该文报道1例新型纯合突变导致的Gitelman综合征合并2型糖尿病成人患者的诊疗经过。患者为46岁男性，主因“头晕乏力3个月”入院，入院后通过基因检测证实患者为SLC12A3基因C.1567G>A纯合突变。此突变是一种错义突变，将编码蛋白的第523个氨基酸残基从丙氨酸改变为苏氨酸，互补DNA测序显示该突变导致外显子12异常剪接，会使得终止密码子过早出现并影响钠氯共转运蛋白。该基因突变导致的慢性顽固性电解质紊乱会进一步引发血糖异常和胰岛功能受损。患者诊断为Gitelman综合征合并2型糖尿病，主要治疗为长期口服氯化钾和门冬氨酸钾镁口服液。经过随访，患者在补充钾镁口服药物后血糖及胰岛功能可以得到一定的恢复。患者来自于拥有10个亲生姊妹的家庭中，研究进一步追踪患者直系亲属相同位点的基因情况，为Gitelman综合征临床表型和基因型相关性提供更全面的临床证据。
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Gitelman综合征（Gitelman syndrome，GS）是一种罕见的常染色隐性遗传疾病，由位于染色体16q13的SLC12A3基因突变失活引起。GS首次报道于1996年，由当时的Gilteman发现并提出以低钾血症、低氯性碱中毒、低镁血症和低钙尿为特征的3例家族遗传性疾病而命名［1］。SLC12A3基因编码肾远曲小管噻嗪类利尿剂敏感的钠氯共转运蛋白（Na+-Cl- cotransporter，NCC），基因突变或缺失会损害肾远曲小管钠和氯的再吸收功能。因此，GS可表现出一系列病理生理变化，如低钾血症、低镁血症、低钙尿、代谢性碱中毒、肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活［2］。人体电解质紊乱会增加2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）患病风险，由GS引发的长期顽固性低钾、低镁会对机体糖代谢产生重大影响。目前GS的患病率约为1/40 000，亚洲人群的患病率较高，日本的患病率为10.3/10 000，中国GS杂合子携带者为3/100［3］。GS的发病率在不同的民族也有所不同，且SLC12A3基因纯合突变所导致的临床症状更加严重。本文报道了1例SLC12A3基因新型纯合突变导致的GS合并T2DM病例的诊治经过及血糖随访，并对患者的家族进行了跟踪检测。
患者 男，46岁，汉族，未婚。主因“头晕乏力3个月”收入住院。入院前3个月（2021年1月），患者无明显原因出现头晕乏力，在四川省成都市周边小诊所诊断为低血钾，血清钾水平在2.4~2.8 mmol/L。此后，患者多次前往医院排查低钾病因，脑CT、经颅多普勒、脑电图等检查均未见明显异常。入院前2个月（2021年2月）诊断为T2DM，空腹血糖7.83 mmol/L，餐后2 h血糖12.83 mmol/L，患者仅通过饮食运动干预血糖。2021年4月，患者因长期头晕乏力，顽固性低钾于成都中医药大学附属医院住院治疗，入院时指尖血糖10.2 mmol/L，糖化血红蛋白6.1%。患者入院前仅给予氯化钾缓释片补钾治疗，未使用其他补钾及降糖药物。患者有高血压家族史，无吸烟、酗酒、滥用药物史。患者无重大创伤史或输血史，无高氟、低碘或疫情流行地区生活史，患者未使用过青霉素、羧基青霉素、两性霉素、庆大霉素、甘草、胃泌素、顺铂抗癌药物、噻嗪类降压药等影响电解质的药物。
