71例Gitelman綜合征患者的臨床和遺傳學分析

吳 婷，臧 麗，陳 康，裴 育，巴建明，竇京濤，呂朝暉，母義明，谷偉軍

1 解放軍醫學院，北京 100853；2 解放軍總醫院第一醫學中心 內分泌科，北京 100853

Gitelman綜合征(Gitelman syndrome，GS)又名家族性低鉀低鎂血癥，是最常見的遺傳性腎小管病變，呈常染色體隱性遺傳[1]。GS的主要致病機制為位于染色體16q13上的SLC12A3基因發生突變，導致噻嗪類敏感的Na-Cl協同轉運蛋白(sodium chloridel co-transporter，NCCT)失活，表現為低鉀代謝性堿中毒、低鎂血癥和低尿鈣[2]。有研究表明，該病的患病率為(1 ～ 10)/40 000，在亞洲人群中患病率更高，在日本的患病率達10.3/10 000[3]。大多數GS患者起病隱匿，病情輕微，表現為由慢性低鉀、低鎂所導致的乏力、搐搦、夜尿增多等癥狀，但也有合并室性心律失常、橫紋肌溶解、痛風、胰島素抵抗等病例的報道[4-7]。由于該病的臨床表現多樣，臨床上存在著漏診、誤診的風險。本研究以國內最大樣本的GS患者和家系為研究對象，對GS患者基因型與表型的關系進行分析，以期指導診治，改善患者的遠期預后。

資料與方法

1 資料來源 納入2007年7月- 2020年9月于解放軍總醫院第一醫學中心內分泌科就診的71例臨床診斷為GS的患者，包含其中7例患者的家系。納入標準：1)符合2017年Gitelman綜合征診治專家共識(中)的診斷要點[8]；2)留有DNA樣本且臨床資料完整。排除標準：1)無利尿劑、甘草制劑或棉籽油服用史，無腹瀉和嘔吐史；2)排除原發性或繼發性腎小球腎炎、腎病綜合征、慢性腎衰竭、慢性腎盂腎炎等。遵循的程序符合《赫爾辛基宣言》原則。所有納入本研究的患者及其家系均簽署知情同意書。

2 表型分析 收集GS患者及其家系的臨床資料，包括年齡、性別、就診時間等基本資料，一般癥狀、神經肌肉、泌尿、消化、心血管等系統癥狀、內分泌及生長發育異常等臨床癥狀，血脂、血糖、尿酸、動脈血氣、血尿電解質水平等實驗室檢查、腹部超聲、CT等影像學檢查結果。

3 基因型分析 提取外周血白細胞基因組DNA，測序由上海韋韓斯生物醫藥科技有限公司完成，首先通過標準的二代測序(next-generation sequencing，NGS)數據分析流程與生物信息學工具，鑒定相應基因上的變異，然后在一代測序儀上進行驗證，以確認該患者在已知GS致病基因上的變異情況。將檢測到的突變與人類基因突變數據庫(HGMD)和PubMed搜索結果進行比對，進而過濾、去除與GS無關的常見變異，最終獲得可能與疾病表型相關的新發變異，并用在線軟件SIFT、Polyphen 2和VarSite預測突變位點的致病性。

4 統計學方法 采用SPSS21.0統計學軟件對數據進行統計分析，Shapiro-Wilk檢驗檢測數據是否符合正態分布。正態分布計量資料以±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗或方差分析；非正態分布計量資料以Md(IQR)表示，采用Mann-WhitneyU檢驗或Kruskal-WallisH檢驗。計數資料以例數(百分比)表示，其組間比較采用χ2檢驗或 Fisher精確檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1 患者一般資料和臨床癥狀 71例GS患者中，男性44例(62.0%)，女性27例(38.0%)，平均發病年齡為(26.83±13.80)歲，平均確診年齡為(33.01±13.95)歲。本研究患者生長發育未見明顯異常，平均體質量指數為(22.72±3.31) kg/m2，血壓正常或偏低，平均血壓(116.07±13.13) mmHg/(72.73±8.92) mmHg (收縮壓/舒張壓，1 mmHg=0.133 kPa)。GS患者的臨床表現多樣，最常累及神經肌肉系統，肢體乏力為最常見的臨床癥狀(52.1%)，其次為肌無力(40.8%)、多尿(35.2%)、肌肉痙攣或抽搐(26.8%)、肢體麻木(23.9%)、蛋白尿(23.9%)、肌肉疼痛(19.7%)和手抖(19.7%)等，女性相比男性更易出現肌肉痙攣或抽搐(40.7%vs18.2%，P=0.037)和肢體麻木(37.0%vs15.9%，P=0.043)，其余各癥狀不存在性別差異。見表1。

