X-连锁显性低血磷性佝偻病(X-linked dominant hypophosphatemic rickets/osteomalacia, XLH)是一种罕见的骨骼矿化异常性疾病，发病率为(3.9~5.0)/10万[1]，是遗传性低血磷性佝偻病最常见的一型。XLH的发病机制目前认为是位于X染色体上与内肽酶同源的磷酸盐调节(phosphate-regulating endopeptidase homolog, X-linked，PHEX)基因失活性突变，引起成纤维细胞生长因子23(FGF23)清除障碍，肾脏排磷增加，尿磷增多，血磷减少，最终导致骨骼矿化障碍[2]，其临床表现在儿童主要为低血磷、高尿磷、身材矮小、双下肢畸形、牙齿矿化不全等特征性佝偻病表现，而成人期则表现为骨软化症、骨关节炎、容易诱发骨折和假性骨折[3]。本文通过临床表现及遗传学分析，报道1例XLH家系，旨在提高对X-连锁显性低血磷性佝偻病的认识，以利于早期诊断，并给予合理的治疗和随访。
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X-连锁显性低血磷性佝偻病(X-linked dominant hypophosphatemic rickets/osteomalacia, XLH)是一种罕见的骨骼矿化异常性疾病，发病率为(3.9~5.0)/10万[1]，是遗传性低血磷性佝偻病最常见的一型。XLH的发病机制目前认为是位于X染色体上与内肽酶同源的磷酸盐调节(phosphate-regulating endopeptidase homolog, X-linked，PHEX)基因失活性突变，引起成纤维细胞生长因子23(FGF23)清除障碍，肾脏排磷增加，尿磷增多，血磷减少，最终导致骨骼矿化障碍[2]，其临床表现在儿童主要为低血磷、高尿磷、身材矮小、双下肢畸形、牙齿矿化不全等特征性佝偻病表现，而成人期则表现为骨软化症、骨关节炎、容易诱发骨折和假性骨折[3]。本文通过临床表现及遗传学分析，报道1例XLH家系，旨在提高对X-连锁显性低血磷性佝偻病的认识，以利于早期诊断，并给予合理的治疗和随访。
先证者为男性，33岁，30余年前因"双下肢发育畸形"就诊于外院(具体名称不详)，具体诊疗过程不详，症状无改善。2020年6月因"出现双下肢疼痛"就诊于安徽医科大学第一附属医院骨科，于2020年6月4日全麻下行"左股骨截骨矫形+泰勒架固定+左胫腓骨截骨矫形外固定支架固定"，因"低磷血症"转入安徽医科大学第一附属医院内分泌科就诊。病程中，患者反复出现牙齿疼痛、松动及反复牙龈发炎，曾就诊当地医院口腔科拔除牙齿(图1)。个人史：患者足月顺产，出牙、说话与同龄人相仿。自幼发现身材矮小，于16岁生长停止，最终身高143 cm。家族史：父母非近亲结婚，外公、母亲、弟弟体型均与患者相似。外公身材矮小(具体身高不详)，母亲身高120 cm，弟弟身高145 cm，牙列不齐(图1)。父亲及姐姐体型、身高在正常成人范围。体格检查：身高143 cm，体重52 kg，体重指数(BMI)25.42 kg/m2。神清，精神佳，额部隆起，全口义齿，头发稀疏，无手镯征、脚镯征、肋串珠、无肋膈沟等，脊柱无畸形，双下肢"X"形。双手伸开时见两掌骨第Ⅳ掌骨远端凹陷(图2)。
注:A:先证者口腔;B:先证者弟弟口腔
患者入院后查血磷0.43 mmol/L，低于正常范围；碱性磷酸酶126 U/L，正常范围上限；25羟维生素(25OHD)10.1 ng/ml低于正常范围；钙2.16 mmol/L，正常范围；甲状旁腺激素123 ng/L，高于正常范围；肌酐31 μmol/L、24 h尿磷13.95 mmol/L，低于正常范围；24 h尿钙5.22 mmol/24 h，正常范围(表1)。查骨密度示：腰椎L1~2低骨量，L3~4骨质疏松，股骨颈端、Wards三角低骨量，大粗隆骨质疏松，查双手及双下肢X线所见双手多发掌指骨骨质密度减低，呈膨胀性改变，部分骨端边缘骨质增生。双下肢形态扭曲，骨盆诸骨及双下肢构成骨骨密度减低，呈膨胀性改变；双股骨、右腓骨及左胫腓骨见骨质不连续，断端骨质硬化发白，右腓骨上段不规则形骨性突起，背离关节生长(图3)。基因检测结果：先证者的X染色体上内肽酶同源磷调节基因发现染色体位点22132610突变，致使核苷酸c.1208G>A，致使氨基酸p.W403X改变(图4)。
