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作者:陈新 房军臣 李春珍 葛兰兰 刘玲 通信作者:刘玲,Email:lg921189@sina.com 作者单位:河北省儿童医院肾脏免疫科,石家庄 050031 本文刊发于 中华实用儿科临床杂志,2022,37(17):1347-1350.引用本文:陈新,房军臣,李春珍,等.鞘氨醇磷酸裂解酶不全综合征1例[J].中华实用儿科临床杂志,2022,37(17):1347-1350.DOI:10.3760/cma.j.cn101070-20210907-01090.
摘要
对2020年2月4日入住河北省儿童医院的1例鞘氨醇磷酸裂解酶不全综合征(SPLIS)患儿进行回顾性研究。患儿从婴儿期开始出现水肿,伴鱼鳞病、肾上腺钙化、听力下降。实验室检查:血白蛋白降低,高胆固醇血症,大量蛋白尿,肝功能、肾功能异常,低钠血症,放弃治疗后在家中死亡。全外显子测序(WES):SGPL1基因2个杂合突变:chr10:72604336,c.134G>A,p.W45X;chr10:72629563,c.719G>T,p.S240I。SPLIS为常染色体隐性遗传,婴儿期起病,有肾脏、皮肤、内分泌、神经、免疫等多系统受累,建议基因检查,及时诊断,适当干预。可尝试应用维生素B6治疗,部分有效。腺相关病毒介导的SGPL1基因置换疗法可作为治愈 SPLIS 的新研究方向。
关键词
鞘氨醇磷酸裂解酶不全综合征;1-磷酸鞘氨醇裂解酶缺乏症;肾病综合征14型
鞘氨酸磷酸裂解酶不全综合征(SPLIS),又称为1-磷酸鞘氨醇裂解酶(SGPL1)缺乏症或类固醇抵抗性肾病综合征14型。表现为类固醇耐药性肾病综合征、原发性肾上腺功能不全(伴或不伴盐皮质激素缺乏)、睾丸功能不全、甲状腺功能减退、鱼鳞病、淋巴细胞减少/免疫缺陷和神经异常的综合征,这些异常包括发育延迟、退化/进行性神经受累、脑神经缺陷以及周围运动和感觉神经病[1-3]。SPLIS为极罕见病,国内尚未见相关报道,患病率未知,截至2021年国际报道病例数46例[4]。现对河北省儿童医院收治的1例 SPLIS 患儿进行回顾性研究,以提高临床医师对该病的认识,早期识别。
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临床资料回顾性分析。患儿,女,2个月,主因发现水肿3 d、加重1 d于2020年2月4日就诊于河北省儿童医院。病史:病初患儿双下肢水肿,伴尿量减少(具体不详),水肿逐渐加重,累及全身。入院前1 d患儿精神变差,吃奶差。出生史:患儿系第2胎,第2产,足月顺产,出生体质量3.2 kg。入院时查体:体温36.1 ℃,心率152次/min,呼吸46次/min,血压80/55 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),神清,反应不佳,周身皮肤表皮过度角化。全身高度水肿。咽稍充血,腹壁水肿,腹部膨隆,肝肋下2.5 cm,质软,边缘锐利,移动性浊音阳性。四肢、会阴部水肿,双足稍凉。血常规:白细胞 4.2×109/L,中性粒细胞比例 0.527,血红蛋白 117 g/L,血小板281×109/L;尿常规:红细胞7个/高倍镜视野(HPF),白细胞 6个/HPF,隐血++, 蛋白+++ ,葡萄糖++。