先天性糖基化障碍Ie 型合并先天性肌营养不良表型患儿临床和基因分析

祁 婧 逯 军 何 波 何小恋

1.中南大学湘雅医学院附属海口医院（海南海口 570208）；2.海南省妇女儿童医学中心（海南海口 570206）

先天性糖基化障碍（congenital disorder of glycosylation，CDG）是一组由糖蛋白合成缺陷而导致的罕见先天代谢性疾病，大多为常染色体隐性遗传，少部分为常染色体显性遗传和X 连锁形式[1]。自1980 年首次临床描述以来，目前已发现130 种不同类型的CDG[1-3]。CDG 是具有临床异质性的多器官系统受累性疾病，尽管此类疾病的症状、体征和严重程度在不同的表型有所差异，但几乎任何器官系统都可能受到影响[4]，最常见的表现是发育迟缓、肌张力低下、神经系统异常、肝病和凝血功能障碍。CDGIe 型为CDG 中的罕见类型，是DMP 1基因缺陷引起多萜醇磷酸甘露糖基转移酶1（dolichol-phosphate mannosyltransferase1，DPM1）活性下降，使多萜醇-磷酸-甘露糖（Dolichol-P-Mannose，DPM）复合物合成过程受损，主要累及神经及肌肉等器官系统。本文回顾分析1 例CDG-Ie 型合并先天性肌营养不良表型患儿的临床资料及基因检测结果。

1 临床资料

患儿，男，G3P3，足月顺产，Apgar评分10分，出生体质量3.65 kg，无窒息史及产伤史。患儿父母均健康，非近亲婚配，母孕期无异常；有两胞姐，大姐生后14天因小头、进食及吞咽困难死亡；二姐3岁，体健。患儿于1月龄体检发现头围32 cm。行头颅磁共振成像（MRI）提示头围偏小，脑外间隙弥漫性增宽，脑内髓鞘化明显偏弱（图1）。家属拒绝进一步检查。患儿于生后1 个月24 天因咳嗽3 天、发热半天就诊，无抽搐，无腹泻。查体：体质量3.7 kg，头围33 cm（<3SD），身长60 cm；神清，精神反应稍差，前囟平软，面容异常，双眼上斜、扁鼻梁、小下颌，呼吸急促，三凹征弱阳性，双肺呼吸音粗糙，可闻及固定湿啰音；心率135次/min，心律不齐，心音有力，未闻及心脏杂音；腹部无异常；四肢肌力、肌张力偏低，哭闹及活动时肌张力增高，双足呈挛缩状态，余神经系统未见异常。实验室检查：肌酸激酶2 238 U/L，乳酸脱氢酶429 U/L，肌酸酶同功酶75.0 U/L，纤维蛋白原1.33 g/L，部分凝血酶原时间45.60s，凝血酶时间25.20s，抗凝血酶31.5%；血常规、肝肾功能、大小便常规、脑脊液常规、生化、呼吸道病毒抗体四项等均未见异常；血串联质谱、尿有机酸检测未见异常。胸部CT提示双肺多发渗出，双侧胸膜增厚。

图1 患儿脑部MRI 表现

入院后予抗感染治疗。分别于入院第3、6、8天出现抽搐3次，均为无热抽搐，表现为强直阵挛样发作，予苯巴比妥钠后未再抽搐。患儿4月龄时再次出现无热抽搐，性质同前，约5、6次/天，追听、追视差，肌力及肌张力低下。家属拒绝实验室检查及住院治疗，急诊予以苯巴比妥钠止惊后。24小时动态脑电图示频繁出现周期性暴发抑制，高波幅段出现1.5～4 Hz复合慢活动，间杂尖慢波、棘波、棘慢波阵发性发放，持续3～4s，低波幅为广泛平坦电位，持续约7s左右，清醒期及睡眠期均有多量放电（图2）。考虑婴儿痉挛症予以泼尼松2 mg/kg口服，抽搐发作无缓解，更换为氨己烯酸片20 mg/(kg.d)，每日2次口服，发作次数减少。

图2 患儿脑电图表现

随访至11 月龄时，患儿尚不能独坐、翻身，不能听懂自己的名字，语言、智力运动发育落后于同龄儿。经医学伦理审核及父母知情同意后完善基因检测。抽取患儿及父母外周血，送北京康旭医学检验所进行全外显子基因测序。结果显示，患儿DPM1基因存在复合杂合变异，分别为c.669-3C>G和c.677G>T点突变，患儿父母均为正常临床表型携带者，其中c.669-3C>G点突变来源于母亲，为编码区第 669 号核苷酸前内含子中倒数第3 位核苷酸由 C 变为 G 的杂合核苷酸变异，是剪切变异；c.677 G>T 突变来自父亲，为编码区第 677 号核苷酸由 G 变为 T 的杂合核苷酸变异，该变异导致第 226 号氨基酸由精氨酸变为亮氨酸（p.Arg226Leu），为错义变异。见图3。上述变异均可能导致蛋白质功能受到影响，均不属于多态性变化，在人群中发生的频率极低（参考数据库：1000Genomes、dbSNP）。

