CLDN16基因突變致家族性低鎂血癥高鈣尿癥伴腎鈣質(zhì)沉著癥基因型與表型特點分析

熱衣蘭木·包爾漢， 李 燕， 羅燕飛， 孫光輝， 迪麗胡麻·居來提， 米熱古麗·買買提

（新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，新疆 烏魯木齊 830054）

家族性低鎂血癥高鈣尿癥伴腎鈣質(zhì)沉著癥（familial hypomagnesemia with hypercalciuria and nephrocalcinosis，F(xiàn)HHNC）是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，由編碼腎小球髓袢遠端緊密連接蛋白claudin-16的CLDN16基因或蛋白claudin-19的CLDN19基因突變所致。FHHNC以腎臟排泄鎂、鈣過多導(dǎo)致的低鎂血癥、高鈣尿癥、雙腎鈣質(zhì)沉著癥及進行性慢性腎功能衰竭為特征[1]。本研究回顧性分析1例以嚴重佝僂病為主要表現(xiàn)的FHHNC患兒，并結(jié)合相關(guān)文獻，總結(jié)其基因型與表型特征。

1 材料和方法

1.1 研究對象

患兒，女，11歲，維吾爾族，2019年1月因無明顯誘因出現(xiàn)抽搐就診于當?shù)蒯t(yī)院，抽搐形式為四肢強直痙攣，呈角弓反張樣，無雙眼上翻，無意識喪失，無大小便失禁，持續(xù)數(shù)十秒至1 min后緩解，無乏力、嗜睡。完善腹部彩超及泌尿系統(tǒng)電子計算機斷層掃描（computed tomography，CT），提示“雙腎結(jié)石”，行體外沖擊波碎石術(shù)1次，效果欠佳，患兒結(jié)石未排除，但無泌尿系統(tǒng)相關(guān)癥狀，因此未作進一步治療。后因患兒仍間斷抽搐，一直不能行走，被動坐位。為明確病因，于2019年6月27日至新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院進一步診治。本研究經(jīng)患兒家長知情同意并簽署書面同意書。

1.2 方法

收集患兒的臨床資料及相關(guān)檢查結(jié)果，包括X線、B超、CT、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、腦電圖及實驗室檢測項目。采集患兒及其父母外周血各2 mL，進行全外顯子組基因測序分析。將檢測范圍內(nèi)相關(guān)基因的編碼區(qū)使用基于目標區(qū)域捕獲的方法進行擴增，并采用Illumina二代測序平臺（美國Illumina公司）測序，解讀軟件為bpvastg-TIES基因檢測智能系統(tǒng)，根據(jù)致病XHGMD數(shù)據(jù)庫專業(yè)版（2017）和CliVariation數(shù)據(jù)庫評估基因突變的致病性。

2 結(jié)果

2.1 體格檢查

患兒生命體征平穩(wěn)，發(fā)育落后。身高為90 cm[低于同年齡、同性別、同地區(qū)兒童平均身高8.58個標準差（-8.58s）]，體質(zhì)量為16 kg。面容：鼻梁塌平，眼距寬，頸短。心肺查體未見異常，腹部膨隆，腹圍62 cm，無腹肌緊張，無壓痛及反跳痛。雞胸，四肢彎曲畸形，肘關(guān)節(jié)及膝關(guān)節(jié)膨大，被動盤腿坐位，四肢末梢循環(huán)良好，神經(jīng)系統(tǒng)查體無異常。見圖1。

2.2 家系遺傳系譜圖

患兒為第4胎第4產(chǎn)，足月順產(chǎn)，出生體質(zhì)量為3 900 g，出生3個月時抬頭，出生10個月時可坐，至今不會行走?；純何桂B(yǎng)史無異常，其父母為近親結(jié)婚，系表兄妹，家系遺傳系譜圖見圖2?；純航憬悖á?）平日多次出現(xiàn)無熱抽搐，抽搐形式與本例患兒類似，于6歲時因突發(fā)抽搐，四肢強直痙攣，呈角弓反張樣，口唇發(fā)紺，家長訴患兒出現(xiàn)喉部喘鳴后呼吸停止，死亡。家族其他親屬均無類似泌尿系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。

