原发性肾性糖尿患儿1例并基因突变分析

A Case of Primary Renal Glycosuria in a Pediatric Patient with Genetic Mutation Analysis

摘要: 目的：探讨1例儿童原发性肾性糖尿病(PRG)的临床表现及基因突变特点。方法：回顾1例PRG患儿的临床表现、实验室及影像学检查、基因检测结果。结果：女性学龄期儿童。多次尿糖阳性，血糖正常。通过聚合酶链反应，采集患儿及其父母外周血DNA中的SLC5A2基因进行扩增、测序分析，以明确突变情况。结果显示，患儿SLC5A2基因cDNA序列的第1540位胞嘧啶C突变为胸腺嘧啶T (c.1540C > T)，造成所编码的氨基酸第514位由脯氨酸改变为丝氨酸(p.Pro514Ser)，其父为杂合突变。结论：对于反复尿糖阳性而血糖正常的儿童，应考虑PRG可能，可完善基因检测明确诊断。

Abstract: Objective: To explore the clinical features and genetic mutation profiles of a pediatric case with primary renal glucosuria (PRG). Methods: The clinical manifestations, laboratory and imaging tests, and genetic test results of a child with PRG were reviewed. Results: Female school-age child. Multiple positive urine glucose and normal blood glucose. The SLC5A2 gene in the peripheral blood DNA of the child and her parents was amplified, sequenced, and analyzed by polymerase chain reaction (PCR) to identify potential mutations. The results showed that cytosine C was mutated to thymine T (c.1540C > T) at position 1540 in the cDNA sequence of the SLC5A2 gene of the child, resulting in the change of amino acid encoded by amino acid 514 from proline to serine (p.Pro514Ser), and the child's father had a heterozygous mutation. Conclusion: Primary renal glucosuria (PRG) should be considered in children with recurrent positive urine glucose and normal blood glucose, and genetic testing can be improved to clarify the diagnosis.

1. 引言

原发性肾性糖尿(primary renal glucosuria, PRG)是一种罕见的肾小管疾病，又称家族遗传性糖尿，为常染色体共显性遗传病，且具有不完全外显的特点[1]，表现为血糖浓度处于正常的情况下，因肾小管重吸收血糖减少而导致的持续性糖尿，并且不伴有其他肾小管功能损害。已有研究明确，钠–葡萄糖协同转运蛋白2 (sodium-glucose co-transporter 2, SGLT2)的编码基因SLC5A2的突变是导致该病发生的主要原因[2]。SLC5A2基因位于16号染色体短臂11区2带，由14个外显子组成，编码由672个氨基酸组成的SGLT2 [3]。SGLT2蛋白是分布于近端肾小管S1段和S2段的葡萄糖转运蛋白，其特点为低亲和力和高转运容量，是肾脏维持血糖稳态的关键机制之一[4]。PRG通常由SLC5A2基因的纯合或杂合突变引起。本文回顾性分析1例我院诊治的PRG患儿的临床表现、实验室检查及基因检测结果，以提高对本病的认知。

2. 病例资料

2.1. 患儿信息

患儿，女，7岁，因“咳嗽8天，发热2天”于济宁医学院附属医院就诊。患儿入院8天前出现阵发性咳嗽，偶可咳出黄色粘痰，2天前出现发热，体温最高39.5℃，易反复，院外已使用抗生素、雾化等治疗，仍发热、咳嗽，无呕吐、腹泻，无尿频、尿急、尿痛，无多饮、多食症状，饮食欠佳，睡眠尚可，体重无明显变化，尿量可，尿色无异常，无泡沫尿。出生史无异常，无脏器发育畸形史，无肾脏病史，无泌尿生殖系统感染病史，无肾毒性药物使用史，父母非近亲结婚，无肾脏及糖尿病家族史。

2.2. 体格检查

入院查体：体温：37.5℃，心率：100次/min，呼吸：32次/min，血压：92/60 mm Hg，体重19.0 kg。神志清，精神、反应可，眼睑无水肿。双肺呼吸音粗，未闻及啰音，心脏查体无明显异常，腹软，肝脾肾未触及，神经系统查体未见异常，双下肢无水肿。

