李渊龙 逯 军 陈秀灵
中南大学湘雅医学院附属海口医院
(海南海口 570208)摘要: 目的 探讨先天性全身脂肪营养不良症(CGL )的临床特征及基因变异特点。方法 回顾分析1对BSCL 2基因变异致CGL 双胎患儿的临床资料及其家系基因检测结果。结果 患儿均为男性,4月龄,均表现为全身脂肪组织消失,肝脾肿大,全身少量素沉着。实验室检查示高三酰甘油血症。提取双胎中哥哥及父母的外周血,进行全外显子组基因测序并经Sanger 测序验证,结果显示患儿存在BSCL 2基因c.974dup (p.Ile 326HisfsTer 12)纯合变异,为致病变异,确诊为CGL2。其父母均携带c.974dup 杂合变异。检测其家系10人(三代)的BSCL2基因显示,双胞胎弟弟亦为BSCL2基因c.974dup 纯合变异,诊断为CGL 2;其祖母、外祖父、大伯、小舅以及同胞哥哥为该位点的携带者,符合常染体隐性的遗传规律。结论 发现2例同卵双胎CGL 2,国内尚未见报道。
关键词: 先天性全身脂肪营养不良; BSCL 2基因; 家系分析
Genetic analysis of a family congenital generalized lipodystrophy LI Yuanlong, LU Jun, CHEN Xiuling (Haikou Hospital Affiliated to Xiangya Medical College of Central South University, Haikou 570208, Hainan, China)
Abstract: Objective To explore the clinical characteristics and gene mutation characteristics of congenital generalized lipodystrophy (CGL). Methods Clinical data and genetic results of a twin with CGL were retrospectively analyzed. Results Both of the twins were male at the age of 4 months old, presented with similar features including the disappearance of adipose tissue throughout the body, hepatosplenomegaly, and a small amount of pigmentation all over the body. Laboratory examination revealed hypertriglyceridemia. DNA extracted from peripheral blood from the elder brother of the twin and from their parents was used for whole exome gene sequencing to identify mutations verified by Sanger sequencing. The results showed that the elder brother had a homozygous mutation of c.974dup (p.ile 326hisfster 12) in the BSCL 2 gene, which was classified as pathogenic. Both parents carry a heterozygous mutation of c.974dup. Ten members (generation I, II, and III) of the family were tested for this mutation, and the younger brother of the twin was also found a homozygous mutation of c.974dup, and his grandmother and grandfather, uncle, and their sibling brother are all carriers of the mutation, which is consistent with the autosomal recessive inheritance. Conclusion Two cases of identical twins with CGL 2 were reported as the first ones in China.
Key words: congenital generalized lipodystrophy; BSCL 2 gene; family analysis
doi:10.3969/j.issn.1000-3606.2021.02.013
通信作者:逯军 :lu 139762@163
先天性全身性脂肪营养不良
