腎小管病Gitelman綜合徵的基因檢測

疾病概述

Gitelman綜合徵（GS）是一種以低鉀代謝性鹼中毒伴低鎂血癥為特點的罕見的腎小管疾病，由編碼噻嗪類敏感的鈉氯協同轉運蛋白（NCC）的基因失活突變導致，患病率約為1-10/40，000。在遺傳性腎小管疾病中最為常見。一般在青少年或成年時發病，血尿生化異常可早於臨床症狀出現。多數患者臨床表現為乏力、疲勞、口渴、多尿等非特異性症狀，治療後預後良好。

發病機制

GS是常染色體隱性遺傳病，臨床主要表現低血鉀，低血鎂，低氯性代謝性鹼中毒，低鈣尿，血壓正常。其發病基礎是由於編碼噻嗪類利尿劑敏感的鈉氯共同轉運體（NCCT）的

SLC12A3

基因突變。1996年，首次克隆出編碼人NCCT的SLC12A3的cDNA，並將其定位於人類染色體16q13。

NCCT是1021個氨基酸構成的蛋白質，據推測有12個跨膜結構域，胞內有親水的氨基端和羧基端，是噻嗪類利尿劑的作用位點。人NCCT主要表達在遠曲小管（DCT）（圖1），從腎小球濾過的鈉離子和氯離子有5%～10%在此重吸收。SLC12A3基因突變導致其編碼的表達於遠曲小管上皮細胞的NCCT結構和功能障礙，後者引起的遠曲小管鈉氯重吸收障礙導致低血容量，腎素2血管緊張素2醛固酮系統（RAS）啟用，低血鉀，代謝性鹼中毒。

SLC12A3基因突變可能透過以下五種機制影響NCCT的活性

：

（1）蛋白合成受損；

（2）蛋白加工受損；

（3）功能性蛋白不能插入漿膜；

（4）蛋白功能或內在活性障礙；

（5）蛋白降解加速。

NCCT功能的研究主要是在爪蟾卵母細胞上進行的。目前已經證實兩類突變：Ⅰ類突變能導致NCCT糖基化障礙，透過蛋白分泌途徑的質量控制系統使其滯留在內質網和（或）前高爾基體，不能轉運至漿膜；Ⅱ類突變合成的蛋白糖基化正常但是在傳送到漿膜途中部分受損，即部分表達於漿膜，部分滯留在細胞內。大部分患者是在二個等位基因上有二個不同突變的複合雜合子。日本的一項研究表明：日本人群中的GS雜合突變攜帶並不影響血壓水平，但帶有純合突變或複合雜合突變患者的血壓則可能更低，日本的低血壓患者中約有2%是由GS引起的。

圖1 遠曲小管的主要離子通道及鈉氯共同轉運體 （NCCT）的位置

GS的發生理論上與性別無關。然而，最近，有文獻報道稱歐洲男性患者病情比女性患者更加嚴重，主要表現為發病年齡早，青少年時的生長延遲，生長速度減慢等。部分女性患者月經期間症狀加重，其相關機制尚不清楚，提示雌激素可能在GS的發病機制中起重要作用。

臨床表現

多數GS患者於青少年或成年發病，但一些臨床症狀也可在兒童期甚至新生兒期出現，約1/3的患者可有明確的家族史。GS常見的臨床症狀多為非特異性，常與電解質紊亂及RAAS啟用等有關，包括以下表現：

◆ 全身症狀： 肢體乏力、疲勞、運動耐量下降、口渴、多飲、嗜鹽；

◆ 心血管系統：血壓正常或偏低、心悸、QT間期延長、室性心律失常；

◆ 消化系統： 發作性腹痛、便秘、嘔吐；

◆ 泌尿系統： 多尿、夜尿、遺尿、蛋白尿、低鉀性腎病；

◆ 神經-肌肉系統：頭暈、眩暈、共濟失調、假性腦瘤、肢體麻木、感覺異常、肌肉痙攣、抽搐、橫紋肌溶解；

◆ 骨關節系統： 關節痛、軟骨鈣質沉著症；

◆ 生長髮育： 發育停滯、生長遲緩、青春期延遲。

需要指出，多數GS患者尿蛋白定量正常或輕度升高，一般為中小分子蛋白，可能與長期低鉀所致的腎小管損傷有關，大多數患者腎功能正常，因此無需腎穿刺活檢。但患者如果出現大量蛋白尿、原因不明的腎功能受損等，需行腎穿刺活檢明確是否合併腎小球病變或其他腎臟疾病。

實驗室檢查

生化及影像學檢查

由於GS患者症狀缺乏特異性，臨床診斷更多依賴於實驗室檢查，典型患者臨床表現為“五低一高”和代謝性鹼中毒，即低血鉀、低血鎂、低血氯、低尿鈣、偏低血壓和RAAS活性增高。特別是低血鎂和低尿鈣對診斷GS有重要價值。支援GS診斷的實驗室檢查結果主要包括：

