罕見病研究：GPAA1基因突變導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.中國醫學科學院北京協和醫院兒科，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，通常在嬰兒期發病，嚴重程度具有個體差異，主要臨床特點為全面發育落后、肌張力減退、癲癇、小腦萎縮、共濟失調等。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基因突變導致GPIBD15的患者，2021年Castle等［2］描述了7例GPIBD15，擴大了GPAA1基因突變相關GPIBD 表型譜，國內目前尚未見相關報道。現將2022 年11月中國醫學科學院北京協和醫院兒科收治的1 例GPIBD15 患兒的臨床資料及基因檢測結果報告如下。

1 病例介紹

病史：患兒，男，6 歲，因發育遲緩6 年，反復發熱、抽搐5年入院。患兒3月齡時發現生長發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”。現6歲不能說整句，可緩慢執行指令，會5以內加法。患兒自1歲起無明顯誘因出現發熱，熱峰40℃，高熱時抽搐，表現為意識喪失、雙眼凝視、口吐泡沫、口唇發紺、四肢強直，無大小便失禁，持續3～10 min 可自行緩解或使用鎮靜劑后緩解。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。此后反復發熱，持續2～3 d 后熱退，間隔2～3 個月后反復，高熱伴抽搐（癥狀同前），頻率7～8 次/年。4 歲起患兒發熱較前頻繁，間隔10～30 d，伴反復口腔、唇周多發潰瘍、皰疹，扁桃體化膿。其間就診多家醫院，發熱時查血白細胞計數（8～13） ×109/L （參考值：4.6×109/L～11.9×109/L），C反應蛋白、紅細胞沉降率升高，熱退后炎癥指標正常，血病原學及腫瘤標志物均陰性，腦脊液檢測正常。外院考慮“（1）發熱查因：自身炎癥性疾病可能性大；（2）癲癇；（3）精神運動發育遲緩”，予布洛芬退熱，左乙拉西坦聯合丙戊酸鈉抗癲癇治療，效果欠佳，發熱、抽搐癥狀無改善。為明確病因，遂至北京協和醫院兒科就診。患兒自發病以來，精神、反應、食欲可，大小便正常，入院前1個月暫未發熱及抽搐。

既往、個人、家族史：患兒系第3 胎第2 產，足月，因“胎位不正”剖宮產出生，出生體重2.95 kg，否認出生搶救史。出生時即有腭裂及先天性雙側馬蹄足，1歲時行腭裂修補術；長期佩戴馬蹄足矯正器，現步態正常。有一位17 歲姐姐，身體健康。母親幼兒期有1次發熱抽搐病史。否認家族性精神病、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，營養中等，可緩慢執行指令，不能說整句。右小腿脛前可見2 cm×4 cm 青斑，余未見皮疹，全身淺表淋巴結未捫及腫大，雙側扁桃體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：（無發熱時）血常規、肝腎功能、血脂、C 反應蛋白、紅細胞沉降率、大便常規、尿常規、外周血細胞形態正常；補體、抗核抗體譜、抗中性粒細胞胞漿抗體、T淋巴細胞亞群均正常。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）。淋巴結超聲：雙側頸部淋巴結腫大（右側1.6 cm×0.8 cm， 左側2.1 cm×1.0 cm）。動態腦電圖：異常兒童腦電圖，清醒雙側前額稍多量慢波發放，右側顯著，睡眠期左側前頭部少量棘波，尖棘波發作。四肢長骨X 線片、頭顱磁共振+磁共振血管成像、四肢關節+肝膽胰脾+泌尿系統+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。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、姐姐的靜脈血進行全基因組測序，結果顯示：該患兒GPAA1基因存在復合雜合突變，一個為c. 831G＞A(p. Trp277*) （chr8： 145139333， NM_003801.4），是GPAA1基因編碼區的無義變異，遺傳自母親，患兒姐姐攜帶該變異雜合子，依據美國醫學遺傳學與基因組學學會的變異解讀指南［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證實該患兒GPAA1基因突變為致病突變。