实验室检查（表1）：患者血、尿、便常规、凝血功能、肝肾功能、尿蛋白、尿白蛋白/肌酐比值正常。乙型肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒、梅毒和自身免疫抗体谱检测阴性。患者空腹血糖偏高，甲状腺及肾小管功能未见明显异常。血气分析排除肾小管酸中毒。血清钾和镁水平低，尿钙升高，肾素-血管紧张素-醛固酮系统活性轻微升高。患者胸部CT显示肺结节，腹部超声显示右肾囊肿及前列腺肿大，心电图正常。诊断为GS合并T2DM。治疗方式为每日给予氯化钾缓释片（0.5 g、3次/d）、天冬氨酸钾镁口服液（5 ml、2次/d）和螺内酯片（20 mg、1次/d）对症治疗，患者还接受了严格的糖尿病饮食控制，并通过每周慢跑3次来控制血糖。在患者经过电解质补充治疗的第3、6个月进行了口服葡萄糖耐量试验和每月1次的电解质水平的检测。患者补充电解质治疗3个月后，口服葡萄糖耐量试验显示，空腹、1 h、2 h、3 h血糖水平分别为6.16、12.75、9.75、7.75 mmol/L，空腹、1 h、2 h、3 h胰岛素水平分别为6.64、50.00、40.70、20.00 mU/L，血清钾3.49 mmol/L，血清镁0.52 mmol/L。患者补充电解质治疗6个月后，口服葡萄糖耐量试验显示，空腹、1 h、2 h、3 h血糖水平分别为5.75、11.29、10.12、6.65 mmol/L，空腹、1 h、2 h、3 h胰岛素水平分别为12.42、78.25、67.80、29.78 mU/L，血清钾3.31 mmol/L，血清镁0.58 mmol/L。患者的血糖水平和胰岛功能随着血液电解质（钾离子）的恢复而得到改善。
患者实验室检查结果
患者实验室检查结果
| 检测项目 | 住院治疗前（2021年4月13日） | 住院治疗后（2021年4月18日） | 参考范围 |
|---|---|---|---|
| 血清钾（mmol/L） | 2.81 | 3.28 | 3.5~5.3 |
| 血清钠（mmol/L） | 142.9 | 140 | 137~147 |
| 血清氯（mmol/L） | 96.8 | 99.3 | 99~110 |
| 血清钙（mmol/L） | 2.48 | 2.37 | 2.11~2.52 |
| 血清镁（mmol/L） | 0.52 | 0.55 | 0.75~1.02 |
| 尿酸（μmol/L） | 519 | — | 208~428 |
| 24 h尿钾（mmol/24 h） | 82.03 | 55.70 | 25~125 |
| 24 h尿钠（mmol/24 h） | 258.31 | 180.60 | 40~220 |
| 24 h尿氯（mmol/24 h） | 299.65 | 184.40 | 110~250 |
| 24 h尿钙（mmol/24 h） | 2.01 | 3.40 | 2.5~7.5 |
| 24 h尿镁（mmol/24 h） | 4.6 | 7.0 | 3.0~4.5 |
| 空腹血糖（mmol/L） | 6.32 | 6.36 | 3.89~6.11 |
| 糖化血红蛋白（%） | 6.1 | — | 4~6 |
| TSH（μU/ml） | 5.250 | — | 0.27~5.00 |
| T4（nmol/L） | 112.50 | — | 66~181 |
| T3（nmol/L） | 2.10 | — | 1.3~3.1 |
| FT4（pmol/L） | 18.01 | — | 12~22 |
| FT3（pmol/L） | 6.10 | — | 3.1~6.8 |
| β2微球蛋白（mg/L） | 2.0 | — | 1.0~2.3 |
| α1微球蛋白（mg/L） | <12 | — | ≤12 |
| 视黄醇结合蛋白（mg/L） | 42.7 | — | 25~70 |
| 铁蛋白（mg/L） | <2.00 | — | ≤2 |
| 血管紧张素Ⅱ（pg/ml） | 156.20 | — | 25~120 |
