ZFP57 基因相关新生儿暂时性糖尿病双胎报告并文献复习

刘 渝 段 娓

重庆大学附属三峡医院新生儿科（重庆 404000）

新生儿糖尿病是指在出生后6 个月内出现，并至少需接受2周以上胰岛素治疗的一类单基因糖尿病[1]，发生率大约为活产婴儿的1/（9～16）万[2]。新生儿糖尿病可分为暂时性及永久性，两型约各占50%。暂时性新生儿糖尿病（transient neonatal diabetes mellitus，TNDM）被认为是足月儿出生后6 个月内出现的一种糖尿病，大多数情况下在出生后5个月内恢复[3]，但约50%在青春期或成年早期复发。TNDM 的主要特征是高血糖（需要外源性胰岛素治疗）、宫内生长迟缓和不同程度脱水[4]。有数据显示，在出生6 个月内临床诊断的糖尿病患儿中，80%可以获得基因诊断[5]。与ZFP57基因变异相关的TNDM国外已有报道，但相关资料较少，国内未见报道。现回顾分析2019年12月收治的一对TNDM双胎患儿的临床资料，并复习相关文献，以提高对ZFP57基因相关TNDM的认识。

1 临床资料

双胎均为女性，生后1 天余因发现血糖升高10小时入院。双胎患儿系35+6周早产，因胎心减慢剖宫产，姐姐出生体质量2 235 g，妹妹出生体质量2 050 g，无窒息抢救。生后即开奶，一般情况良好，无发热、呼吸困难等表现。生后常规血糖监测发现2例患儿的血糖升高，姐姐10～22 mmol/L，妹妹12～26 mmol/L。入院体格检查：生命体征平稳，均伴有巨舌、脐疝，心、肺、腹查体无异常，肌力、肌张力无异常，原始反射正常引出。实验室检查：2 例患儿的空腹C 肽均降低，分别为0.281 ng/mL 和0.374 ng/mL；游离T 3（FT3）降低，3.55 pmol/L和3.33pmol/L，游离T4（FT4）14.61 pmol/L 和14.12 pmol/L，促甲状腺素（TSH）7.12 mⅠU/L和8.64 mⅠU/L；糖化血红蛋白5.4%和5.3%；糖尿病自身抗体，ⅠCA-120 KD、GAD、ⅠCA-64 KD、ⅠCA-40KD、ⅠAA均为阴性；血气分析均 无异常；尿酮均为阴性。心脏彩超：2例患儿均有卵圆孔未闭，其余未见异常。头颅MRⅠ均未见明显异常。

双胎患儿入院后均继续母乳喂养，治疗初期予以胰岛素持续静脉输注，后期调整为胰岛素餐前静脉输注，每日4～6次。胰岛素治疗过程中，2例患儿的胰岛素每日用量在0.48～0.53 U/kg，共计使用26天。姐姐血糖波动在2.2～24.7 mmol/L，妹妹2.6～27.6 mmol/L。患儿住院40天，出院时体质量3.85 kg、3.32 kg。现为4月龄，血糖维持在4～8 mmol/L。

因2 例患儿系双胎同时发病，且高血糖起病早，控制困难，考虑先天性糖尿病可能性大。为明确诊断，经患儿父母签署知情同意书后完成基因检测。取外周血2 mL 提取样本DNA，采用目标序列捕获探针对全外显子部分115 个已知的遗传性糖尿病候选基因进行捕获，将原始测序数据去除污染和接头序列，然后利用BWA 软件将过滤后的序列比对到NCBⅠ数据库人类基因组参考序列（hg 19）上，利用GATK 软件分析得出单核苷酸变异（SNV）和插入缺失变异（ⅠNDEL）的相关信息。通过ANNOVAR 软件对所有的SNV 和 ⅠNDEL 进行注释。筛选正常人数据库中频率＜0.02 的变异位点，正常人数据库包括千人基因组计划、Exome Variant Server和EXAC。错义变异使用SⅠFT、PolyPhen-2、MutationTaster和GERP++等软件进行致病性预测和保守性预测，剪切位点的改变用 SPⅠDEX 软件分析其致病性。利用PCR 和Sanger测序验证经分析筛选后得到的候选变异位点。利用Primer 3.0 在线软件设计PCR 引物。基因检测结果双胎相同，ZFP 57基因均有2 个杂合变异，错义变异c.830A＞G（p.H277R），来源于患儿父亲（图1）；移码变异c.458delT，来源于患儿母亲（图2）。