2 臨床經過

入院后予對癥支持治療。發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，左乙拉西坦繼續口服，輔以維生素D3、補鈣及康復治療，住院期間患兒無發熱及抽搐，無新發口腔潰瘍，病情好轉予出院。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3～7 min使用鎮靜藥后緩解。智力運動發育無明顯改善。

3 鑒別診斷

學齡前男性患兒，3月齡時發現精神、運動發育遲緩，1歲起出現反復發熱、抽搐。總結患兒臨床特點：（1）嬰兒期發病，發病年齡小，慢性病程；（2）精神運動發育全面落后；（3）反復發熱，伴口腔潰瘍、扁桃體化膿，抗生素無效，糖皮質激素有效；（4）反復抽搐，初為熱性驚厥，后發展為癲癇發作，抗癲癇控制不佳；（5）先天畸形：出生時腭裂、雙側馬蹄足。根據以上臨床特點，從癲癇伴發育遲緩及周期性發熱兩個方向考慮。

第一，癲癇伴發育遲緩：患兒反復抽搐，腦電圖見尖棘波，診斷癲癇明確。癲癇的病因分為結構性、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均正常，除外神經系統感染、中樞神經系統自身免疫性疾病、顱腦結構及腦血管畸形，考慮遺傳代謝性病變可能性大，如神經節苷脂貯積癥、腎上腺腦白質營養不良、Leigh 綜合征及其他遺傳代謝病。（1）神經節苷脂貯積癥：系GLB1基因或HEX基因突變導致神經節苷脂G1或G2 在溶酶體中貯積。臨床主要表現為肌張力低下、精神運動發育遲緩、癲癇等，但該病外周血淋巴細胞有空泡形成，眼底櫻桃紅斑，與本例患兒臨床表現不符，進一步確診需培養成纖維細胞行細胞酶活性檢測并結合基因檢測。（2）腎上腺腦白質營養不良：是一種罕見的遺傳代謝病，為過氧化物酶體病的常見類型，主要表現為智力運動功能倒退、視力障礙、癲癇，伴腎上腺皮質功能不全，頭顱影像學具有特征性腦白質對稱性病變。本例患兒腎上腺皮質功能及頭顱影像學正常，與本病不符。（3）Leigh 綜合征：是兒童最常見的以進行性神經退行性病變為表現的線粒體腦肌病，臨床表現為智力運動發育落后或倒退，可伴癲癇，頭顱影像學見雙側對稱性基底節區和/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表現，但存在發育遲緩和癲癇，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，周期性發熱：患兒反復發熱，每次熱程2～3 d，間隔1～4個月不等，發熱時炎癥指標高，熱退后正常，抗感染無效，糖皮質激素有效，診斷周期性發熱明確，考慮病因如下：（1）周期性發熱、阿弗他口炎、咽炎及淋巴結炎綜合征（periodic fever, aphthous stomatitis, pharyngitis and adenitis syndrome, PFAPA）：是一種反復或周期性發熱綜合征，主要特征包括周期性發熱、阿弗他潰瘍、咽炎（有時伴扁桃體滲出）及頸部淋巴結腫大。依據2020 年PFAPA 診斷標準［4］，該患兒臨床表現與本病相符，但需除外其他已知的周期性發熱綜合征、免疫缺陷或自身免疫性疾病。（2）周期性中性粒細胞減少癥：是以周期發作性的中性粒細胞減少伴反復發熱、感染、口腔潰瘍等為特征的罕見染色體顯性遺傳病［5］，ELANE及HAX-1基因突變可導致此病；本例患兒無家族史，無中性粒細胞減少，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編碼蛋白發生改變，造成固有免疫系統失調而引起全身炎癥反應的一組疾病；其特點是反復或持續的炎癥反應（急性時相炎癥蛋白升高），缺乏適應性免疫系統的參與（缺乏自身反應性T 淋巴細胞和自身抗體）［6］；本例患兒反復發熱，發熱時炎癥蛋白升高，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。