圖1 本例患兒體格檢查特征

圖2 本例患兒家系遺傳系譜圖

2.3 實驗室、影像學(xué)及其他檢查結(jié)果

2.3.1 實驗室檢測結(jié)果 血鈣1.21 mmol/L（降低），血鎂0.4 mmol/L（降低），尿鈣4.11 mmol/L（升高），25-羥基維生素D 23.62 nmol/L（降低），血清骨鈣素191.4 ng/mL，甲狀旁腺激素63.3 pmol/L。肌酐、尿酸及尿素氮均正常。尿常規(guī)：pH值6.0，白細胞計數(shù)69個/μL，細菌計數(shù)121個/μL。多次尿培養(yǎng)：弗氏檸檬酸桿菌，接種10 μL培養(yǎng)，菌量＞105CFU/mL。血常規(guī)、甲狀腺功能、血氣分析及腎小管功能相關(guān)項目檢測均未見明顯異常。

2.3.2 影像學(xué)及其他檢查 眼科檢查未見明顯異常。胸部正位片：胸廓骨骼變形，密度增高，考慮代謝性改變；心影增大。手部正位片：左腕見8腕骨，左手及腕部諸骺線未閉合，骨質(zhì)疏松，考慮遺傳代謝病。本例患兒四肢X線片見圖3。心臟及甲狀旁腺超聲未見異常。泌尿系統(tǒng)超聲檢查結(jié)果：雙腎鈣質(zhì)沉著，多發(fā)結(jié)石，大小約為1.0 cm，較大者位于中盞，雙側(cè)輸尿管未見擴張，膀胱未見明顯異常，見圖4。泌尿系統(tǒng)及骨骼三維重建：雙腎集合系統(tǒng)多發(fā)高密度填充，考慮結(jié)石；所及肋骨、胸椎、腰椎、骶骨及雙側(cè)髖關(guān)節(jié)骨質(zhì)密度增高，變性，見圖5。頭顱MRI檢查結(jié)果：雙側(cè)尾狀核、蒼白球及殼核對稱性異常信號；掃及顱骨及頸胸椎諸椎體及附件骨質(zhì)彌漫性減低，顱骨板障增厚，斜坡及寰椎形態(tài)異常，考慮代謝性疾病所致可能性大。腦電圖：正常兒童腦電圖。

圖3 本例患兒四肢X線檢查結(jié)果

圖4 本例患兒泌尿系統(tǒng)B超圖像

圖5 本例患兒泌尿系統(tǒng)及骨骼三維重建

2.4 基因檢測

結(jié)合患兒病史、查體結(jié)果及輔助檢查結(jié)果，患兒有低血鎂、高尿鈣、腎鈣質(zhì)沉著，同時合并抽搐及骨骼系統(tǒng)畸形，涉及多個系統(tǒng)異常，考慮遺傳性代謝病，F(xiàn)HHNC可能性大，建議行基因檢測?；驕y序結(jié)果顯示，患兒CLDN16基因（NM_006580.3）存在“C.647G＞A，p.Arg216His”[Chr3（GRCh37）：g.190126157G＞A]純合致病突變，患者父母均攜帶該位點變異（雜合），見圖6。

圖6 本例患兒及其父母全外顯子基因測序圖

2.5 治療及預(yù)后

患兒確診為FHHNC后，囑其低鹽飲食，多飲水，住院期間補鎂、補鈣，出院后繼續(xù)給予補鈣、骨營養(yǎng)支持治療。因患兒雙腎結(jié)石的手術(shù)難度大，術(shù)后易復(fù)發(fā)，且患兒腎功能正常，結(jié)石也未引起梗阻，因此暫不考慮手術(shù)治療。針對患兒泌尿道感染情況，根據(jù)藥物敏感性試驗結(jié)果給予抗菌治療，每月查尿常規(guī)、尿培養(yǎng)及血、尿電解質(zhì)，注意清潔。隨訪6個月，患兒低血鎂、高尿鈣等癥狀明顯好轉(zhuǎn)，雙腎鈣質(zhì)沉著無加重，腎功能正常，25-羥基維生素D水平在參考區(qū)間內(nèi)。手足抽搐和肌無力癥狀完全緩解，出院后未出現(xiàn)抽搐，已可扶走。