(congenital generalized lipodystrophy ,CGL )是一种由基因变异引起的罕见且严重的常染体隐性遗传疾病,患病率约为1/12000,由Berardinelli 及Seip 首先报道,所以也称Berardinelli-Seip 综合征。CGL 临床表现为病理性丧失脂肪组织,新生儿期或婴幼儿期便可出现全身脂肪缺失,同时可继发脂肪代谢与糖代谢紊乱,从而产生严重的并发症,如高脂血症、脂肪肝、肝硬化、心肌病变、糖尿病等[1-3]。
近年来,随着分子遗传学以及基因检测手段的进步,已知有4个基因与CGL 发病相关,其中亚洲人最常见类型由BSCL 2基因致病性变异引起[4]。
本文报道1对临床症状相符、基因诊断为BSCL 2基因变异的CGL 2双胎患儿,并对其三代家系成员进行基因检测及家系分析。1 临床资料
患儿来自中南大学湘雅医学院附属海口医院儿科门诊的1个CGL 三代家系(图1)。先证者(Ⅲ1),男,4月龄。系G 2P 2,足月顺产,无窒息抢救史。出生后混合喂养,3个月能抬头。出生后患儿逐渐出现腹胀、皮下脂肪变薄。体格检查:神清,反应好,体质量 5.85 kg ,头围43 cm ,三角面容,空双颊(图2),全身
皮肤可见素沉着,以颈部和腋下为著,皮肤弹性略差,无黄染、浮肿;心肺未见异常;腹部平软,肝右肋下3 cm ,质软,脾左肋下3 cm ,肠鸣音无异常;四肢肌力无异常;神经系统无异常。实验室检查:血、尿、粪常规未见异常;谷氨酸氨基转移酶86 U/L ,天冬氨酸氨基转移酶94 U/L ,三酰甘油5.22 mmol/L ,电解质、心肌酶、肾功能、血沉、免疫功能检查未见明显异常;血EBV-DNA 阴性;空腹血糖正常;乙肝表面抗体阳性;巨细胞病毒、单纯疱疹病毒、风疹病毒IgG 阳性,IgM 均为阴性;血尿串联质谱有机酸检测未见异常。腹部彩超示脂肪肝。泌尿系及心脏彩超未见明显异常。头颅MRI 示脑皮层及脑白质髓鞘化发育较同龄婴儿落后。父母非近亲结婚,无家族遗传病史。患儿有一表型相似的双胞胎弟弟(Ⅲ2),临床表现与先证者类似。先证者同胞哥哥(Ⅲ3)表型无异常。参与家系调查的三代人(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代)中,除先证者及其双胞胎弟弟外,其余人表型均无异常,均未出现特殊面容及体征。
为进一步明确诊断,经医院医学伦理审核及家属知情同意后,取先证者及其父母外周血4 mL 于EDTA 抗凝管内,以Qiagen FlexiGene DNA Kit 试剂盒提取血液样本的基因组DNA 。对提取的DNA 进行靶
向探针捕获,通过高通量二代测序对人类2万个基因外显子及其上下游约20 bp 的区域进行测序,利用1000G 、
genome AD 、ExAC 等数据库注释变异在人当中的频率,利用OMIM 、HGMD 、ClinVar 等数据库进行疾病注释,应用PolyPhen 2、SIFT 、 MutationTaster 等软件进行蛋白功能损伤预测分析,根据美国遗传学与基因组学学会(ACMG )指南进行筛选分析。根据全外显子测序结果,应用Sanger 测序对先证者及其三代家系成员进行变异结果验证。针对BSCL2基因的c.974dup (p.Ile 326HisfsTer 12)变异位点设计引物,正向引物序列:TCA TGC CTT AAT CCC CAA CAT ACC ,反向引物序列:TAC TCT TTT GAA CCG TTG GCT TAG ,用ABI 3730 PCR 仪扩增目的基因片段后,进行Sanger 测序。全外显子测序结果显示,先证者BSCL 2基因存在1个纯合移码变异c.974dup
(p.Ile 326HisfsTer 12),其父母为均为该位点的杂合子
(图3)。到目前为止,该变异在参考人基因频率数据库(gnomAD_genome_EAS )中最小等位基因频率为0.0006;该变异被Clinvar 数据库报道为Pathogenic
(bi.v/clinvar/variation/372120),被HGMD 数据库报道为致病(PMID :14557463),根据ACMG 指南该变异为可能致病变异。这种变异在PolyPhen 2和SIFT 预测软件显示NA ,表明可能未收录。而在ESP 数据库、千人数据库、EXAC 数据库中属于正常对照人中未发现
的变异(或隐性遗传病中极低频 位点)
。图1 患儿家系图
2例患儿均表现为双颊凹陷,三角型面容
图2 患儿典型的特殊面容
A 患儿BSCL 2基因chr 11:62458782:G>GC 纯合变异(箭头所指紫线条为异常插入的碱基);
B 父、
C 母BSCL 2基因部分chr 11:62458782:G>GC ,属于杂合变异
图3 高通量DNA 测序图
A
B
C
Sanger 测序确认先证者(Ⅲ1)携带上述变异,其双胎弟弟(Ⅲ2)为c.974dup 纯合变异,具有致病性;其父亲(Ⅱ3)、母亲(Ⅱ4)、祖母(I 2)、外祖父(Ⅰ3)、二伯(Ⅱ2)、小舅(Ⅱ5)、哥哥(Ⅲ3)均检出为该位点的杂合子,携带致病变异c.974dup ,但表型无异常;其祖父(Ⅰ1)、外祖母(Ⅰ4)、大伯(Ⅱ1)以及大舅(Ⅱ6)未检出相关基因变异(图4)。家系分析呈常染体隐性遗传。
根据双胞胎患儿病史、体征、实验室检查以及基因检测结果,诊断为CGL 2型。上暂时予以饮食管理,嘱低脂饮食、限制饱和脂肪酸摄入、适当限制高糖和高热量食物摄入以控制血脂。考虑患儿正处于生长发育期,为兼顾患儿生长发育的营养需要,建议予深度水解配方喂养,并逐渐从低卡向高卡过渡。自患儿6月龄起逐渐添加辅食。禁止在辅食中添加动物油脂,限制摄入红肉,如猪肉、牛肉、羊肉等;建议食用深海鱼类,定期门诊随访。患儿于10月龄复诊,生长发育稍落后,三酰甘油、血糖均无异常,腹部彩超未见肝脾肿大。2 讨论
