GFM1突變所致兒童急性肝衰竭1例：質(zhì)疑GFM1錯義突變位置決定臨床表型

尤藝杰 Agnès R?tig 王建設(shè)

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·論著·

GFM1突變所致兒童急性肝衰竭1例：質(zhì)疑GFM1錯義突變位置決定臨床表型

尤藝杰1Agnès R?tig2王建設(shè)

目的 報告GFM1突變所致疾病的臨床特征及驗證基因型和臨床表型關(guān)系。方法 回顧性分析1例門診就診的GFM1基因突變兒童的臨床及基因突變資料，結(jié)合文獻(xiàn)歸納GFM1基因突變的臨床特點(diǎn)，構(gòu)建編碼線粒體翻譯因子G1(mtEFG1)空間結(jié)構(gòu)圖，檢驗GFM1基因錯義突變位置與臨床表型關(guān)系的假說。結(jié)果 患兒，女，6個月28 d。生長發(fā)育遲緩，急性肝衰竭。體格檢查：反應(yīng)差，嗜睡，全身皮膚黏膜黃染，腹平軟，肝脾腫大。輔助檢查：總膽紅素、直接膽紅素、轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶、血清γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶和血氨升高，白蛋白下降，凝血酶原時間延長，血糖下降，酸中毒，血乳酸升高，血漿氨基酸及?；鈮A譜示血中多種氨基酸升高，尿有機(jī)酸檢查提示酮尿，頭顱MRI示雙側(cè)丘腦、大腦腳、基底節(jié)區(qū)、枕葉前內(nèi)側(cè)異常信號。GFM1基因的復(fù)合雜合突變,第5外顯子c.688G>A點(diǎn)突變致蛋白質(zhì)改變?yōu)閜.Gly230Ser；第14外顯子c.1686delG的移碼突變致蛋白質(zhì)改變?yōu)閜.Asp563Thrfs*24。mtEFG1空間結(jié)構(gòu)圖顯示，p.Gly230Ser處于蛋白周邊位置，預(yù)測表現(xiàn)應(yīng)該為腦型。結(jié)論 1例攜帶GFM1基因復(fù)合雜合突變(c.688G>A和c.1686delG)的中國兒童，其臨床表現(xiàn)為急性肝衰竭，不支持以往GFM1基因錯義突變導(dǎo)致蛋白周邊位置的氨基酸改變時臨床表現(xiàn)為腦型的假設(shè)。

GFM1； 線粒體翻譯因子G1； 復(fù)合氧化呼吸鏈缺陷； 線粒體翻譯因子G1； 肝衰竭

1 病例報告

患兒，女，6月28 d，因“皮膚鞏膜黃染6月余”來復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院兒科(我院)就診。患兒，G2P2,孕35+1周,因羊水偏少行剖腹產(chǎn)，出生體重1 700 g?；純焊绺纾?0+1周剖腹產(chǎn)，出生體重 2 450 g，生后12 h內(nèi)出現(xiàn)酸中毒，1周齡死于呼吸衰竭。母親2次孕期均有皮膚瘙癢，第2次孕期血總膽汁酸28.9 μmol·L-1(參考值0～13 μmol·L-1)生后1 d因“氣促”入當(dāng)?shù)蒯t(yī)院，查CK和CK-MB升高，肝腎功能正常，頭顱CT示早產(chǎn)兒未成熟影像，X線胸片示雙肺紋理增強(qiáng)、模糊，抗感染治療13 d后好轉(zhuǎn)出院。1個月13 d患兒因“全身皮膚黃染1月，面色蒼白15 d”再入當(dāng)?shù)蒯t(yī)院，Hb 104 g·L-1，總膽紅素(TB) 117.5 μmol·L-1，直接膽紅素(DB) 53.6 μmol·L-1，乳酸(Lac)>20 mmol·L-1，凝血酶原時間(PT) 34.7 s(表1)，頭顱彩超示腦室內(nèi)出血，頭顱MRI示雙側(cè)腦白質(zhì)重度髓鞘化障礙、腦皮層部分軟化，尿有機(jī)酸檢測：乳酸、2-羥基丁酸、丙酮酸、3-羥基丁酸升高，血漿氨基酸及?；鈮A譜：丙氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和脯氨酸升高，輸注新鮮冰凍血漿、輸血以及碳酸氫鈉糾酸治療28 d，患兒持續(xù)表現(xiàn)為凝血障礙、酸中毒和高乳酸血癥，家屬自動要求出院，出院時仍有全身皮膚輕度黃染。4個月28 d患兒因“咳嗽、痰鳴2 d加重伴氣促1 d” 第3次入當(dāng)?shù)蒯t(yī)院，血糖2.31 mmol·L-1，TB 259.7 μmol·L-1，PT 28.8 s，Lac 18.85 mmol·L-1(表1)，雙肺聞及明顯痰鳴音，X線胸片示雙肺紋理增強(qiáng)；頭顱MRI：雙側(cè)丘腦、大腦腳、基底節(jié)區(qū)、枕葉前內(nèi)側(cè)異常信號，雙側(cè)額顳頂葉傾向于軟化灶。予維生素K1預(yù)防出血，碳酸氫鈉糾酸，復(fù)合輔酶和促肝細(xì)胞生長素護(hù)肝，抗感染。住院10 d后病情加重，家屬自動要求出院。

