报道1例青少年酮症倾向起病，误诊为1型糖尿病的葡萄糖激酶调节因子(GCKR)基因突变所致单基因糖尿病。患者病程3年，胰岛素治疗3年，仍有较好胰岛功能保留，但发生多囊卵巢综合征。全外显子基因测序显示GCKR基因c.69delG杂合突变。分子诊断后逐步减量至停用外源胰岛素，最终仅服用二甲双胍缓释片控制血糖，目前治疗效果良好。提示1型糖尿病的患者仍需考虑定期随访评估胰岛功能，遗传基因检测对精准诊断和治疗有重要意义。
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单基因糖尿病被认为是由单一基因缺陷引起的一类分子病因明确的糖尿病，发病率低，较难与1型糖尿病、2型糖尿病鉴别诊断，高通量测序检测是单基因糖尿病遗传分子检测的有效方法[1]。单基因糖尿病的病理生理机制较其他类型更为清楚，一旦准确诊断，其非重叠病因的"优势"便于精准治疗和护理[2]。本文报道1例酮症倾向起病的青少年女性糖尿病患者，初诊怀疑1型糖尿病，胰岛素治疗3年后经遗传分子诊断为葡萄糖激酶调节因子(GCKR，又称GKRP)基因突变所致单基因糖尿病，分析患者临床资料及诊疗思路，对提高单基因糖尿病的诊治有重要意义。
患者女性，2018年3月(16岁)以"多饮多食多尿3个月，咳嗽咳痰1周，恶心1 d"为主诉，本院内分泌科门诊查空腹血糖28.9 mmol/L(参考范围3.9~6.1 mmol/L，下同)、尿酮体(++)、尿糖(++)，以"糖尿病酮症酸中毒"收住入院。病史：4年前行"扁桃体切除术"及"阑尾炎切除术"，近3个月体重下降5 kg，无相关家族史。体格检查：血压113/81 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)、心率78次/min、呼吸18次/min，身高162 cm、体重58 kg、体重指数22.10 kg/m2，无特殊面容、发育正常。辅助检查：HbA1C 16.6%(4.0%~6.5%)，口服葡萄糖耐量试验(OGTT)结果见表1，住院期间指尖血糖监测结果见图1A；糖尿病相关抗体检测：抗胰岛素抗体、谷氨酸脱羧酶抗体、抗胰岛细胞抗体均阴性；血脂：总胆固醇6.28 mmol/L(2.83~5.17 mmol/L)、三酰甘油3.56 mmol/L(0~1.70 mmol/L)；肝功能：谷丙转氨酶50.0 U/L(7.0~40.0 U/L)、谷草转氨酶58.0 U/L(15.0~35.0 U/L)；性激素检测：孕酮0.24 ng/mL(非孕期女性黄体期0.72~17.80 ng/mL)、催乳素47.10 ng/mL(1.90~25.00 ng/mL)；网织红细胞百分比3.6%(0.5%~1.5%)；血常规检测、粪便常规检测、尿蛋白定量及尿微量白蛋白、血液杆状中性粒细胞检测、甲状腺功能检测均未见异常；胸部数字化影像检查未见异常。本次诊断及治疗：住院期间补充液体消除酮体，应用胰胰岛泵控制血糖，共住院12 d，对胰岛素敏感，考虑为1型糖尿病不除外；院外治疗方案为：门冬胰岛素泵基础量15 U/d，餐时5 U-5 U-5 U三餐前泵入，口服二甲双胍缓释片0.5 g,每日2次。
患者2次住院期间OGTT结果
患者2次住院期间OGTT结果
| 时间 | 血糖(mmol/L) | 胰岛素(μU/mL) | C肽(ng/mL) |
|---|---|---|---|
| 2018年3月 | |||
| 0 min | 12.25 | 2.00 | 1.21 |
| 30 min | 17.94 | 3.97 | 1.58 |
| 60 min | 25.90 | 5.32 | 1.97 |
| 120 min | 30.07 | 5.83 | 3.15 |
| 180 min | 29.03 | 8.51 | 4.20 |
| 2021年7月 | |||
| 0 min | 5.35 | 22.60 | 1.30 |
| 30 min | 11.25 | 58.20 | 3.20 |