◆ 低鉀血癥及腎性失鉀：血清鉀<3。5 mmol/L（嚴重者<2。0 mmol/L，排除使用降鉀類藥物），常持續存在或反覆出現，伴腎性失鉀（尿鉀/尿肌酐>2。0 mmol/mmol或血鉀低於3。5 mmol/L時24 h尿鉀>25 mmol）；

◆ 代謝性鹼中毒；

◆ 低鎂血癥及腎臟排洩鎂增多：血鎂<0。7mmol/L，鎂排洩分數（FEMg）>4%{FEMg＝［尿鎂（mmol/L）×血肌酐（mmol/L）］/［血鎂（mmol/L）×尿肌酐（mmol/L）］}；

◆ 低尿鈣：成人隨機尿中尿鈣/尿肌酐<0。2mmol/mmol；

◆ RAAS系統啟用（血漿腎素、血管緊張素及醛固酮水平增高或活性增強）；

◆ 氯離子排洩分數（FECI）>0。5%{FECI=［尿素（mmol/L）×血肌酐（mmol/L）］/［血氯（mmol/L）×尿肌酐（mmol/L）］}；

◆ 腎臟超聲檢查正常（一般無鈣質沉著或發育異常）。

上述檢查中，血液和尿液標本需同步留取，建議留取2～3次。如果患者正在補鉀補鎂治療且血電解質水平正常或接近正常，則可停用相關藥物48h後進行檢測，以免干擾檢查結果。

當患者存在腎臟畸形或發育異常性疾病、出生前羊水過多、發病早於3歲、長期應用利尿劑或緩瀉劑、長期高血壓病史及無低鉀血癥或細胞外液體增加等臨床表現時，則不支援GS的診斷。

氯離子清除試驗(氫氯噻嗪試驗)

由於GS患者的病變部位在遠曲小管（氫氯噻嗪作用部位），故氯離子清除試驗中，速尿能使GS患者的氯離子排洩明顯增加，而氫氯噻嗪則對患者的氯離子清除影響不大，從而可以鑑別GS與Bartter綜合徵（病變部位在髓襻升支粗段，為速尿作用部位）。但氯離子清除試驗過程較為複雜，且存在加重低血鉀的風險。隨著基因檢測技術的不斷成熟，已不推薦該試驗作為常規檢查。

疾病診斷

所有患者均應行家系調查，並推薦在有條件的機構行基因檢測以獲得確診。

目前世界範圍內已有超過400個不同的SLC12A3基因致病突變被報道，不同地區的常見突變位點有所不同，如歐洲人中IVS9＋1G>T剪下突變多見，而我國患者中以T60M和D486N位點突變較為多見。

典型GS患者可透過臨床表現和實驗室檢查獲得臨床診斷，而最終確診則有賴於基因檢測。其詳細的診斷標準可參考改善全球腎臟病預後組織（KDIGO）推薦的建議。

鑑別診斷

臨床上， 大部分患者以肌無力等非特異症狀就診， 而最早最易發現的生化異常為低血鉀，其診斷思路見圖2。GS首先應與其它能引起低鉀血癥的疾病相鑑別，其中最易誤診為BS和不完全性腎小管酸中毒。

圖2 低血鉀診斷思路

Bartter綜合徵(BS)

GS與經典型BS在臨床表現上存在交叉，兩者均有低血鉀、腎性失鉀、低氯性代謝性鹼中毒、RAAS啟用但血壓不高。GS是編碼遠曲小管表達的NCCT的基因突變，BS是由於編碼髓襻升支粗段的離子轉運體（包括NKCC2， ROMK， CLCNKB）的基因突變。鑑別要點主要是發病年齡、是否存在低尿鈣、低血鎂及是否合併生長髮育遲緩，基因檢測可以明確。通常，GS比BS病情輕，發病年齡晚，GS表現為低尿鈣，低鎂血癥，前列腺素增加不明顯，而BS典型表現為高尿鈣或正常尿鈣，血鎂正常，前列腺素分泌增加。而在很多不典型的GS，低鎂血癥和低鈣尿的程度不同給診斷造成了困難。有些患者血鎂正常，隨著病情發展血鎂水平逐漸下降。因此，二者的鑑別診斷需要結合氯離子清除試驗和基因突變檢測。

GS與經典型BS的鑑別診斷要點

完全性腎小管酸中毒

完全性腎小管酸中毒表現為血pH值低於正常，鹼性尿；而不完全性腎小管酸中毒血pH值可以正常，因此GS常常被誤診為不完全性腎小管酸中毒，二者之間的鑑別主要在於血氯水平和RAS水平，前者是低血氯，RAS啟用，後者是高血氯，RAS一般正常。另外，長期使用噻嗪類利尿劑，順鉑或乾燥綜合徵引起的小管功能異常表現也可以和GS相似。

