原發(fā)性醛固酮增多癥遺傳學(xué)研究進展

謝利芳，歐陽金芝，母義明

解放軍總醫(yī)院，北京 1008531內(nèi)分泌科；2門診部干部診療科

原發(fā)性醛固酮增多癥遺傳學(xué)研究進展

謝利芳1，歐陽金芝2，母義明1

解放軍總醫(yī)院，北京 1008531內(nèi)分泌科；2門診部干部診療科

原發(fā)性醛固酮增多癥（primary aldosteronism，PA）是一種常見的、可治愈的繼發(fā)性高血壓的原因之一，主要由醛固酮瘤（aldosterone-producing adenoma，APA）或特發(fā)性醛固酮增多癥（idiopathic hyperaldosteronism，IHA）引起，只有小部分的PA是家族性醛固酮增多癥（familial hyperaldosteronism，F(xiàn)H）?；蚪M學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得人們逐步闡明了與APA、IHA和FH發(fā)生有關(guān)的部分異?；?。本文主要描述了與PA有關(guān)的異?；?，以期為PA分型診斷和繼發(fā)性高血壓的治療提供新的方向。

原發(fā)性醛固酮增多癥；醛固酮瘤；鉀離子通道；體細(xì)胞突變

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2015-04-03 09:23 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20150403.0923.001.html

原發(fā)性醛固酮增多癥（primary aldosteronism，PA）是一種常見的、可治愈的繼發(fā)性高血壓的原因之一，約占所有高血壓的10%，占難治性高血壓的20%［1］。PA主要是以腎上腺皮質(zhì)自主分泌醛固酮過多為特征，部分患者伴有低鉀血癥。其病因主要是特發(fā)性醛固酮增多癥（idiopathic hyperaldosteronism，IHA）和醛固酮瘤（aldosterone-producing adenoma，APA），約占PA的90%。其他如原發(fā)性單側(cè)腎上腺皮質(zhì)增生癥、腎上腺皮質(zhì)癌、異位產(chǎn)醛固酮腫瘤和家族性醛固酮增多癥約占PA的10%。近年來，隨著PA檢出率的提高，人們對PA的研究越來越深入。在血壓控制水平相當(dāng)?shù)那闆r下，與原發(fā)性高血壓相比，PA具有更高的心血管系統(tǒng)疾病發(fā)病率和死亡率［2］。目前研究發(fā)現(xiàn)，基因編碼的離子通道KCNJ5、CACNA1D和調(diào)節(jié)胞內(nèi)離子平衡的ATPases的體細(xì)胞突變與APA的發(fā)生密切相關(guān)，而在家族性醛固酮增多癥Ⅲ型（familial hyperaldosteronism typeⅢ，F(xiàn)H-Ⅲ）中發(fā)現(xiàn)了KCNJ5的種系突變。闡明其分子遺傳學(xué)機制，為PA早期診斷和及時干預(yù)提供了方向。本文對醛固酮的生物合成、調(diào)節(jié)及原發(fā)性醛固酮增多癥各個亞型（散發(fā)性和家族性）最新的遺傳學(xué)進展做一綜述。

1　醛固酮的生物合成和調(diào)節(jié)

醛固酮產(chǎn)生于腎上腺皮質(zhì)被膜下球狀帶（zona glomerulosa，ZG），在精密的調(diào)控環(huán)控制下維持腎電解質(zhì)平衡。膽固醇是合成醛固酮的原料，在類固醇生成急性調(diào)節(jié)蛋白的作用下，將膽固醇由線粒體膜外向膜內(nèi)轉(zhuǎn)運，經(jīng)一系列酶的催化后，最終生成醛固酮。醛固酮主要參與血管緊張素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）和K+誘導(dǎo)的Ca2+信號傳導(dǎo)途徑，同時，AngⅡ和K+也是醛固酮生物合成的主要調(diào)節(jié)因子［3］。AngⅡ通過AngⅡ1型受體和K+使ZG細(xì)胞膜電位去極化后，刺激內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)三磷酸肌醇依賴的Ca2+的釋放，促使電壓依賴的Ca通道開放。K+通道在PA的發(fā)病機制中起至關(guān)重要的作用，因為它是ZG細(xì)胞膜電位的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，是胞外K+的傳感器。胞外K+濃度的增加、胞內(nèi)K+濃度的降低和Na+/K+ATPase或者K+通道的抑制都可使細(xì)胞膜去極化，促使Ca2+濃度增加，電壓依賴的Ca通道開放，刺激醛固酮生成。