| 血浆肾素活性（ng·ml-1·h-1） | 10.24 | — | 0.15~6.56 |
| 血管紧张素Ⅰ（激发试验）（ng/ml） | 13.20 | — | — |
| 血管紧张素Ⅰ（抑制试验）（ng/ml） | 2.96 | — | — |
| 醛固酮（卧位）（pg/ml） | 171.50 | 268.00 | 30~160 |
| 醛固酮（立位）（pg/ml） | 236.10 | 304.90 | 70~300 |
| 上午8点皮质醇（ng/ml） | 203.60 | — | 171~536 |
| 上午8点ACTH（pg/ml） | 19.20 | — | 1.6~13.9 |
| 下午4点皮质醇（ng/ml） | 111.80 | — | 64~327 |
| 下午4点ACTH（pg/ml） | 5.72 | — | 1.6~13.9 |
| 0点皮质醇（ng/ml） | 63.33 | — | — |
| 0点ACTH（pg/ml） | 5.69 | — | 1.6~13.9 |
| PTH（pg/ml） | 6.98 | — | ≤80 |
| pH | 7.40 | 7.44 | 7.35~7.45 |
| HCO3-（mmol/L） | 32.2 | 33.3 | 21.4~27.3 |
| BE（mmol/L） | 7.4 | 7.5 | -3~3 |
| PCO2（mmHg） | 52.0 | 49.0 | 35~45 |
| PO2（mmHg） | 73.0 | 70.0 | 80~100 |
注：TSH为促甲状腺激素；T4为血清甲状腺素；T3为血清三碘甲状腺原氨酸；FT4为血清游离甲状腺素；FT3为血清游离三碘甲状腺原氨酸；ACTH为促肾上腺皮质激素；PTH为甲状旁腺素；HCO3-为碳酸氢根离子；BE为碱剩余；PCO2为二氧化碳分压；PO2为氧分压。1 mmHg=0.133 kPa；—为未测定或无数据
患者家族信息详见表2，此外我们对患者及患者母亲、患者亲生姊妹的外周血进行全外显子组检测，使用Sanger测序法验证测序结果，处同一位点对所有患者的家庭成员进行了遗传疾病特异性位点突变检测。所有调查都是根据《赫尔辛基宣言》的原则进行的。全外显子检测发现，患者SLC12A3基因C.1567G>A纯合突变，此突变是一种错义突变，预计将编码蛋白的第523个氨基酸残基从丙氨酸改变为苏氨酸（图1），患者的母亲、2个姐姐、1个哥哥均为该位点的杂合子携带者。此外，该突变位于外显子和内含子交界处，软件预测它可能会影响信使RNA剪接。在Exome Aggregation Consortium和Genome Aggregation East Asian人群数据库中，该变异的记录频率为0，生物信息学软件预测该患者患病可能性较高，结合患者基因检测及临床表型，我们确定该患者（家族排行末）为SLC12A3基因新发纯合突变。家系图见图2。
患者家族信息表
患者家族信息表
| 观察指标 | 先证者母亲 | 姐姐（排行第9） | 哥哥（排行第6） | 姐姐（排行第2） | 姐姐（排行第3） | 哥哥（排行第8） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 性别 | 女性 | 女性 | 男性 | 女性 | 女性 | 男性 |
| 年龄 | 85岁 | 45岁 | 53岁 | 59岁 | 58岁 | 48岁 |
| 种族 | 汉族 | 汉族 | 汉族 | 汉族 | 汉族 | 汉族 |
| 职业 | 农民 | 农民 | 农民 | 农民 | 农民 | 农民 |
| 婚育状态 | 已婚（育10） | 已婚育1女，女儿目前无不适 | 已婚育1儿1女，子女目前无不适 | 已婚未育 | 已婚 | 已婚 |
