2例新生兒糖尿病患兒致病基因分析及療效觀察

尤 蕾1，韓明英，高冠起

(1山東醫(yī)學高等?？茖W校，山東 臨沂 276000；2臨沂市人民醫(yī)院內(nèi)分泌科)

新生兒糖尿病(Neonatal diabetes mellitus,NDM)是一種出生后6個月內(nèi)發(fā)生的特殊類型糖尿病，歐美國家發(fā)病率約為1/40萬～1/50萬活嬰。病因尚不清楚，近年來發(fā)現(xiàn)可能與家族遺傳、出生時低體重、妊娠期間高血糖等諸多因素有關，迄今發(fā)現(xiàn)至少20種基因突變可導致NDM，其中KCNJ11和ABCC8基因突變約占所有基因突變類型的50%。隨著生活水平的提高，NDM的發(fā)病率在全球呈上升趨勢。目前的研究發(fā)現(xiàn)，KCNJ11和ABCC8基因突變引起的NDM，近90%患兒可以應用口服磺脲類藥物治療，且效果顯著。本研究對KCNJ11和ABCC8兩個基因進行全外顯子基因測序分析，試驗性應用磺脲類藥物(格列本脲)治療，觀察并評價其臨床療效，為個體化治療提供依據(jù)，旨在提高內(nèi)分泌科醫(yī)師及兒科醫(yī)師對該病的認識，為臨床治療提供新的思路。

1 資料和方法

1.1臨床資料 病例1，女，2個月22 d，因“發(fā)熱1 d，抽搐1次，呼吸急促4 h”收入院，患兒系G2P2，足月順產(chǎn)，出生體重2.4 kg，無產(chǎn)傷史及窒息產(chǎn)史，患兒父母非近親結(jié)婚，否認高血壓、糖尿病等家族病史。入院查體：T 37.5℃、P 186次/min、R 48次/min、BP 92/54 mmHg、WT 4 kg。神志清，精神極差，呼吸促，呻吟樣呼吸，吸氣三凹征陽性，全身皮膚略蒼黃，脫水貌，前囟略凹陷，口唇發(fā)紺，咽部充血，雙肺呼吸音粗，可聞及濕性啰音，心率186次/min，律齊，心音有力，無雜音，腹軟，肝脾無腫大，脊柱、四肢無畸形，四肢肌張力低，雙下肢無浮腫，病理征未引出。

病例2，女，10個月，因“發(fā)熱3 d”收入院，患兒系G1P1，足月順產(chǎn)，出生體重3.6 kg左右，無窒息、難產(chǎn)等異常病史，患兒父母非近親結(jié)婚，否認糖尿病家族史，否認妊娠期高血糖病史。入院查體：T 37.8℃、P 139次/min、R 29次/min、WT 10.5 kg。發(fā)育正常，營養(yǎng)中等，精神差，頭顱無畸形?？诖郊t潤，口腔黏膜散在白色粘斑，咽部充血明顯，舌乳頭成楊梅舌樣改變，雙側(cè)扁桃體Ⅱ度腫大，充血明顯，雙肺呼吸音粗，未聞及干濕性啰音，心率139次/min，律齊，無雜音，神經(jīng)系統(tǒng)查體未見異常。

1.2方法 第1步：留取患兒血標本5 ml，乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝，采用基因組試劑盒提取外周血白細胞DNA。應用PCR直接測序法擴增KCNJ11(NM 000525)和ABCC8(NM 000352)基因各外顯子，擴增產(chǎn)物直接進行核苷酸序列測定，了解基因突變情況。基因測序工作由上海交通大學附屬瑞金醫(yī)院分子醫(yī)學中心完成，檢測到的基因突變結(jié)果在ESP6500和千人基因組數(shù)據(jù)庫中查詢。第2步：將皮下輸注胰島素治療轉(zhuǎn)換為口服磺脲類藥物(格列本脲)治療，對于院外門診就診的患兒起始劑量0.10 mg/(kg·d)，分2次餐前口服，增加的幅度為0.1 mg/(kg·w)，定期隨訪，密切監(jiān)測血糖變化，評價其臨床用藥效果。

1.3治療轉(zhuǎn)換成功的評價標準 同等飲食條件下，隨著格列本脲劑量的增加，胰島素可逐漸減量并停用，血糖維持相對穩(wěn)定且較低的水平，在停用胰島素后空腹血糖<7 mmol/L作為有效的標志；若格列本脲增加至1.0 mg/(kg·d)，胰島素劑量仍不能同步減少，血糖未能下降至7 mmol/L則判定為無效。

2 結(jié)果

2.1基因檢測結(jié)果 病例1在KCNJ11基因編碼區(qū)發(fā)現(xiàn)1個雜合錯義突變位點(c.602G>G/A，p.R201H)，基因直接測序突變位點峰圖(見封三圖1)。確診為KNCJ11突變所致NDM。

