉降率升高，熱退后炎癥指標(biāo)正常，血病原學(xué)及腫瘤標(biāo)志物均陰性，腦脊液檢測正常。外院考慮“（1）發(fā)熱查因：自身炎癥性疾病可能性大；（2）癲癇；（3）精神運動發(fā)育遲緩”，予布洛芬退熱，左乙拉西坦聯(lián)合丙戊酸鈉抗癲癇治療，效果欠佳，發(fā)熱、抽搐癥狀無改善。為明確病因，遂至北京協(xié)和醫(yī)院兒科就診?；純鹤园l(fā)病以來，精神、反應(yīng)、食欲可，大小便正常，入院前1個月暫未發(fā)熱及抽搐。

既往、個人、家族史：患兒系第3 胎第2 產(chǎn)，足月，因“胎位不正”剖宮產(chǎn)出生，出生體重2.95 kg，否認(rèn)出生搶救史。出生時即有腭裂及先天性雙側(cè)馬蹄足，1歲時行腭裂修補術(shù)；長期佩戴馬蹄足矯正器，現(xiàn)步態(tài)正常。有一位17 歲姐姐，身體健康。母親幼兒期有1次發(fā)熱抽搐病史。否認(rèn)家族性精神病、遺傳性疾病病史。

入院體格檢查：體溫36.6℃，脈搏87 次/min，呼吸20 次/min，血壓98/68 mmHg。經(jīng)皮血氧飽和度100% （無吸氧）；頭圍53 cm （P80）；體重27.4 kg（P87），身高124.4 cm（P66）。神志清楚，營養(yǎng)中等，可緩慢執(zhí)行指令，不能說整句。右小腿脛前可見2 cm×4 cm 青斑，余未見皮疹，全身淺表淋巴結(jié)未捫及腫大，雙側(cè)扁桃體Ⅰ度大，四肢肌力、肌張力正常，生理反射存在，病理反射未引出，腦膜刺激征陰性。

實驗室檢查：（無發(fā)熱時）血常規(guī)、肝腎功能、血脂、C 反應(yīng)蛋白、紅細(xì)胞沉降率、大便常規(guī)、尿常規(guī)、外周血細(xì)胞形態(tài)正常；補體、抗核抗體譜、抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體、T淋巴細(xì)胞亞群均正常。免疫球蛋白：IgM 0.35 g/L（參考值：0.4～2.3 g/L）；血清免疫固定電泳：IgD 型M 蛋白陰性，未見明顯異常；總25羥維生素D 28.2 ng/mL（參考值：30～100 ng/mL）。淋巴結(jié)超聲：雙側(cè)頸部淋巴結(jié)腫大（右側(cè)1.6 cm×0.8 cm， 左側(cè)2.1 cm×1.0 cm）。動態(tài)腦電圖：異常兒童腦電圖，清醒雙側(cè)前額稍多量慢波發(fā)放，右側(cè)顯著，睡眠期左側(cè)前頭部少量棘波，尖棘波發(fā)作。四肢長骨X 線片、頭顱磁共振+磁共振血管成像、四肢關(guān)節(jié)+肝膽胰脾+泌尿系統(tǒng)+心臟超聲、心電圖未見明顯異常。Griffith 智力評估示處于全面落后狀態(tài)。眼科會診：視力拒查，眼壓正常，余未見異常。

患兒家屬知情同意下，采集患兒及其父母、姐姐的靜脈血進(jìn)行全基因組測序，結(jié)果顯示：該患兒GPAA1基因存在復(fù)合雜合突變，一個為c. 831G＞A(p. Trp277*) （chr8： 145139333， NM_003801.4），是GPAA1基因編碼區(qū)的無義變異，遺傳自母親，患兒姐姐攜帶該變異雜合子，依據(jù)美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會的變異解讀指南［3］，該變異判定為可疑致病性變異（PM4+PS3+PM2）。另 一 個 為 c. 1451G＞T(p. Arg484Leu) （chr8：145140382，NM_003801.4），是GPAA1基因編碼區(qū)的錯義變異，遺傳自父親，患兒姐姐未攜帶該變異，該變異判定為臨床意義未明（PM2）（圖1）。按照常染色體隱性遺傳模式、家族史及典型臨床表現(xiàn)證實該患兒GPAA1基因突變?yōu)橹虏⊥蛔儭?/p>

