龔紫林 李志輝

遺傳性腎小管疾病是指與遺傳因素相關，以腎小管重吸收、分泌和排泄功能障礙為特征的腎臟疾病。腎小管重吸收原尿中多種營養(yǎng)物質，維持機體內環(huán)境穩(wěn)定，參與尿的濃縮和稀釋。腎小管功能受損可造成多種代謝紊亂，包括水、電解質、礦物質或有機物的代謝紊亂等，其中，磷代謝紊亂可致生長發(fā)育遲緩、骨骼鈣化畸形、腎功能損害等嚴重并發(fā)癥。本文對幾種臨床常見的引起低磷血癥的遺傳性腎小管疾病的發(fā)生機制及治療展開綜述。

1 磷在體內的代謝與調節(jié)

1.1 磷的代謝 磷在體內參與諸多重要生理活動，如骨的形成，參與組成ATP及體內代謝相關的各種酶，是細胞膜磷脂和核苷酸不可或缺的組成成分。磷酸鹽是機體內重要的緩沖系統(tǒng)，可維持內環(huán)境酸堿平衡穩(wěn)定，并調節(jié)成骨細胞的分化。小腸上皮細胞及腎小管近端上皮細胞在磷的吸收、再吸收、排泄等過程中均發(fā)揮重要作用。鈉磷協(xié)同轉運體(NaPi)是參與小腸上皮細胞和腎小管近端上皮細胞磷酸鹽吸收與重吸收最重要的磷離子轉運體[1]。分布在腎小管頂端膜的NaPi-Ⅱa和NaPi-Ⅱc轉運體分別由SLC34A1和SLC34A3基因編碼；SLC34A2基因編碼的NaPi-Ⅱb轉運體主要分布于十二指腸和空腸刷狀緣[2-4]。NaPi在體內的表達受到多種因素調節(jié)，在低血磷的發(fā)生中起重要作用[5]。

1.2 磷的調節(jié) 磷在機體內受到多種激素及體液因子的調節(jié)[5]，1,25-(OH)2D3可增加NaPi-Ⅱb轉運體的活性，使腸上皮細胞對磷的吸收增加，并促進腎小管上皮細胞重吸收磷，使血磷水平升高[6,7]。甲狀旁腺素(PTH)通過抑制NaPi-Ⅱa和NaPi-Ⅱc活性減少腎小管對磷的重吸收，促進尿磷的排泄，使血磷水平降低[8,9]。1,25-(OH)2D3水平降低或PTH水平升高均可導致血磷水平降低。

隨著研究的進展，成纖維細胞生長因子23(FGF23)在血磷調節(jié)過程中的重要性逐漸被認識到。FGF23是成纖維細胞生長因子家族中分子最大的一類蛋白，含251個氨基酸，由骨細胞產(chǎn)生，其基因位于染色體12p13區(qū)，F(xiàn)GF23表達增強時，機體血磷水平降低[9-11]。研究表明，F(xiàn)GF23導致血磷水平降低主要通過以下機制：FGF23作用于腎近端小管頂端膜的NaPi-Ⅱa、NaPi-Ⅱc轉運體與小腸上皮細胞刷狀緣的NaPi-Ⅱb轉運體，抑制磷的重吸收，促進尿磷酸鹽的排泄，減少腸道上皮細胞對磷的吸收[7]。FGF23通過抑制25-羥基維生素D3-1α-羥化酶(Cyp27B1)，并上調25-羥維生素D-24羥化酶(Cyp24a1)的表達，使1,25(OH)2D3的生成減少、降解增多[12-14]。FGF23還作用于甲狀旁腺，抑制PTH的合成，而PTH可以調節(jié)Napi表達從而調節(jié)腎臟重吸收磷[15,16]。

2 遺傳性腎小管疾病相關磷代謝紊亂

2.1 低磷性佝僂病 低磷性佝僂病(HR)是由于多種原因引起腎小管對磷的重吸收功能障礙，導致血磷水平降低、骨骼鈣化障礙的一組腎失磷性代謝性骨病，兒童時期常見，主要的臨床表現(xiàn)為低磷血癥、身材矮小、牙釉質發(fā)育不良、骨質疏松、雙下肢骨骼畸形、骨或關節(jié)疼痛。HR的發(fā)生多與遺傳相關，包括X連鎖低磷性佝僂病(XLHR)、常染色體顯性低磷性佝僂病(ADHR)、常染色體隱性低磷性佝僂病(ARHR1和ARHR2)、遺傳性低磷性佝僂病伴高鈣尿癥(HHRH)等類型[2,7,9,17]。