其他可能引起低鉀血癥的疾病

應在仔細詢問病史的基礎上透過實驗室檢查進行排除。如攝入不足、胃腸道丟失或鉀離子異常分佈的患者多數存在胃腸道疾病病史或週期性麻痺，尿鉀檢查提示無腎性失鉀；慢性嘔吐或腹瀉的患者可存在低血鉀及尿鉀排洩增多，但其尿氯排洩不增高（<25 mmol/L），無腎性失氯；使用利尿劑的患者可存在低鉀、腎性失鉀和失氯，需仔細詢問用藥史，必要時可透過質譜分析等方法檢測尿中利尿劑成分進行鑑別；如低鉀患者合併高血壓，還需透過對RAAS、皮質醇等的檢測結合影像學檢查排除腎素瘤、腎動脈狹窄、原發性醛固酮增多症、Liddle綜合徵、Cushing綜合徵。此外，一些自身免疫病如干燥綜合徵、虹膜炎及某些藥物如順鉑引起的腎小管損傷也可出現類似GS的表現，需要透過病史、臨床表現、自身抗體檢查、血氣分析等檢查加以鑑別（見下表）。

案例分析

患者

女，27歲，血液樣本送

基因檢測

，

檢測專案：遺傳性腎病。

解釋如下：

1.在受檢者SLC12A3基因發現c.1456G>A（編碼區第1456號核苷酸由G變為A）、c.1316G>T（編碼區第1316號核苷酸由G變為T）的複合雜合核苷酸變異，上述變異分別導致第486號氨基酸由Asp變Asn（p.Asp486Asn）、第439號氨基酸由Gly變為Val（p.Gly439Val），均為錯義變異。上述變異均可能導致蛋白質功能受到影響。

具體家系來源驗證情況請參見上表。上述變異的致病性均已經有文獻報道，均與Gitelman 綜合徵（Gitelman syndrome）相關，參考文獻分別為：Gitelman‘s variant of Bartter’s syndrome， inheritedhypokalaemi alkalosis， is caused by mutations in the thiazide-sensitive Na-Clcotransporter。PubMed：8528245；Novel SLC12A3 mutations in Chinese patients with Gitelman‘s syndrome。PubMed：18287808（參考資料庫：HGMD Pro 及 PubMed）。上述變異均不屬於多型性變化，在人群中發生的頻率極低（參考資料庫：1000Genomes、dbSNP）。SLC12A3基因是Gitelman綜合徵（Gitelman syndrome）的致病基因，為常染色體隱性遺傳方式（AR）。對於該類遺傳方式，複合雜合變異可能導致發病。

在受檢者SLC12A3基因所發現的複合雜合變異分別遺傳自受檢者其父母，父母均為雜合子，符合常染色體隱性遺傳方式，以上變異有可能是導致受檢者發病的致病性變異，建議結合受檢者臨床表現進一步分析判斷。

2.在受檢者CLCNKA基因發現c.1196T>A（編碼區第1196號核苷酸由T變為A）的雜合核苷酸變異，該變異導致第399號氨基酸由Phe變為Tyr（p.Phe399Tyr），為錯義變異。該變異可能導致蛋白質功能受到影響。

受檢者其父該位點未見異常，其母及其弟弟該位點為雜合子。該變異的致病性尚未見文獻報道（所參考資料庫：HGMD Pro 及 PubMed）。該變異不屬於多型性變化，在人群中發生的頻率極低（所參考資料庫：1000Genomes、dbSNP）。CLCNKA基因既往報道與Bartter 綜合徵（Bartter syndrome）相關，遺傳方式尚未明確（PubMed：15044642）。建議結合受檢者臨床表現及家族史進一步分析確定該變異是否具有臨床意義。

3.在受檢者CLCNKB基因發現c.1244T>A（編碼區第1244號核苷酸由T變為A）的雜合核苷酸變異，該變異導致第415號氨基酸由Leu變為Gln（p.Leu415Gln），為錯義變異。該變異可能導致蛋白質功能受到影響。

受檢者其父及其弟弟該位點為雜合子，其母該位點未見異常。該變異的致病性尚未見文獻報道（所參考資料庫：HGMD Pro 及 PubMed）。該變異不屬於多型性變化，在人群中發生的頻率極低（所參考資料庫：1000Genomes、dbSNP）。CLCNKB基因是Bartter綜合徵3型（Bartter syndrome，type3）的致病基因，為常染色體隱性遺傳方式（AR）。對於該類遺傳方式，單一雜合變異不會導致發病。由於該檢測結果不能排除上述基因存在大片段變異的可能性，如果受檢者臨床表現符合上述疾病特徵，應考慮除所發現雜合變異外另存在CLCNKB基因大片段變異，與所發現雜合變異共同作用從而導致發病的可能性，可進一步針對CLCNKB基因進行大片段變異（MLPA）檢測。建議根據臨床表現進一步判斷該變異是否具有臨床意義。