根據(jù)HGVS國際命名規(guī)范，KCNJ11(NM-000525.3)c.602G>Ap.(Arg201His)為常染色體顯性異常，該突變?yōu)橐粋€錯義突變，預計會導致所編碼蛋白的第201位精氨酸(Arg)突變?yōu)榻M氨酸(His)，第201位精氨酸殘基在鉀離子通道結(jié)合ATP的功能中發(fā)揮重要的作用，當其突變成組氨酸殘基后，鉀離子通道對ATP的敏感性下降，導致胰島素釋放減少。ESP6500和千人基因組數(shù)據(jù)庫均未見收錄。

病例2在KCNJ11基因編碼區(qū)檢測到2個突變位點c.67A>G和c.1009G>A，分別導致所編碼蛋白的23位賴氨酸(Lys)突變?yōu)楣劝彼?Glu)，337位纈氨酸(Val)突變?yōu)楫惲涟彼?Ile)。在ABCC8基因編碼區(qū)檢測到1個突變位點c.4106G>T，導致所編碼蛋白的第1369位丙氨酸(Ala)突變?yōu)榻z氨酸(Ser)。經(jīng)查詢以上均為無致病性的單核苷酸多態(tài)性。

2.2治療轉(zhuǎn)換結(jié)果 對KCNJ11基因突變陽性的患兒(病例1)由皮下胰島素輸注治療轉(zhuǎn)換為口服格列本脲治療。轉(zhuǎn)換前胰島素劑量為1.2 U/(kg·d)，轉(zhuǎn)換后格列本脲劑量為0.20 mg/(kg·d)，治療過程中，血糖控制水平良好，空腹血糖5.0～8.0 mmol/L，餐后血糖6.0～9.0 mmol/L，HbA1c平均5.4%，無明顯低血糖反應發(fā)生。隨訪至患兒12月齡時，格列本脲劑量0.10 mg/(kg·d)，身高76 cm，體重9.7 kg，身高體重同同齡兒。經(jīng)過3年隨訪，患兒目前41月齡，格列本脲劑量維持在0.20 mg/(kg·d)，無抽搐發(fā)作，無明顯生長發(fā)育遲緩，身高體重同同齡兒。

病例2由于未找到明確的致病性基因突變位點，所以并未進行格列本脲轉(zhuǎn)換治療，而是應用胰島素皮下注射治療，住院期間胰島素劑量平均為0.6 U/(kg·d)。出院后因反復泌尿系感染，多次住院治療。目前胰島素治療方案為諾和靈N2U、2U早晚餐前皮下注射，諾和靈R2U午餐前皮下注射，血糖控制欠佳，血糖波動于5.5～22.0 mmol/L，HbA1c平均8.3%。經(jīng)過隨訪半年，患兒目前18月齡，生長發(fā)育落后，身高76 cm，低于同齡兒2個標準差，體重10.5 kg，低于同齡兒1個標準差，無明顯智力異常。

3 討論

糖尿病是一組以高血糖為特征的代謝性疾病，是全球最常見的疾病之一，社會和經(jīng)濟負擔較重。兒童糖尿病可分為1型糖尿病、2型糖尿病及其他特殊類型糖尿病，NDM是其中的少見類型，常常被誤診為1型糖尿病，從而給予終身胰島素治療，給患者及其家庭帶來沉重的負擔。1型糖尿病是指出生6個月以后發(fā)生的一種自體免疫性疾病，二者的發(fā)病年齡和發(fā)病機制不同。根據(jù)臨床轉(zhuǎn)歸不同NDM分為暫時性新生兒糖尿病(Transient neonatal disbetes mellitus，TNDM)和永久性新生兒糖尿病(Permanent neonatal diabetes mellitus，PNDM)兩種臨床類型。一般認為TNDM發(fā)病后隨訪18個月內(nèi)能夠自然緩解，而PNDM是終身性疾病，高血糖在出生后18個月內(nèi)仍不能緩解。

NDM臨床表現(xiàn)常不典型，大部分具有宮內(nèi)發(fā)育遲緩、新生兒死亡、皮下脂肪減少、電解質(zhì)紊亂、血糖升高等特點，一些患兒可出現(xiàn)脫水、酮癥酸中毒，嚴重者生后幾個月內(nèi)可出現(xiàn)昏迷，病例1患兒存在宮內(nèi)發(fā)育遲緩(足月出生體重僅2.4 kg)，發(fā)病時存在嚴重的脫水及酮癥酸中毒。NDM的典型特征是尿糖陽性、酮癥，約1/3伴有嚴重的代謝性酸中毒，而胰島細胞抗體、谷氨酸脫羧酶抗體、胰島素抗體等糖尿病相關性自身抗體均為陰性，90%以上可檢測到基因異常。病例1患兒生后2個月22 d發(fā)病即發(fā)現(xiàn)高血糖，尿糖(++++)，尿酮(++++)，C肽、胰島素均明顯低于正常，糖尿病相關胰島自身抗體均陰性，基因檢測發(fā)現(xiàn)致病性突變基因位點。