2.1.1 XLHR 是最常見的低磷性佝僂病，約80%的HR患兒為此型，發(fā)病率約為1/20 000[1,2]。XLHR患者可表現(xiàn)為身材矮小、O型腿，實驗室檢查表現(xiàn)為低血磷、FGF23水平增高、1,25(OH)2D3水平正常或降低。XLHR由PHEX基因突變所致[10,18]，PHEX基因位于染色體Xp22.11，包含22個外顯子編碼區(qū)，大小220 kp[19]，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)包括無義突變、剪切位點突變、錯義突變、不同位點的插入和缺失等多種不同的PHEX基因突變。PHEX突變后，對下游FGF23分子的抑制表達作用減弱，F(xiàn)GF23活性增強，從而導致低血磷[20，21]。

2.1.2 ADHR 是因FGF23基因點突變所導致的罕見性常染色體顯性遺傳性疾病[2,9]，ADHR的臨床表現(xiàn)各異，兒童期、青少年期或成年后均可發(fā)病[22]。研究證實，突變一般發(fā)生在位于FGF23蛋白分子176或179位點的精氨酸上，精氨酸被色氨酸或谷氨酰胺所替代，使FGF23難以被蛋白水解酶裂解，F(xiàn)GF23活性時間延長[2,23]，抑制腸上皮細胞及腎近端小管上皮細胞對磷的重吸收。

2.1.3 ARHR 包括2種類型。DMP1基因純合突變可致ARHRI[24]。DMP1是一種骨基質酸性蛋白，是骨組織非膠原蛋白的重要構成部分，在成骨細胞和骨細胞中高度表達，調節(jié)骨的形成[25]。ARHR1的臨床表現(xiàn)與XLHR相似，可表現(xiàn)為佝僂病體征，實驗室檢查可見FGF23水平增高、低血磷癥、1,25(OH)2D3水平正?；蚪档?。DMP1基因位于染色體4q21，該基因的突變可使FGF23表達上調[2,24]，但DMP1基因引起FGF23表達增強的機制尚未完全明確。ARHR2是由ENPP1基因突變所引起[26]，ENPP1基因定位于人6號染色體，共包含25個外顯子。ENPP1是一種跨膜糖蛋白，可以促進無機焦鹽磷酸鹽的生成，抑制骨骼成型，2010年Litan等首次報道了ENPP1基因突變相關的ARHR[27]。過去認為ENPP1基因突變可以導致嬰兒期泛發(fā)性動脈硬化(GACI)，但對ENPP1突變所致ARHR患者的研究表明，這些患者在嬰兒期并未發(fā)生動脈硬化，這可能與其存在低磷血癥相關[2,28]。

2.1.4 HHRH 是一種常染色體隱性遺傳疾病，主要由SLC34A3基因突變所引起，導致其編碼的腎近端小管上皮細胞刷狀緣的NaPiⅡc轉運體功能障礙，抑制腎對磷的重吸收[6,29]。HHRH的主要臨床表現(xiàn)包括佝僂病、低磷血癥和高鈣尿癥。HHRH患者的血清FGF23水平并不增高[2]，體內Cyp27B1與Cyp24a1活性正常，因此，與XLHR比較，HHRH患者血清1,25(OH)2D3水平明顯增高，1,25(OH)2D3促進小腸對鈣的吸收，使腎小球濾過鈣增多，進而形成高鈣尿癥。

2.1.5 治療 HR的治療多為補充活性維生素D及磷酸鹽，患兒骨骼發(fā)育畸形與生長遲緩的癥狀可部分緩解，但疾病未得到根本的治療，且過量維生素D易導致腎結石、腎鈣化、腎功能受損等嚴重并發(fā)癥，而口服磷酸鹽也存在增加患兒發(fā)生胃腸道功能障礙的風險。因此，F(xiàn)GF23作為調節(jié)血磷水平的關鍵因子，得到了廣泛關注。有研究證實單克隆抗體藥物Burosumab(FGF23抗體)對HR具有一定療效。Insogna等[30]曾對133例HR患者進行過一項RCT，治療24周后，Burosumab治療組(n=68)和安慰劑組(n=66)患者平均血清磷酸鹽濃度高于正常值下限，分別為94.1%和7.6%，差異有統(tǒng)計學意義。此外，Burosumab還具有增加血清1,25(OH)2D3水平、改善腎臟功能的作用，可以顯著提高患者的生活質量，但是藥物的遠期效果仍需進一步研究，且該藥物多在成人患者中進行臨床試驗，關于兒童的用藥安全性仍需更多臨床試驗支持。