2 臨床經(jīng)過

入院后予對癥支持治療。發(fā)熱初期予口服潑尼松1 mg/(kg·d)，熱退后停用，沙利度胺每晚37.5 mg，左乙拉西坦繼續(xù)口服，輔以維生素D3、補鈣及康復(fù)治療，住院期間患兒無發(fā)熱及抽搐，無新發(fā)口腔潰瘍，病情好轉(zhuǎn)予出院。隨訪至患兒7歲，口腔潰瘍愈合，偶低熱，熱峰37.5℃，抽搐頻率延長至40余天/次，抽搐癥狀同前，持續(xù)3～7 min使用鎮(zhèn)靜藥后緩解。智力運動發(fā)育無明顯改善。

3 鑒別診斷

學(xué)齡前男性患兒，3月齡時發(fā)現(xiàn)精神、運動發(fā)育遲緩，1歲起出現(xiàn)反復(fù)發(fā)熱、抽搐?？偨Y(jié)患兒臨床特點：（1）嬰兒期發(fā)病，發(fā)病年齡小，慢性病程；（2）精神運動發(fā)育全面落后；（3）反復(fù)發(fā)熱，伴口腔潰瘍、扁桃體化膿，抗生素?zé)o效，糖皮質(zhì)激素有效；（4）反復(fù)抽搐，初為熱性驚厥，后發(fā)展為癲癇發(fā)作，抗癲癇控制不佳；（5）先天畸形：出生時腭裂、雙側(cè)馬蹄足。根據(jù)以上臨床特點，從癲癇伴發(fā)育遲緩及周期性發(fā)熱兩個方向考慮。

第一，癲癇伴發(fā)育遲緩：患兒反復(fù)抽搐，腦電圖見尖棘波，診斷癲癇明確。癲癇的病因分為結(jié)構(gòu)性、感染性、免疫性、遺傳性、代謝性和未知病因6類。本例患兒慢性病程，腦脊液、血病原體檢測及頭顱影像學(xué)均正常，除外神經(jīng)系統(tǒng)感染、中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性疾病、顱腦結(jié)構(gòu)及腦血管畸形，考慮遺傳代謝性病變可能性大，如神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥、腎上腺腦白質(zhì)營養(yǎng)不良、Leigh 綜合征及其他遺傳代謝病。（1）神經(jīng)節(jié)苷脂貯積癥：系GLB1基因或HEX基因突變導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)苷脂G1或G2 在溶酶體中貯積。臨床主要表現(xiàn)為肌張力低下、精神運動發(fā)育遲緩、癲癇等，但該病外周血淋巴細(xì)胞有空泡形成，眼底櫻桃紅斑，與本例患兒臨床表現(xiàn)不符，進(jìn)一步確診需培養(yǎng)成纖維細(xì)胞行細(xì)胞酶活性檢測并結(jié)合基因檢測。（2）腎上腺腦白質(zhì)營養(yǎng)不良：是一種罕見的遺傳代謝病，為過氧化物酶體病的常見類型，主要表現(xiàn)為智力運動功能倒退、視力障礙、癲癇，伴腎上腺皮質(zhì)功能不全，頭顱影像學(xué)具有特征性腦白質(zhì)對稱性病變。本例患兒腎上腺皮質(zhì)功能及頭顱影像學(xué)正常，與本病不符。（3）Leigh 綜合征：是兒童最常見的以進(jìn)行性神經(jīng)退行性病變?yōu)楸憩F(xiàn)的線粒體腦肌病，臨床表現(xiàn)為智力運動發(fā)育落后或倒退，可伴癲癇，頭顱影像學(xué)見雙側(cè)對稱性基底節(jié)區(qū)和/或腦干病灶，血乳酸或腦脊液乳酸升高，本例患兒雖無典型頭顱影像學(xué)表現(xiàn)，但存在發(fā)育遲緩和癲癇，血乳酸輕度升高，與該病部分符合，確診需完善線粒體病基因檢測或線粒體呼吸鏈酶學(xué)檢測。（4）其他遺傳代謝性疾病。上述疾病均需基因檢測以明確診斷。