表1 不同性別的Gitelman綜合征患者臨床癥狀差異(n, %)Tab. 1 Differences in clinical symptoms of Gitelman syndrome patients by different genders (n, %)

2 實驗室檢查結果 71例GS患者入院時均合并低鉀血癥，血鉀最低水平為(2.29±0.40) mmol/L，鉀離子排泄分數為18.66%(11.13%，26.35%)。63例表現為代謝性堿中毒，平均動脈血pH為(7.44±0.27)，平均HCO3-為(29.04±2.72) mmol/L，平均剩余堿為(4.23±2.44) mmol/L。患者入院后血鎂最低水平為(0.51±0.12) mmol/L，鎂離子排泄分數4.15%(3.30%，6.46%)，16例(22.5%)無低鎂血癥。患者的尿鈣水平為0.63(0.40，1.13) mmol/24 h，尿鈣/肌酐為0.06(0.03，0.14) mmol/mmol，6例(8.4%)無典型低尿鈣。62例入院后行臥立位試驗，多數表現為腎素-血管緊張素-醛固酮(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)系統激活。患者臥位血漿腎素活性(8.28±3.59) μg/(L·h)[正常范圍＜0.79 μg/(L·h)]，立位血漿腎素活性(9.49±4.16) μg/(L·h)[正常范圍0.93 ～ 8.58 μg/(L·h)]，臥位醛固酮水平為(556.46±427.17) pmol/L[正常范圍163.4 ～ 481.9 pmol/L]，立位醛固酮水平為(692.02±307.12) pmol/L[正常范圍180.1 ～ 810.9 pmol/L]。20例患者入院后行OGTT試驗，結合患者既往史，10例(14%)有2型糖尿病，3例(4%)有糖耐量減低異常。此外，25例(35%)有脂肪肝，13例(18%)有高尿酸血癥，27例(38%)有血脂紊亂。男性患者較女性患者更易出現血脂紊亂和尿酸升高(P＜0.05)。見表2。

表2 不同性別的Gitelman綜合征患者一般情況和化驗結果差異Tab. 2 Differences in general conditions and laboratory results of Gitelman syndrome patients by different genders

3 基因型特征 71例中3例未檢測到SLC12A3基因突變，1例疑似多個基因缺失，其余67例的基因突變散在分布于SLC12A3基因中。其中56例為復合雜合突變，3例為單雜合突變，8例為純合突變。所有患者中共檢測出70種不同突變類型(圖1)，錯義突變46種，內含子突變7種，缺失插入突變6種，缺失突變5種，同義突變4種，插入突變2種，重復突變1種。11例有1種突變，48例有2種突變，5例有3種突變，3例有4種突變。p.D486N和p.T60M為本研究中最常見的突變位點，分別見于28%(20/71)和11%(8/71)的患者。本研究中共發現25種新發突變，其中錯義突變9種，缺失插入突變4種，同義突變4種，內含子突變4種，缺失突變3種，插入突變1種。見表3。

表3 SLC12A3基因新發突變位點Tab. 3 New mutation sites of SLC12A3 gene

圖1 本研究中SLC12A3基因突變位點分布圖。本研究中共檢測出70種不同突變類型，其中25種為新發突變，用方框表示，超過1人擁有該突變用括號內數字表示(不包含4個內含子突變：c.965-1G＞A、c.1180 + 1G＞C、c.1444-2A＞G和c.2178 + 1G＞T)。p.D486N、p.T60M為本研究中最常見的突變位點Fig.1 Distribution of SLC12A3 gene mutation sites in this study. A total of 70 different mutation types were detected in this study, of which 25 were new mutations, represented by boxes, with more than one person having the mutation represented by a number in parentheses(excluding 4 intron mutations: c.965-1G＞A, c.1180 + 1G＞C, c.1444-2A＞G and c.2178 + 1G＞T). p.D486N and p.T60M were the most common mutation sites in this study

4 基因型與表型的關系 將GS患者按照復合雜合突變、單雜合突變和純合突變進行分組，三組血鉀水平差異有統計學意義(P=0.049)，兩兩比較發現純合突變患者的血鉀水平顯著低于復合雜合突變患者[(1.96±0.38) mmol/Lvs(2.33±0.38) mmol/L，P=0.015]，而確診年齡、血鎂、尿鈣等的差異無統計學意義(表4)。將GS患者按照不同突變數目進行分組，各組年齡、pH、HCO3-、血尿電解質水平、排泄分數的差異無統計學意義。見表5。