血钠111.7 mmol/L,血钾 6.05 mmol/L,血氯82.2 mmol/L,二氧化碳结合力13.2 mmol/L,血钙1.85 mmol/L,离子钙0.82 mmol/L,胆固醇 5.25 mmol/L,三酰甘油1.79 mmol/L,总蛋白33.8 g/L,血清白蛋白15 g/L,球蛋白 18.8 g/L,肝功能:谷丙转氨酶(ALT) 28 U/L,谷草转氨酶(AST) 112 U/L,谷氨酰转肽酶(GGT) 839 U/L;血肌酐215 μmol/L,尿素氮12.98 mmol/L,尿酸435 μmol/L,部分凝血酶原时间40.2 s,D二聚体1.8 mg/L;补体正常;红细胞沉降率43 mm/1 h;IgA 0.07 g/L,IgG 0.05 g/L,IgM 0.13 g/L。总淋巴细胞免疫比例:CD3+0.615,CD4+ 0.399,CD8+ 0.070,CD4/CD8 0.057,CD3+CD4-CD8- 0.138,CD3+CD4+CD8+ 0,CD19+0.273,CD56+0.100。腹部彩超示双肾增大,实质回声增强,双肾肾上腺增大,实质内多发强回声,肝大,实质回声稍增多,胰腺实质回声增强,腹腔积液,腹腔肠管积气,降结肠肠管壁增厚,回声减低。心脏彩超示卵圆孔未闭。泌尿系CT示双侧肾上腺增大,多发不规则钙化,双肾体积增大,腹腔、胸腔积液、皮下渗出。眼科会诊未见异常。听力筛查:双耳畸变产物耳声发射(DPOAE)及自动性听力脑干诱发电位检查(AABR)未通过。入院后予呋塞米利尿,碳酸氢钠纠酸,30 g/L盐水,人血白蛋白、免疫球蛋白支持治疗,患儿尿量稍增加,但水肿无减轻,腹胀仍明显。住院4 d,放弃治疗出院。出院时血钠 121.6 mmol/L、血钾5.17 mmol/L、血氯 92.5 mmol/L、二氧化碳结合力 16.3 mmol/L。总蛋白 34.5 g/L、白蛋白 15.2 g/L、球蛋白19.3 g/L、尿素 13.54 mmol/L、血肌酐229 μmol/L。床旁心电图:窦性心动过速(心率180次/min),不完全右束支阻滞?征得患儿父母知情同意后送检全外显子测序,临床表型高度相关,且致病性证据充分的基因变异:SGPL1 chr10:72604336,c.134G>A,p.W45X,来自母亲;SGPL1 chr10:72629563,c.719G>T,p.S240I,来自父亲。结合患儿多系统受累表现:肾脏:肾病综合征,皮肤:鱼鳞病,免疫系统:淋巴细胞减少,神经系统:听力异常,内分泌系统:肾上腺钙化,诊断SPLIS成立。电话追踪:患儿2个月8天疑似因严重电解质紊乱、心力衰竭在家中死亡。本研究通过河北省儿童医院医学伦理委员会批准(批准文号:医研伦审第202135号),患儿监护人对所做研究均知情同意,并签署知情同意书。
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讨论SPLIS是一种常染色体隐性遗传病,SGPL1基因突变导致SGPL1缺乏引起多系统损害的综合征。包括泌尿系统、生殖系统、免疫系统、内分泌系统、皮肤、神经系统[5-6]。SGPL1基因突变对SGPL1残基有影响。有证据表明这些非催化位点变异可能导致结构变异,导致SGPL1蛋白错误折叠、聚集和/或蛋白酶体清除[7]。SGPL1是一种5′-磷酸吡哆醛(PLP)依赖性酶,一种细胞内酶,可控制鞘脂降解途径的最终步骤,这是去除鞘脂的唯一生化途径。SGPL1催化C2-3碳键处的1-磷酸鞘氨醇 (S1P)裂解,导致其不可逆降解为磷酸乙醇胺(PE)和十六烯醛。它还催化1-磷酸二氢鞘氨醇(DHSIP)降解为相应的长链醛。此外,另外4种可逆的 S1P 磷酸酶(SGPP1、SGPP2、SPHK1、SPHK2),也可以调节S1P水平。SGPL1 相关的鞘脂代谢见图1[3,8]。