先证者相关化验结果
先证者相关化验结果
| 指标 | 先证者 | 参考范围 |
|---|---|---|
| PTH(ng/L) | 123.300 | 10.000~69.000 |
| P(mmol/L) | 0.430 | 0.850~1.510 |
| Ca(mmol/L) | 2.160 | 2.110~2.520 |
| 25OHD(ng/ml) | 10.100 | >20.000 |
| ALP(U/L) | 126.000 | 38.000~126.000 |
| SCr(μmol/L) | 31.000 | 57.000~97.000 |
| Alb(g/L) | 45.300 | 35.000~50.000 |
| 24 h尿钙(mmol/24 h) | 5.220 | 2.500~7.500 |
| 24 h尿磷(mmol/24 h) | 13.950 | 22.000~48.000 |
| 24 h尿量(l/24 h) | 1.500 | 1.500~2.500 |
| N-MID(ng/ml) | 19.750 | 14.000~46.000 |
| PINP(ng/ml) | 108.700 | 9.060~76.240 |
| β-CTX(ng/ml) | 0.370 | 0.043~0.783 |
注：PTH：甲状旁腺激素；Ca：钙；P：磷；25OHD：25羟维生素D；ALP：碱性磷酸酶；SCr：血肌酐；Alb：白蛋白；UCr：尿肌酐；N-MID：骨钙素氨基端片段；PINP：Ⅰ型前胶原氨基末端肽；β-CTX：Ⅰ型前胶原羧基端异构肽
先证者的典型临床表现：(1)身材矮小、双下肢弯曲、牙齿疾患、不同程度的骨痛。(2)实验室检查：低磷血症、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)升高、25OHD偏低，血钙正常，甲状旁腺激素(parathyroid hormone, PTH)正常或偏高。(3)影像学特征。(4)基因突变系列分析结果(图4)。根据以上临床表现，诊断为XLH。
先证者父亲：身高165 cm，智力正常，查体未见异常。先证者母亲：身高120 cm，脸圆，孕3产3。先证者姐姐身高160 cm，先证者弟弟身高145 cm。为进一步了解先证者家系突变基因位点的遗传方式，本研究同时对其直系亲属进行了PHEX基因位点的检测，见图4。该家系基因测序结果见表2。检测发现，患有低磷酸盐血症，X连锁显性可能性较高，患者及患者弟弟的PHEX c1208突变来自于母亲，符合X染色体疾病的遗传规律。家族遗传系谱图，见图5。
注:箭头表示先证者;□表示正常男性;■表示患病男性;○表示正常女性;●表示患病女性
该家系2020年基因测序结果
该家系2020年基因测序结果
| 检测对象 | 检测基因 | 位点 | 参考碱基 | 检测结果 | 突变类型 |
|---|---|---|---|---|---|
| 先证者 | PHEX | chrX：22132610 | G | AA | 纯合突变 |
| 先证者母亲 | PHEX | chrX：22132610 | G | AG | 杂合突变 |
| 先证者父亲 | PHEX | chrX：22132610 | G | G | 野生型 |