2 讨论

文献报道，欧美人群CDG患病率为1/10 000，其中最常见的类型为CDG-Ia型，CDG-Ia的患病率在荷兰人群中为1/20 000，在爱沙尼亚则为1/77 000[1]，我国目前无发病率统计。此外，根据欧洲1 项调查，1 350例确诊CDG中，CDG-Ia占61.7%，其次为CDGIc 约为7.4%，CDG-Iq 3.1%，CDG-Ik 3.0%，CDGIb2.6%，未发现有CDG-Ie[5]。回顾国内外文献，迄今国内尚无CDG-Ie的病例报道，国外文献有8篇共9例CDG-Ie患者被报道。

图3 患儿及父母DPM1 基因测序峰图

糖基化是在不同细胞途径中向蛋白质和脂质中添加糖残基的过程。CDG 可发生于糖基化的各个步骤，根据糖蛋白中糖基或糖链与蛋白质的连接方式，CDG包括（I型）N-连接糖基化、（II型）O-连接糖基化、（III型）N-和O-联合多重糖基化以及（IV型）脂质和糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定连接缺陷四种类型缺陷[1]。N-连接糖基化是一种翻译后蛋白质修饰，发生在内质网和高尔基体中，涉及一系列步骤，组装碳水化合物树，共价连接到天冬酰胺的酰胺基团及剪接。O-甘露糖基化是O-连接糖基化的一种亚型，涉及甘露糖聚糖与新生蛋白质的连接。CDG-Ie 型属于CDG 中较为罕见的一种，可同时合并N-连接糖基化和O-连接糖基化障碍，其临床表现多样，多以神经系统症状为主，合并α-抗肌萎缩相关糖蛋白（αdystroglycan，α-DG）的O-甘露糖基化障碍可表现为先天性肌营养不良表型[6]。CDG-Ie 型因DMP 1基因缺陷致DPM 转移酶活性下降而致病。DPM复合物是由3个蛋白质亚基（DPM1、DPM2和DPM3）组成，其中DPM1是细胞质催化亚基，位于20q13.13上，包含10个外显子，通过DPM3锚定于内质网膜，DPM2作用为稳定复合物[7]。DPM转移酶催化多萜醇-磷酸和GDP-甘露糖合成DPM，后者在各种糖基化过程中（包括N-糖基化和O-甘露糖基化，C-甘露糖基化和GPI锚定连接）作为供体底物，其缺陷将导致糖基化缺陷[8]。

α-DG是高度糖基化的蛋白质，在肌营养不良蛋白复合物中起着不可或缺的作用，其糖基化主要为人体内少见的O-连接糖基化，到目前为止哺乳动物的O-甘露糖聚糖仅发现存在于周围神经、骨骼肌和脑组织中，是高度糖基化的基底膜受体，该蛋白糖基化是受体功能和配体结合所必需的，通过它的多聚糖结构“基质聚糖”，与细胞外基质中含有层黏连蛋白球型（laminin globular，LG）结构域的配体，如层黏连蛋白、串珠素、集聚蛋白、轴突蛋白和皮卡丘素等结合，在维持肌细胞完整性和脑发育方面发挥重要作用[6,9-10]。由于编码糖基转移酶的基因变异，导致α-DG 的O-连接糖基化缺陷导致的一组疾病称为α-抗肌萎缩相关糖蛋白病（α-dystroglycanopathy，α-DGP）。除了CDG相关基因（DPM1、DMP2、DPM3、DOLK）外，还有15个基因与α-DGP有关（POMT1、POMT2、POMGNT1、