2　原發(fā)性醛固酮增多癥散發(fā)形式（APA和IHA）的遺傳學(xué)特征

1955年Conn第一次描述了PA。之后Choi等［4］突破性地報道了在APA患者中存在KCNJ5基因突變，開啟了PA基因?qū)W方面的研究。隨著新一代高通量測序技術(shù)的運用，目前在PA患者中已證實了KCNJ5［4］、CACNA1D［5］和ATPases（ATP1A1和ATP2B3）基因［6］的體細(xì)胞突變，且基因突變與活化的Ca2+信號通路有關(guān)，最終產(chǎn)生高水平醛固酮和腎上腺細(xì)胞增殖（腺瘤或增生）。

KCNJ5基因定位于11q24.3，是G蛋白活化的內(nèi)向整流型鉀離子通道家族的一員（G protein coupled rectifying potassium channel 4，GIRK4），也稱Kir3.4［7-8］。Kir3.4主要在ZG細(xì)胞表達(dá)，目前發(fā)現(xiàn)多種疾病可能和該基因異常有關(guān)。Choi等［4］在22例APA患者瘤體細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，8例患者存在KCNJ5基因G151R和L168R突變，突變患者年齡均較?。?例患者年齡＜35歲）。突變的KCNJ5基因可能降低了離子通道選擇特異性，胞膜發(fā)生去極化，觸發(fā)Ca2+內(nèi)流，Ca2+信號傳導(dǎo)途徑激活，使醛固酮表達(dá)增多和ZG細(xì)胞增殖。亞洲人群APA患者中同樣也發(fā)現(xiàn)KCNJ5基因G151R和L168R的突變，且突變的APA患者中KCNJ5 mRNA表達(dá)水平明顯高于非突變患者，體現(xiàn)了G151R和L168R突變的普遍性，無種族和地域差異［9］。體外實驗發(fā)現(xiàn)，將突變的KCNJ5基因轉(zhuǎn)染到人腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞后，醛固酮合酶基因CYP11B2 mRNA水平表達(dá)上調(diào)，醛固酮產(chǎn)生增多，故推測KCNJ5突變可能是PA發(fā)病機制之一［10-11］。

另有學(xué)者運用全外顯子測序技術(shù)在大規(guī)模、多中心的研究中發(fā)現(xiàn)，APA患者中ATPase基因家族的兩個成員發(fā)生了體細(xì)胞突變：編碼Na+/K+ATPaseа 1亞單位的ATP1A1基因和細(xì)胞膜鈣轉(zhuǎn)運體的ATP2B3（PMCA3），約占APA患者的6.8%［6］。ATPase基因主要表達(dá)于腎上腺細(xì)胞，調(diào)節(jié)鈉、鉀、鈣離子的平衡。體外功能研究發(fā)現(xiàn)，ATP1A1突變者表現(xiàn)為泵活性丟失和鉀離子親和力明顯降低；與非突變者相比，突變者多為男性，伴有更高醛固酮水平和低鉀血癥，然而ATPase基因突變與PA發(fā)病機制的確切關(guān)系仍需進一步研究［6］。

最新研究發(fā)現(xiàn)，在APA中存在電壓依賴的C型鈣通道（CACNA1D）的基因突變。目前報道的2位患者均以早發(fā)高血壓、醛固酮增多癥和腦癱為特征［5，12］。第1位患者出生時即有高血壓，1個月時表現(xiàn)為雙側(cè)心室肥大、高醛固酮血癥、高ARR值和低鉀血癥；伴有癲癇發(fā)作、明顯腦癱、復(fù)雜的神經(jīng)肌肉異常?；純簾o早發(fā)高血壓和癲癇的家族史，使用鈣通道阻滯劑后能使血壓降至正常。遺傳分析表明，CACNA1D的8B外顯子發(fā)生了種系突變，G403A發(fā)生了錯義突變［5，12-13］。第2位患者出生時診斷為腦癱和復(fù)雜癲癇；5歲時表現(xiàn)為高血壓、高醛固酮和低腎素活性；8歲時發(fā)現(xiàn)低鉀血癥。CT掃描未發(fā)現(xiàn)腎上腺異常，患兒無早發(fā)高血壓和癲癇家族史。遺傳分析發(fā)現(xiàn)，患者發(fā)生了I770M突變。既往報道在APA中CACNA1D突變率約為9.3%，突變者的腺瘤體積較?。?3］。CACNA1D種系突變可能通過增加胞內(nèi)Ca2+的濃度后激活鈣信號傳導(dǎo)途徑，增加醛固酮濃度。由于CACNA1D表達(dá)廣泛，患者臨床表現(xiàn)復(fù)雜且影響到多個系統(tǒng)，目前仍很難確定CACNA1D突變與PA表型之間的關(guān)系。