| 先证者姐姐 | PHEX | chrX：22132610 | G | GG | 野生型 |
| 先证者弟弟 | PHEX | chrX：22132610 | G | AA | 纯合突变 |
先证者为33岁男性，自幼发现身材矮小，最终身高143 cm，病程中反复出现双下肢疼痛、牙齿疼痛、松动及牙龈炎症，查体：额部隆起，全口义齿，头发稀疏，双下肢"X"形。患者家族均有相似的临床特征：身材矮小(除先证者父亲、姐姐外)、"O"形腿、蹒跚步态、关节疼痛、牙列不齐。根据先证者临床表现、实验室检查、影像学特征及基因突变系列分析结果，诊断为低血磷性佝偻病。
低磷血症定义为血清磷酸盐水平低于0.8 mmol/L，低磷血症有3个主要原因[4]：由于消化吸收减少而导致体内磷的消耗，磷从细胞外腔重新分配到细胞内腔，又称为转移性低磷血症，以及由于肾脏排泄增加而导致磷的消耗(甲状旁腺功能亢进症、维生素D缺乏症、FGF23相关型肾性低磷血症等)。体内的钠磷共转运体共有3种类型，其中2型钠磷共转运体(type II sodium-phosphate cotransporter，NaPi-2)为负责体内吸收磷的主要转运体，其中NaPi-2a与NaPi-2c两个亚型主要分布于肾近曲小管，重吸收尿磷；FGF23由成骨细胞/骨细胞产生，作用于其受体，在共受体α-klotho的帮助下，抑制了近端肾小管刷状缘膜中2a型和2c型磷酸钠共转运蛋白的表达，并抑制近端肾小管磷酸盐重吸收[5]。同时FGF23通过降低1，25二羟基维生素D3[1，25(OH)2 D3]水平，抑制近端管状磷酸盐再吸收和肠道磷酸盐吸收，从而降低血清磷酸盐水平[6]。
FGF23相关型肾性低磷血症是由于体内FGF23水平过高所致，根据遗传方式可分为获得性和遗传性两大类，获得性FGF23相关型低磷血症中最常见的类型为肿瘤性骨软化症(tumor-induced osteomalacia，TIO)，系肿瘤分泌过量FGF23所致。遗传性FGF23相关型低磷血症中最为常见的类型是PHEX基因突变导致的X连锁低磷血症，其发病机制目前认为是PHEX基因失活性突变，PHEX主要在成骨细胞中表达，PHEX失活后一方面增加了FGF23的表达，另一方面减少了完整的FGF23蛋白的蛋白水解裂解，导致完整的FGF23水平显著升高[7]。过量的FGF-23抑制肾脏对磷酸盐的重吸收，并且降低1，25(OH)2D水平，导致肠道磷酸盐吸收减少，均导致慢性低磷血症。常染色体隐性低磷性佝偻病(autosomal-recessive hypophosphatemic rickets，ARHR)和常染色体显性低磷性佝偻病(autosomal-dominant hypophosphatemic rickets，ADHR)是罕见的遗传性骨骼疾病，也以低磷血症为特征。ARHR与DMP1、FAM20C和ENPP1基因的失活突变有关[8]。
本文发现的PHEX基因突变c.1208G>A(p.Trp403X)为无义突变，突变位于11号外显子，导致第403位色氨酸为未知氨基酸所取代，突变点下游的阅读框漂移改变了编码产物的性质，造成PHEX功能丧失。根据家族系谱，临床考虑XLH，但不能排除ADHR。因此，采用二代测序(NGS)对先证者家族进行遗传性佝偻病基因测序，发现PHEX基因(chrX：22132610)存在突变。再用Sanger测序法对先证者及主要家族成员PHEX基因突变进行验证，显示家族中先证者、先证者弟弟、先证者母亲均存在相同基因位点突变，而未受影响的家族成员则不存在基因突变，提示此变异为致病突变。XLH为完全外显，理论上由于X染色体的随机失活，杂合子突变的女性患者病情轻，而半合子突变男性则病情较重。本文先证者家庭各成员疾病严重程度不一，相关研究提示XLH严重程度差异较大，即使在家庭成员之间也是如此，无明显的性别差异，大量PHEX失活突变可引起XLH，基因型-表型相关性不明显[9]。