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哺乳动物反应的主要底物 S1P是一种生物活性鞘脂代谢物,它通过G蛋白偶联受体家族 S1P受体发出信号,以介导多种生物活性,包括细胞迁移、细胞存活、细胞死亡、细胞增殖、神经元、心脏发育、血管生成、炎症、免疫细胞运输、基因调控和肿瘤发生[9]。S1P水平在血液和淋巴液中很高,但在组织中因为 SGPL1的降解作用,S1P在组织中保持在低浓度。由此产生的 S1P 趋化梯度促进淋巴细胞从胸腺和淋巴器官释放,并可能有助于S1P介导的其他生物效应。SGPL1失活破坏了所需的 S1P趋化梯度,是SPLIS 患者淋巴细胞减少的原因[10]。在血液中,S1P主要与蛋白质载体结合,包括白蛋白和含载脂蛋白M(ApoM)的高密度脂蛋白 (HDL),从而形成不同的S1P信号池[11]。体内 SGPL1失活导致严重的组织S1P升高和上游鞘脂中间体的积累,如神经酰胺和鞘氨醇,它们具有细胞毒性[3]。国外多名学者报道,SPLIS在婴幼儿期即表现出大量蛋白尿、肾上腺钙化,很快进入尿毒症期,其中1例4月龄患儿双侧肾切除术后开始腹膜透析。肾脏切片的组织学示肾小球增大和足细胞足突消失。免疫荧光显示无SGPL1染色,肾小管中的S1P信号强度增加了3倍。2例患儿在7周和3月龄时突然死亡,肾脏尸检:局灶节段性或弥漫球性硬化,间质和肾小球区室内有钙化灶,近端肾小管囊性扩张,部分肾小管细胞可见透明小滴或胞质脂滴;血管显示出增厚的血管壁和血管周围硬化[4,12]。SPLIS在婴儿期即可出现原发性肾上腺机能不全,在产前看到肾上腺钙化或肿大可能是肾上腺功能不全的危险因素[13],甚至部分胎儿在子宫内出现积水和死亡。有学者研究发现敲除SGPL1基因小鼠无法发育生殖细胞,导致不育。SGPL1主要在颗粒细胞、间质细胞、精母细胞和圆形精子细胞中表达。SGPL1缺失导致性腺中的S1P积累。在卵巢中,S1P降低颗粒细胞中利钠肽受体 2 (NPR2) 的活性并抑制早期卵泡生长。在睾丸中,S1P增加细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂 1A (p21) 的水平和 Leydig 细胞的凋亡,从而导致精子发生停滞。表明SGPL1缺失增加细胞内S1P水平,通过不同的信号通路导致雌性和雄性生殖细胞发育停滞[14]。研究发现阿尔茨海默病(AD)早期脑脊液中的S1P增加,被证明会诱导终末分化的有丝分裂后神经元死亡[15]。消融SGPL1基因的小鼠,大脑中的S1P明显增加,会影响突触前结构和功能[15]。因SGPL1缺乏,PE产生减少,早期阶段阻止神经元自噬[16]。神经元自噬功能受损会导致易于积聚的蛋白质积累,为神经退行性疾病发病机制的关键因素[17]。此外,SGPL1缺乏导致S1P的积累增加了脑切片中的神经元细胞磷酸化和星形胶质细胞组蛋白乙酰化,阐明了S1P代谢与大脑健康之间广泛而复杂的相互关系[18]。国际共报道46例SPLIS,临床表现见表1[4]。已报道的突变位点包括错义、无义和剪接位点突变(图2)[19],参考文献为35例的基因总结。本文报道的患儿致病突变位点尚未见报道,为新发现的突变位点。SPLIS主要临床特点:(1)激素抵抗型肾病综合征:典型的先天性或婴儿期发病,常伴局灶节段性肾小球硬化。