2.3. 辅助检查

入院前及入院后相关辅助检查如下：(1) 血液检测：血常规：白细胞17.91 × 109/L，中性粒细胞百分比82.50%，Ｃ反应蛋白9.06 mg/Ｌ；肾功能：尿素氮2.6 mmol/L，肌酐35 μmol/L，尿酸228 μmol/L；监测空腹血糖波动在5.0~5.7 mmol/L，餐后2 h血糖波动在6.1~7.0 mmol/；糖化血红蛋白4.9%；胰岛素释放试验、C肽释放试验未见明显异常；电解质(钠、钾、钙、氯、磷、镁)及二氧化碳结合率、肝功、心肌酶、血沉、免疫球蛋白E等检查未见异常。(2) 尿液检测：住院期间3次尿常规：葡萄糖+++/++++，余无异常。24 h尿蛋白定量0.1 g/24 h，24 h尿钠、钾、钙、磷、镁未见明显常；24 h尿糖12.8 g (24 h尿量1420 ml)，尿β2微球蛋白0.62 mg/L。(3) 影像学检查：胸部正位片：支气管炎；泌尿系彩超：双肾、膀胱未见明显占位病变，双侧输尿管未见明显扩张；小儿阑尾、腹膜后位彩超检查：未见明确异常。(4) 其他相关检查：肺炎支原体抗体滴度：1:2560。肺炎支原体血清学实验、EB病毒抗体测定、抗链球菌溶血素O等检查未见异常。患儿住院期间多次尿常规提示尿糖异常，监测空腹血糖、餐后血糖均在正常范围，获得家长知情同意后，对患儿及其父母进行家系全外显子组测序。

2.4. 全外显子组测序结果

全外显子组测序检测到该患儿的SLC5A2基因的第12外显子发生错义突变，表现为(c.1540C > T)杂合突变，其父亲在该位点为杂合突变(见图1)，该突变导致第514位脯氨酸被丝氨酸取代。Mutation Taster 和Polyphen-2软件均预测该突变可能导致蛋白功能的损害。

Figure 1. Sequence diagram of SLC5A2 gene in children and their families

图1. 患儿及家系SLC5A2基因测序图

3. 讨论

本例患儿入院期间反复检测提示尿糖阳性，但连续监测空腹及餐后血糖均处于正常区间，结合代谢指标可排除糖尿病。实验室检查示肾功能正常，影像学未见肾脏形态学异常，且无药物肾损害高危因素及蛋白尿、水肿等肾病临床表现，可排除继发性肾性糖尿，基于孤立性尿糖阳性的特征，临床拟诊为PRG。结合家系全外显子测序分析结果，最终确诊为PRG。因患儿难以配合且家长拒绝进行葡萄糖最大重吸收阈值(TmG)测定，故未进行TmG测定证实基因突变对肾小管葡萄糖重吸收的影响。

PRG的诊断需遵循三步分层策略：首先通过尿糖阳性与血糖正常的“分离现象”确立肾性糖尿；其次需排除药物性、继发性(如Fanconi综合征)等获得性因素；通过基因检测最终确认SLC5A2致病性突变。值得注意的是，约15%的PRG患儿可表现为间断性尿糖阳性，因此推荐进行3次以上空腹尿糖定量检测。对于基因型–表型不符的病例，需进一步评估SGLT2蛋白功能(如葡萄糖最大重吸收阈值测定)及家系共分离分析以完善诊断证据链。

在生理状态下，血液中的葡萄糖会经过肾小球的滤过屏障，以自由扩散的方式进入原尿。随后，约99%的葡萄糖在近端肾小管上皮细胞处，借助钠–葡萄糖协同转运体(SGLTs)的主动转运机制以及葡萄糖转运体(GLUTs)的易化扩散作用，被高效地重吸收回血液循环系统，从而维持血糖浓度的相对稳定。SGLT2蛋白是一种在近端小管S1和S2段细胞刷状缘中表达的跨膜蛋白，主要负责肾脏对葡萄糖的重吸收[5]，约90%的葡萄糖由该蛋白自肾小管腔内转运至细胞内；SGLT1蛋白主要分布于小肠上皮细胞等刷状缘和近端小管S3段，负责重吸收剩余约10%经肾小球滤过的葡萄糖[6]；GLUT1蛋白、GLUT2蛋白位于近端小管上皮细胞的基底面，葡萄糖从细胞内转运至细胞间隙的功能主要由GluT2蛋白承担，而剩余的葡萄糖则由GLUT1蛋白负责转运。这2个葡萄糖蛋白家族的协同作用使得健康人群在尿糖检测中结果为阴性。

