特殊糖尿病ppt课件

特殊类型糖尿病 1 1994 2008 患病率 YangW etal NEnglJMed2010 糖尿病在中国的流行趋势 糖尿病 9240万糖尿病前期 1 48亿 发病年轻化 20 40岁 世界第一 2 糖尿病的病因学分型 WHO1999 I 1型糖尿病 细胞损害 常导致胰岛素绝对缺乏 IA 自身免疫中介性IB 特发性2型糖尿病 可自明显胰岛素抵抗伴相对胰岛素缺乏到明显胰岛素分泌缺陷伴或不伴胰岛素抵抗 其他特殊类型VI 妊娠糖尿病 3 糖尿病类型分布 4 其它特殊类型 细胞功能遗传性缺陷胰岛素作用的遗传性缺陷胰腺外分泌疾病内分泌疾病药物或化学性感染免疫介导的罕见类型伴糖尿病的其他遗传综合征 5 糖尿病分型及病因机制的关系 遗传因素 环境因素 伴糖尿病的遗传综合征 细胞遗传缺陷胰岛素作用遗传缺陷2型糖尿病1型糖尿病非常见免疫中介型妊娠糖尿病内分泌腺病胰外分泌病药物感染 III 8III 1III 2IIIIII 7IVIII 4III 3III 5III 6 胰岛素分泌及 或作用不足 6 其他特殊类型糖尿病III 1及III 2 细胞功能的遗传缺陷及胰岛素作用的遗传缺陷 III 1HNF4 gene MODY1 Glucokinasegene MODY2 HNF1 gene MODY3 IPF1gene MODY4 HNF1 gene MODY5 NeuroD Beta2 MODY6 MitochondrialDNA III 2A型胰岛素抵抗小精灵综合征Rabson Mendenhall综合征脂肪萎缩性糖尿病 7 其他特殊类型糖尿病III 8 伴糖尿病的其他遗传综合征 Down综合征Turner综合征Klinefeter综合征Wolfram综合征Friedrich共济失调 Huntington舞蹈病Laurence Moon Beidel综合征强直性肌营养不良卟啉病Prader Willi综合征及其他 8 线粒体和线粒体DNA的结构与功能线粒体DNA突变糖尿病 9 线粒体超微结构模式图 10 氧化磷酸化酶亚单位基因 外环为重链 内环为轻链OH 重链转录起始点 OL 轻链转录起始点 12S和16SrRNA基因各种氨基酸tRNA基因 DiMauroS etal NEngJMed 2003 348 2656 2668 丝氨酸 AGY 亮氨酸 CUN 苯丙氨酸 12S 缬氨酸 16S 亮氨酸 UUR 异亮氨酸 谷氨酰胺 丙氨酸 天冬酰胺 半胱氨酸 酪氨酸 天冬氨酸 赖氨酸 甘氨酸 精氨酸 组氨酸 D 环区 脯氨酸 苏氨酸 谷氨酸 NDI ND2 COX1 COX2 A8 A6 COX3 ND3 ND4L ND4 ND6 Cytb 丝氨酸 UCN 色氨酸 甲硫氨酸 ND5 OH OL 线粒体DNA上的基因分布及排列 环状双链超螺旋结构共16569bp 内H链和C链组成13个oxphos编码基因22个tRNA和2个rRNA基因1个非编码区控制区无内含子 11 线粒体结构及其功能特点 真核细胞的一个重要细胞器细胞内供能站 换能中心 供生命活动的80 能量代谢率高的组织细胞内数目多心肌 肝脏及胰岛 细胞等多肝脏约2000多 精子细胞约25个分布多集中于需能高的部位 12 1988年首先确认了三种线粒体DNA突变病线粒体DNA大段缺失致线粒体肌病 线粒体ND4基因G11778A突变致Leber遗传性视网膜神经病 LHON综合征 线粒体tRNALys基因A8344G突变致肌强直性癫痫伴破红肌纤维病变 MERRF综合征 线粒体基因突变糖尿病的发现 Holtetal 1988Wallaceetal 1988 13 线粒体基因突变糖尿病的发现 1992年 vandenOuweland及Ballinger等分别报道由于tRNAtRNALeu UUR 基因突变及线粒体DNA大段缺失引起的仅呈糖尿病及耳聋家系提示线粒体基因突变糖尿病可能隐匿于群体糖尿病患者中被称为母系遗传糖尿病伴耳聋 maternallyinheriteddiabetesanddeafness MIDD 14 tRNALeu UUR A3243G突变检测结果标示于各家系成员下 为突变阳性 为突变阴性 XiangKS etal ChineseMedJ 1997 110 372 378 一个中国人线粒体基因tRNALeu UUR 突变家系 15 mt3243突变DNA序列测定 正常序列 突变杂合子 16 中国糖尿病患者中线粒体tRNALeu UUR A3243G突变糖尿病的患病率 项坤三 等 上海交通大学附属第六人民医院 上海市糖尿病研究所资料 17 患病率 n 项坤三 等 上海交通大学附属第六人民医院 上海市糖尿病研究所资料 中国糖尿病患者中线粒体tRNALeu UUR A3243G突变糖尿病的患病率 