患者男，3岁8个月，面容异常，眼距过宽、鼻梁扁平，叫之反应差，语言运动发育落后，双手持握不协调，手指弯曲不能伸直。患者先天性近视，眼球震颤；牙齿易脱落。生殖系统异常表现为小阴茎及睾丸偏小。实验室生化检测肝肾功能未见明显异常，血清免疫球蛋白水平未见异常。脊柱X线片提示脊柱侧弯。头颅MRI提示小脑发育不良。高通量检测及Sanger测序验证发现患者COG5基因存在复合杂合变异，分别为遗传自母亲的c.1039C>T变异以及遗传自父亲的c.928+3A>G剪接位点变异；结合患者临床表型，患儿诊断为COG5基因异常所致的先天性糖基化病（COG5-CDG）。明确诊断以后，患者进行语言及运动相关的康复训练治疗，但治疗效果不明显。本研究报道了COG5-CDG并发现了2个COG5基因新变异，扩展了该基因的突变谱。
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患儿男，3岁8个月，因“身材矮小，语言运动发育落后”来华中科技大学同济医学院附属武汉儿童医院就诊。患儿系孕1产1（G1P1），足月顺产生产，出生时无异常。6个月不会翻身，10个月独坐不稳，出生后身高、语言运动一直落后于同龄儿童，1岁前经常上呼吸道感染。
入院查体：面容稍特殊，眼距过宽、鼻梁扁平，叫之反应差，仅可说2~3字词语。双手持握不协调，手指弯曲不能伸直。双下肢部分持重，肌张力偏低，双侧膝腱反射正常引出。患者先天性近视，眼球震颤；牙齿易脱落。生殖系统异常表现为小阴茎及睾丸偏小。
实验室检查：肝功能检查未见发现天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶升高以及碱性磷酸酶异常；肾功能未见异常；免疫球蛋白水平未见异常。心脏超声未见明显异常。脊柱X光片提示脊柱侧弯（Th5-L2段）；头颅MRI可见小脑发育不良，见图1。Gesell儿童发育测试：适应性36分，大运动40分，精细动作33分，个人社交43分。
全外显子测序分析：经患者父母知情同意后取患者及其父母外周血2 ml，采用天根生物公司外周血基因组DNA提取试剂盒提取患者及其家属基因组DNA，DNA浓度≥10 ng/μl，总量≥1.2 μg；采用IDT公司xGEN Exome Research Panel v2.0捕获探针将目标区域DNA片段进行富集，构建全外显子文库；质控合格的文库利用Illumina测序仪（Hiseq2000）进行高通量测序。测序的原始数据利用BWA生信软件与参考基因组GRCh37/hg19比对，去除低质量变异，然后采用GATK等生物信息学软件分析出单个碱基改变（single nucleotide variations，SNV）、插入或缺失（insert/deletion，Indel）等变异并注释并利用ExAC、OMIM、Clinvar等数据库关联注释。
全外显子组测序的平均测序深度为193.4，目标区域覆盖率10×为99.2%，目标区域数据质量Q30值为0.90。数据分析后发现患者的COG5基因（NM_006348）存在c.1039C>T以及c.928+3A>G复合杂合突变。
Sanger测序验证患者及家属的变异位点：取患者及其父母外周血基因组DNA，致病基因COG5特异性位点的扩增引物由上海生工合成。其上下游引物序列分别为COG5-F1：CAGGAAATACTGCAGCTTTG；COG5-R1：CATTATCATCA- GCTAGTGGAG；COG5-F2：GAAGGATACTATTACCAGTG；COG5-R2：CCAGTTGGCCAGTTCAATTCAC。PCR反应体系及扩增程序：基因组DNA 50 ng，10×缓冲液2.5 μl，dNTP 200 μmol/L，MgCl2 1.5 mmol/L，上下游引物各0.5 μmol/L，Taq DNA聚合酶1 U（TAKARA公司），加水至终体积25 μl。PCR扩增程序为94 ℃预变性3 min；94 ℃变性30 s，55 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，35个循环；72 ℃延伸10 min。PCR产物经电泳检测合格后进行Sanger测序分析。
Sanger测序提示突变位点c.1039C>T来源于患者母亲，使COG5基因编码的蛋白第347位氨基酸由谷氨酰胺突变为终止密码子（p.Q347X），突变未见报道，且在单核苷酸多态性的数据库（single nucleotide polymorphism database，dbSNP）数据库、千人基因组数据库中未见收录；Mutationtaster预测位点变异有害（预测值为1.0），CADD预测有害（预测值为41），见表1；根据ACMG遗传变异分类标准与指南，该位点为致病性改变（证据为PVS1+PM2+PP3）。突变位点c.928+3A>G为剪接位点变异，该变异遗传自患者父亲，文献及数据库未收录；MaxEntscan、dbscSNV以及GTAG软件等软件预测均有害，见表1。根据ACMG遗传变异分类标准与指南，该位点为临床意义未明（PM2+PM3+PP3），见图2。结合临床表现，患者诊断为COG5基因异常所致的先天性糖基化病（COG5-CDG）。
COG5基因两个突变位点生信软件预测分析
