糖尿病突变(糖尿病变化症是怎么样)

• 1、研究发现2型糖尿病易感基因突变的致病机制
• 2、国内首次报道：2例APPL1基因突变导致的糖尿病——MODY14
• 3、降糖太猛，七旬老人突变“暴躁狂”

研究发现2型糖尿病易感基因突变的致病机制

近日，国际学术期刊Cell Reports在线发表了中国科学院上海营养与健康研究所丁秋蓉研究组的研究成果“Gain-of-function mutations of SLC16A11 contribute to the pathogenesis of type 2 diabetes”。该研究发现SLC16A11基因编码区的2型糖尿病易感突变会产生功能获得性突变蛋白，导致肝脏脂滴不正常积累增多，进而导致2型糖尿病的发生。该研究结果对之前报道的认为此类易感突变导致蛋白功能缺失的研究结论提出了质疑。

人类遗传学研究，如全基因组关联分析（GWAS）研究，为发现新的疾病易感基因，深入理解疾病发生规律提供了一种大规模的、无偏见性的、有充分人群基础的研究角度。然而由于人群多样性和遗传信息的复杂性，GWAS研究往往只提示了特定遗传突变和特定疾病发生之间的显著相关性，而两者之间是否存在直接的因果关系几乎未知。因而，深入挖掘遗传信息如何导致疾病发生的分子机制对深刻理解疾病发生的遗传学基础显得尤为重要。

2014年，一项针对墨西哥和拉丁美洲人群的GWAS研究发现在SLC16A11基因编码区的5个连锁单核苷酸多态性（SNP）与2型糖尿病的发生存在显著相关性，其中4个SNP涉及SLC16A11蛋白的4个氨基酸位点突变(Williams,A.L., et al.Nature,2014)。SLC16A11属于一元羧酸转运通道蛋白，定位于内质网上，其转运底物和基本功能未知。

2017年，来自麻省理工和Broad研究所的Eric Lander研究组针对这个基因组区域2型糖尿病易感突变的功能进行了深入研究(Rusu,V.,et al. Cell.2017)。他们的研究发现部分SLC16A11定位于细胞质膜，运输底物为丙酮酸。而人群中发现的SLC16A11编码区突变导致SLC16A11功能缺失，无法正常定位质膜，影响丙酮酸运输，继而导致肝脏脂滴积累增加，促使2型糖尿病的发生；研究同时提出通过提高SLC16A11表达水平或活性来治疗2型糖尿病的潜在策略。但这项研究主要基于体外细胞过表达体系得到结论，缺乏体内生理状态下的直接证据。

为在生理状态下进一步研究SLC16A11编码区突变的生理学功能，该项目研究人员制作了Slc16a11敲除小鼠；并发现相对于野生型小鼠，敲除小鼠在正常饮食和高脂饮食喂养条件下并没有出现代谢表型上的差异，提示SLC16A11蛋白缺失并不会对代谢平衡造成显著影响。

研究人员进一步在Slc16a11敲除小鼠的基础上，通过腺相关病毒在肝脏组织里特异回补蛋白表达的方式研究了突变体SLC16A11对代谢平衡的影响。研究发现回补表达突变体SLC16A11的小鼠，相比回补表达野生型SLC16A11或空载体的小鼠，在高脂喂养情况下表现出血液和肝脏甘油三酯的明显增加，同时发生葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性的明显下降，提示胰岛素抵抗的产生。进一步机制研究发现突变型SLC16A11能够显著提高肝脏细胞Lipin1表达，促进肝脏甘油三酯合成，进而影响2型糖尿病的发病过程。

该研究针对SLC16A11编码区2型糖尿病易感突变的作用机制提供了新的不同的阐释，对前期研究人员提出的通过提高SLC16A11表达水平或活性来治疗2型糖尿病的治疗策略提出了质疑。此类编码区易感突变导致SLC16A11获得何种额外功能，SLC16A11突变体如何促使Lipin1表达上调，其他分子机制是否参与介导肝脏甘油三酯过度积累等问题仍需进一步深入研究。