3 討論

FHHNC是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，由MICHELIS等[2]在1972年首次報道，其致病基因為CLDN16和CLDN19，分別編碼腎小球髓袢遠端緊密連接蛋白claudin-16和claudin-19。claudin-16和claudin-19是包含4個跨膜結(jié)構(gòu)域和2個細胞外段的膜蛋白家族成員之一，二者相互作用構(gòu)成異二聚體，組成選擇性陽離子通道，鎂和鈣在跨上皮電位驅(qū)動下通過細胞旁途徑被重吸收[3]。當CLDN16和CLDN19發(fā)生突變時，腎臟對鎂、鈣的重吸收減少，從而出現(xiàn)低鎂血癥、高鈣尿癥、雙側(cè)腎鈣質(zhì)沉著和進行性腎功能不全，并可能在兒童或青少年時期導(dǎo)致終末期腎?。╡nd stage renal disease，ESRD），部分患兒還伴有釉質(zhì)發(fā)育不全，其他癥狀包括血尿、尿路感染、多尿、多汗、少尿、不完全性遠端腎小管酸中毒、高尿酸血癥、發(fā)育不良等[1，4-5]。目前尚未在CLDN16和CLDN19突變患兒中發(fā)現(xiàn)腎臟表型差異的報道。但有研究結(jié)果顯示，CLDN19基因突變所致的FHHNC患兒出現(xiàn)ESRD的風(fēng)險是CLDN16基因突變患兒的2倍[6]；攜帶CLDN16基因功能完全喪失突變的患者比攜帶CLDN16基因部分功能喪失突變的患者更易發(fā)生早期疾病和ESRD[7]。同時，因CLDN19在視網(wǎng)膜上皮中也有表達，CLDN19突變患者可伴隨嚴重的眼部受累，包括黃斑疣、色素性視網(wǎng)膜炎、眼球震顫或視力喪失等，而在一些CLDN16突變患者中只有輕微的非特異性眼部受累，如近視、散光、遠視或斜視等[8]。

目前，國內(nèi)外已報道了CLDN16基因的57種致病突變，大多為錯義突變，c.453G＞T（p.L151F）是CLDN16基因的熱點突變，其次為無義突變、移碼突變及片段缺失[1]。我國已報道5例由CLND16基因突變導(dǎo)致的FHHNC，1例由CLND19基因突變導(dǎo)致的FHHNC[1，4-5，9-10]。本研究分析了1例維吾爾族近親家庭CLND16基因C.647G＞A純合錯義突變導(dǎo)致的FHHNC患兒。本例患兒以嚴重佝僂病為主要表現(xiàn)。KARI等[11]報道的7例阿拉伯患兒中有2例伴佝僂病癥狀。SIKORA等[12]報道的25例FHHNC患者中僅有2例伴佝僂病癥狀。目前我國報道的患兒中有3例伴佝僂病癥狀：1個近親家庭的1對兄妹均為CLND16基因c.574_589delins CCGGTCTGGCT GGACCA片段缺失導(dǎo)致的FHHNC，1例為CLND19基因c.241C＞T純合錯義突變[4-5]。DEEB等[13]報道的1個阿拉伯近親家庭11個孩子中有6個孩子均為CLDN16基因同一位點（C.647G＞A純合）突變導(dǎo)致的FHHNC，1個孩子為雜合突變，均在20歲前出現(xiàn)臨床癥狀，但無佝僂病或其他骨骼系統(tǒng)的異常表現(xiàn)，除最小的男嬰（17個月）外，其他患兒均有不同程度的腎功能損傷。本例患兒患有腎結(jié)石，腎功能正常，但因FHHNC有顯著的ESRD風(fēng)險，預(yù)后差，故患兒腎功能不全的進展情況還需長期隨訪。DEEB等[13]報道的7例CLDN16基因C.647G＞A突變導(dǎo)致的FHHNC患兒及本例患兒的臨床表型見表1。