| 60 min | 13.33 | 78.60 | 4.70 |
| 120 min | 14.45 | 110.70 | 7.30 |
| 180 min | 12.78 | 113.00 | 8.30 |
注：OGTT：口服葡萄糖耐量试验；0 min血糖参考范围3.90~6.10 mmol/L; 0 min胰岛素参考范围2.00~28.40 μU/mL; 0 min C肽参考范围1.10~5.00 ng/mL
注：每日监测血糖7次，时间点分别为早餐前、早餐后2 h、午餐前、午餐后2 h、晚餐前、晚餐后2 h、晚上睡前(22：00);断点为患者未完成当次血糖监测，中间有少测；OGTT：口服葡萄糖耐量试验
2019年2月因"咳嗽咳痰伴鼻塞半个月，发热1 d"至本院呼吸内科住院，尿液及粪便常规检查、痰液培养、胸部计算机断层扫描(CT)均未见异常，甲/乙型流感抗原阴性，血沉25.00 mm/h(0~20.00 mm/h)；予以消炎、抗生素退热治疗后出院。复查肝功能、血脂指标正常，维持第1次出院时降糖方案，血糖控制良好。
2021年7月(19岁)因"恶心、乏力1周"至本科就诊，门诊查空腹血糖20.0 mmol/L、尿糖(+++)、尿酮体(+)，收住院。体格检查：血压、心率、呼吸正常，身高、体重大致同前；全身体毛明显增多(前额及后颈部发际线低、眉毛浓密、鬓角毛发增长旺盛)，满月面容，面部痤疮、鼻头肥大呈酒渣样(图1B)，月经量少，周期紊乱，其余体格检查未见异常。辅助检查：HbA1C 5.4%；OGTT结果见表1，计算稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)为5.37、稳态模型评估的胰岛β细胞功能指数(HOMA-β)为244.34，住院期间指尖血糖监测见图1A；抗体检测：抗胰岛素抗体47.65 IU/mL(0~20.00 IU/mL)，谷氨酸脱羧酶抗体及抗胰岛细胞抗体均阴性；三酰甘油2.90 mmol/L；尿比重1.009(1.010~1.025)、尿酸碱度6.0(5.5~7.5)；皮质醇节律：16：00为114.50 ng/mL(32.40~150.00 ng/mL)、00：00为21.75 ng/mL(20.00~80.00 ng/mL)、8：00为167.60 ng/mL(72.60~322.80 ng/mL)；促肾上腺皮质激素：16：00为3.72 pg/mL(3.00~30.00 pg/mL)、00：00为1.61 pg/mL(<20.00 pg/mL)、8：00为3.02 pg/mL(6.00~40.00 pg/mL)；总睾酮体1.51 nmol/L(0.16~1.33 nmol/L)、催乳素1 020.00 μIU/mL(非孕期女性102.00~496.00 μIU/mL)；血常规、胰岛素样生长因子、生长激素、雄烯二酮、17α羟基孕酮、性激素结合球蛋白、甲状腺功能、尿微量白蛋白检测结果均正常；妇科彩超示右侧附件区2.6 cm×1.7 cm囊性回声；心脏超声示二尖瓣及三尖瓣少量反流，反流速度251 cm/s，压差25 mmHg；床旁心电图示窦行心率不齐。诊治思路：对比患者2次OGTT结果，本次结果提示患者胰岛功能较3年前有所恢复，胰岛素分泌尚可，但释放高峰延迟，故进行外源胰岛素逐步减量，至本次出院时已完全停用外源胰岛素，使用口服降糖药控制血糖；考虑患者可能同时存在多囊卵巢综合征(PCOS)，增加利拉鲁肽注射液(1.2 mg每日晨起皮下注射，使用该药时患者年龄已达19周岁)；二甲双胍缓释片用量不变(0.5 g，每日2次)；同时考虑患者单基因糖尿病不除外，进行基因检测。