2.2 維生素D抵抗型佝僂病(VDDR) 是一種罕見的常染色體隱性疾病，臨床表現(xiàn)以肌張力低下、肌肉無力、生長發(fā)育障礙、低鈣血癥、低(正常)磷血癥、高PTH血癥為特征，血清1,25(OH)2D3可正常、升高或降低。影像檢查可見骨骼呈佝僂病改變。因發(fā)病機制不同，VDDR有2種不同的類型。

2.2.1 Ⅰ型VDDR(VDDR-Ⅰ) 是由于25-羥維生素D-1α羥化酶缺陷引起的骨骼礦化障性疾病，該型由CYP27B1基因突變所致[31]。CYP27B1 位于人類 12 號染色體(12q13.1-q13.3)，含有9個外顯子，研究發(fā)現(xiàn)CYP27B1的cDNA全長為4.8 kb，該基因編碼的蛋白質為25-羥維生素D-1α羥化酶[32]。目前已報道超過50種CYP27B1基因突變引起VDRR-Ⅰ，包括錯義突變、無義突變、缺失突變、剪接突變和重復等。

CYP27B1基因突變可致其編碼的Cyp27B1結構及功能異常[33,34]，活性維生素D生成減少，1,25(OH)2D3水平減低可抑制腸道對磷的吸收及腎小管重吸收鈣、磷，從而使血鈣、血磷水平低下，低鈣血癥可引起繼發(fā)性甲狀腺功能亢進，進一步加重血磷水平減低。

骨化三醇是治療VDRR-1的有效藥物。國外曾報道11例VDRR-1患兒(男6例，女5例)[32,33,35]，基因檢測證實均存在CYP27B1基因突變，發(fā)病年齡6個月至4歲，主要臨床表現(xiàn)為生長發(fā)育障礙、骨骼發(fā)育畸形、低鈣血癥等，給予口服骨化三醇治療后，11例患兒的癥狀均得到了不同程度的緩解。

2.2.2 Ⅱ型VDDR(VDDR-Ⅱ) 又稱遺傳性1,25-(OH)2D抵抗性佝僂病(HVDRR)。該病十分罕見，國內僅有幾例報道[36]，HVDRR主要由VDR基因突變所致[36]，目前已發(fā)現(xiàn)VDR存在多個基因突變位點，絕大部分位于VDR基因的配體結合區(qū)(LBD)和DNA結合結構域(DBD)[37,38]。LBD由123～427個氨基酸組成，LBD也可參與發(fā)生RXRα的二聚作用，此外，配體依賴的轉錄激活/抑制功能區(qū)AF-2位于LBD第416～424氨基酸殘基，在介導配體刺激的轉錄激活過程中發(fā)揮關鍵作用[39]。DBD結構高度保守，包含兩個由12～13個氨基酸組成的鋅指結構[40]，該區(qū)域在DNA的識別與結合過程中發(fā)揮重要作用，同時參與視黃素X受體α(RXRα)與VDR形成二聚體[41]。

HVDRR致低血磷的機制與其致病基因突變的位點相關，LBD可特異性識別1,25(OH)2D3,促進1,25(OH)2D3與VDR結合發(fā)揮重要生理作用[42]。因此，LBD發(fā)生基因突變時，1,25(OH)2D3無法與VDR結合，導致血鈣水平降低。1,25(OH)2D3與VDR形成受體-激素復合物后，需通過DBD區(qū)識別DNA上的VDR應答原件(VDREs)，與之結合后可參與調節(jié)基因表達與介導轉錄，DBD區(qū)的基因突變同樣抑制1,25(OH)2D3發(fā)揮其生理作用[43]，使血鈣水平降低，嚴重的低鈣血癥可引起繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進，進而導致血磷水平明顯減低。

骨化三醇對于大部分HVDDR患兒無效，口服或靜脈注射鈣劑可緩解其癥狀，給予鈣劑治療后多數(shù)患兒的低磷血癥可以緩解，這進一步證實HVDDR患兒表現(xiàn)為低磷血癥是由于繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進所致，但個別血磷水平極低的患兒，仍需補充磷酸鹽進行治療。

2.3 Dent病 Dent病是一種罕見的X連鎖隱性遺傳性腎小管疾病，約60%的患兒與CLCN5基因突變相關，15%的患兒因OCRL1基因突變所致，25%的患兒致病基因尚不明確[44,45]，主要臨床特征表現(xiàn)為低分子蛋白尿、高鈣尿癥、腎鈣質沉著癥、腎結石、近端腎小管功能障礙和腎功能衰竭，發(fā)病率暫不明確。