特發(fā)性醛固酮增多癥（idiopathic hyperaldosteronism，IHA），簡稱特醛癥，是PA最常見的病因，IHA引起的高血壓必須使用藥物控制。目前對IHA遺傳學(xué)分子機制的研究較少，主要集中在CYP11B2基因異常方面。編碼CYP11B2的基因定位于8q24，對生理醛固酮的產(chǎn)生是必須的。Mulatero等［14］比較了90例IHA、38例APA和72例原發(fā)性高血壓患者，發(fā)現(xiàn)CYP11B2基因的3個多態(tài)性位點（C-344T、K173R及Intron2w/c）可影響醛固酮合酶的表達(dá)和活性，推測其可能增加IHA的發(fā)病風(fēng)險。郭瑞敏等［15］研究發(fā)現(xiàn)，攜帶CYP11B2基因TT/KK/TC/GC基因型的PA患者患IHA的可能性增加。體外研究證實［16］，敲除含有雙孔結(jié)構(gòu)域微弱內(nèi)向整流鉀離子通道相關(guān)的酸敏感鉀通道TASK基因小鼠可引起醛固酮分泌增多，臨床表現(xiàn)為高醛固酮、低腎素和高血壓，且高醛固酮水平不能被鹽水負(fù)荷試驗所抑制，提示該基因異?？赡芘cIHA的發(fā)病有關(guān)。

3　家族性醛固酮增多癥（familial hyperaldosteronism，F(xiàn)H）的遺傳學(xué)特征

PA患者大部分是散發(fā)的，其中家族性PA占全部的1% ～5%。目前遺傳性PA主要有3種：FH-Ⅰ、FH-Ⅱ和FH-Ⅲ［12，17］。

3.1 家族性醛固酮增多癥Ⅰ型 FH-Ⅰ即糖皮質(zhì)激素可抑制性醛固酮增多癥（glucocorticoid-remediable aldosteronism，GRA），1966年Sutherland等［18］首次進行報道，是常染色體顯性方式遺傳。雖然FH-Ⅰ只占PA的1%，卻是單基因病高血壓最常見的病因。其臨床特征主要有嚴(yán)重早發(fā)高血壓、高雜合類固醇18-羥皮質(zhì)醇和18-氧皮質(zhì)醇，雙側(cè)腎上腺增生或腎上腺腺瘤［19］。目前FH-Ⅰ分子病因?qū)W機制已明確，主要是兩種較高同源性基因（編碼醛固酮合酶的基因-CYP11B2和編碼11β羥化酶的基因-CYP11B1）的非對等交換形成嵌合基因有關(guān)［20］。在FH-Ⅰ中，醛固酮的合成受ACTH的調(diào)節(jié)，不受AngⅡ調(diào)節(jié)，這形成了醛固酮合成分泌的晝夜節(jié)律模式，并且與皮質(zhì)醇的生成節(jié)律相平行［21］。

3.2 家族性醛固酮增多癥Ⅱ型 1991年Gordon等［22］首次報道了FH-Ⅱ。FH-Ⅱ不是因為CYP11B1/CYP11B2基因嵌合體形成，不能用糖皮質(zhì)激素治療。在成年P(guān)A患者中，F(xiàn)H-Ⅱ占總數(shù)的1.2% ～ 6%［23-25］，也是一種常染色體顯性方式遺傳的疾?。?1，26］。FH-Ⅱ患者主要以PA家族史為特征，但在同一個家族內(nèi)，可能具有不同的PA亞型（如APA或IHA）。既往研究報道，F(xiàn)H-Ⅱ從臨床特征和生化檢查方面很難與散發(fā)的PA區(qū)別開來，故診斷主要依靠是否有PA家族史［23-24］。

FH-Ⅱ的遺傳背景目前仍不清楚。有報道稱在部分FH-Ⅱ家系中發(fā)現(xiàn)了7p22位點基因異常，而在另一些家系中未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。目前仍未證實在7p22區(qū)域哪些基因序列發(fā)生異常［27-29］。近期，Mulatero等［30］在46名FH-Ⅱ型患者中發(fā)現(xiàn)了特異的KCNJ5基因突變，且有2位是來自同一個家庭的KCNJ5的種系突變，這表明部分FH-Ⅱ可能是由散發(fā)的PA患者家族性聚集引起的。FH-Ⅱ確切的病因?qū)W機制仍需大樣本的臨床實驗及體外研究驗證。