该研究工作得到营养与健康所研究员陈雁和应浩、香港中文大学教授吕爱兰、东莞理工大学教授马丹军的帮助。同时得到国家重点研发计划、中科院干细胞先导、国家自然科学基金委等的共同资助以及营养与健康所公共技术平台的支持。丁秋蓉为通讯作者，博士后赵永旭、博士研究生冯庄慧和研究助理张永贤为共同第一作者。

图注：研究发现SLC16A11编码区的2型糖尿病易感突变会产生功能获得性突变蛋白，导致肝脏Lipin1蛋白表达上调，脂滴不正常积累增多，进而导致2型糖尿病的发生。

国内首次报道：2例APPL1基因突变导致的糖尿病——MODY14

程愈 谷伟军 吕朝晖 巴建明 窦京涛 母义明

中国人民解放军总医院第一医学中心内分泌科

青少年发病的成年型糖尿病（MODY）是最常见的单基因糖尿病，呈常染色体显性遗传。MODY在糖尿病人群中约占1%~5%，在儿童糖尿病中约占1%~6%。MODY多在25岁之前起病，不伴有胰岛细胞自身免疫损伤或胰岛素抵抗，主要由于基因突变导致胰岛β细胞功能缺陷而引发糖尿病。因MODY不具备典型的临床特征，约80%患者可能被误诊为1型糖尿病（T1DM）或2型糖尿病（T2DM）。明确MODY诊断对指导进一步治疗、判断患者预后和遗传咨询有重要意义。

迄今至少发现14个基因突变与之相关，包括6个主要基因——HNF-4α、GCK、HNF-1α、IPF-1、HNF-1β、NEUROD-1，分别对应MODY1~6，以及后续发现的8个基因——KLF11、CEL、PAX4、INS、BLK、ABCC8、KCNJ11、APPL1[1]。其中，MODY14由Patinut等于2015年首次报道，由衔接因子蛋白含PH域蛋白1（APPL1）突变引起[2]。目前为止，国际报道2个家系，国内尚无报道。近期我科收治2例MODY14病例，汇报如下，以期提高临床医师对该病的认识。

病例1

先证者，女性，19岁，主因“口干、多饮、多尿3年”于2020年1月8日入院。患者2017年3月无明显诱因出现口干、多饮、多尿，指尖血糖20.9 mmol/L，外院查尿酮体阳性，抗胰岛细胞抗体0.21/ml（阴性1.0），空腹C肽512.6 pmol/L（270~1282 pmol/L），糖化血红蛋白（HbA1c）12.2%，诊断“T2DM 糖尿病酮症”，予以补液纠酮、胰岛素降糖治疗（具体不详），后调整方案为盐酸二甲双胍片0.5 g 3/日，瑞格列奈片1 mg 3/日口服，甘精胰岛素26iu 1/睡前皮下注射，空腹血糖（FPG）控制在6 mmol/L左右，餐后血糖（PPG）控制在6~10 mmol/L。

出院后未规律监测血糖，未行饮食及运动控制。2018年3月自行调整为中药（具体成分不详）联合盐酸二甲双胍片0.5 g 3/日，偶测FPG 20 mmol/L，餐后2小时血糖（PPG2h）28 mmol/L，为进一步诊治收入我科。发病以来体重无明显变化。既往体健，月经规律，痛经（-）。