表1 患兒發(fā)病期間的實驗室檢查指標(biāo)

注 TB：總膽紅素( μmol·L-1)；DB：直接膽紅素( μmol·L-1)；AST和ALT(U·L-1)；TBA: 總膽汁酸(μmol·L-1)； GGT：γ谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶( U·L-1)；CK-MB(U·L-1)；BE：剩余堿(mmol·L-1)； Lac：乳酸( mmol·L-1)；PT：凝血酶原時間(s)；INR：國際標(biāo)準(zhǔn)化比值

患兒來我院就診，體格檢查發(fā)現(xiàn)生長發(fā)育遲緩(體重為4.2 kg，WHO兒童生長曲線

在知情同意后抽取患兒及其父母外周血各2 mL(EDTA抗凝)，提取DNA(TIANGEN試劑盒提取患兒及父母外周血DNA)，患兒行代謝性肝病panel檢測(北京邁基諾基因科技有限責(zé)任公司)。由UCSC網(wǎng)站下載GFM1基因組全序列(參考序列: NM_024996)，獲取GFM1基因相關(guān)信息，并用Primer 3設(shè)計PCR引物，雙向測序法進(jìn)行基因序列分析?；純捍嬖贕FM1基因的復(fù)合雜合突變,第5個外顯子c.688G>A突變(圖1A)和第14個外顯子c.1686delG突變(圖1C)，突變分別來自父親(圖1B)和母親(圖1D)。c.688G>A預(yù)測引起p.Gly230Ser改變，為已知致病性突變[1]，c.1686delG引起框移后造成終止密碼提前出現(xiàn)。結(jié)合患兒起病年齡和臨床表現(xiàn)，診斷為GFM1基因突變引起的肝功能衰竭。患兒回當(dāng)?shù)氐却驒z測結(jié)果中死亡。

2 基因型和表型關(guān)系分析

復(fù)習(xí)文獻(xiàn)，自Galmiche提出錯義突變的空間位置決定基因型和表型關(guān)系的假設(shè)以來，又新發(fā)現(xiàn)了2種錯義突變(K304E和G230S)[1,2]。本研究運(yùn)用Galmiche報道的方法，構(gòu)建了線粒體翻譯因子G1(mtEFG1)蛋白模型三維空間(圖2)。發(fā)現(xiàn)K304E和G230S均位于mtEFG1蛋白周邊位置。K304E的臨床表型為腦型，符合上述假設(shè)；而G230S的臨床表型為肝型，并不符合上述假設(shè)。

圖1 患兒及父母基因測序圖

注GFM1基因的復(fù)合雜合突變,第5外顯子c.688G>A的點(diǎn)突變(A)，突變來自父親(B)；第14外顯子c.1686delG的移碼突變(C)，突變來自母親(D)；紅色圓圈示突變位點(diǎn)

圖2 8種錯義突變在mtEFG1蛋白模型三維空間的位置

注 紅色字體臨床表現(xiàn)為肝型；黃色字體臨床表現(xiàn)為腦型

3 討論

GFM1基因突變所致疾病為罕見的累及多系統(tǒng)的常染色體隱性遺傳病，可引起復(fù)合氧化磷酸化呼吸鏈(OXPHS)缺陷[3]， Coenen 等在2004年首次報道，目前全球只有12例報道，10例患兒在出生后不久即發(fā)病(6例于出生后1周內(nèi)發(fā)病，4例出生后2個月內(nèi)發(fā)病)[1～8]，進(jìn)展迅速，其中8例患兒在4歲前死亡[1,3～8]，1例患兒死亡年齡未知[2]，只有1例患兒在5歲6個月依然存活[7]。Balasubramaniam等[1]在2012年曾報道1中國裔兒童，為c.688G>A和c.539delG復(fù)合雜合突變，臨床表現(xiàn)為肝型[1]。本文報告病例為第2例中國兒童GFM1突變病例報道，為c.688G>A和c.1686delG復(fù)合雜合突變。2例中國兒童GFM1突變病例都有一個共同位點(diǎn)的錯義突變，該突變在11例非中國兒童中未見報道，推測該突變位點(diǎn)可能為中國兒童的熱點(diǎn)突變。