表4 不同突變類型Gitelman綜合征患者臨床數據差異Tab. 4 Differences in clinical data of Gitelman syndrome patients with different mutation types

表5 不同突變數目Gitelman綜合征患者臨床數據差異Tab. 5 Differences in clinical data of Gitelman syndrome patients with different numbers of mutations

討 論

GS為最常見的遺傳性腎小管疾病，主要發生于青春期和成年早期，GS患者的生活質量遠低于健康人群，因此對于該病的早期診斷和治療對于GS患者預后具有非常重要的意義。本研究對71例入院患者的臨床癥狀進行分析，其臨床表現可累及多個系統，與王芬等[9]的研究相似，肢體乏力為最常見的臨床癥狀。GS最常累及系統為神經肌肉系統，表現為肌無力、肢體麻木、肌肉抽搐等，主要與低鉀血癥和低鎂血癥相關。此外，GS還可累及心血管、消化、泌尿、骨關節系統等，出現橫紋肌溶解、腎功能不全或致命的心律失常等嚴重癥狀。因此對于初次就診的GS患者應進行系統評估并及早干預，減少不良預后事件。有研究表明，男女患者的臨床表型存在異質性，男性較女性有更嚴重的臨床表型，因為女性性激素可減輕NCCT的功能缺失[10]。但本研究中，不同性別的GS患者在血尿電解質方面的差異無統計學意義，但女性患者出現肌肉痙攣抽搐和肢體麻木癥狀的風險高于男性，未來需要更大樣本量的研究來明確性別對于臨床表型的影響。

典型的GS表現為低鉀代謝性堿中毒伴低鎂血癥和低尿鈣，主要致病機制為NCCT功能缺陷導致腎單位遠曲小管重吸收NaCl障礙，并可能激活RAAS系統，從而促進了鉀離子和氫離子的分泌。低鎂血癥的發病機制尚未完全明確，可能與腎遠曲小管的主要結構重塑及遠曲小管頂端膜表達的瞬時受體電位M6通道(TRPM6)下調相關[11]。在GS患者中，正常血鎂患者的比例為8% ～ 22%，可以認為是GS的一種亞型[12]。本研究中16例(22.5%)患者無明顯低鎂血癥。Jiang等[13]將7例正常血鎂患者與25例低鎂血癥患者進行比較，正常血鎂患者的TRPM6表達接近正常，其臨床表現、電解質異常、代償性堿中毒程度較輕。低尿鈣可能與遠曲小管中瞬時受體電位V5通道介導的鈣重吸收增加有關，也可能與NCCT功能缺陷導致的成骨細胞分化和骨鈣儲存有關[14-15]。GS患者糖代謝異常的風險增加，主要與慢性低鉀、低鎂抑制胰島素分泌并降低胰島素敏感度以及高醛固酮導致的胰島素抵抗相關[7]。本研究中GS患者2型糖尿病、高尿酸血癥和血脂紊亂的患病率高于普通人群，糾正患者電解質紊亂是否可改善患者代謝水平仍需進一步前瞻性研究。

Simon等[16]首次證明了SLC12A3基因為GS的致病基因。但近年來研究表明，CLCNKB基因和HNF1B基因等其他致病基因突變也可能導致GS的發病[17-18]。本研究中共67例患者檢測到SLC12A3基因突變，以復合雜合突變居多，其次為純合突變，少數為單雜合突變，且純合突變患者的血鉀水平顯著低于復合雜合突變患者。p.D486N和p.T60M為我國人群最常見的突變位點，與既往研究結果一致[9,19]。此外，3例患者未檢測到SLC12A3基因突變，1例患者疑似多個基因缺失，表明還有其他遺傳因素在GS病理過程中發揮作用。未來可進一步行全基因組測序探測SLC12A3以外致病基因的核苷酸序列變化。

綜上所述，GS患者臨床表現多不典型，最常累及神經肌肉系統，以低血鉀、低血鎂、低尿鈣和RAAS系統激活為特征，部分患者血鎂和尿鈣水平正常。GS患者更易出現2型糖尿病、高尿酸血癥、血脂異常等代謝紊亂。本研究中共檢測出70種不同SLC12A3基因突變類型，其中25種為新發突變，p.D486N和p.T60M為最常見的突變類型，尚有其他遺傳因素在GS病理過程中發揮作用，有待于進一步研究。