18 线粒体基因突变糖尿病 耳聋及母系遗传糖尿病线粒体tRNALeu UUR 基因3243位核苷酸A G突变 常见 胰岛 功能异常中国人中患病率0 4 1 8 糖尿病中 19 线粒体基因突变的致病机制 能量 ATP 生成减少 细胞的90 能量源自线粒体ROS Reactiveoxygenspecies 的产生呼吸链代谢和电子转运过程 ETC 中产生ROS 包括O2 H2O2 OH 具毒性突变造成ETC受抑制 电子堆积于早期阶段 产生多量ROS长期暴露于ROS 导致 mt和细胞内蛋白质 lipids和核酸的氧化损害急性暴露于ROS 导致 ETC复合物 和三羧酸循环某些成分和酶失活ATP 长期暴露于ROS 激活mtPTP 渗透性转运孔 启动细胞凋亡 20 伴糖尿病的线粒体基因突变 21 突变临床检出率的影响因素 样本的杂胞质程度突变检测方法 22 卵细胞和受精卵中的线粒体复制分离过程发生杂胞质性的机制 因为突变线粒体随机分配到子代细胞内 致子代细胞间的线粒体含突变线粒体数不等而形成杂胞质性 heteroplasmy 野生线粒体突变线粒体 始基卵细胞 primordialfollicle 卵黄囊内胚层的原始生殖细胞迁徙 卵原细胞 primaryfollicle 初级卵母细胞 primaryoocyte 100万个 青春期第一次减数分裂 排卵 极体 次级卵母细胞 secondaryoocyte 输卵管内第二次减数分裂后形成卵细胞 极体 合子 zygote 闭锁 干细胞 stemcell 精子 项坤三 上海交通大学附属第六人民医院 上海市糖尿病研究所 受精 有丝分裂 有丝分裂 23 mt3243位点突变检测方法 由于不同组织细胞杂胞质程度不同 有必要进行开展突变比率的定量检测适用于杂胞质程度 5 的样本检测的方法 限制性片段长度多态 PCR RFLP 技术直接测序 Sequencing 高分辨率熔解曲线分析 HRM 适用于杂胞质程度1 5 的样本检测的方法 焦磷酸测序 Pyrosequencing 24 直接测序法可以检出30 以上的突变 上海市糖尿病研究所资料 直接测序法杂胞质性定量分析 25 PCR RFLP法可以检出5 以上的突变 上海市糖尿病研究所资料 PCR RFLP法杂胞质性定量分析 26 HRM法可以检出5 以上的突变 HRM杂胞质性定量分析 上海市糖尿病研究所资料 YanJB etal JMolDiag2014 27 Prosequencing杂胞质性定量分析 拟合曲线分析定量 YanJB etal JMolDiag2014 Pyrosequencing法可以检出2 以上的突变 上海市糖尿病研究所资料 28 不同体液样本中mt3243突变定量检测 YanJB etal JMolDiag2014 外周血 唾液 尿沉渣 外周血 尿沉渣 外周血 尿沉渣 突变率 29 对下列一种或多种情况者应疑及mt基因突变DM可能 而做进一步检查 起病早的偏瘦的2型糖尿病 细胞分泌功能明显降低 需INS治疗的2型DM伴神经性耳聋的DM者有母系遗传家族史的糖尿病患者糖尿病患者伴有或其家族中有下列表现之一者中枢神经系统 骨骼肌及心肌病视网膜色素变形视神经萎缩 眼外肌麻痹乳酸酸中毒 30 治疗原则 饮食适当放宽宜轻度运动 不宜剧烈运动以胰岛素治疗为主发病急或重者 诊断确定后即用INS 病情轻 进展慢者 可在一段时期内口服磺脲类降糖药不主张用双胍类药 31 OXPHOS辅助因子和底物刺激丙酮酸脱氢酶防止氧自由基对线粒体损伤药物辅酶Q10 COQ10 150mg 日2 3年以上以旦确诊即开始治疗长期治疗效果显著改善胰岛素B细胞功能减轻运动后血乳酸水平改善听力 特殊治疗 代谢治疗 32 结果为均值 标准差 SuzukiS etal Diabetologia 1998 辅酶Q10治疗线粒体突变糖尿病患者的效果 150mg 日 3年 33 MODY 青少年的成年起病型糖尿病 maturity onsetdiabetesoftheyoung 34 MODY 年轻的成年发病型糖尿病 maturity onsetdiabetesoftheyoung MODY是一种单基因突变所致的糖尿病胰岛 细胞分泌缺陷为已知MODY基因的主要发病机制 MODY的定义 35 Monogenic disorder mutation Complexdisorder GeneA GeneC GeneD GeneB Gene Genevariations Inheritancepattern dominantorrecessive 1234 Family A B C D A B C D A B C D A B C D 30 Percent Inheritancepattern complex Environment