2004年Gloyn等研究中發(fā)現(xiàn)KCNJ11基因雜合子突變，導致編碼胰島β細胞ATP敏感性鉀通道(ATP sensitive potassium channel，KATP) Kir6.2亞單位功能異常，這使得人們第一次認識到KCNJ11基因突變可導致的NDM。KATP是由4個通道蛋白(Kir6.2)亞單位和4個磺脲類藥物受體-1(SUR1)亞單位構(gòu)成的異八聚體復合物，血糖升高使胰島β細胞內(nèi)ATP/ADP比例增大，關閉KATP通道，細胞膜去極化，電壓門控鈣通道開放使鈣離子流入細胞內(nèi)，細胞內(nèi)鈣離子濃度的升高觸發(fā)胰島素分泌[1-2]。近年來，NDM 的分子遺傳學研究取得了突破性進展，其特殊基因突變類型正逐漸得以鑒定明確，迄今至少已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 20種與胰島素分泌和胰腺發(fā)育異常有關的致病基因，包括KCNJ11、ABCC8 基因突變、染色體6q24 異常以及胰島素啟動因子 1(IPF1)、葡萄糖激酶(GCK)、胰島素基因(INS)、真核生物翻譯起始因子2 激酶 3(EIF2AK3)、葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白 2(GLUT2)、肝細胞核因子 1(HNF1β )、GLIS 家族鋅指 3 基因(GLIS3)、胰腺特異轉(zhuǎn)錄因子1a(PTF1A)和 Forkhead家族蛋白P3(FOXP3)等基因異常。其中，KCNJ11 基因雜合子激活突變被認為是PNDM 的主要致病基因，也是最為常見的一種基因突變類型。本研究病例1檢測到KCNJ11基因c.602G>A p.(Arg201His)突變，該突變?yōu)橐褕蟮赖某Ｒ娡蛔兾稽c。2017年Cho JH等[3]報道了韓國首例由于KCNJ11基因突變引起的NDM，給予格列齊特30 mg/d起始，3月后停用胰島素，格列齊特2.4 mg/(kg·d)，血糖控制可，HbA1c5.8%。病例2雖未發(fā)現(xiàn)相關致病性突變基因，但是有研究發(fā)現(xiàn)[4]檢測到的突變位點c.1009G>A與T2DM發(fā)病有關，認為KCNJ11基因的多態(tài)性及其組合在糖尿病的發(fā)展中起著重要作用。有關于DM的研究中顯示該變體與T2DM之間存在強相關性[5]。

當前，有關NDM的基礎和臨床研究基本上均來自歐美國家，亞洲人群中僅有來自日本和韓國的少數(shù)病例研究報道。在中國，這一特殊類型的糖尿病尚未引起足夠重視。某些突變基因如 KCNJ11 或 ABCC8 基因雜合子激活突變導致的NDM患者，胰島素治療并不是其最佳選擇。目前國外的研究發(fā)現(xiàn)[1]，KCNJ11基因突變引起的NDM接近90%的患兒可以應用口服磺脲類降糖藥物治療，不僅可以更好地控制血糖，改善其相應臨床癥狀，還可以提高患兒的生活質(zhì)量和臨床預后。本研究病例1患兒轉(zhuǎn)換為格列本脲治療后，胰島素逐漸減量直至停用，格列本脲劑量維持在0.20 mg/(kg·d)，血糖控制平穩(wěn)，無明顯低血糖反應發(fā)生，未見明顯生長發(fā)育遲緩，無智力異常。病例2因未發(fā)現(xiàn)致病性基因突變，未轉(zhuǎn)換治療，胰島素治療1年后，雖未出現(xiàn)智力異常，但身高體重明顯落后于同齡兒。

因此，明確不同類型的兒童糖尿病的發(fā)病機制和發(fā)病特點有利于及時確診，改變患兒的治療模式，為個體化治療方案的確立提供依據(jù)，達到精準醫(yī)療的目的。對中國兒童糖尿病患兒開展基因檢測和臨床轉(zhuǎn)換治療研究具有重要的臨床意義，而且積極開展此類少見單基因異常導致的NDM 的研究也有助于我們深入闡明2型糖尿病中潛在的相關致病基因，給2型糖尿病治療帶來新的進展和突破。