基因检测：全外显子基因测序检测(Illumina Hiseq 2000，美国)显示患者GCKR基因c.69delG p．Tyr24Thrfs*14(NM_001486；chr2：27720117)杂合变异(图2)，通过比较样本区间内测序reads数目分析，未发现拷贝数变异(CNV)。可疑变异位点经Sanger测序(ABI 3500，美国)验证，按照美国医学遗传学和基因组学学会(ACMG)变异归类指南，该突变归为可能致病性变异(证据等级为PVS1+PM2)。家系验证测显示，患者父亲携带相同的基因突变位点，检测其空腹血糖6.07 mmol/L、空腹胰岛素13.30 μU/mL(2.00~28.40 μU/mL)、空腹C肽3.38 ng/mL(1.10~5.00 ng/mL)，计算HOMA-IR为3.60、HOMA-β为103.70，已处于糖尿病前期，考虑与基因变异相关；母亲该位点为野生型，相关检测指标正常。
注：(A)患者家系图；(B)GCKR基因c.69delG突变Sanger测序验证结果；GCKR：葡萄糖激酶调节因子；红框所示为突变位点
本例患者16岁起病，有较典型的三多一少症状，酮症倾向，对胰岛素敏感，首次入院治疗后考虑1型糖尿病可能性大，使用胰岛素泵治疗为主；3年后检查显示胰岛功能尚可，送检基因检测阳性，回顾2次OGTT血糖情况，第1次的结果不能排除是否受到高糖毒性的影响，使得结果未能反映患者真实的胰岛功能；提示，对OGTT的血糖条件应更加关注，同时对于疑似1型糖尿病的患者应定期评估胰岛功能。一项对1 019例病程超过50年的1型糖尿病患者的研究发现，32.4%的患者保留了可检测到的C肽水平(>0.05 ng/mL，中位数0.21 ng/mL)，其中27.5%(280/1 019)患者检测到单基因糖尿病相关可疑变异，7.9%(80/1 019)患者所携带的变异可归类为"可能致病性"及以上[3]。因此，对可疑1型糖尿病者行基因检测仍有重要意义。
GCKR对葡萄糖激酶(GCK)的活性发挥抑制作用，在肝脏和胰腺中，当果糖-6-磷酸存在时，GCKR通过非共价结合与GCK形成复合体(GCKR-GCK)易位至细胞核内，这种作用受到果糖-1-磷酸的拮抗效应；当葡萄糖浓度升高时，GCKR-GCK复合体从细胞核中解离并转至细胞质中，发挥激酶的作用[4]；在GCKR基因敲除的小鼠中，肝脏中GCK mRNA有一定表达，但酶活性丢失，表明GCKR对GCK蛋白翻译的后稳定有重要作用；GCKR基因敲除小鼠肝糖原水平降低，葡萄糖稳态受损，在高糖/脂喂养下出现胰岛素抵抗表现，表明GCKR在小鼠急性调节肝脏葡萄糖代谢中有重要作用[5,6]。东亚人群GCKR基因rs780094单核苷酸多态性(SNP)位点中胸腺嘧啶(T)的频率为0.531 5，胞嘧啶(C)的频率为0.468 5(n＝494 8，https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/rs780094？horizontal_tab＝true)，该SNP位点T等位基因型被报道与三酰甘油升高相关(P＝5.4×10－7)，也被报道是中国维吾尔族人群高尿酸血症发生的危险因素，与2型糖尿病、冠心病、缺血性卒中、痛风、慢性肾病等代谢性疾病的风险存在相关性[7,8,9]。而法国一项胰岛素抵抗综合征流行病学研究(DESIR)显示，GCKR基因rs1260326 SNP位点(p.Pro446Leu)反向调节空腹血糖和三酰甘油水平，降低普通人群2型糖尿病风险，表明GCKR基因多态性或变异可能存在功能减弱和增强两种形式[10]。在青少年起病的成人型糖尿病2型(MODY2)患者中，GCKR基因p.Val455Met突变可影响GCKR-GCK复合体的形成，进而引发患者糖代谢异常[11]。在线人类孟德尔遗传(OMIM)数据库中收录GCKR基因与空腹血糖水平升高相关(FGQTL5，#613463，https：//www.omim.org/entry/613463)，HGMD数据库(http：//www.hgmd.cf.ac.uk/ac/gene.php？gene＝GCKR)中收录GCKR基因突变与高三酰甘油血症相关，表明GCKR可通过多种形式参与糖脂代谢并发挥重要作用，基因异常与糖代谢异常、高三酰甘油等临床表型相关。