第二，周期性發(fā)熱：患兒反復(fù)發(fā)熱，每次熱程2～3 d，間隔1～4個月不等，發(fā)熱時炎癥指標(biāo)高，熱退后正常，抗感染無效，糖皮質(zhì)激素有效，診斷周期性發(fā)熱明確，考慮病因如下：（1）周期性發(fā)熱、阿弗他口炎、咽炎及淋巴結(jié)炎綜合征（periodic fever, aphthous stomatitis, pharyngitis and adenitis syndrome, PFAPA）：是一種反復(fù)或周期性發(fā)熱綜合征，主要特征包括周期性發(fā)熱、阿弗他潰瘍、咽炎（有時伴扁桃體滲出）及頸部淋巴結(jié)腫大。依據(jù)2020 年P(guān)FAPA 診斷標(biāo)準(zhǔn)［4］，該患兒臨床表現(xiàn)與本病相符，但需除外其他已知的周期性發(fā)熱綜合征、免疫缺陷或自身免疫性疾病。（2）周期性中性粒細(xì)胞減少癥：是以周期發(fā)作性的中性粒細(xì)胞減少伴反復(fù)發(fā)熱、感染、口腔潰瘍等為特征的罕見染色體顯性遺傳?。?］，ELANE及HAX-1基因突變可導(dǎo)致此??；本例患兒無家族史，無中性粒細(xì)胞減少，與本病不符。（3）自身炎癥性疾病（autoinflammatory diseases, AIDs）：是由基因突變引起相應(yīng)編碼蛋白發(fā)生改變，造成固有免疫系統(tǒng)失調(diào)而引起全身炎癥反應(yīng)的一組疾??；其特點是反復(fù)或持續(xù)的炎癥反應(yīng)（急性時相炎癥蛋白升高），缺乏適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的參與（缺乏自身反應(yīng)性T 淋巴細(xì)胞和自身抗體）［6］；本例患兒反復(fù)發(fā)熱，發(fā)熱時炎癥蛋白升高，自身免疫抗體均陰性，與本病相符，需完善基因以明確AIDs類型。

該患兒基因檢測結(jié)果示GPAA1基因突變導(dǎo)致GPIBD15，該病主要臨床特點為精神運動發(fā)育遲緩、癲癇、小腦萎縮等［1-2］；該患兒基因及臨床表現(xiàn)相符，診斷GPIBD15 明確。但文獻(xiàn)報道的17 例GPIBD15中無周期性發(fā)熱的表型，能否用一元論解釋，GPIBD15 與周期性發(fā)熱的關(guān)系仍有待進(jìn)一步討論。

4 診斷及確診依據(jù)

診斷及確診依據(jù)：（1）GPIBD15，依據(jù)：①嬰兒期起病，慢性病程；②精神運動發(fā)育遲緩，早期癲癇樣發(fā)作，抗癲癇治療欠佳；③出生時腭裂、雙側(cè)馬蹄足；④GPAA1基因存在致病性雜合突變。（2）周期性發(fā)熱：AIDs 可能性大，依據(jù)：①周期性發(fā)熱，間斷口腔潰瘍、扁桃體化膿，抗生素?zé)o效，糖皮質(zhì)激素治療有效；②急性時相炎癥蛋白升高，病原體、腫瘤篩查及自身免疫抗體均陰性。

5 討論

參與糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白（glycosylphosphatidylinositol anchored proteins, GPIAPs）生物合成的基因突變可導(dǎo)致廣泛的病理改變稱為糖基磷脂酰肌醇生物合成缺陷（glycosylphosphatidylinositol biosynthesis defects,GPIBDs），迄今為止，約22 個基因被報道與GPIBDs有關(guān)［7］。GPI-APs的生物合成途徑分為3個部 分 ： （1） 糖 基 磷 脂 酰 肌 醇 錨 點（glycosylphosphatidylinositol anchor, GPI-A）的生物合成；（2）GPI-A 與特定蛋白的附著，形成GPIAPs，此過程由GPI 轉(zhuǎn)酶復(fù)合物介導(dǎo)，該復(fù)合物由5 個亞基（PIGK、PIGS、PIGT、GPAA1 和PIGU）組成；（3）GPI-APs 修飾重塑。GPAA1基因編碼GPI 轉(zhuǎn)酶復(fù)合物的GPAA1 亞基，該亞基被認(rèn)為是GPI-APs 合成第二步完成轉(zhuǎn)氨化的催化劑，協(xié)調(diào)GPI-A 附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)前體蛋白c 端［8］。GPAA1基因突變影響GPI 轉(zhuǎn)氨酶活性，導(dǎo)致GPI-APs 合成障礙。自2006 年以來，GPAA1基因突變已被證實有致癌基因的作用［9-11］。2017 年Nguyen 等［1］首次報道了GPAA1基因突變導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育障礙的表型，該疾病被命名為GPIBD15。