COG5基因两个突变位点生信软件预测分析
| 位点1 c.1039C>T | 位点2 c.928+3A>G | ||
|---|---|---|---|
| 生信软件 | 预测结果（预测值） | 生信软件 | 预测结果 |
| Mutationtaster | Disease_causing（1） | MaxEntscan | Deleterious（8.98->4.48） |
| LRT | Deleterious | dbscSNV | Deleterious（0.9988∣0.9740） |
| CADD | Damaging（41） | GTAG软件 | D（gtag） |
| DANN | Damaging（0.998） | ||
糖基化是机体细胞内一种重要的蛋白质翻译后修饰过程，主要分为3种类型：N-糖基化、O-糖基化以及GPI糖基磷脂酰肌醇锚等［1］。研究发现细胞内约70%的蛋白质在内质网和高尔基体上会发生糖基化修饰，含有一个或多个糖链［2］。先天性糖基化病（congenital disorders of glycosylation，CDG）是由于糖蛋白或糖脂多糖合成异常而引起的一类遗传代谢病，该疾病的分类依赖于蛋白糖基化过程中缺陷酶的种类及功能［2］。由于蛋白质和脂质的糖基化过程无处不在，因此CDG患者存在多个系统的异常［3］，比如神经系统、肝功能异常、视力或听力异常、骨骼畸形、心脏异常或免疫功能异常等。目前国内外已经报道了约130多种CDG［4］，绝大多数的CDG为常染色体隐性遗传，但也有文献报道部分CDG为常染色体显性遗传或X连锁遗传模式［3，5］该类患者临床异质性较高，不同类型的CDG临床表型差异很大，即使相同类型的CDG，不同患者也可能表现为较轻的症状或早期致死的表型。CDG患者临床诊断较为困难，但随着高通量测序在临床的广泛应用，越来越多的患者明确诊断。
与高尔基体逆向运输有关的COG复合物共有8个亚基分别为COG1~COG8［6］，每个亚基出现异常都可能导致多系统异常的先天性糖基化疾病（COG3目前未关联疾病，但该基因可能为糖基化病的候选基因）。
COG5高度保守，其完整的功能对于维持COG复合物的稳定及囊泡的识别中发挥重要作用［7］。目前文献已经报道了16例COG5-CDG患者［8, 9, 10, 11, 12, 13］，约一半以上的患者存在精神发育迟滞、语言运动发育迟缓、身材矮小、面容异常、小头畸形、眼睛或视力异常、肝功能异常以及大脑或小脑的结构异常等表型。本研究患者临床表现为面容异常，叫之反应差，语言落后；双手持握不协调，手指弯曲不能伸直。双下肢部分持重，肌张力偏低；患者先天性近视，眼球震颤；牙齿易脱落；脊柱侧弯以及生殖系统异常（小阴茎及睾丸偏小）［9］。本研究患者的临床表现与已经报道的COG5-CDG相似。患者入院诊断明确以后在我院康复科进行语言及运动的康复治疗，但治疗效果进展缓慢。
17例患者共发现17种不同突变：6个缺失/插入所致的移码变异，6个错义突变，3个无义突变、2个剪接位点变异；突变位点分布于基因多个外显子区域，无热点变异及热点区域。分析突变类型发现：致病位点多是功能丧失型变异。因患者数量较少，未见基因型与表型的相关性。本研究患者携带COG5基因c.1039C>T无义突变以及c.928+3A>G复合杂合突变。本研究拓展了该基因的突变谱，但需要进一步的功能实验来增加致病性的证据。
在Hela细胞中研究发现，COG5缺陷会导致许多高尔基体池扩张，细胞内整体糖基化异常及蛋白加工异常［14］。患者外周血时间飞行质谱分析显示血清转铁蛋白糖基化不足，缺乏末端唾液酸，该异常可能影响细胞或机体的生理过程，进而导致精神发育迟滞、生长发育落后等症状［12，15］。糖基化修饰在免疫细胞成熟以及抗原抗体识别的过程中发挥重要作用，因此较多CDG患者存在免疫缺陷的临床表型。研究发现MOGS基因异常所致CDG以及COG6-CDG患者多存在反复感染的症状，患者体内T/B淋巴细胞或中性粒细胞功能可能存在缺陷［16, 17］；文献报道部分COG5-CDG存在反复感染的症状及机制尚不明确。
与其他CDG相比，眼球或视力异常是COG5-CDG常见的临床表型之一。与PMM2基因异常所致CDG相似，患者临床表现为眼球震颤、斜视、先天性近视等，推测2种糖基化疾病可能存在相同的致病机制。2020年Tabbarah等［7］报道了一家系3例患者携带COG5复合杂合变异，临床表现为遗传性视网膜变性伴有小头畸形和骨骼异常。研究发现COG5变异也可导致高尔基体断裂和UPR调节剂PKR样内质网激酶（PKR-like endoplasmic reticulum kinase，PERK）的上调。此外PERK的上调可诱导细胞和小鼠视网膜中的DNA损伤［8，18］。说明COG5在维持ER蛋白稳态方面发挥一定作用，该作用的破坏导致PERK激活和早发性视网膜变性、小头畸形和骨骼发育不良。本例患者存在视力异常及脊柱侧弯，可能与PERK的上调相关，但需要进一步的功能验证。
综上所述，本研究报道了1例COG5基因异常导致的先天性糖基化病COG5-CDG，该患者的临床表现为精神发育迟滞、语言运动发育迟缓、身材矮小、面容异常、小头畸形、肌张力低下、眼睛或视力异常等；此外本研究报道了2个COG5基因的新突变，增加了基因的突变谱。
所有作者声明无利益冲突
