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肾性尿崩症包括获得性和遗传性(HNDI)两种，HNDI包括X连锁的肾性尿崩症(XLNDI)(占90%)和水通道蛋白2(AQP2)遗传缺陷。XLNDI则由X染色体上的编码加压素受体2型(AVPR2)的AVPR2基因突变所致[1]，本文报道一个新的AVPR2突变位点所致的一个XLNDI家系3例早年起病、长期隐匿、且成年后才获确诊(至本研究时)患者的临床表现及基因分析结果。
先证者男性，21岁，因剧烈运动后意识障碍伴大小便失禁4 h，考虑重症中暑入院。体格检查：血压105/56 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)，脉搏124次/min，体温39℃，发育正常，体型消瘦，神志模糊，脱水貌，双侧瞳孔等大等圆，肌酐160 μmol/L，肌酸激酶1 669 U/L。经过补液及降温治疗，病情好转，但尿量持续在7 000 ml/d左右，血钠高而尿比重极低，考虑为尿崩症。但给予垂体后叶素持续泵注入尿量无明显减少，尿比重无增加，禁饮-加压试验未发现尿比重升高和尿量减少，尿渗透压157 mmol/L，考虑为肾性尿崩症，以X连锁类型可能性大，给予相应基因测序检查。追溯病史，患者从小尿量比较多，饮水较多，成年后单次排尿量在700～800 ml，入伍体检未发现相关症状，平素精神体力可。
患者2，先证者之兄，24岁，因多尿、口干、多饮21年，考虑遗传性尿崩症入院检查；患者3岁时小便增多，白天小便3～6次，每次200 ml左右，夜间小便2～3次，尿床，伴口干多饮，日饮水量约2 000 ml左右，7岁至今每日饮水量约2 000～3 000 ml之间，每次排尿达600 ml以上，限制饮水即出现烦躁症状，体格检查：体温36.5℃，呼吸20次/min，脉搏71次/min，血压131/76 mmHg，发育及营养可。血钠140～149 mmol/L，尿渗透压184 mmol/L，禁饮-加压试验显示禁饮和加压素均不能提高尿液渗透压和减少尿量。
患者3，先证者母亲，51岁，22岁第1次妊娠时出现饮水量较多，后维持在每天约3 300 ml左右，检查尿比重1.006～1.012，血钠143～147 mmol/L，尿渗透压明显减低，禁饮加压试验显示浓缩功能异常。3例患者的临床资料见表1。3例患者均未进行特殊治疗，由不同程度的代偿性多饮维持水电解质平衡。
家系中各患者临床特征
家系中各患者临床特征
| 病例 | 出生时状况 | 抚养过程 | 脱水相关的发热 | 生长发育 | 症状起始 | 成年后24 h尿量(ml) | 每日排尿次数 | 夜尿次数 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 先证者 | 正常 | 顺利 | 无 | 正常，身高与父兄相近，营养中等 | 10岁开始多饮多尿 | 5 000-7 000 | 8-10 | 2-3 |
| 兄长 | 正常 | 顺利 | 无 | 正常，身高与父相近，营养中等 | 3岁开始多饮多尿 | 3 000-3 500 | 6-8 | 0-1 |
| 母亲 | 正常 | 顺利 | 无 | 身高158 cm，营养中等 | 22岁时第1胎孕期出现多饮多尿，后症状维持 | 3 000-3 500 | 6-8 | 0-1 |
| 病例 | 体重指数(kg/m2) | 身高(cm) | 尿比重 | 尿渗透压(mmol/L) | 血Na＋(mmol/L) | 血渗透压(mmol/L) | 膀胱尿意容量(ml) | 禁饮12 h前/后尿比重 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 先证者 | 20.2 | 165 | 1.000-1.005 | 157 | 161-168 | 345 | 750 | 1.000/1.004 |
| 兄长 | 24.9 | 164 | 1.000-1.004 | 184 | 140-149 | 322 | 600 | 1.000/1.005 |
| 母亲 | 24.6 | 158 | 1.001-1.005 | 208 | 143-147 | 306 | 590 | 1.003/1.007 |
| 病例 | 禁饮12 h相关症状 | 禁饮前/后血钠(mmol/L) | 禁饮前/后血渗透压(mmol/L) | 隔夜禁饮12 h尿量(ml) | 注射垂体后叶素5U前/后1 h/2 h尿比重 |
|---|---|---|---|---|---|
| 先证者 | 轻微口干，耐受良好，有饥饿感 | 164/166 | 345/350 | 3 480 | 1.003/1.004/1.004 |
| 兄长 | 轻微口渴 | 149/163 | 317/345 | 3 600 | 1.003/1.004/1.004 |
| 母亲 | 轻微口渴 | 144/147 | 305/310 | 2 200 | 1.006/1.007/1.007 |
对此家系3例患者进行二代高通量测序发现AVPR2突变位点c：281Tdel(E2)，并使用表2引物行Sanger法验证测序，确认3例患者AVPR2都出现同一位点突变：c：281Tdel(E2)，FS 115X(图1)，导致94位氨基酸之后阅读框架改变：p：94L>R，并于氨基酸115位出现终止密码子而翻译终止(表3)。系谱分析显示母亲X染色体AVPR2突变位点向两个子代连锁遗传(图2)。分子结构模拟分析：显示94位氨基酸之后一级结构改变，并于115位翻译终止，影响到其后的3个细胞外环，3个细胞内环以及5个跨膜片段，第二跨膜片段也部分受累。