Dent病致低血磷的發(fā)生機制可能與CLCN5基因突變引起腎小管上皮細胞頂端膜吞飲功能受損相關[45]。PTH分泌進入機體后，可由腎小球濾過進入腎小管管腔，再由腎小管上皮細胞吞飲而代謝失活，CLCN5基因突變致其頂端膜吞飲功能損害，PTH積聚于管腔內，抑制腎近端上皮細胞膜NaPi-Ⅱa、NaPi-Ⅱc活性，減少腎近端小管對磷的重吸收，導致低血磷。PTH在腎小管管腔內的積聚可促進腎小管對鈣的重吸收，血鈣增高后，腎小球濾過鈣增加，鈣的排泄增加，同時，血鈣增高可負反饋抑制PTH的分泌，減少腎小管對鈣的重吸收，從而導致高鈣尿癥。

Dent病的治療以減輕癥狀、延緩腎臟損害為主要原則。在我國，Dent病患兒約有53.3%出現(xiàn)佝僂病，遠高于日本等國家[46,47]，嚴重影響患兒生長發(fā)育。Dent病引起低血磷的機制尚未完全明確，目前對于Dent病的治療多為對癥治療。臨床可應用噻嗪類藥物，促進遠端腎小管重吸收鈣，減少尿鈣排泄，但大劑量、長時間應用利尿劑須警惕尿鈣排泄減少、脫水、低鉀血癥等并發(fā)癥。應用噻嗪類利尿劑治療需謹慎，并注意定期監(jiān)測電解質水平。對合并低磷酸鹽血癥的患兒，可以適當給予口服磷酸鹽。

2.4 腎小管酸中毒 (RTA) RTA是由于近端腎小管對HCO3-重吸收障礙和(或)遠端腎小管排泌H+障礙所致的一組臨床綜合征。主要臨床表現(xiàn)為慢性高氯性酸中毒、反常性堿性尿、電解質紊亂、腎性骨病、腎結石、生長發(fā)育障礙等。RTA分原發(fā)性和繼發(fā)性，病因復雜，原發(fā)性RTA多發(fā)生于兒童。RTA按病理生理變化分4型：遠端型(Ⅰ型)、近端型(Ⅱ型)、混合型(Ⅲ型)和高鉀血癥型(Ⅳ型)，我國兒童以Ⅰ型RTA最常見，該型所致鈣、磷代謝紊亂最為顯著。Ⅰ型RTA有多種致病基因：編碼陰離子交換蛋白AE1的基因SLC4A1，突變引起常染色體顯性Ⅰ型RTA(1a型)；編碼ATP合成酶B1亞單位的ATP6V1B1基因，突變導致常染色體隱性Ⅰ型RTA伴耳聾(1b型)；常染色體隱性Ⅰ型RTA不伴耳聾(1c型)與腎臟特異性甜質子泵基因AT6VOA4(116 000 kD)突變相關[48，49]。

RTA所致低血磷的機制與機體慢性代謝性酸中毒密切相關[50]，在發(fā)生代謝性酸中毒時，血漿中H+水平升高，可以促進骨骼中的鈣、磷入血，并使尿鈣、磷的排泄增加，導致血鈣、磷水平降低，血鈣水平降低可以引起繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進，PTH分泌增多進一步加重了血磷水平的降低。

RTA目前以對癥治療為主[50]，包括口服碳酸氫鈉或復方枸櫞酸鉀溶液糾正機體代謝性酸中毒，低鉀血癥者可口服枸櫞酸鉀，而不宜口服氯化鉀；維生素D、鈣劑可有效治療腎性骨病，應從小劑量開始，緩慢增量，并定期監(jiān)測血藥濃度及血鈣、尿鈣濃度；噻嗪類利尿劑可減少尿鈣排泄，促進鈣重吸收，防止鈣在腎內的沉積，應用時需定期監(jiān)測電解質水平。

3 總結

遺傳性腎小管疾病種類繁多，表現(xiàn)各異，所致磷代謝紊亂可引起發(fā)育遲緩、骨骼發(fā)育畸形、腎鈣質沉著、腎結石和腎功能損害等嚴重并發(fā)癥，應當引起兒科醫(yī)生的重視。許多遺傳性腎小管疾病的致病基因及其導致低血磷的機制尚未完全明確，有待進一步研究。