中国单基因糖尿病的研究现状和意义

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• 由单一基因缺陷所引起,是病因最明确的 糖尿病 • 发病率低 • 临床诊疗困难、复杂,确诊率低
单基因糖尿病研究的意义

丰富了糖尿病发病机制上的认识
延展了胰岛β细胞功能缺陷及胰岛素抵抗发生的上游机制的认识 促进分型的发展
指导个体化治疗 73rd Scientific Sessions (2013) 班廷科学成就奖
Maassen JA et.al. Mitochondrial diabetes: molecular mechanisms and clinical presentation. Diabetes. 2004 Feb;53 Suppl 1:S103-9.
中国线粒体糖尿病研究现状

唯一得到公认的致病点突变:tRNA Leu(UUR 3243A→G
常染色体显性遗传模式
• 主要的孟德尔遗传方式之一 • 致病基因位于常染色体上,且由单个等位基因突变即可起病
等位基因
基因型
表型
a 代表致病等位基因 A代表正常等位基因
AA 正常纯合体 正常个体 Aa 杂合体 aa 致病纯合体 患者 患者
典型常染色体遗传系谱特点
• 患者双亲中通常有一个是患者,且大多为杂合体 • 患者同胞中约有1/2的个体患病,且男女发病机会均等 • 患者的每个子女都有1/2的发病风险,且系谱中可以看到疾病的 连续遗传显现 • 双亲无病时,子女一般不患病
MODY亚型
MODY1 MODY2 MODY3 MODY4 MODY5 MODY6
责任基因
HNF-4 A GCK HNF-1A IPF-1 HNF-1 B NeuroD1
American Diabetes Association. Diabetes Care, 2013, 36(supplement 1): S67-S74. Raeder H, et al. Nat Genet, 2006, 38(1):54-62.
■ 基因筛查
• •
Kir6.2基因(KCNJ11)、KATP通道磺脲受体1(SUR1)亚单位基因 (ABCC8)、胰岛素基因(INS)、GCK基因未发现突变 染色体6q24 母系甲基化缺失
■ 诊断:6q24 新生儿糖尿病 ■ 随诊
2岁1月,87cm,15kg,胰岛素用量 0.43U/kg 糖化血红蛋白 6.9%,空腹C肽 0.065 nmol/l
经和其它系统发育
新生儿糖尿病病例
■ 曾某,女,2010年12月出生 ■ 宫内发育迟缓,39周龄出生,出生低体重(2Kg)
■ 出生后第一天诊断为糖尿病(血糖15~19.2mmol/L,无酮症,
血清C肽低),用胰岛素控制血糖,曾在3月龄左右医院尝试 格列本脲治疗
■ 6月龄开始用胰岛素泵控制血糖
■ 父母非近亲结婚,无糖尿病家族史
该突变位点在我国多地区随机挑选的糖尿病人群中为 0.4-1.8%


还不能对导致的糖尿病慢性并发症得出相应的结论


缺乏线粒体糖尿病在单基因糖尿病中的构成比
缺乏治疗的循证医学证据
中华医学会糖尿病学分会, 线粒体基因突变糖尿病的现状及筛查与诊治的建议 中华医学杂志, 2005, 85:1951-1956.
中国的MODY研究现状
• MODY1-7基因并不是我国MODY的常见致病基因 • KCNJ11可能是中国人患病率最高的MODY基因
• MODYx:突变基因尚不明确的MODY
–欧美:约占MODY的15-20% –我国:占90%以上
困境
vs. 挑战
MODY家系遗传学筛查策略
MODY临床诊断
MODY1-6致病基因突变筛查
Ⅲ-3 NA
Ⅲ-4 NM FPG 6.3
Ⅲ-5 NM FPG 7.1
Ⅲ-6 NN FPG 5.2
Ⅲ-7 NN FPG 4.9
Ⅲ-8 NN FPG 4.3
Ⅲ-9 NN FPG 4.3
Ⅳ-1 NN FPG 4.2
Ⅳ-2 NM FPG 6.2
Ⅳ-3 NM FPG 6.5
Ⅳ-4 NN FPG 4.7
女性NGT 男性NGT
共同特点:严重胰岛抵抗
家系分析常用符号
MODY不同亚型的比较
特性 中国人群中 的突 变频率 HNF4A (MODY1) 0% GCK (MODY2) 4% HNF1B (MODY3) 5% IPF1 (MODY4) 0% HNF1B (MODY5) <1%
MODYx
未知
高血 糖症的发生
青少年 成人早期 进行性加重
幼儿期 ( 从出生 开始 ) 轻度,随年龄恶 化较少 少见
MODY
■ 葛某,女,30岁,已婚
■ 6年前体检发现空腹血糖7.0 mmol/l,控制饮食后血糖正常
■ 5年前妊娠期间行OGTT(FPG:7.2 mmol/l,2hPG:12.6
mmol/l) 使用胰岛素治疗血糖控制良好,40周足月分娩(女婴:体重
2.8kg、身长48.5 cm)
■ 产后10周复查OGTT(FPG 7.1 mmol/l,2hPG 9.5 mmol/l)
中国新生儿糖尿病研究现状
超过40例NDM临床报导,很少有基因诊断结果