AVPR2基因分析引物序列
AVPR2基因分析引物序列
| 引物名称 | 碱基序列 | 退火温度 | 扩增产物大小 |
|---|---|---|---|
| AVPR2-1F | ATCCGTCTGTCTGACCATCC | 60 | 1 590 bp |
| AVPR2-1R | CTGTGGAGGTGGAGGATCTAG | ||
| AVPR2-2F | CACCGTGCCATCTGCCGTCCCATGC | 60 | 1 112 bp |
| AVPR2-2R | ACCTGCTCCCTCTTTCCTGCCACTCC |
注：AVPR2：加压素受体2型；F：上游；R：下游
AVPR2基因c：281Tdel缺失导致框移突变后果分析
AVPR2基因c：281Tdel缺失导致框移突变后果分析
| 氨基酸序号 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | …… | 114 | 115 | …… |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 未突变碱基框架 | GTG | CTG | CCC | CAG | CTG | GCC | TGG | …… | GCC | GTG | …… |
| 未突变氨基酸序列 | V | L | P | O | L | A | W | …… | A | V | …… |
| 突变后框架 | GTG | CGC | CCC | AGC | TGG | CCT | GGA | …… | CCG | TGA | …… |
| 突变氨基酸序列 | V | R | P | S | W | P | G | …… | P | Stop |
注：AVPR2：加压素受体2型；致94位氨基酸之后阅读框架移位，使94～114位氨基酸密码子改变，并在115位出现终止密码子，导致AVPR2翻译成为截断型产物
注：AVPR2：加压素受体2型；3例患者出现同一位点突变c：281Tdel
XLNDI是一种少见的遗传疾病，由AVPR2突变所致，该基因位于Xq28，含有5个外显子，其蛋白产物由371个氨基酸组成，定位于细胞膜上的成熟产物具有典型的G蛋白耦联受体结构，含有7个跨膜片段和分别3个细胞内环和细胞外环组成。重要的功能部位如配体结合区域由数个细胞外环组成，与G蛋白结合的区域则位于蛋白羧基端。目前至少报道了200个以上的AVPR2致病突变位点，临床上多饮多尿可以出生时就出现，也可以在出生后不同的年龄段出现，这可能与机体发生代偿和家属对患儿的关注度不同有关。本研究报道的这个家系中先证者大约10岁出现症状，而其兄长为3岁，其母亲则为20多岁第1胎妊娠时出现症状，可能与膀胱受压有关系。但患者无相关主诉并不代表临床症状不明显，往往可以追溯到早年有饮水较多、尿频或单次尿量较多的症状，但因为自小习惯而长期被忽视。本文的家系中3例患者都没有得到及时诊断，先证者的起病是因为高强度训练脱水、中暑而发现本病，其兄和母为进一步检查而发现不仅有临床症状，而且也有相应的生化改变。由于集合管AVPR2受体异常，肾脏重吸收水分功能减弱，导致大量水分从肾脏丢失，出现低比重尿、尿量增多，同时血液浓缩、血容量减少、高钠血症，刺激中枢渗透压感受器产生多饮。但一般无低血压，因为血管加压素(AVP)的血管受体亚型无改变。
XLNDI可以家族遗传性发病，也可以原位突变(in situ mutation)而呈散发病例，但原位突变也可以连锁遗传到下一代。由于突变基因为X染色体携带，罹病者绝大多数为男性，但也有女性患者，大约占5%。作为X染色体隐性遗传，女性患者并非表现为两个等位基因缺陷，而几乎均为杂合子突变[2]，其机制在于女性患者的X染色体携带的两个等位基因随机失活，即X失活使其中一个正常AVPR2失活，而另一个则为突变类型，导致杂合子起病[3,4]。
c：281Tdel框移突变发生在外显子2，为新发现的突变类型，导致氨基酸94至114位一级结构错误，并在115位翻译终止，使AVPR2蛋白总共371个氨基酸大部分丢失，可以预见对受体功能影响严重。既往报道在此区域附件的框移突变或无义突变临床表型均十分严重，尿渗透压仅在200 mmol/L左右[1,4]。Spanakis等[1]认为，AVPR2突变导致的蛋白质功能异常有三种情况：(1)突变受体可以移位到细胞表面，但是缺乏与配体结合的能力，不能产生cAMP；(2)突变受体表达后不能从细胞内移位到细胞膜表面，滞留于细胞内；(3)基因突变导致受体的转录异常，转录后mRNA不稳定。本例突变导致受体蛋白绝大多数氨基酸丢失，应该属于比较重的类型。即使基因的mRNA稳定且蛋白产物能够顺利转位到细胞膜上，受体的结构也明显受到影响：(1)94位到114位氨基酸的一级结构变异影响了部分第一跨膜片段和部分第二跨膜片段；(2)115位之后的氨基酸系列缺失不仅包含了多个细胞外环组成的配体结合的结构，也包含了G蛋白结合的羧基端结构，因此这一改变对受体的活性影响是很大的。虽然一些错义突变可以不发病，蛋白功能不受影响，而被认为是正常变异或多态性，而另一些错义突变对蛋白的结构和功能有明显影响，可以引起或重或轻的临床表现，除了在亚细胞水平有代偿，全身代偿也会影响其临床表现的严重程度，因此基因/蛋白突变的严重程度与临床表现并不平行，同样的突变常常引起差异很大的临床表现，这种现象也见于本例家系的发病个体。