(2)免疫缺陷:①绝对淋巴细胞数低,CD3、CD4、CD8 T淋巴细胞亚群低,B淋巴细胞和自然杀伤(NK)细胞绝对计数低或不低;②免疫球蛋白减低或正常;③T淋巴细胞受体重排删除环(TREC)新生儿筛查试验偶尔异常;④T淋巴细胞功能检测、增殖及对疫苗的反应受损或正常。(3)内分泌功能低下:①原发性肾上腺皮质功能不全(低皮质醇,正常或高促皮质素),通常糖皮质激素缺乏;也有盐皮质激素缺乏症;②睾丸功能不全(促性腺激素增加,对黄体生成素刺激反应差),通常在新生儿中表现为小阴茎和隐睾症或微睾丸症;③原发性甲状腺功能减退症(游离甲状腺素水平低至正常,促甲状腺激素水平升高)。(4)神经精神障碍:①脑神经缺陷:如感音神经性听力受损、发育迟缓;②退化/进行性神经受累:癫痫发作、周围运动和感觉神经病等。(5)皮肤改变:主要是鱼鳞病,通常在出生时普遍存在,也可以看到棘皮症/色素沉着过度,包括结膜色素沉着过度[4]。如果这几个方面共同存在,可尽早识别,对临床医师诊断大有帮助,建议行高通量测序(NGS),及时诊断、适当干预、并为受影响的家庭提供遗传咨询,对风险增加的妊娠进行产前检测以及植入前基因检测。SGPL1患者代谢分析显示S1P、鞘氨醇(SPH)和/或其他鞘脂增加[3]。实验室检测S1P血液水平,非常规项目,可检测血液样本中的鞘脂。利用血液鞘脂升高的代谢检测或以淋巴细胞减少为基础的新生儿早期筛查,特别是成人或晚发形式的肾小球疾病、肾上腺机能不全和周围神经病变,对临床诊断可能有帮助。
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了解SGPL1的结构和功能之间的关系可以帮助预测哪些突变可能产生最可治疗和最不可治疗的 SPLIS表型。SGPL1是一种对称的同型二聚体,催化位点的结构完整性很大程度上取决于氨基酸间氢键的二聚体稳定性。例如:精氨酸(Arg)222与其他氨基酸的氢键结合有助于稳定催化位点的结构。其他稳定氢键位于多肽链的深处,例如:丝氨酸(Ser346)与其他氨基酸的氢键[7]。在位置222和346处不形成稳定氢键或在分子中引入空间冲突的氨基酸可能会降低酶稳定性来限制酶活性。突变c.665G>A;p.Arg222Gln导致稳定性丧失降低了酶的稳定性[20]。与单独失去氢键相比,增加空间冲突导致的氢键丢失更能破坏酶结构的稳定性。如突变 c.1037G>T,异亮氨基酸(Ile)替换丝氨酸(Ser)。Ile是一种庞大的氨基酸,它增加了空间冲突,导致氢键的不稳定损失。c.664C>T,p.Arg222Trp类似地增加空间冲突,因为色氨酸(Trp)与 Ile一样,是一个庞大的分子。当Arg取代第353位的赖氨酸(Lys)时,催化位点中PLP的共价键被破坏,导致酶活性完全丧失[13]。具有该突变的患者(杂合子,c.1077del;p.Gly360Alafs*49 和c.1077A>G;p.Lys353Arg)早产并在 2月龄时死亡[13]。就诊或诊断后存活不到2年的21例 SPLIS中,43%具有以下2种突变之一:p.Arg222Trp或 p.Ser346Ile[7,13]。存活2年或2年以上的患者中有39%是c.665G>A,p.Arg222Gln[6-7,13]。在同一家庭的不同受累个体中观察到疾病严重程度和器官衰竭发生时间差异[6-7],表明存在 SPLIS 表型的遗传和/或环境修饰因子,相互作用可能影响其他基因的多态性[20]。目前,没有针对SPLIS治愈性的方法。SPLIS表现因发病年龄、疾病表现和严重程度而异。这种多重表现可能由于突变的多效性,即影响SGPL1表达、构象、亚细胞定位、mRNA 和蛋白质稳定性、辅因子结合、酶活性的特定遗传决定因素。