| 既往史 | 高血压10余年、脑出血后遗症期1余年、老年痴呆、高血压性心脏病、低钾血症 | 无 | 冠心病冠状动脉旁路移植术术后 | 无 | 无 | 无 |
| 症状 | 偏瘫，半身不遂，偶有头晕 | 便秘，从小（10岁左右）就出现偶尔头晕 | 偶有胸闷，失眠，多梦，易醒 | 疲劳，不能适应农活 | 无 | 无 |
| 血清钾（mmol/L） | 3.23 | 3.45 | 3.62 | 3.32 | 4.01 | 3.85 |
| 血清镁（mmol/L） | 0.75 | 0.79 | 0.87 | 0.72 | 0.88 | 0.72 |
| 既往有无确诊GS | 无 | 无 | 无 | 3年前诊断为GS（杂合子突变） | 无 | 无 |
| 有无血糖异常 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 |
| 用药 | 苯磺酸氨氯地平片、厄贝沙坦、脑心通、氯化钾 | 无 | 阿托伐他汀钙、氯吡格雷、氯化钾 | 无 | 无 | |
| 基因检测 | SLC12A3（C.1567G>A）杂合子突变 | SLC12A3（C.1567G>A）杂合子突变 | SLC12A3（C.1567G>A）杂合子突变 | 未取得 | 未检测到异常 | 未检测到异常 |
注：GS为Gitelman综合征；先证者父亲和家族中排行第1的哥哥、排行第4的哥哥失联，剩余两个哥哥拒绝基因检测。先证者其中一个姐姐（排行第2）在3年前出现疲劳，无法进行农活，曾在四川大学华西医院确诊GS，由于该家属拒绝相关检测，仅接受电话询问病史，因此无法获得基因检测结果
注：图中左右两侧上方为SLC12A3基因片段NM_000339.3标准碱基对序列，双横线下方代表正常转录后所形成的氨基酸序列
注：阿拉伯数字1~10代表10个兄弟姊妹的家族排行，即为1排行最大，10为排行最末。？代表各种因素导致无法获得明确基因测序结果的家属
本病例中先证者为SLC12A3基因C.1567G>A纯合突变。该位点的突变于2019年5月首次报道，当时在GS患者中检测到的是一种复杂的杂合子形式突变［4］，至今还没有报道该突变的纯合形式。互补DNA测序显示该突变导致外显子12异常剪接，会使得终止密码子过早出现并影响蛋白质功能［5］。目前来说这种突变在人类中很罕见。
SLC12A3基因是人类常染色体16q13的配位基因，包含26个独立的外显子，长度约为55 kb。由人类SLC12A3基因编码的NCC由大约1 021~1 030个氨基酸残基组成，包括数十个跨膜结构区和单个细胞内氨基和疏水末端［6］。当前阶段，国际上已报告约500个GS相关突变位点［7］。这些突变包括243个错义突变、50个剪切突变、43个缺失突变、多个无义突变和编码紊乱突变［8］。突变位点可以遍布整个转运蛋白，错义突变最常见，大多数是复合杂合突变，而纯合突变则不太常见［9, 10］。本研究中患者为新型纯合突变（C.1567G>A）合并T2DM，由于患者来自10个亲生姊妹的家庭，报道该病例为GS遗传特点和临床表型相关性提供了更多证据。患者的父亲因心血管疾病去世，患者母亲为SLC12A3基因杂合子携带者，患者为SLC12A3基因相同位点的纯合突变，根据遗传学特征，我们推测患者父亲同样为该位点的GS携带者。