life style Geneticriskinpopulation epidemiologicalevidence A B C D 100 30 Impactofvariations Indifferentgeneson diseasephenotype percent Impactofmutations Inasinglegeneon diseasephenotype percent 100 Geneticriskin population 1234 Geneticriskindifferentfamilies Percent 100 ModifiedfromPeltonenL McKusickVA Science291 1224 2001 Inheritanceofmonogenicandcomplexdiseases 36 MODY临床特征 发病年龄小于25岁有三代或三代以上糖尿病家族遗传史 糖尿病在家系中的传递符合常染色体显性遗传 AD 规律确诊后至少2年内不需用胰岛素 37 MODY与2型糖尿病的临床特点比较 NEnglJMed2001 345 971 980 38 MODY亚型分类 酶基因突变 葡萄糖激酶 GCK MODY2 转录因子基因突变 肝细胞核因子 4 HNF 4 MODY1 肝细胞核因子 1 HNF 1 MODY3 胰岛素启动因子 1 IPF 1 MODY4 肝细胞核因子 1 HNF 1 MODY5 神经源性分化因子1 细胞E盒转录因子2 NeuroD1 BETA2MODY6 39 MODY相关蛋白质在 细胞中的作用模式 40 MODY亚型比较 41 中国人早发及多发糖尿病家系中5个MODY基因的筛查 42 研究对象 DM家系总组 收集早发及 或多发糖尿病家系共154个 已剔除GAD及 或IA 2阳性 线粒体nt3243位点突变家系取其先证者作为初筛对象 DM家系A组 家系中至少一个成员发病年龄 40岁 DM家系B组 家系中发病年龄 40岁 至少3代有糖尿病者或二代糖尿病者超过3人 非糖尿病对照组 ND 经OGTT证实血糖正常者 43 病史个人史家族史 身高 体重血压 腰围臀围 股围 OGTT 血糖胰岛素 C肽TC TGHDL cLDL c GAD抗体IA 2抗体线粒体基因MODY 家系调查 基本资料 体检资料 生化检查 糖尿病分型 家系临床资料收集 44 对象与方法 年龄 65岁 BMI 25kg m2 无糖尿病史及家族史 无高血压 无血脂异常 45 MODY3启动子区nt 128T G家系 突变与糖尿病共分离 超正常 对照组中未查见该突变nt 128T G位于5 端保守的非编码区 其功能改变有待于进一步研究 方启晨 张蓉 王从容等 中华医学遗传学杂志 2004 21 4 329 46 MODY4 P239Q家系 超正常 对照组中见到该突变非糖尿病者中突变携带者餐后2小时血糖显著高于非突变携带者P239Q表达产物的转录活性较野生型下降 WengJ etal Diabetologia 2001 张蓉 方启晨 王从容等 上海医学 2004 27 7 557 47 MODY5 S36F家系 正常对照组中未查见该突变一个突变携带者有肾囊肿 且肾小球 肾小管功能减退S36F表达产物转录活性升高 提示获得功能性突变 文献报告 CongrongWang QichenFang RongZhang etal ActaDiabetol 2004 41 137 48 1 1 2 血BUN mmol L 5 3 5 1 6 2 尿酸 mmol L 0 58 0 48 0 40 血Cr mol L 108 85 76 24h尿Cr mol 6132 5 4914 24h尿微量白蛋白 mg 4 06 血 2 MG g L 1757 941 尿 2 MG g L 52 4 内生肌酐清除率 ml min 1 73m2 67 37 93 22 肾脏超声 左侧肾囊肿1个 正常 正常 MODY5 S36F家系临床资料 49 MODY6 S159P家系 S159Snd 基因型诊断年龄 岁 S159P29 S159P S159S51 S159P63 S159P63 S159P50 基因型诊断年龄 岁 基因型诊断年龄 岁 糖尿病患者均携带S159PS159P突变可能通过影响NeuroD1 BETA2蛋白与胰岛素基因启动子的结合 引起胰岛素转录活性下降 50 早发及 或多发糖尿病家系中各突变MODY基因的特点 方启晨 张蓉 王从容等 中华医学遗传学杂志 2004 21 4 329CongrongWang QichenFang RongZhang etal ActaDiabetol 2004 41 137张蓉 方启晨 王从容等 上海医学 2004 27 7 557 51 Rabson