3.3 家族性醛固酮增多癥Ⅲ型 FH-Ⅲ首次在一位父親和兩個女兒家系中發(fā)現(xiàn)，3人均表現(xiàn)為嚴(yán)重的抵抗性高血壓、低鉀血癥、醛固酮增多癥、高水平的雜合類固醇18-羥皮質(zhì)醇和18-氧皮質(zhì)醇，且醛固酮的產(chǎn)生不能被地塞米松抑制?；颊唠p側(cè)腎上腺增生需要行雙側(cè)腎上腺切除術(shù)以控制血壓，術(shù)后病理也證實腎上腺皮質(zhì)的顯著增生［31］。

目前FH-Ⅲ的遺傳背景已經(jīng)清楚，認(rèn)為主要是由KCNJ5基因的T158A突變所致［4］。轉(zhuǎn)染T158A突變的腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞HAC15后，表現(xiàn)為Na+流入細(xì)胞質(zhì)增加，Ca+內(nèi)流增多，鈣信號傳導(dǎo)途徑激活和醛固酮的合成增加。而使用硝苯地平和鈣調(diào)蛋白抑制劑能降低T158A突變型的醛固酮產(chǎn)生，進一步證實了鈣離子在此綜合征中的病理生理作用［32］。隨后，Scholl等［33］研究發(fā)現(xiàn)了一個新的突變位點G151E，患者以易控制的早發(fā)高血壓、無明顯的腎上腺增生為特征，功能試驗證實G151E具有較強的鈉離子傳導(dǎo)性，可導(dǎo)致細(xì)胞的快速死亡，這限制了腎上腺增生和腺瘤的形成，患者的生存率一般較低。

4　展望

研究PA發(fā)病機制，能更好地為PA的分型診斷和治療提供方向，可使約10%的高血壓患者獲益。盡管已發(fā)現(xiàn)的KCNJ5基因異常主要存在于APA和FH-Ⅲ中，對更為常見的PA患者，如FH-Ⅱ和IHA，仍需去明確其遺傳性狀和基因組學(xué)變化。目前研究發(fā)現(xiàn)的基因突變是通過鈣離子內(nèi)流增加，觸發(fā)鈣離子信號轉(zhuǎn)途徑，增加醛固酮的分泌，然而鈣信號傳導(dǎo)途徑中是否有其他因子的改變尚不清楚，是否還有下游信號基因突變增加胞內(nèi)鈣離子釋放或者增強下游信號傳導(dǎo)，仍值得更深入的研究。

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Genetics advances in primary aldosteronism

XIE Lifang1， OUYANG Jinzhi2， MU Yiming1
1Department of Endocrinology；2Department of Outpatient Officer Consultation Room Chinese PLA General Hospital， Beijing 100853， China
Corresponding authors: OUYANG Jinzhi. Email: ouyangjinzhi@medmail.com.cn； MU Yiming. Email: muyiming@301hospital. com.cn

Primary aldosteronism （PA） is the most common and curable form of secondary hypertension which is primarily caused by either aldosterone-producing adenoma （APA） or by idiopathic hyperaldosteronism （IHA）. Only a tiny part of PA patients are familial hyperaldosteronism （FH）. Recent advances in genome technology have allowed researchers to unravel part of the genetic abnormalities of APA， IHA and FH. In this review， we mainly describe the genetic abnormalities associated with PA and may offer a new direction for diagnosis of PA and treatment in secondary hypertension.

primary aldosteronism； aldosterone producing adenoma； potassium channels； somatic mutations

R 322.5

A

2095-5227（2015）07-0759-04

10.3969/j.issn.2095-5227.2015.07.031

2015-02-02

國家自然科學(xué)基金面上項目（81170732）

Supported by the National Natural Science Foundation of China （81170732）

謝利芳，女，在讀博士，醫(yī)師。研究方向：腎上腺醛固酮瘤發(fā)病機制研究。Email: apple19820707@163.com

歐陽金芝，女，主任醫(yī)師，副教授。Email: ouyangjinzhi @medmail.com.cn；母義明，男，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師。Email: muyiming@301hospital.com.cn