CGL 是一种以脂肪代谢障碍或失调为主的基因遗传病。目前已知与CGL 相关的基因有4种,分别是位
母亲节时间于染体9q 34的AGP AT 2和位于11q 13的BSCL 2、CAV 1、PTRF ,分别对应CGL 的1~4型[5]。研究发现,直至2018年在全球已发现的300多例CGL 患者中存在90种不同的基因变异,其中大多数变异发生在BSCL 2及AGPAT 2[6]。
BSCL 2基因编码的蛋白是Seipin ,由462个氨基酸构成的2次跨膜内质网固有蛋白,在棕脂肪中表达最多,在神经组织、睾丸中也有表达[7]。
Seipin 蛋白主要参与脂肪细胞分化、脂滴形成以及维持脂滴形态和限制脂滴在非脂肪细胞合成及沉积。
BSCL 2 基因变异可改变Seipin 蛋白N 端的氨基酸序列,使蛋白无法折叠并且不能与内质网有效结合,进而导致一系列脂肪代谢障碍[8]。研究表明,BSCL 2基因变异引起的CGL 2是CGL 的4型中最严重的,相较于CGL 1,CGL 2患儿不仅缺失所有代谢活跃的脂肪组织,并且机械脂肪组织也存在缺失,也更容易发生智力障碍、肥厚心肌病以及幼年夭折[9-10]。
BSCL 2基因变异呈现多样化,目前报道的变异类型有移码变异、无义变异、错义变异,其中以移码变异和无义变异报道频率最高。有研究汇总全世界多个地区332例CGL 发现,
BSCL 2基因的热点变异类型为c.517dupA 、c.507_511delGTATC 以及c.974dupG ,这些变异类型主要存在于南美、土耳其、黎巴嫩等白
种人中。此外,c.507_511delGTATC 和c.974dupG 在我国台湾地区CGL 患者中出现频率也较高[6]。本文双胞胎患儿的变异均为BSCL2基因纯合变异c.974dup (p.Ile 326HisfsTer 12),此变异导致BSCL 2基因第974位发生碱基重复,导致第326号氨基酸由异亮氨基酸变成组氨酸,且下游的第12号氨基酸变为终止密码子,属于移码变异。该变异可能会导致所编码的蛋白发生截短而丧失其正常功能。根据ACMG 指南,该基因变异位点判定为可能致病变异,国内已有相关文献报道该位点的致病变异[11]。
临床上,CGL 可表现为出生后不久便出现高三酰甘油血症、全身皮下脂肪组织消失、黑棘皮病等,脂肪的异位沉积会引起肝、脾、肾肿大伴脂肪浸润,四肢肌肉肥大或类肢端肥大症;脂肪组织缺失也将引起脂代谢和糖代谢紊乱,如胰岛素抵抗、高胰岛素血症、糖尿病、心肌肥厚等[12]。部分CGL 患者在儿童期可出现食欲旺盛、生长加速,而甲状腺功能正常的高代谢状态,同时也可出现智力低下、骨龄提前、生殖器增大等,青春期女性患者可有月经不规律等多囊卵巢的表现[13]。
本文双胞胎患儿出生2个月便出现特殊面容,全身皮下脂肪菲薄等,入院时已出现肝脏肿大,存在不同程度的肝功能或肾功能异常以及高三酰甘油血症,腹部彩超示脂肪肝样改变,其临床特点与典型的CGL 相符,经基因检测后明确CGL 2型诊断。进一步对患儿三代家系进行基因检测显示部分家系成员携带c.974dup 杂合变异,符合常染体隐性的遗传规律。此外,由于本对双胞胎患儿年龄较小,发病时间较短,虽已出现特殊面容,但在基因检测未完成之前,需要与其他以脂肪代谢障碍为特征的疾病
相鉴别[14], 例如获得性全身性脂肪营养不良、Rabson-Mendenhall 综合征和 Donohue 综合征、新生儿早老综合征、尼曼匹克病等。
患儿c h r 11:62458782:G >G C 纯合变异,其父、母
chr 11:62458782:G>GC 杂合变异
图4 BSCL2基因Sanger 测序图
患儿
父母杂合
杂合
纯合
目前CGL以对症为主,尤其是针对患儿的饮食管理。为减少多余的脂肪堆积、阻断脂肪代谢途径并确保充足的能量摄入,应鼓励患儿采用高碳水化合物、低脂饮食,限制饱和脂肪酸的摄入。对于婴幼儿喂养则需要制定个体化的喂养方案,因为不仅需要考虑控制病情发展,同时又要兼顾满足其
所需足够生长发育的能量。糖尿病、高脂血症和脂肪肝是CGL的防治重点。二甲双胍和磺酰脲类药物是 CGL 患者糖尿病的一线药物,部分可使用胰岛素控制血糖。严重高三酰甘油血症患儿可采用苯氧酸类药物,非高密度脂蛋白胆固醇水平升高患儿可加用低剂量他汀类药物[15-16]。国外还有报道,皮下注射瘦素可有效增加胰岛素的敏感性,减低血脂水平,降低血糖,减少并发症[14,17]。CGL预后多不佳,死亡原因多为肝硬化后的并发症、糖尿病肾病、心脏骤停等。
综上所述,CGL在临床上十分罕见。对于出生不久便出现高脂血症、肝脾肿大、脂肪消失的婴儿应考虑CGL可能,并尽早对疑似患儿行基因检测以明确诊断,从而制定相应的饮食方案,减缓并发症的产生。同时为患儿家庭提供遗传咨询,基因筛查和产前诊断能有效降低此病患儿的出生率,为家庭减轻经济和精神负担。
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(收稿日期:2020-07-23)
(本文编辑:蔡虹蔚)
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