家族史

见图1。姥姥、母亲及2个舅舅目前均应用胰岛素降糖治疗。

图1. 病例1家系图

入院查体

身高172 cm，体重82 kg，体重指数（BMI）27.7 kg/m2。腰围98 cm，臀围104 cm。血压114/73 mm Hg。心肺腹查体未见异常。

入院诊断

糖尿病（2型可能性大，特殊类型不除外）

入院后辅助检查

尿酮体阴性，HbA1c13.1%，肝肾功能未见异常，血清尿酸239.9 μmol/L，总胆固醇4.99 mmol/L，甘油三酯1.30 mmol/L，高密度脂蛋白胆固醇1.29 mmol/L，低密度脂蛋白胆固醇3.51 mmol/L。馒头餐试验结果见表1。抗谷氨酸脱羧酶抗体（GAD）2），锌转运体-8自身抗体（ZnT8）阴性。甲功七项、性腺六项、血便常规、血沉、凝血四项等未见明显异常。腹部超声提示脂肪肝。甲状腺超声提示甲状腺多发结节。眼底检查、颈动脉血管超声、超声心动图、尿微量白蛋白/肌酐（UACR）未见明显异常。

表1. 病例1 100 g馒头餐试验结果

入院后治疗经过

予以糖尿病饮食，入院时随机指血糖26.7 mmol/L，予以胰岛素泵联合盐酸二甲双胍片0.5 g 3/日，FPG控制在7 mmol/L左右，PPG控制在10 mmol/L左右。遂调整为德谷门冬双胰岛素24iu 1/午餐前皮下注射，联合西格列汀二甲双胍片900 mg 2/日降糖治疗，FPG控制在7 mmol/L左右，PPG控制在8~10 mmol/L。

随访

出院后仍维持该治疗方案，未监测血糖。

基因检测结果

受检者携带APPL1基因一个杂合变异（图2），即APPL1 3p14.3 NM_012096.2 Exon17 c.1604A>G p.(His535Arg)。该变异为错义突变（预计会使所编码蛋白质第535位氨基酸His变为Arg）。HGMD数据库未见相关文献报道；ESP6500siv2_ALL、千人基因组（1000g2015aug_ALL）数据库均未见收录，dbSNP147数据库有收录（rs759085855）；生物信息学软件预测其有致病的可能。患者其他家族成员均拒绝行基因检测。

图2. 病例1基因测序结果

病例2

先证者，女性，34岁，主因“发现血糖升高6年，控制不佳1个月”于2018-05-24入院。患者于2012年体检时发现血糖升高，FPG 6.0 mmol/L，PPG2h 18.0 mmol/L，无明显口干、多饮、多尿、体重下降等症状，于当地医院就诊，尿常规示尿糖阳性，尿酮体阴性，诊断“T1DM？”，予以三餐前皮下注射速效胰岛素（具体不详），血糖波动大，频繁于午餐、晚餐前、睡前出现低血糖。出院后自行停用胰岛素，严格遵循“生酮饮食”，联合盐酸二甲双胍片0.5 g 3/日降糖治疗，监测血糖控制可，未出现低血糖，但尿常规间断出现酮体。

2018年4月无明显诱因出现周身乏力、头晕，当地医院测尿酮体阳性，为系统诊治来我院门诊，查HbA1c6.7%，复查尿酮体仍阳性，建议停生酮饮食，并收入我科。近1年体重下降约3 kg。既往12岁时患“病毒性心肌炎”；右侧耳鸣3年，不伴有听力下降；过敏性哮喘8年，对鸡蛋、牛奶等食物过敏，否认药物过敏史。月经周期规律，痛经（-）。

家族史

父亲患有糖尿病。余家族成员信息无法提供。

入院查体

身高157 cm，体重47 kg，BMI 19.1 kg/m2。血压125/86 mm Hg。心肺腹查体未见异常。

入院诊断

糖尿病 特殊类型糖尿病？

入院后辅助检查

尿酮体阴性，肝肾功能未见异常，血清尿酸263.6 μmol/L。完善馒头餐试验见表2。GAD、IAA以及胰岛细胞抗体测定均为阴性。甲功五项、性腺六项、血便常规、血沉、凝血四项等未见明显异常。甲状腺超声提示甲状腺弥漫性病变。UACR未见明显异常。