中国首例KCNJ11基因突变导致的NDM

成功将注射胰岛素转换为磺脲类口服治疗

10例PNDM发现7例KCNJ11和ACBB8基因突变
于淼等. 中华糖尿病杂志, 2013, 5 (6): 338-342.
中国新生儿糖尿病研究现状
Insulin is not a cure for diabetes, it is a treatment. Genetics, also, is not a cure for diabetes, but can lead to better treatment.
Dr. Graeme Bell
单基因糖尿病
■ 现饮食控制,空腹血糖在6~7 mmol/l,糖化血红蛋白6.5%-
8.4%
MODY
家族史
■ 母亲患糖尿病10余年,平时饮食控制,空腹血糖6.1~7.0
mmol/l,餐后7-8mmol/l,无糖尿病慢性并发症
■ 哥哥患糖尿病4年,行饮食治疗,空腹血糖6.1~7.5mmol/l,
餐后不详
■ 患者女儿(3岁)和侄女(哥哥的女儿,8岁)空腹血浆血
GLUT2、PTF1A、GLIS3、EIF2AK3等
■ 暂时性新生儿糖尿病(TNDM) ■ 主要致病基因:6q24缺陷
■ 永久性新生儿糖尿病(PNDM) ■ 主要致病基因: KCNJ11和ACBB8基因
■ 多以酮症起病、伴空腹C肽及胰岛素水平下降 ■ 常常伴有神经系统和其它系统的发育障碍 ■ 改用磺脲类药物治疗的成功率高,且磺脲类可能有益于患儿神
细胞功能遗传缺陷 青少年发病的成年型糖尿病(MODY) 新生儿糖尿病 线粒体糖尿病 胰岛素作用遗传缺陷(严重胰岛素抵抗综合征) 其他单基因糖尿病(对于临床上无法确诊为1型糖尿病或2
型糖尿病,临床医生考虑为特殊类型糖尿病的)
MODY分型
目前有至少有6个公认的MODY责任基因
线粒体基因突变糖尿病 (线粒体 t RNALeu (UUR )3243A→G突变)

母系遗传:


神经性耳聋
非肥胖体型


发病早:大多数患者发病年龄小于45岁
胰岛β细胞分泌功能呈进行性衰退
其他合并症:神经、眼、肾、心肌、骨骼肌综合征
中华医学会糖尿病学分会, 线粒体基因突变糖尿病的现状及筛查与诊治的建议 中华医学杂志, 2005, 85:1951-1956.
中国单基因糖尿病的研究现状 和意义
2014年9月26日 烟台 翁建平 内分泌与代谢病学科 中山大学附属第三医院 中山大学糖尿病研究所 广东省糖尿病防治重点实验室 广东省糖尿病防治研究 中心
问题一
您是否接诊过单基因糖尿病患者?(包括: 由您诊断的+已被诊断在您医院随访的): A:接诊过; B:未接诊过;
糖大于6.0 mmol/l
家系图
Ⅰ-1 NA Ⅰ-2 NA
常染
Ⅱ-1 NN FPG 4.6 Ⅱ-2 NA Ⅱ-3 NM FPG 8.1 Ⅱ-4 NN FPG 5.2 Ⅱ-5 NN FPG 4.5 Ⅱ-6 NN FPG 4.8
色体
显性 遗传 模式
Proband
Ⅲ-1 NA
Ⅲ-2 NN FPG 5.0
2. 出生时低体重(低于正常范围1/3百分数);
3. 其它表现:发育迟缓与神经系统异常,如运动、语言及认 知发育迟缓,肌无力,严重者有癫痫发作和明细运动、语 言及认知发育障碍;胰腺和胆囊发育不良及小肠闭锁,先 天性多发关节弯曲、神经性膀胱。
第一点为必备条件
新生儿糖尿病
■ 致病基因: KCNJ11、ACBB8、 INS、GCK、IPF1、FOXP3、
未检ห้องสมุดไป่ตู้突变
MODYx 对家族和临床 病史重新评估 连锁分析 候选基因 筛查策略
检出突变
MODY分型 对家族成员 作遗传分析 因致确 病定 基新
突变基因携带者 治疗或随访
未检出 突变
检出突变
新生儿糖尿病临床诊断
1. 产后6个月内出现的高血糖(全血葡萄糖>6.94mmol/l,或 血浆葡萄糖>8.33mmol/l),至少持续2周,需要胰岛素治 疗;排除感染等应激、持续输入葡萄糖、脂肪乳、激素等 药物导致的高血糖;
国外估计发病率:1/400000-1/300000新生儿