表1 CLDN16基因C.647G＞A突變導(dǎo)致的FHHNC患兒臨床表型回顧

FHHNC患者伴佝僂病并不常見，且不是主要表現(xiàn)。本例患兒CLND16基因C.647G＞A純合錯義突變導(dǎo)致的臨床表現(xiàn)與既往報道的同位點突變導(dǎo)致的臨床表現(xiàn)有一定差異。有研究結(jié)果顯示，繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進、代謝性酸中毒和腎功能損傷可能是導(dǎo)致CLDN16突變患者佝僂病發(fā)生的部分原因[4，14]。在慢性代謝性酸中毒時claudin-16表達可降低，進而形成離子運輸孔道，這可能是慢性代謝性酸中毒患者減慢骨質(zhì)流失的代償機制的一部分[15]。同時，由于FHHNC患者骨骼對礦物質(zhì)流失的適應(yīng)性反應(yīng)被破壞，因此骨脫礦增加可能是佝僂病表型形成的原因之一[16]。動物實驗結(jié)果顯示，敲除小鼠CLDN16基因后，小鼠鈣、鎂的排泄增加，骨密度降低，表現(xiàn)出與人類FHHNC相似的癥狀[17]。因此，CLDN16基因突變或許是本例患兒出現(xiàn)佝僂病表型的原因之一，確切機制還有待進一步研究。本例患兒在就診過程中并未出現(xiàn)代謝性酸中毒和腎功能損傷，推測本例患兒出現(xiàn)嚴重佝僂病表現(xiàn)的病因有：（1）血清鈣水平明顯低于文獻報道[13]的同位點基因突變的患者；（2）鎂降低本身可能會抑制甲狀旁腺激素分泌，但在FHHNC患者中，嚴重的低鈣血癥會引起繼發(fā)性甲狀旁腺激素水平升高；（3）本地區(qū)冬季持續(xù)時間長，光照不足，患兒未能及時補充維生素D。

由于本例患兒的臨床表現(xiàn)與佝僂病相似，因此臨床曾初步診斷為佝僂病，并推測病因，包括缺乏維生素D和遺傳性低磷性抗維生素D佝僂病，但這些疾病的尿鈣排泄量較低，尿磷排出量增加，血清鈣正?；蛏缘?，與本例患兒的實驗室檢測結(jié)果不一致。與腎鈣質(zhì)沉著相關(guān)的隱性遺傳病包括原發(fā)性高草酸尿癥（有嚴重的高草酸尿癥）、Dent病（有蛋白尿）、Batter綜合征（可出現(xiàn)低鉀性堿中毒，無雙腎鈣質(zhì)沉著）等[1，4-5]。還應(yīng)注意的是將FHHNC與家族性低鎂血癥伴繼發(fā)性低鈣血癥（TRPM6基因突變）、常染色體顯性低鎂血癥（FXYD2基因突變）等區(qū)別開，以上疾病均有低鎂血癥表現(xiàn)，全外顯子基因檢測可協(xié)助明確診斷。

目前，對于FHHNC主要是對癥治療。因FHHNC有顯著的ESRD風(fēng)險，預(yù)后較差，因此疾病的管理尤為重要：（1）密切監(jiān)測患者的腎功能及電解質(zhì)水平，應(yīng)用噻嗪類利尿劑以有效減少FHHNC患者的鈣排泄[1]；（2）不論是否出現(xiàn)佝僂病癥狀，均應(yīng)當適量補充鎂劑、鈣劑和活性維生素D，以延緩疾病進展，降低甲狀旁腺激素水平；（3）出現(xiàn)尿路感染、尿路梗阻、結(jié)石等癥狀應(yīng)及時治療；（4）已有研究表明，對于已進展為ESRD的FHHNC患者，腎移植術(shù)可使患者的血鎂和尿鈣調(diào)節(jié)恢復(fù)正常，且不會復(fù)發(fā)[4，10]。

綜上所述，F(xiàn)HHNC的發(fā)病率低，但有典型的低鎂血癥、高鈣尿癥、腎鈣質(zhì)沉著三聯(lián)征。本例患兒以佝僂病和手足搐搦癥為首發(fā)癥狀，較為少見。本研究通過對同一基因突變位點、不同種族患者臨床表現(xiàn)的異質(zhì)性對比，對FHHNC有了較全面的認識。