表2. 病例2 100 g馒头餐试验结果

入院后治疗经过

予以糖尿病饮食，三餐前门冬胰岛素 睡前地特胰岛素，联合磷酸西格列汀片100 mg口服1/日，监测FPG波动在5~7 mmol/L，PPG2h波动在12~17 mmol/L。停午餐前门冬胰岛素，试用磺脲类药物格列喹酮片60 mg 1/午，早餐及晚餐前继续门冬胰岛素治疗，血糖监测提示早餐及晚餐PPG2h 7~10 mmol/L，午餐PPG2h明显升高（12~16 mmol/L），提示对磺脲类降糖药效果差。遂停午餐前格列喹酮，加用达格列净片5 mg 1/日，并调整三餐前门冬胰岛素剂量，监测FPG 5~6 mmol/L，PPG2h 6~7 mmol/L，尿酮体阴性。

随访

无法联系到本人或家属。

基因检测结果

筛查出APPL1基因变异，变异位点为c.710G>A p.(Arg237His)。该变异为错义突变（预计会使所编码蛋白质第237位氨基酸His变为Arg）。该变异在gnomAD数据库东亚人群中频率为0，在ExAC数据库东亚人群中频率为0，在千人项目中国人群中频率、本地数据库频率未收录。M-CAP软件预测该变异对基因或基因产物有害，根据Uniprot数据库记录，该变异位于APPL1蛋白与RAB5A蛋白结合的关键区域，该区域在ClinVar数据库中无良性变异记录，由于研究较少，判定该变异的致病性为临床意义未明。无法联系家族其他成员行基因检测。

讨论

2015年Patinut等首次报道了MODY14的致病基因——APPL1突变[2]。该研究纳入60个糖尿病家族，纳入条件包括：①至少3代糖尿病患者，呈显性遗传；②先证者以及至少1位直系亲属糖尿病发病年龄A p.(ASP94Asn)。通过对PubMed、Embase、中国知识仓库以及中国生物医学文献数据库的搜索，发现后续国内外均再无MODY14个案或家系报道。本文为国内首次报道MODY14个案，有助于增加对该病的认识，完善我国MODY流行现状。

APPL1作为细胞内转接蛋白，可以和多种蛋白相互作用，其中包括胰岛素信号通路的关键蛋白AKT。胰岛素刺激下，APPL1与蛋白激酶B内源性抑制剂TRIB3竞争性地结合AKT，使AKT转移至胞膜，从而被磷酸化并激活下游信号通路[3]。无论是在鼠还是人体中，APPL1在胰岛β细胞中表达均明显高于胰岛素靶组织如脂肪、肌肉、肝脏。

APPL1基因敲除小鼠胰岛素合成减少，第一时相胰岛素分泌明显下降，而该效应与AKT磷酸化水平下降相关[4]。将APPL1基因敲除小鼠行胰岛分离，离体胰岛在葡萄糖刺激下胰岛素分泌功能明显下降[5]。在人体胰岛中，APPL1的表达水平与葡萄糖刺激下胰岛素分泌水平密切相关。综上，APPL1在维持胰岛功能方面具有重要作用。APPL1包含多个功能结构域，包括羧基端磷酸酪氨酸结合（PTB）结构域、PH结构域以及氨基端BAR结构域[6]。对PTB结构域的研究目前较为成熟，APPL1与AKT的结合正是通过PTB结构域[7]。病例1患者突变位点p.(His535Arg)恰位于PTB结构域（aa 499-625），该错位突变可能导致PTB结构域无法与AKT结合，从而影响胰岛细胞功能。

病例2突变位点位于BAR结构域，该结构域的改变会影响APPL1蛋白二聚体的形成，以及APPL1蛋白与细胞膜的结合，从而影响蛋白功能[8,9]。Patinut等报道的家系二，突变位点c.280G>A p.(ASP94Asn)正是位于BAR结构域。因此，我们认为这2个突变位点均为致病位点。但由于MODY-14研究甚少，若想进一步明确该突变位点与糖尿病之间的关系，需提供家庭其他成员的基因检测结果，或从细胞水平证实该突变对胰岛细胞功能的影响。