目前国内外的大量研究表明，PRG主要与SLC5A2基因变异相关[7] [8]，该基因负责编码SGLT2蛋白，其变异可导致SGLT2蛋白结构和功能异常。目前全球已报道超过110种SLC5A2致病性变异类型，包括错义突变、移码突变、无义突变及剪切位点异常等，多数突变为个人独有，其中错义突变最常见。本例患儿携带SLC5A2基因c.1540C > T (p.Pro514Ser)为杂合错义突变，并非目前国内的热点突变，其父亲在同一位点存在相同变异，暂未发现尿糖阳性。该突变导致第514位脯氨酸被丝氨酸取代，破坏蛋白质三级结构稳定性，降低SGLT2蛋白的表达，使得肾小管对葡萄糖的重吸收作用下降，最终导致PRG发生。

本病的遗传方式为常染色体不完全外显的共显性遗传。不完全外显表现为携带致病基因的个体中，部分人不表现出临床症状，导致基因型与表型不完全对应。本例中，患儿尿糖排泄量属中度水平(10~20 g/1.73m²)，与杂合突变导致SGLT2蛋白功能部分缺陷的病理机制一致。患儿同其父亲在SLC5A2基因c.1540C > T (p.Pro514Ser)均存在杂合突变，但患儿父亲无尿糖表现，呈现出显著的表型差异，充分体现了PRG作为常染色体不完全外显遗传病的基因型–表型复杂性。杂合子是否出现显性表型取决于突变位点的致病严重性以及肾小管对葡萄糖重吸收的代偿能力[9] [10]，环境因素或其他基因修饰因子亦可能影响表型表达。PRG可根据尿糖排泄量分为三级，分别为轻度(<10 g/1.73m²)、中度(10~20 g/1.73m²)及重度(>20 g/1.73 m²) (注：1.73 m²为标准体表面积) [11]。有关基因型–表型相关性的研究发现：单纯杂合突变常表现为无症状性轻度糖尿，常在尿常规筛查中意外发现，尿糖丢失多<10 g/d；而复合杂合或纯合突变则会引起中重度糖尿[12]，尿糖丢失多>10 g/d。本患儿为复合杂合突变，每日尿糖为12.6 g，与这一规律符合。根据葡萄糖重吸收的肾脏滴定曲线分析，PRG可分为A型、B型及O型三种类型[13] [14]。A型PRG (也称为经典PRG)特征为肾糖阈值较低，同时肾小管对葡萄糖的最大吸收能力降低；B型PRG的肾糖阈值较低，但其肾小管对葡萄糖的最大重吸收能力仍能达到正常水平。有研究认为A型PRG源于所有肾单位存在统一缺陷，导致葡萄糖转运系统的重吸收能力整体下降，而B型PRG其发病机制与肾单位异质性相关，因转运系统亲和力降低导致不同肾单位对葡萄糖的重吸收能力出现差异[14]。因以上两种类型肾小管仍存在对葡萄糖的重吸收能力，因此多表现为轻中度糖尿。第三种类型为O型PRG，该类型是一种罕见的亚型，其特征是肾小管几乎丧失对葡萄糖重吸收的功能，进而导致每日大于10 g/1.73m²严重的糖。大量长期随访研究显示，绝大多数PRG患儿在病程中并未出现显著临床症状，整体预后表现良好[15]。少数病例可伴多尿、烦渴等渗透性利尿相关症状，罕见的病例中报道该病可引发轻度生长迟缓、间歇性脱水、饥饿酮症、高钙尿症等症状[7] [16]，但其生理机制尚未完全清楚，目前尚未见继发严重器质性病变的报道[17] [18]。本例患儿定期复查尿糖仍为阳性，无其余临床表现。因此，作为一种良性疾病，大部分PRG患儿在确诊时往往无症状，无需采取特殊治疗手段，临床以观察随访为主。对于有糖尿病家族史的患儿建议定期监测血糖、尿糖定量及肾功能指标以评估病情进展。由于SGLT2蛋白异常导致PRG发生的良性临床表现，使得SGLT2抑制剂成为糖尿病患者维持正常血糖水平的药理学靶点，近几年已广泛应用于2型糖尿病的治疗中。

综上所述，因多数PGR患儿无明显临床表现，其尿糖阳性往往被忽视，故在临床中易被漏诊、误诊。因此，在诊治原发病过程中，儿科医师对于反复尿糖阳性、血糖正常，且无肾小管功能损害的患儿，需及时完善基因检测，以期尽早明确诊断。

基金项目

济宁市重点研发计划项目(2023YXNS077)。

NOTES

^*通讯作者。