Mendenhall综合征Wolfram综合征 52 病例 11岁女性患者糖尿病 随机血糖22 9mmol LHbA1c12 5 发育迟缓 消瘦 BMI14 72kg m2 黑棘皮 多毛 头发浓密 乳恒牙换牙提前伴牙质增生 指甲肥厚 阴蒂肥大父母非近亲婚配且无糖尿病或其它代谢疾病家族史胰岛素水平空腹416 8uU ml 餐后120分钟396 19uU ml精氨酸试验INS指数 188 51 正常值 10 46 糖尿病分型检查 胰岛素抗体 GAD Ab IA2 Ab 线粒体tRNAleu UUR A3243G突变均阴性胰岛素 279U d 及口服降糖药 二甲双胍 拜糖平 治疗无效肝肾功能正常 53 54 R M综合征患者胰岛素敏感性和 细胞功能检测 R M综合征患者胰岛素敏感性低于正常 总时间150分钟钳夹过程中血浆葡萄糖水平稳定在平均5 0mmol L胰岛素水平维持在742 28uU ml钳夹120 150分钟达到胰岛素和葡萄糖作用的稳态期 55 R M综合征患者 细胞功能检测 56 注 父母非近亲婚配且无糖尿病或其它代谢疾病家族史2种突变在93例正常人中未见到 R M综合征家系图 先证者R83QA1028G 父亲R83RA1028A 母亲R83QA1028A R83Q CGG CAG A1028V GCG GTG 57 筛查到的突变位点 R83Q A1028V 新突变位点 Insulinreceptor A型胰岛素抵抗综合征 未进行功能研究 58 Rabson Mendenhall综合征 1956年发现至今国际上的报道仅十余例发现INSR基因突变位点十余个突变可引发INSR结合及磷酸化下降等多种障碍基因与表型关系不明 59 Rabson Mendenhall综合征 临床表现衰老貌 牙发育过早 指甲肥厚黑棘皮 头发体毛浓密外生殖器肥大 卵巢肿瘤严重胰岛素抵抗性糖尿病死于酮症或感染胰岛素受体基因突变常染色体隐性遗传复合型杂合突变或纯合突变 RabsonSM AmJClinPath 1956AcciliD etal EMBOJ 1989 60 Rabson Mendenhall综合征Wolfram综合征 61 Wolfram Wagener Diabetesmellitusandsimpleopticatrophyamongsiblings reportoffourcases MayoClinProc1938 9 715 718DiabetesInsipidus DiabetesMellitus OpticAtrophy Deafness 尿崩症 糖尿病 视神经萎缩 耳聋 一种进行性神经退化疾病疾病在家系内的传递多符合常染色体隐性遗传 Wolfram DIDMOAD综合征 62 主要临床特点及发病年龄 方启晨等 中华医学杂志 2005 63 糖尿病相关检查 C肽 mmol L 时间 min 1 先证者糖代谢情况HbA1c 10 0 FCP 0 36ng ml CP2h 0 52ng ml精氨酸试验提示 细胞功能明显受损2 糖尿病分型检测GAD Ab IA2 Ab 线粒体tRNALeu UUR A3243G基因突变检测 64 尿渗透压 mOsm L 时间 min 0 980 0 990 1 000 1 010 1 020 1 030 1 040 1 050 注射5U精氨酸加压素 尿比重 Wolfram综合征患者禁水加压试验 0 50 100 150 200 250 300 350 0 60 120 180 280 360 390 465 525 先证者眼底照片 提示视神经萎缩 方启晨等 中华医学杂志 2005 66 先证者视野检查 方启晨等 中华医学杂志 2005 67 先证者脑干视觉诱发电位检查 患者 对照者 P100波完全消失 提示视觉径路生理性切断 方启晨等 中华医学杂志 2005 68 先证者脑干听觉诱发电位检查 患者 对照者 V波波幅下降 提示听力损害 方启晨等 中华医学杂志 2005 69 突变先证者电测听检查 左耳 右耳 70 先证者头颅MRI显像 方启晨等 中华医学杂志 2005 71 先证者测序结果 390 野生型 突变型 第417位密码子TTC缺失 失去了一个Phe 苯丙氨酸 即F417del 方启晨等 中华医学杂志 2005 72 F417del突变家系图 方启晨等 中华医学杂志 2005 73 项坤三 特殊类型糖尿病 发现疑似病例可与我们联系上海交通大学附属第六人民医院 上海市糖尿病研究所电话 021 24058924联系人 张蓉 74 致谢 基金资助国家自然科学基金国家973计划国家863计划NIDDKEFSD 项坤三院士胡承 张蓉包玉倩 王从容马晓静 王琛 陆惠娟陆静毅 虞伟慧 江枫 唐珊珊秦雯 陆俊茜 徐靖 李晓斯 75 谢谢 76