該患兒基因檢測結果示GPAA1基因突變導致GPIBD15，該病主要臨床特點為精神運動發育遲緩、癲癇、小腦萎縮等［1-2］；該患兒基因及臨床表現相符，診斷GPIBD15 明確。但文獻報道的17 例GPIBD15中無周期性發熱的表型，能否用一元論解釋，GPIBD15 與周期性發熱的關系仍有待進一步討論。

4 診斷及確診依據

診斷及確診依據：（1）GPIBD15，依據：①嬰兒期起病，慢性病程；②精神運動發育遲緩，早期癲癇樣發作，抗癲癇治療欠佳；③出生時腭裂、雙側馬蹄足；④GPAA1基因存在致病性雜合突變。（2）周期性發熱：AIDs 可能性大，依據：①周期性發熱，間斷口腔潰瘍、扁桃體化膿，抗生素無效，糖皮質激素治療有效；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［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 轉酶復合物介導，該復合物由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 轉酶復合物的GPAA1 亞基，該亞基被認為是GPI-APs 合成第二步完成轉氨化的催化劑，協調GPI-A 附著在內質網前體蛋白c 端［8］。GPAA1基因突變影響GPI 轉氨酶活性，導致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基因突變導致神經發育障礙的表型，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、內含子剪接和錯義突變等（表1）。主要臨床表現為發育遲緩或智力障礙、肌張力低下、小腦萎縮、眼球震顫和癲癇發作。總結文獻（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育遲緩或智力障礙和早發癲癇樣發作；16 例（89%）存在肌張力低下；13 例（72%）存在特殊面容或先天畸形，大部分表現為雙顳狹窄、鼻根略寬、雙眼距略寬；10例有骨密度數據，其中9例有骨量減少；15例（83%）存在神經功能障礙，主要為共濟失調、構音障礙、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］研究發現PIGV、PIGO、PGAP2、PGAP3和PIGW基因突變會影響GPI-APs的晚期合成，導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熱的新表型，且全基因組測序未發現導致周期性發熱的相關基因，如ELANE、 NLRP3、 NLRP1、 MEFV基因等。GPIBD15 與周期性發熱或AIDs 是否有關。2021 年Castle 等［2］描述了1例以“早發性炎癥性腸病”起病的GPIBD15 患兒，基因檢測意外發現GPAA1基因突變，與同期研究的6例患者相比，該患兒神經系統癥狀更輕；該報道表明GPAA1基因、GPIBD15 和AIDs 可能存在聯系，但機制未明。2019年H?chsmann等［13］通過分析PIGT基因突變導致陣發性夜間血紅蛋白尿合并自身炎癥性疾病，發現游離GPI 能增加白細胞介素-1β 分泌，激活補體凝集素途徑和生成C5b-9 復合物，推測游離GPI是自身炎癥因子。與GPAA1基因致病機制一致，PIGT基因也負責編碼GPI轉酶復合物的PIGT亞基，其突變引起GPI-APs 合成障礙，導致GPIBDs，且產生游離GPI。故我們推測GPAA1基因突變使GPI-APs 合成障礙，產生游離GPI，游離GPI 作為自身炎癥因子，誘發自身炎癥性疾病，臨床表現為周期性發熱。后續可對此推測做進一步驗證研究。

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，但尚無有效的抗癲癇藥物。根據一些病例報道，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培養出PIGA基因突變的人誘導多能干細胞（human induced pluripotent stem cell, hiPSC）細胞系模型，將來hiPSC可能可以用于挽救中樞神經系統組織，但仍存在局限性和風險性，并不是所有的改變都可以用這種方法逆轉，并且hiPSC的培養也有克隆間變異的風險，創建等基因培養可能會導致不想要的突變［15］。針對GPIBD15 的治療，目前未見相關文獻報道，仍以對癥支持治療為主。

綜上，GPIBD15常累及神經和骨骼系統，表現為全面發育落后、癲癇、肌張力下降及骨質減少等。本例患兒還伴有周期性發熱，此表現尚未見相關文獻報道，GPIBD15 及周期性發熱、AIDs 關系尚不明確。本例新發現的周期性發熱表型，可能擴大了GPIBD15臨床表現譜。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。