MODY患者胰岛素分泌缺陷的程度常介于T1DM与T2DM之间，临床表现多同时具有两者的某些特点，故容易误诊为T1DM早期或早发T2DM。病例2体型偏瘦，应用胰岛素治疗血糖波动大，胰岛功能较差，首诊分型倾向于T1DM。病例1超重接近肥胖，具有糖尿病家族史，空腹C肽提示存在部分胰岛功能，首诊分型为“T2DM”。既往认为MODY具备以下特征[10]：

1

累及3代或以上家族成员，呈常染色体显性遗传；

2

家族中一般有2个以上患者在25岁以前发病；

3

胰岛β细胞特异性抗体阴性，往往不合并肥胖或超重；

4

病程进展缓慢，在青年期可以无症状或仅表现为糖耐量受损；

5

一般无酮症酸中毒，通常在发病5年内不依赖胰岛素治疗。

但近些年报道的部分MODY患者，并不完全符合上述特点。本文报道的两例患者中，病例1起病初即应用胰岛素治疗，停用胰岛素血糖控制极差，且家族中仅其1人于25岁前发病；而病例2则无法提供3代以上家族史。这两例病例为MODY识别带来一定新启示：

1

MODY通常不合并超重、肥胖，部分类型MODY患者胰岛功能进行性衰退，加上起病年龄较轻，易误诊为T1DM。当糖尿病患者青年起病，胰岛β细胞特异性抗体阴性，具有糖尿病家族史，且胰岛β细胞非完全破坏，尚存部分功能时（C肽≥0.60 ng/ml或0.2 nmol/L[11]），需高度怀疑MODY。

2

随着经济水平提高、营养状况改善以及不良饮食习惯和生活方式的影响，有研究报道部分MODY患者同样存在超重或肥胖。故早发糖尿病患者合并超重、肥胖，且存在糖尿病家族史时，不能武断诊断为T2DM，需详细询问其家族史，尤其当满足3代糖尿病家族史，且临床特点及胰岛功能与典型T2DM不符时，应高度怀疑MODY。

3

随着对MODY认识的加深、基因检测技术的发展，越来越多的MODY患者被识别。部分MODY突变类型可以在发病5年内甚至2年内即需要起始胰岛素治疗[12-14]。

MODY分型对于指导治疗至关重要。MODY2是由于GCK失活杂合突变导致酶活性下降所致，常常仅表现为轻度空腹高血糖或葡萄糖耐量受损，大部分患者通过饮食控制即可使血糖达标，少部分患者需应用口服降糖药。MODY1和MODY3对磺脲类药物敏感。MODY5磺脲类药物效果差，需胰岛素治疗。其余类型的MODY由于病例数少，目前尚未形成诊疗规范，通常依照糖尿病治疗的一般原则选择饮食、口服降糖药或胰岛素治疗。结合本文两例MODY14患者以及Patinut等报道的两个MODY14家系，发现MODY14以胰岛功能缺陷为主要特点，大部分患者以胰岛素补充治疗为主。但Patinut等报道的家系中确有部分家庭成员通过饮食控制或口服降糖药即可使血糖控制达标，可能与病程、体重、生活方式等相关。

值得注意的是，病例2对磺脲类药物无效，应用钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂（SGLT2i）能够减少胰岛素用量，减小血糖波动。SGLT2i是一种新型口服降糖药，通过抑制近端肾小管钠-葡萄糖重吸收，促进尿糖排泄，从而降低血糖浓度[15]。文献报道T1DM患者应用常规剂量SGLT2i发生酮症酸中毒的风险增加，但若应用小剂量SGLT2i，在有效降低血糖、减少血糖波动的基础上，发生酮症酸中毒的概率与安慰剂组无显著差别[16,17]。因此，在胰岛功能较差、需要起始胰岛素治疗的MODY14或其他类型MODY患者中，可尝试胰岛素联合小剂量SGLT2i，但需定期监测尿常规，警惕酮症酸中毒的发生。

综上，本文为国内首次报道2例APPL1基因突变导致的糖尿病，且突变位点国外尚无报道，该病例的诊治为MODY的识别、治疗带来一定启示。但目前MODY14诊治较少，经验有限，对其发病、诊断及治疗等方面还需进一步积累经验及提高认识。

参考文献

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17. Rosenstock J, et al. Diabetes Care. 2018; 41(12): 2560-2569.