不同的SPLIS可能适用不同的治疗策略。(1)支持疗法:如终末期肾病的透析或肾移植、肾上腺功能不全的氢化可的松补充及神经损伤的物理治疗和/或癫痫控制。非清髓性骨髓移植可以提供具有SGPL1能力的造血细胞,这些细胞可以在全身迁移并降解S1P[11]。可尝试使用含有大量磷脂酰乙醇胺的大豆配方,治疗神经退行性疾病,补充磷脂酰乙醇胺调节神经元萎缩[12]。(2)抑制蛋白质降解途径:通过阻断参与错误折叠蛋白清除的途径来延长突变SGPL1的半衰期,可能会将酶活性提高[11]。(3)化学伴侣:S1P 可以影响许多细胞类型(包括巨噬细胞)中核因子-κB(NF-κB)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK) 和其他信号[21]。研究中证实S1P 积累过度或 SGPL1缺乏会显著抑制维生素B6的抗炎作用。补充维生素B6可减少体内 S1P 的积累发挥抗炎作用[22]。用辅因子 PLP(维生素 B6 的活性形式)可以减少SGPL1错误折叠,稳定SGPL1蛋白[8]。2020年报道中,对已经处于肾衰竭状态的4例患者进行了PLP补充。治疗后血浆S1P水平下降,绝对淋巴细胞计数及淋巴细胞百分比显著增加。其中1例患者以30 mg/(kg·d)开始口服PLP。4个月后,IgG明显增加,CD3、CD4、CD8 和 CD4/CD8 比率均改善,但由于肝酶持续升高,PLP减量至8 mg/(kg·d),淋巴细胞计数保持在正常范围内,肝酶有所改善。维生素B6治疗SPLIS显示约30%有效[13],如果患者具有一定程度的酶活性或更早开始治疗,可能会更有益[11]。(4)S1P靶向治疗:美国食品药品监督管理局(FDA)批准的芬戈莫德可以纠正由异常的S1PR信号引起的疾病表现[23]。芬戈莫德被磷酸化形成芬戈莫德-P,非常类似于S1P,芬戈莫德-P结合并激活S1P,随后S1P被内化和降解[24]。鞘氨醇激酶抑制剂可以减轻S1P依赖性毒性,但可能会加重神经酰胺的积累和SGPL1产物缺乏[24]。(5)减少底物:L-环丝氨酸是FDA 批准的抑制丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)的药物,可考虑用于消耗SPLIS的底物。但这种药物也会抑制SGPL1活动,可能导致残留酶活性降低,在SGPL1突变导致完全缺乏SGPL1表达或酶完全失活患者中都是问题。(6)酶置换、基因置换:研究证明细菌递送SGPL1可将小鼠的循环S1P水平降低70%,酶替代疗法可能成为一种潜在干预措施[11]。基于2019 年,FDA批准了腺相关病毒(AAV) 介导的基因疗法可治疗脊髓性肌萎缩症[25]。Zhao等[26]在文章中提出了病毒介导的基因置换治疗方法可能是一种切实可行的策略。缺乏SGPL1的未治疗小鼠肾脏中促炎和促纤维化细胞因子升高及信号转导与转录激活子(STAT3)信号通路激活,而基因置换治疗的小鼠这些细胞因子及通路的激活都减弱。AAV-SGPL1恢复SPLIS成纤维细胞中的 SGPL1表达和活性。在未来研究中,AAV介导的 SGPL1基因置换疗法可作为治愈SPLIS的新方向。
参考文献略(制作:新乡医学院期刊社网络与数字出版部)
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《中华实用儿科临床杂志》
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