XLH的生化标志是肾磷酸盐消耗引起的低磷血症、碱性磷酸酶(ALP)水平升高和完整FGF23水平升高[10]。XLH阳性家族史、ALP水平升高、与肾脏磷酸盐消耗相关的血清磷酸盐浓度降低和/或PHEX突变鉴定有助于在出生后最初几周内识别受影响的儿童。临床上，儿童期佝偻病和生长迟缓是XLH的主要特征，在成年期，患者容易患骨软化症，易发生骨折和假性骨折。患者进一步表现为退行性关节疾病、附着点障碍、肌无力、牙齿疾病(例如蛀牙和牙脓肿)以及听力损失。XLH患者的实验室结果表现为低磷血症、尿磷增加、1，25(OH)2 D3稍低或正常、血钙稍低或正常、血清碱性磷酸酶(ALP)升高和甲状旁腺激素(PTH)正常或升高。先证者实验室结果提示低磷血症、血钙正常、ALP正常范围上限、PTH异常升高。高FGF23使得1，25(OH)2 D3水平降低和血钙合成减少，但低磷血症又可刺激1，25(OH)2 D3的分泌，所以先证者血钙水平正常。血ALP水平是佝偻病活动和骨软化症的可靠生物学标志物，当佝偻病或骨软化症治疗不足时，血ALP水平升高[10]。
PHEX主要在成骨细胞中表达，对矿物结合肽/蛋白的加工有直接的基质矿化作用，XLH中PHEX的下调增加骨桥蛋白(osteopontin，OPN)沉积，这有助于局部抑制矿化。PHEX失活后一方面增加了FGF23的表达，另一方面减少了完整的FGF23蛋白的蛋白水解裂解，导致完整的FGF23水平显著升高。PHEX基因在人和小鼠之间高度保守，小鼠的PHEX在DNA水平上与人存在91%的同源性，在蛋白质水平上与人存在96%的同源性，研究表明，PHEX基因缺陷的两种同系小鼠(Hyp和Gy)已成为研究XLH和骨矿化障碍的动物模型[11]。此前，在Hyp小鼠XLH模型中，皮下注射4或16 mg/kg剂量的小鼠抗FGF23抗体可以剂量依赖的方式增加Hyp小鼠的血清磷酸盐水平及1，25(OH)2 D3水平，使肾脏磷酸盐排泄正常化，并增加NaPi-2a共转运体和1α-羟化酶在肾脏中的表达，同时降低24-羟化酶的表达[12]。Burosumab是一种针对FGF23的人单克隆抗体，抑制FGF23信号传导，从而增加肾小管磷酸重吸收。一项针对52例5~12岁XLH儿童的2期试验中证实Burosumab可改善肾小管酸盐重吸收、血清磷水平、线性生长和身体功能，缓解疼痛和佝偻病的严重程度[13]。与持续的常规治疗相比，使用Burosumab治疗的XLH患儿在佝偻病的严重程度、生长和生物化学方面显示出更大的临床改善[14]。与安慰剂相比，Burosumab显著改善XLH成人的磷酸盐代谢、骨折愈合速率及促进骨形成及骨吸收标志物的增加[15]。考虑到目前Burosumab价格及实验阶段，长期预后暂不明确，对有XLH家族史或新发的XLH患者，传统疗法仍作为一线疗法。
XLH的治疗越早效果越好，治疗的目的包括减轻骨骼畸形、增加成年身高和避免并发症发生[16]。最基本的治疗是磷酸盐合剂和1，25(OH)2 D3联合治疗，口服磷酸盐补充和活性维生素D的早期治疗可以改善佝偻病，限制牙脓肿的形成并防止进行性生长衰竭，但在很大一部分患者治疗不成功和/或伴有不良反应(如甲状旁腺功能亢进和肾钙质沉着病)。常规治疗进一步刺激FGF23水平，导致肾脏磷酸消耗，从而形成恶性循环，这可能限制其疗效[17]。这种传统的治疗方法很少能完全纠正骨骼发育，需要每日多次剂量的磷酸盐，并需要有专业知识的专家进行频繁的生化随访和仔细的剂量调整，以避免肾病钙质沉着症和继发性甲状旁腺功能亢进的潜在并发症。
综上所述，本文确定了1例家族性低血磷性佝偻病家系PHEX基因的致病突变，有助于深入了解该基因的结构与功能。本文通过基因检测确诊患者为XLH，对先证者进行及时治疗，同时也为该家系的遗传咨询和今后的产前诊断提供了可靠的依据。
所有作者均声明不存在利益冲突