1型糖尿病青春期女孩PCOS的患病率较一般人群高，对53例法国1型糖尿病患者，根据美国国立卫生研究院PCOS标准评估，其患病率为26.4%(14/53)，根据鹿特丹PCOS标准评估，其患病率达47.9%(23/48)[12]。1型糖尿病合并PCOS患者的激素水平，包括血清抗缪勒管激素，与典型PCOS患者并无差别[13]。但1型糖尿病女性PCOS患病率高与持续外源性胰岛素使用有一定关系，尤其是在青春期前1型糖尿病者，PCOS也会增加肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病等的风险[14,15]。本例患者初次就诊时仅雄激素水平稍高，但多毛等症状不显著，并未特殊处理，以控制血糖为主，3年后相关症状更显著，根据2018版《多囊卵巢综合征中国诊疗指南》[16]可诊断为PCOS，但较难断定PCOS与糖尿病发生的先后关系，胰岛素治疗3年时间是否加速PCOS的进展较难定论。但GCKR rs780094基因组区域的CNV与PCOS患者的高密度脂蛋白胆固醇降低有关[17]。本患者基于全外显子基因测序数据的CNV分析未见异常，其PCOS是否受到GCKR基因截短变异的影响还需要更多的证据支持。GCKR基因c.69delG位点在gnomAD数据库中显示有极低的人群频率(0.000007955；http：//gnomad-sg.org/variant/2-27720116-TG-T？dataset＝gnomad_r2_1)，且该变异引起蛋白截短变异，综合考虑本例患者糖代谢异常、持续的高三酰甘油血症、PCOS可能与GCKR基因的移码突变有关，但仍需要更多的功能实验证据支持。
此外，GCKR蛋白在肝脏中有大量表达，rs780094 SNP与儿童非酒精性脂肪肝病(NAFLD)及肝脏纤维化显著相关，可能通过与缺乏果糖-6-磷酸对葡萄糖激酶活性的抑制，以及不受限制的脂肪生成，增加儿童NAFLD的风险[18,19]。本例患者肝脏超声未见异常，末次住院肝功能检测正常，考虑到GCKR与NAFLD的风险相关，建议患者每年复查肝功能及肝脏超声。
对于GCKR基因突变患者的治疗，日本一家系中9例携带GCKR基因g.6859C>G突变的患者分别使用胰岛素(3例)、口服药(具体不详，5例)、饮食控制(1例)不同治疗方案，但长期治疗效果未知[20]。考虑到GCKR主要与GCK相互作用，本研究认为可能MODY2的治疗有一定的参考意义，但GCKR基因突变又可引起高三酰甘油血症及酮症发生(本例患者)，在治疗上又有差别。基因诊断对治疗方案的调整有重要指导意义，本例患者目前的治疗方案为二甲双胍缓释片0.5 g，每日2次，利拉鲁肽注射液1.2 mg，每日1次，方案使用5个月后患者停用利拉鲁肽注射液，仅以口服二甲双胍缓释片，目前控制良好。
研究单基因糖尿病对2型糖尿病的发病机制及治疗靶点有重要的提示意义[21]。从GCKR-GCK复合体来考虑对2型糖尿病的治疗方面，GCKR-GCK的小分子干扰因子(AMG-1694、AMG-3969)可以有效控制糖尿病动物模型的血糖水平，且低血糖的风险降低[22]。利用非共价键结合作用设计GCK-GCKR结合阻断剂，使GCKR成为2型糖尿病潜在治疗靶点[23]。但GCKR基因突变或多态性的人群又有存在高三酰甘油血症、糖尿病、痛风等症状，提示考虑GCKR-GCK复合体阻断剂作为2型糖尿病治疗药物可能仅对某些类型的患者有效[9,20,24]。
综上，本研究报道1例青少年女性酮症倾向起病的特殊糖尿病患者，初诊考虑1型糖尿病，使用胰岛素治疗3年后仍有较好胰岛功能保留，基因诊断为GCKR基因突变所致单基因糖尿病。逐步减量至停用胰岛素，最终仅以二甲双胍缓释片控制血糖良好；提示对于1型糖尿病的患者有必要定期随访评估胰岛功能，同时基因诊断对精准治疗有重要意义；PCOS是否与GCKR基因变异相关仍需要更多的证据；GCKR可能是某些2型糖尿病潜在治疗靶点。
所有作者均声明不存在利益冲突