截至2023 年6 月，全球共計報道GPIBD15 共18例（包含本例），GPAA1基因突變主要為雙等位移碼、內(nèi)含子剪接和錯義突變等（表1）。主要臨床表現(xiàn)為發(fā)育遲緩或智力障礙、肌張力低下、小腦萎縮、眼球震顫和癲癇發(fā)作?？偨Y(jié)文獻(xiàn)（包含本例）顯示：確診年齡最小22 月齡，平均年齡10.2歲，男9例（50%）；所有患者均有不同程度的發(fā)育遲緩或智力障礙和早發(fā)癲癇樣發(fā)作；16 例（89%）存在肌張力低下；13 例（72%）存在特殊面容或先天畸形，大部分表現(xiàn)為雙顳狹窄、鼻根略寬、雙眼距略寬；10例有骨密度數(shù)據(jù)，其中9例有骨量減少；15例（83%）存在神經(jīng)功能障礙，主要為共濟(jì)失調(diào)、構(gòu)音障礙、辨距不良、陣攣及眼球震顫；16例（89%）血漿堿性磷酸酶正常，僅1例稍偏低。Murakami 等［12］研究發(fā)現(xiàn)PIGV、PIGO、PGAP2、PGAP3和PIGW基因突變會影響GPI-APs的晚期合成，導(dǎo)致血漿堿性磷酸酶升高，而其他類型的GPIBDs 不會影響血漿堿性磷酸酶水平，推測可能是因為剩余的酶活性足以維持正常的血漿堿性磷酸酶水平。

本例患兒有周期性發(fā)熱的新表型，且全基因組測序未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致周期性發(fā)熱的相關(guān)基因，如ELANE、 NLRP3、 NLRP1、 MEFV基因等。GPIBD15 與周期性發(fā)熱或AIDs 是否有關(guān)。2021 年Castle 等［2］描述了1例以“早發(fā)性炎癥性腸病”起病的GPIBD15 患兒，基因檢測意外發(fā)現(xiàn)GPAA1基因突變，與同期研究的6例患者相比，該患兒神經(jīng)系統(tǒng)癥狀更輕；該報道表明GPAA1基因、GPIBD15 和AIDs 可能存在聯(lián)系，但機(jī)制未明。2019年H?chsmann等［13］通過分析PIGT基因突變導(dǎo)致陣發(fā)性夜間血紅蛋白尿合并自身炎癥性疾病，發(fā)現(xiàn)游離GPI 能增加白細(xì)胞介素-1β 分泌，激活補體凝集素途徑和生成C5b-9 復(fù)合物，推測游離GPI是自身炎癥因子。與GPAA1基因致病機(jī)制一致，PIGT基因也負(fù)責(zé)編碼GPI轉(zhuǎn)酶復(fù)合物的PIGT亞基，其突變引起GPI-APs 合成障礙，導(dǎo)致GPIBDs，且產(chǎn)生游離GPI。故我們推測GPAA1基因突變使GPI-APs 合成障礙，產(chǎn)生游離GPI，游離GPI 作為自身炎癥因子，誘發(fā)自身炎癥性疾病，臨床表現(xiàn)為周期性發(fā)熱。后續(xù)可對此推測做進(jìn)一步驗證研究。

GPIBDs 治療方式有限，目前主要是對癥支持治療。癲癇是此類疾病的共同表現(xiàn)，但尚無有效的抗癲癇藥物。根據(jù)一些病例報道，因為血漿堿性磷酸酶參與維生素B6的合成，補充維生素B6（20～30 mg/kg）可改善腦電圖或減少癲癇發(fā)作頻率；生酮飲食對PIGA基因突變的兒童可能有效［7］。2021年，Sabitha等［14］報道了利用鋅指核酸酶技術(shù)培養(yǎng)出PIGA基因突變的人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（human induced pluripotent stem cell, hiPSC）細(xì)胞系模型，將來hiPSC可能可以用于挽救中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織，但仍存在局限性和風(fēng)險性，并不是所有的改變都可以用這種方法逆轉(zhuǎn)，并且hiPSC的培養(yǎng)也有克隆間變異的風(fēng)險，創(chuàng)建等基因培養(yǎng)可能會導(dǎo)致不想要的突變［15］。針對GPIBD15 的治療，目前未見相關(guān)文獻(xiàn)報道，仍以對癥支持治療為主。

綜上，GPIBD15常累及神經(jīng)和骨骼系統(tǒng)，表現(xiàn)為全面發(fā)育落后、癲癇、肌張力下降及骨質(zhì)減少等。本例患兒還伴有周期性發(fā)熱，此表現(xiàn)尚未見相關(guān)文獻(xiàn)報道，GPIBD15 及周期性發(fā)熱、AIDs 關(guān)系尚不明確。本例新發(fā)現(xiàn)的周期性發(fā)熱表型，可能擴(kuò)大了GPIBD15臨床表現(xiàn)譜。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。