图1 患儿及父母ZFP57 基因Sanger 测序图

2 讨论

图2 患儿及父母ZFP57 基因二代测序图

TNMD 是出生6 个月内出现的一种罕见的单基因糖尿病。目前已有报道的相关致病基因包括：KCNJ 11、ABCC 8、6 q 24、INS、ZFP 57、SLC 2 A 2及HNF1B。6q24染色体上父本基因PLAGL1和HYMAI的过度表达是TNMD 最常见的病因[6-7]。引起其过度表达的原因包括：①6 号染色体的父系单亲二倍体 [UPD (6) pat]（40%）；②6q24的父系染色体重复（32%）；③PLAGL1不同甲基化区域的母系甲基化缺失（lost of maternal methylation，LOM）（28%）[8]；此外，LOM 患者在PLAGL 1：alt-TSS-DMR也可能出现其他印迹位点的甲基化缺陷，多位点印迹紊乱（multiple locus imprinting disorder，MLⅠD）；大部分是影响GRB 10：alt-TSS-DMR（7 p 12.1）、PEG 3：TSS-DMR（19q13.4）和PPP1R13L（19q13.32），而在一些患者中MEST：alt-TSS-DMR（7q32.2）、KCNQ1OT1：TSSDMR（11p15.5）、GNAS-AS1：TSS-DMR（20q13.3）、NAP 1 L 5：TSS-DMR（4 q 22.1）、SNU 13：alt-TSSDMR（22 q 13.2）、WRB：alt-TSSDMR（21 q 22.2）和PPIEL：Ex 1-DMR（1 p 35.3）为低甲基化[9-12]。在这些 MLⅠD 患者中，一定比例的ZFP 57基因隐性变异已被确定。ZFP 57基因定位于染色体6 p 22.1，横跨8.5 kb，由6个外显子组成，编码516个氨基酸的蛋白质（ENST00000376883.1）。ZFP57蛋白含有由外显子4 和5 编码的KRAB 结构域和由外显子6 编码的7 个锌指结构（zinc fingers，ZFs）[11,13]。前期研究已证实，ZFP 57 在多个种系差异性甲基化区域（differentially methylated regions，DMR） DNA 甲基化维持中的关键作用[13-14]。ZFP 57 的正常功能是维持早期胚胎发育过程中的印记[14-15]。ZFP 57 结合甲基化的六核苷酸TGCCmeGC[7,16]，ZFP 57的错义变异可以破坏蛋白与其靶序列之间的相互作用[16]。目前国外文献共报道30 例ZFP 57基因变异所致的TNMD[11,13,17-20]，国内文献未见报道。已有14 种ZFP 57基因变异类型被报道，包括6 种错义变异、5 种移码变异及3 种无义变异。本对双胞胎经检测发现ZFP57基因有2个杂合变异：c.458delT，导致氨基酸改变 p.L153Hfs*49，为移码变异，根据美国医学遗传学与基因组学（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）指南，该变异初步判定为疑似致病性变异，该位点已报道过与TNMD相关[13]；c.830A＞G（编码区第 830号核苷酸由腺嘌呤变异为鸟嘌呤），导致氨基酸改变p.H 277 R（第277 号氨基酸由组氨酸变异为精氨酸），为错义变异，根据ACMG 指南，该变异初步判定为临床意义未明，文献数据库未有该位点的相关报道，ClinVar数据库无该位点致病性分析结果，该位点的变异是否与本对双胞胎的TNMD相关尚不能确定。

ZFP 57基因变异导致的TNMD 在新生儿期缺乏特异性临床特征，临床表现多样，除表现为高血糖外，在报道的30 例患儿中较为多见的临床特征有：宫内发育迟缓28 例、巨舌17 例、面部畸形9 例、脐疝7 例、发育落后5 例、先天性心脏病7 例，其他临床特征还包括，癫痫2 例、脑结构异常2 例、生殖器异常2例、酮症酸中毒1 例、甲状腺功能减低1 例[11,13,17-20]。本对双胎儿高血糖出现较早，生后24 小时内即起病，经胰岛素治疗后缓解亦较早，生后26 天即完全缓解，其他相对特异性临床表现主要为巨舌及脐疝。随访至3 月龄，双胎儿的体格发育水平均在纠正胎龄P25～P50水平，婴儿运动能力测试（test of infant motor performance，TⅠMP）评分亦位于25%～50%水平，无明显发育落后。ZFP 57基因变异可引起TNDM 位点和其他印记位点的低甲基化，如GRB 10和PEG 3等，在表型水平上，携带ZFP 57变异的TNDM-MLⅠD 个体没有显示出明确的基因型-表型相关性，这解释了这种疾病的不同临床表现[13]。预测TNDM-MLⅠD 的表型是很困难的，与6 q 24 低甲基化所致的TNMD患者相比，TNDM-MLⅠD 出现先天性异常的频率较高[21]。

新生儿期的糖尿病在治疗之初一般都使用胰岛素治疗，但部分患儿对高剂量的磺脲类药物反应良好，这部分患儿主要致病基因为KCNJ11。磺脲类药物可作用于ATP敏感性钾通道（ATP-sensitive potassium channels，KATP），促进其关闭，从而促进胰岛素的分泌。有研究发现，部分新生儿期糖尿病患者因大脑KATP 通道的异常，可导致神经认知功能异常，而磺脲类药物的使用可使这部分患儿在神经认知功能发育方面受益[22-23]。尽管磺脲类药物是治疗新生儿期糖尿病的重要药物之一，但至今仅有2 例对格列本脲反应良好的ZFP 57相关TNMD 研究报道[24-25]。本对双胎儿在使用胰岛素26天后自然缓解，未使用磺脲类药物。TNMD 多在生后2～3 个月逐渐缓解，但生后4 岁至青春期可能复发，ZFP 57相关TNMD 在新生儿期需要胰岛素治疗，复发后磺脲类药物是否有效仍不能确定。

综上，ZFP57基因相关TNMD是一种罕见的单基因遗传病，国内未见报道，更多的病例报道可以扩增患者队列，更利于进一步寻找基因型与表型之间的关系，提高对ZFP57基因相关TNMD的临床及基因诊断的认识。