中国家族性非酮症性高甘氨酸血症的精准分子诊断：揭示新型GLDC复合杂合变异的临床意义

《Molecular Genetics and Metabolism Reports》：The precise molecular diagnosis of novel GLDC compound heterozygous variants highlights the benefits for a Chinese family with nonketotic hyperglycinemia

本研究针对罕见遗传病非酮症性高甘氨酸血症（NKH），通过临床与分子分析首次报道中国家族中由GLDC基因新型复合杂合变异（c.1740C>G/p.His580Gln和c.1023G>A/p.Val341=）导致的病例。创新性通过minigene实验证实同义突变c.1023G>A引发异常剪接，拓展了GLDC致病变异谱，为NKH精准诊疗与家系遗传咨询提供关键依据。

　　

甘氨酸脑病（Glycine encephalopathy），又称非酮症性高甘氨酸血症（Nonketotic hyperglycinemia, NKH），是一种因甘氨酸裂解系统（Glycine cleavage system, GCS）功能缺陷导致的罕见遗传代谢病。患者体内甘氨酸异常蓄积，尤其在中枢神经系统，引发新生儿期肌张力低下、呼吸暂停、顽固性癫痫和严重精神运动发育迟缓。尽管80%经典NKH病例由GLDC基因双等位变异引起，但同义突变致病的机制尚未明确。这一领域存在诊断技术局限（如干血斑检测假阴性）、治疗手段匮乏（依赖症状控制）以及遗传咨询困境（VUS变异解读困难）三大挑战。

上海儿童医院的研究团队发现一个中国家庭中两名患儿均表现为新生儿期严重NKH，经三重外显子测序（TWES）检出GLDC基因新型复合杂合变异：父源错义突变c.1740C>G（p.His580Gln）和母源同义突变c.1023G>A（p.Val341=）。前者通过生物信息学预测（REVEL评分0.93）和结构模拟被归类为可能致病；后者虽被ACMG标准暂定为VUS，但通过minigene剪接实验首次证实该变异导致外显子7缺失38bp，引发移码突变和提前终止密码子（PTC）。这一发现不仅完善了GLDC变异数据库，更揭示了同义突变通过隐蔽剪接位点影响致病的分子机制。

研究采用的关键技术包括：1）基于外周血样本的TWES和Sanger测序验证；2）ACMG/AMP标准指导的变异致病性分级；3）293T和HeLa细胞系的minigene剪接功能实验；4）临床生化指标（CSF/血浆甘氨酸比值）与神经影像学联合分析。

3.1 临床特征
两名患儿均在出生后2-3天出现喂养困难、肌张力低下和癫痫发作。患者1经脑电图显示高度失律（1.6-2Hz广泛性慢棘慢波），MRI可见双侧脑白质、小脑齿状核和脑干对称性异常信号。血清甘氨酸水平达1090.59μmol/L（正常125-450），CSF/血浆比值0.128（正常≤0.02），符合经典NKH诊断标准。

3.2 遗传学发现
家系分离分析确认两变异分别遗传自父母。保守性分析显示p.His580在物种间高度保守，且同一位点其他氨基酸替换（如p.His580Tyr）已被报道致病。分子动力学模拟表明该突变影响P蛋白结构域连接。

3.3 剪接验证
minigene实验显示突变型产生较野生型短38bp的异常转录本，测序证实为外显子7右侧部分缺失，导致开放阅读框破坏。这一结果使c.1023G>A从VUS升级为致病性变异（PVS1证据）。

3.4 治疗响应
患者1接受苯甲酸钠（250mg/kg/d）、右美沙芬（5mg/kg/d）和四氢叶酸联合治疗后，血甘氨酸水平下降21.4%，癫痫发作得到控制。

讨论部分强调了三重意义：1）首次报道GLDC同义突变的致病机制，为ACMG标准中PVS1证据的应用提供范例；2）强调功能实验对VUS重新分类的临床价值，可避免家系再生育风险；3）提出AAV9载体基因治疗（基于动物模型证据）可能是未来干预方向。该研究发表于《Molecular Genetics and Metabolism Reports》，为NKH的分子诊断和精准干预树立了新标杆。