Hereditary Deficiency of Beta-1,4-Mannosyltransferase (ALG1-CDG) is a Rare Violation of N-Glycosylation: Observation of Three Cases of the Disease in One Family

Abstract

Введение. ALG1-CDG (CDG-1k) редкое заболевание из группы изолированных нарушений N-гликозилирования I типа. Причиной ALG1-CDG является дефицит активности бета-1,4- маннозилтрансферазы, который возникает в результате мутаций в гене ALG1. В статье представлен собственный опыт диагностики и клинического наблюдения трех пациентов с этим заболеванием в одной семье. Цель. Установить этиологию наследственного заболевания в семье, обратившейся за помощью в связи со смертью троих детей на первом году жизни. Материалы и методы. В качестве материала для молекулярно-генетического исследования использовали образцы ДНК родителей, умершего и здорового ребенка. Супругам было проведено высокопроизводительное секвенирование. Наличие мутаций в гене ALG1 у детей подтвердили методом прямого секвенирования. Для проведения изоэлектрического фокусирования трансферрина (ИЭФТ) использовали образцы сыворотки крови умершего и здорового ребенка. ИЭФТ выполняли по методике, предложенной Wada et al. с некоторыми модификациями. Результаты и обсуждение. Супруги обратились за медико-генетическим консультированием в связи с рождением дочери с пороком развития, которая умерла на 45-е сутки после рождения. Девочка родилась от второй беременности, доношенной, с массой 3260 г, длиной тела 51 см, с оценкой по шкале Апгар 1/5 баллов. Состояние ребенка после рождения было тяжелым: отмечались гипоальбуминемия, отечный синдром, судорожный синдром, нарастающие явления полиорганной недостаточности. По результатам патологоанатомического исследования были выявлены: дисплазия шейного отдела спинного мозга, отек головного мозга, мелкоочаговые постгипоксические кровоизлияния в оболочки головного и спинного мозга, в сосудистые сплетения и субэпендимальные отделы вещества головного мозга, в оболочки корешков спинного мозга, с исходом в гемосидероз, отек мягких тканей головы, лица, нижних конечностей, бронхопневмония, геморрагический синдром с мелкоочаговыми кровоизлияниями в легкие, почки и надпочечники, асцит, гепатоспленомегалия, серозный гепатит, паренхиматозная белковая дистрофия внутренних органов. Далее в семье родились еще двое детей, которые имели сходные клинические проявления и умерли на первом году жизни. При высокопроизводительном секвенировании у матери была выявлена мутация p.Ser258Leu в 7-м экзоне гена ALG1, у отца мутация p.Phe394Leu в 11-м экзоне гена ALG1. Эти мутации являются патогенными и описаны у пациентов с ALG1-CDG. Компаундное гетерозиготное носительство этих мутаций было обнаружено у одного их умерших детей. При ИЭФТ образца сыворотки крови, полученного от этого ребенка, был выявлен аномальный профиль изоформ трансферрина. Заключение. На основании результатов исследования мы пришли к выводу, что умершие дети являлись компаундными гетерозиготными носителями патогенных мутаций p.Ser258Leu и p.Phe394Leu в гене ALG1. Причиной смерти этих детей стало наследственное заболевание из группы изолированных дефектов N-гликозилирования ALG1-CDG (CDG-1k). Таким образом, нам удалось диагностировать три новых случая этой крайне редкой патологии в одной семье. Introduction. ALG1-CDG (CDG-1k) is a rare disease from the group of isolated N-glycosylation defects type I. ALG1-CDG is caused by the deficiency of beta-1,4-mannosyltransferase activity, which results from mutations in the ALG1 gene. The article presents our own experience of diagnostics and clinical observation of three patients with this disease in the same family. Purpose. To reveal the etiology of hereditary disease in a family seeking help in connection with death of three children in their first year of life. Materials and methods. DNA samples from parents, a deceased child, and a healthy child were used for molecular genetic research. Next generation sequencing was performed for spouses. The presence of mutations in the ALG1 gene in children was confirmed by direct sequencing. Blood serum samples from a deceased child and a healthy child were used for isoelectric focusing of transferrin (IEFT). IEFT was performed as described by Wada and co-authors with some modifications. Results and discussion. Spouses applied for medical genetic counseling because of the birth of daughter with developmental disabilities, who died in 45 days after birth. The girl was born from the second full-term pregnancy, with body mass 3260 g, body length 51 cm, Apgar score 1/5 points. The condition of the child after birth was very poor: she suffered from hypoalbuminemia, edematous syndrome, seizures and multiple organ failure. Autopsy study revealed a congenital malformation of the central nervous system, cerebral edema, small focal post-hypoxic hemorrhages in the membranes of the brain and spinal cord, in the choroid plexuses and subependymal divisions of the brain substance, the sheaths of the spinal cord roots, resulting in hemosiderosis, ascites, swelling of the soft tissues of the head, face and lower extremities, bronchopneumonia, hemorrhagic syndrome with small focal hemorrhages in the lungs, kidneys and adrenal glands, hepatosplenomegaly, serous hepatitis, parenchymal protein dystrophy of the internal organs. Then two more children were born in the family. Both of them had similar clinical manifestations and died within the first year of life. New generation sequencing was performed in parents. The mutation p.Ser258Leu in the 7th exon of the ALG1 gene was found in the mother, and heterozygous p.Phe394Leu mutation in the 11th exon of the ALG1 gene was found in the father. These mutations are pathogenic, and they are described in patients with ALG1-CDG. The compound heterozygous carriage of these mutations was found in one of the deceased children. Abnormal profile of transferrin isoforms was detected during isoelectric focusing of transferrin of a serum sample obtained from this child. Conclusion. On the base of the results of the study, we made the conclusion that deceased children were compound heterozygous carriers of pathogenic mutations p.Ser258Leu and p.Phe394Leu in the ALG1 gene. The cause of death of these children was a hereditary disease from the group of isolated N-glycosylation defects ALG1-CDG (CDG-1k). Thus, we managed to diagnose three new cases of this extremely rare pathology in one family.