专家简介

程愈

解放军总医院第一医学中心

医学博士，解放军总医院第一医学中心内分泌科副主任医师，北京医学会糖尿病学分会青年委员会委员，北京内分泌代谢病学会甲状腺专业委员会常务委员。主持国家自然科学基金1项，主要研究方向为2型糖尿病及并发症的发病机制和细胞治疗。以第一作者在国内外杂志发表10余篇论著。

降糖太猛，七旬老人突变“暴躁狂”

楚天都市报5月20日讯（记者陈媛 通讯员周珊）半夜醒来突然大喊大叫还打人，过后又全然不记得，以为是脑神经出了问题，经排查才知原是低血糖引发的不典型症状。医生表示，老年人降糖因人而异，一味追求低值是误区。

75岁的张爹爹有糖尿病史十余年，嫌看病就医麻烦，近七年来他自行在家注射胰岛素治疗，偶尔监测血糖稍高于正常值，便加服降糖药，吃药逐渐从1种增加至4种。一周前凌晨，睡醒后的张老突然一反常态大喊大叫，家人前去安抚，还被其恶语谩骂直至拳打脚踢攻击，折腾了近半个小时后，张老才逐渐安静，眼见屋里一片狼藉，他却对刚才发生的一切全然不知。“莫不是脑神经出了问题？”吓坏的家人赶紧陪同张老来到附近的长江航运总医院看病。

经完善检查，排除了神经系统器质性及功能性疾病后，发现老人的葡萄糖测定值仅1.71毫摩尔每升（正常值为3.9—6.1毫摩尔每升），还合并有糖尿病肾病及糖尿病性的周围神经病变。医院肾病内分泌科会诊专家郭爱莉主任诊断患者的精神行为异常为低血糖引发的不典型症状。

一般情况下，血糖偏低人体会感觉头晕、心慌、乏力、出冷汗等不适，严重的甚至会昏迷，这些都是低血糖的典型表现，郭爱莉称，但像张老这样血糖低于正常值下限50%时，出现的大声叫喊、攻击性行为等精神异常症状则是属于低血糖导致大脑供氧不足而产生的不典型症状，在临床上相对较少，多发生在老年人群，很容易与神经疾病混淆。

好在老人就医及时，通过葡萄糖补充治疗，他的血糖值即刻恢复至正常，精神状况明显好转。目前，经一周血糖控制综合治疗后，老人的各项指标已恢复正常，不久即可出院。为避免类似事件再次发生，郭爱莉团队还为他制定了新的降糖方案。

老年人降糖应因人而异，一味追求低值不可取，郭爱莉表示，随着年龄的增长，身体器官对低血糖的耐受性也会显著下降，尤其是本身就合并有多种心脑血管等基础疾病的老年人群，一次严重低血糖对身体造成的连带伤害足以对人体健康造成毁灭性的打击。因此，她特别指出，血糖控制一定要个体化。血糖值依据年龄段和健康状况的不同可适当放宽控制标准，例如正常健康状况下的75岁老人，糖化血红蛋白值应控制在6.5%以下，但如果是合并有高血压等心脑血管疾病的同岁老人，则可控制在7.5%以下较适宜。另外，她强调，像患者一样有长期糖尿病史的人群，一定要坚持每半年去正规医院专科进行血糖筛查及监测，并遵医嘱调整用药，切勿自医自病延误病情。