我国目前报道的病例数少,只是冰山之角

缺乏DNM患病率、发病率数据
基因诊断、对NDM患儿的长期随访、预后观察

线粒体基因突变糖尿病 (线粒体 t RNALeu (UUR )3243A→G突变)

母系遗传 ♦不符合孟德尔遗传规律 ♦遗传特点:母亲将疾病传给儿子和女儿,但只有女儿能将疾 病传递给下一代(即疾病由女性患者传递下一代,男性患者 后代不患病)(父源线粒体不进入受精卵)
青少年 成人早 期 进行性加重
成人早期
和HNF1 B相似
不确定
高血糖症的严重 程度 微血管并发症
病理生理学
数据有限
可变得严重
变化无常
常见 B细胞功能障碍
常见 B细胞功能障碍
资料有限
常见
变化无常 B细胞 功 能障碍
B 细胞功能障 碍, 葡萄糖感应 性失调
出生体重减轻
B 细胞功能障 碍
纯合突变引 起的胰腺发 育不全
MODY临床诊断
常染色体显性遗传 发病早 非胰岛素依赖 其他:肾发育不全、多囊肾、肾小球囊肿病及肾单位 减少伴肾小球代偿性增大症;家族中糖尿病表现为空 腹血糖升高;妊娠糖尿病患者表现为持续空腹高血糖、 OGTT时餐后血糖轻度升高(升高幅度小于3mmol/l)
具备前三项即可明确MODY的临床诊断
女性糖尿病者
女性IFG者
男性糖尿病者
男性IFG者
葡萄糖激酶基因(GCK)突变所致单基因糖尿病MODY2
339Glu
339Lys
野生型
突变型:E339K
(MODY2)
临床诊断
基因诊断
治疗和遗传咨询
基因突变的 功能学研究
(GK E339K突变)
酶动力学↓ 酶热稳定性↓
Weng JP et al, Human Genetics, 2010
严重胰岛素抵抗综合征
胰岛素作用遗传缺陷

■ ■ ■
矮妖精貌样综合症 Rabson-Mendenhall综合征 A型胰岛素抵抗综合症 脂肪萎缩性糖尿病
Primary insulin signaling defects 致病基因:胰岛素受体(INSR)基因
Secondary to adipose tissue abnormalities 致病基因:LMNA、PPARG、AGPAT2等
B 细胞功能障 碍和胰岛素抵 抗
肾囊肿 肾衰竭
非糖尿病性相关 特征
低血浆甘油三 脂
低肾糖阈
•Kahn CR et. Al. Joslin 糖尿病学(第14版)478-479。 •严晋华等。中国早发2型糖尿病家系MODY1-5基因测定。中山大学学报,2009,30(4):437-441。 •Ng MC et.al. Familial early-onset type 2 diabetes in Chinese patients: obesity and genetics have more significant roles than sutoimmunity. Diabetes Care, 20014,24(4): 663-671.
问题二
遇到疑似单基因糖尿病的病例,您会怎样处 理? A:本院可以进行基因诊断; B:将血样寄往外院进行基因诊断; C:告知患者转院; D:无特别处理;
问题三
您认为搭建单基因糖尿病家系登记平台是否 有意义? A:有意义,可以了解中国单基因糖尿病 人群的情况; B: 意义不大,毕竟发病率极低;
单基因糖尿病特点
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