FKTN、FKRP、LARGE、ISPD、POMGNT 2、DAG 1、TMEM 5、β 3 GALNT 2、POMK、β 4 GAT 1、GMPPB、LNPP5K）[9-10]。α-DGP主要表现为肌营养不良以及不同程度的中枢神经系统和眼部症状，可合并智力运动发育障碍。研究显示，DPM 3基因变异患者可以同时具有N-糖基化和O-甘露糖基化的表型特征[11]；由DPM2基因变异所致CDG患儿可表现为发育迟缓、难治性癫痫、肌张力低下、进行性小头畸形及血清CK升高，肌肉活检示存在O-甘露糖基化异常[12]。此外，由DPM1基因变异所致的CDG-Ie患儿表现为小头畸形、肌张力下降、严重运动发育迟缓及CK升高，肌肉活检免疫组化染色示α-DG 糖基化水平降低，与α-DGP临床表型相符，同时证实DPM1基因变异可降低DPM转移酶活性[12]。以上多项研究表明，在临床上DPM复合物的任何亚基内的缺陷都可能导致N-糖基化和O-甘露糖基化障碍，O-甘露糖基化障碍可导致肌营养不良表型[6,11-13]。

CDG-Ie临床可表现为中枢神经系统、肌肉系统症状，特殊面容，眼部受累等。中枢神经系统表现包括运动、智力发育迟缓、小头畸形、脑萎缩、癫痫发作、肌张力低下、共济失调、步态失调等；累及肌肉可表现为肌力下降、血清肌酸肌酶升高等肌营养不良表型；特殊面容包括扁平鼻、高鹗弓、倒V 形嘴、鲤鱼形嘴、脚趾长、趾间间隙明显、关节挛缩等；眼部症状包括斜视、皮质盲、眼球震颤、视神经萎缩等；部分患儿可合并严重的胃肠道受累和凝血功能障碍。患者头颅MRI可表现为髓鞘发育延迟、脑萎缩、T2像上齿状核高信号等[14-18]。本例患儿存在智力、运动发育迟缓，小头畸形，癫痫性脑病，肌力、肌张力减弱，双足挛缩，扁鼻梁、小下颌特殊面容，双眼上斜，追光差；血清CK升高；头颅MRI 示脑萎缩，脑内髓鞘化明显偏弱。与既往报道CDG-Ie临床表现相符。一项对27例CDG合并早期癫痫性脑病患者的研究表明，CDG癫痫发作形式包括肌阵挛发作、阵挛发作和局灶性发作，进而进展为强直性阵挛性癫痫发作，婴儿痉挛；脑电图异常包括局灶性和多灶性癫痫放电，减慢的背景节律以及广泛的癫痫活动，暴发-抑制模式和癫痫持续状态[19]。此外，本例患儿存在癫痫性脑病，结合其癫痫发作起病年龄及发作形式，未考虑为大田原综合征。

DPM 1基因是CDG-Ie 的致病基因，本病为常染色体隐性遗传方式。本例患儿存在DPM1基因c.669-3C>G和c.677G>T（p.Arg226Leu）复合杂合变异，其中 c.677G>T变异导致第226号氨基酸由Arg（精氨酸）变为 Leu（亮氨酸）。上述两个变异均可能导致蛋白质功能受到影响。对其父母进行Sanger验证，母亲为c.669-3C>G变异携带者，父亲为c.677G>T变异携带者。以上变异不属于多态性变化，在人群中发生的频率极低。经查询human gene mutation database（HGMD）和PubMed等人类基因变异数据库，本例患儿DPM1基因变异位点为未曾报道的新发变异。因c.669-3C>G为内含子变异，故未进行基因软件预测其致病性；c.677G>T变异通过Polyphen-2、MutationTaster和SIFT三种基因软件预测，均为有可能致病。结合基因型、家族史、临床特点及相关文献报道，患儿最终诊断为CDG-Ie。

大多数CDG 以对症支持治疗为主，仅少数有潜在的治疗方法，包括膳食补充（例如，半乳糖用于PGM1-CDG，岩藻糖用于SLC35C1-CDG，锰制剂用于TMEM 165-CDG 或甘露糖用于MPI-CDG）和器官移植（例如，MPI-CDG 可进行肝脏移植，DOLK-CDG可进行心脏移植）[20]。由于CDG 涉及多器官系统损害，在临床管理上应针对患儿具体的表型和疾病的进程进行个体化管理，必要时需多学科联合。对症支持治疗包括给予高热卡的配方奶喂养，生长发育迟缓应及早进行物理治疗及康复训练，定期眼科随诊以诊断出潜在的眼部异常，并根据需要制定保护视力的措施（配镜、修补或手术）等。生酮饮食已证明可用于控制难治性癫痫发作。此外，遗传咨询对于CDG家庭尤为重要，随着遗传学分子技术的发展，对于有先证者的家庭，为其提供较为明确的遗传咨询及产前诊断，进行优生优育，以减轻患儿家庭及社会的负担。

综上所述，CDG-Ie是CDG中的罕见类型，目前报道的病例较少。患儿起病早，出生时或出生后数月即出现神经系统及肌营养不良表型，基因检测有助于明确诊断。