GFM1基因位于3q25.1～q26.2，共48 044 bp,18個外顯子，mtEFG1[9]在mtDNA翻譯過程中發(fā)揮作用[10]。致mtEFG1改變的GFM1基因突變阻礙了mtDNA編碼13種 OXPHOS 蛋白亞基(這13 種OXPHOS 蛋白亞基分別是復(fù)合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的重要組成部分)，表現(xiàn)為復(fù)合體I、或(和)Ⅲ、或(和)Ⅳ、或(和)Ⅴ的活性下降，復(fù)合氧化磷酸鏈缺陷，電子傳遞過程或ADP磷酸化障礙，ATP生成減少，能量代謝障礙，器官功能受限[10～12]。

Valente等在2007年首次提出mtEFG1蛋白突變位置與臨床表現(xiàn)有關(guān)的假設(shè)[8]。Galmiche等在2012年對當(dāng)時已報道的6種錯義突變進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)突變發(fā)生在mtEFG1蛋白中間位置(N174S,S321P,L398P)時臨床表現(xiàn)為肝臟表型，而突變發(fā)生在此蛋白周邊位置(M496R,R250W,R671C)表現(xiàn)為腦型[6]，并因此提出假設(shè)：GFM1基因錯義突變發(fā)生在蛋白中間位置時，臨床表現(xiàn)為肝型；相反，則臨床表現(xiàn)為腦型[6,7]。本文分析了繼Galmiche等文章后又發(fā)現(xiàn)的2種新錯義突變，發(fā)現(xiàn)一種符合上述假說，一種反對上述假說，說明錯義突變的氨基酸位置決定臨床表現(xiàn)型需要完善，或者是錯誤的。

GFM1基因突變引起的復(fù)合氧化呼吸鏈缺陷病可累及多個系統(tǒng)，臨床表現(xiàn)多樣，目前主要根據(jù)GFM1基因測序進(jìn)行診斷，無特異性治療，預(yù)后極差[13～16]。GFM1基因突變基因型和臨床表現(xiàn)型的關(guān)系尚需要進(jìn)一步研究。

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(本文編輯：張崇凡)

Acute liver failure caused by GFM1 mutations in a child: the relationship between GFM1 missense mutation and the peripheral amino acid and the change of clinical phenotype

YOU Yi-jie1, Agnès R?tig2, WANG Jian-she3

(1 Department of pediatrics, Jinshan Hospital of Fudan University, Shanghai 201508, China；2 Department of Genetics, Hpital Necker-Enfants Malades, Université Paris Descartes and INSERM U781, 149 rue de Sèvres，75015 Paris, France；3 Department of infectious diseases, Children Hospital of Fudan University, Shanghai 201102, China)

WANG Jian-she，E-mail: jshwang@shmu.edu.cn

Objective To summarize the clinical characteristics in children harboringGFM1 gene mutations.MethodsRetrospective analysis about the clinical features was performed in a patient with biallelicGFM1 mutations. Mitochondrial translation factor G1 (mtEFG1) space structure was constructed to verify the hypothesis about the relation betweenGFM1 gene missense mutations and the results of clinical phenotypes.ResultsThe patient was a girl aged six months and twenty-eight days. Growth retardation, abnormal liver function, jaundice, hepatomegaly and splenomegaly were presented with in poor response and lethargy. Serum biochemical tests demonstrated elevation in total bilirubin, direct bilirubin, aspartate transaminase, alkaline phosphatase, gamma-glutamyltransferase, blood ammonia and blood lactic acid, as well as hypoalbumineamia, prolonged PT, acidosis, and hypoglycemia.Mass spectrometry of serum amino acids & acyl carnitine and urine urine organic acids suggested elevation of many amino acids in serum and ketonuria. Abnormal signals were observed in bilateral thalamus, cerebral peduncle, basal ganglia, and medial anterior occipital lobes through cranial MRI. Sequencing ofGFM1 revealed compound heterozygous mutations: a missense mutation c.688G>A (p.Gly230Ser) in exon 5 and a frameshift deletion c.1686delG (p.Asp563Thrfs*24) in exon 14. Gly230Ser protein changed amino acid residue in the structure of peripheral mtEFG1 space, changes in which area resulted in encephalopathy.ConclusionA Chinese girl carrying compound heterozygousGFM1 gene mutations of c.688G>A and c.1686delG was reported. Hepatic presentation of this case denied the assumption that missense mutations inGFM1 gene that changes the peripheral amino acids of the protein will cause phenotype of encephalopathy.

GFM1; MtEFG1; Composite oxide respiratory chain defects; MtDNA; Liver failure

國家自然科學(xué)基金資助項目：81570468

1 復(fù)旦大學(xué)附屬金山醫(yī)院兒科 上海，201508；2 Department of Genetics, Hpital Necker-Enfants Malades, Université Paris Descartes and INSERM U781, 149 rue de Sèvres，Paris, France；3 復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院感染科 上海，201102

王建設(shè) ，E-mail: jshwang@shmu.edu.cn

10.3969/j.issn.1673-5501.2016.05.011

2016-05-30

2016-09-28)