需要注意的是，糖尿病是GS患者常见的合并症［11］，GS与糖尿病的相关性一直存在争议。慢性低钾血症和低镁血症能明确损害胰岛素敏感性和降低胰岛素分泌［12, 13］，血清钾浓度越低，空腹血糖水平越高［14］。虽然GS患者胰岛素敏感性异常和糖代谢受损的机制尚未完全阐明，但GS患者的低镁、低钾血症可能是导致血糖异常的关键因素。研究发现，低镁血症可降低细胞内镁离子浓度，使胰岛素受体酪氨酸激酶活性缺陷，降低胰岛素效应，从而升高血糖［15］。补充镁可以改善T2DM患者的血糖控制。临床上建议T2DM患者适当高镁饮食［12］。此外，相关研究表明，低血钾水平是糖尿病的独立危险因素［16］，其作用机制可能与β细胞表面L型钙通道和三磷酸腺苷敏感钾通道的作用相关。这两个通道是胰腺胰岛素分泌的重要通道，当血糖水平升高时，钾通道关闭，胰腺分泌更多胰岛素来降低血糖。低血钾浓度抑制胰腺β细胞表面三磷酸腺苷敏感性钾通道的关闭［17］，降低胰岛素分泌。从我们的病例中可以观察到，通过提升电解质水平（主要为钾离子），患者的胰岛功能和血糖水平得到充分改善。这说明GS患者胰岛功能异常而引起的糖尿病与电解质水平相关，补充血清钾和血清镁的浓度使其趋于正常能在一定程度上缓解异常血糖水平，甚至使受损的胰岛功能得到恢复。对此，GS患者血糖异常和电解质紊乱的相关性是值得进一步研究的。
GS表型在发病年龄、临床症状和实验室检测方面具有高度异质性。遗传背景和环境因素是决定GS临床表型严重程度的影响因素，由于是同一家族，本例患者与其兄弟姐妹在遗传背景和环境因素方面的差异并不显著。性别是影响GS患者临床表型的重要因素。对GS患者性别和表型的研究表明，男性比女性发病年龄早，更容易发生严重低钾血症，女性体内的雌激素效应更能对抗NCC蛋白功能缺失导致的电解质紊乱［18］。在本研究中，我们并没有观察到患者的杂合子携带者哥哥比相同位点的两个杂合子携带者姐姐有更重的临床表型，这可能和观察病例过少有关。与携带突变等位基因的单一杂合子患者相比，复合杂合子和纯合子形式的突变形式会表现出更严重的临床症状，SLC12A3基因纯合突变患者的低钾血症和低镁血症更难以纠正［11］。本病例中纯合突变的患者确实比同一家族中相同位点杂合子携带者具有更明显的临床症状（头晕、乏力），更低的电解质水平和更加难以纠正的低钾、低镁血症。
对于SLC12A3基因突变的患者，特别是纯合突变或复合杂合突变患者，我们提出以下3点建议：（1）个体化替代治疗，定期随访，预防严重并发症，并且终身补充钾镁。建议通过氯化钾补钾，补充镁是基于有机酸盐制剂，如天门冬氨酸、柠檬酸盐和乳酸盐。重症患者必要时可静脉输液，标准为补充血钾≥3.0 mmol/L、血镁≥0.6 mmol/L。（2）GS患者胰岛分泌功能下降，可使用胰岛素促泌剂治疗。长期低血糖和继发性醛固酮增多症可进一步导致或加重胰岛素抵抗，可通过二甲双胍或噻唑烷二酮类药物改善。二肽基肽酶Ⅳ抑制剂和胰高糖素样肽-1受体激动剂以葡萄糖浓度依赖的方式促进胰岛素分泌，α-葡萄糖苷酶抑制剂通过抑制小肠上段碳水化合物吸收来降低餐后葡萄糖，低血糖风险较小，所以我们认为以上三类药物也同样适用于GS合并T2DM患者。（3）尽管GS是罕见病，鉴于我国庞大的人口基数，我们认为临床上未使用排钾性利尿剂的不明原因持续性低钾血症患者应进行GS诊断筛查，同时尽可能完成患者及其家属的基因测序，避免漏诊。一经发现确诊GS，应同时注意患者血糖水平，及时治疗，防治并发症。
综上，GS患者强调个性化管理，不同突变类型患者临床表现具有差异性。一经确诊GS，患者应间隔3~6个月随访1次（肾内科、内分泌科等）。早期筛查诊断，规范化干预治疗对疾病预后具有积极作用。
周冬祺, 唐诗韵, 陈秋. SLC12A3基因新型纯合突变导致的Gitelman综合征合并2型糖尿病家系追踪[J]. 中华糖尿病杂志, 2024, 16(2): 248-253. DOI: 10.3760/cma.j.cn115791-20230915-00147.
挖掘患者遗传家族信息相关工作人员、积极配合基因检测的患者及患者家属
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