特發(fā)性高鈣尿癥發(fā)病機制研究進展

特發(fā)性高鈣尿癥發(fā)病機制研究進展

1953年，albrid等人報告了一組正常的血鈣、高鈣和復(fù)發(fā)性腎衰竭，并將該疾病稱為特發(fā)性高鈣尿癥（ih）。ih是指排除多個后果因素后，尿鈣排出增加，血液中鈣含量正常的疾病。這是排尿和尿失禁的共同疾病。IH在形成結(jié)石前尚可引起肉眼或鏡下血尿,1/4兒童特發(fā)性單純血尿的病因為IH,因此研究IH的發(fā)病機制,尋找適當(dāng)?shù)闹委熞鹪S多學(xué)者的關(guān)注?，F(xiàn)將IH的發(fā)病機制研究進展及治療綜述如下。1疾病機制1.1腸吸收型的免疫活性甲狀旁腺素是影響鈣代謝的重要激素,原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(primaryhyperparathyroidism,PH)是高鈣尿癥的繼發(fā)因素之一。一般認為腎漏型IH合并輕度的繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(secondaryhyperparathyroidism,SH),腸吸收型IH患者的甲狀旁腺素水平可能被抑制。PH及腎漏型IH均表現(xiàn)為禁食性高鈣尿、尿中的腺苷酸環(huán)化酶(cyclicadenosinemonophosphate,cAMP)升高,而腸吸收型IH禁食時尿鈣及cAMP正常。鈣負荷后,PH患者cAMP仍持續(xù)升高,而腎漏型IH則轉(zhuǎn)為正常,提示腎漏型IH持續(xù)腎漏出鈣可引起SH,這種SH在服鈣時受到抑制。最近多數(shù)學(xué)者的研究證實,腎漏型IH患者尿cAMP較腸吸收型IH僅輕度升高,無統(tǒng)計學(xué)意義,且低鈣飲食時尿鈣排泄與cAMP無關(guān),甚至有報道IH伴腎結(jié)石患者可出現(xiàn)與1,25-(OH)2D3上調(diào)相關(guān)的甲狀旁腺功能低下,因此,甲狀旁腺素在IH發(fā)病尤其是在腎漏型IH中的作用是次要的。1.21,25-oh2d31,25-(OH)2D3是維生素D的活性代謝物,是體內(nèi)鈣代謝內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和骨骼礦化的調(diào)節(jié)者。循環(huán)中的25-OH-維生素D通過腎單位近端小管的1α-羥化酶的羥化作用而生成1,25-(OH)2D3,在1/2～2/3的IH患者中,由于1α-羥化酶的功能失調(diào),使1,25-(OH)2D3生成速率增加,導(dǎo)致血清1,25-(OH)2D3水平升高。后者促進腸道對鈣吸收增加,導(dǎo)致尿鈣排泄多。同時,由于1,25-(OH)2D3也刺激破骨細胞對骨的再吸收過程,因此伴1,25-(OH)2D3水平增高的IH患者可能存在著骨再吸收增強的過程,從而促使尿鈣排泄的增加。1.3調(diào)節(jié)性基因在ghs大鼠腸道和外周血單核細胞的表達維生素D受體(vitaminDreceptor,VDR)表達于腸道、腎臟和骨細胞膜等組織。在腸黏膜上皮中,1,25-(OH)2D3-VDR復(fù)合體刺激包括Calbindin和TRVP5等幾個基因的表達,這些蛋白參與腸道鈣離子的主動轉(zhuǎn)運過程。VDR表達增多已在遺傳性高鈣尿癥結(jié)石形成大鼠(genetichypercalciuricstoneformingrat,GSH)的多個組織和細胞中被發(fā)現(xiàn),包括腸道、外周血單核細胞、脾臟、腎臟上皮和骨細胞,十二指腸表達的VDR濃度最高。Bushinsky等認為,GHS大鼠中高比率的維生素D反應(yīng)性基因的表達介導(dǎo)了高鈣尿癥的發(fā)生。VDR數(shù)量的增多和功能的增強是GHS大鼠出現(xiàn)IH的一個重要的分子病理基礎(chǔ)。這一重要的作用機制在人類中也得到了初步的驗證。Favus等在10例男性IH腎結(jié)石患者中,發(fā)現(xiàn)其外周血單核細胞表達的VDR水平很高(與正常對照組比較,平均增加2倍)。由于外周血單核細胞表達的VDR水平并不能可靠地反映出腸道和腎臟等重要靶組織上的VDR水平,因此,將GHS大鼠中得出的結(jié)論推廣到人類中尚存在著局限性,還有待于今后進一步深入的研究證實。1.4服鈣負荷試驗Williams等對15例腎結(jié)石患者的研究發(fā)現(xiàn),該組患者的尿磷與10例對照組相比明顯升高。口服鈣負荷試驗后患者腎小管對磷的重吸收降低,活性維生素D3的濃度也升高。但在一組對1270例自發(fā)性腎結(jié)石患者的研究中發(fā)現(xiàn)60.9%有高鈣尿,但僅有2.4%的患者有腎磷漏出的增加。故腎磷漏出引起的低血磷可能只對少數(shù)IH患者有意義。腎磷漏出增加尚不能提供一個公認的假說來解釋所有的IH。1.5影響骨密度及血代謝的因素已發(fā)現(xiàn)一些IH患者存在腸道鈣吸收增加,同時也存在著骨密度下降及骨再吸收的增強。Weisinger等認為,除了腸道鈣吸收增加和腎漏出鈣增加之外,骨鈣調(diào)動增加也是草酸鈣結(jié)石患者伴高鈣尿癥的原因之一。Heiberg等也發(fā)現(xiàn),尿鈣水平是決定骨密度的一個重要因素,尿鈣增多與骨密度的降低存在著一定的關(guān)聯(lián)。Weisinger等報道,應(yīng)用阿屈膦酸鹽對IH患者治療1年后,尿鈣明顯減少,尿羥脯氨酸減低,松質(zhì)骨密度增加,而且與血中單核細胞體外白細胞介素1α產(chǎn)量、白細胞介素1αmRNA表達減低相一致,這一結(jié)果提示骨代謝在IH的初始發(fā)病過程中具有重要意義。IH與原發(fā)性骨代謝失調(diào)、骨礦化程度降低的因果關(guān)系,目前仍然未明了,仍有待于進一步深入研究。1.6casr在腎組織中的表達鈣敏感受體(calcium-sensingreceptorCaSR)是G蛋白耦連血漿細胞膜受體家族中的一員,表達于廣泛的組織中(甲狀旁腺、腎臟和胃腸道等)。腎臟的CaSR位于近端腎單位的基底外側(cè)的血漿細胞膜上,生理功能是感受血清鈣的升高,減少腎臟對鈣的重吸收,增加尿鈣排泄,降低血鈣水平。1,25-(OH)2D3-VDR復(fù)合體調(diào)節(jié)CaSR的表達。Bushinsky等與Yao等發(fā)現(xiàn),GHS大鼠腎臟的CaSR蛋白顯著增加,給予1,25-(OH)2D3后,CaSR基因表達增加。但目前尚無證據(jù)說明,在人類中CaSR的表達水平也如同在GHS中一樣是增加的。1.7casr基因多態(tài)性分布的發(fā)現(xiàn)董淑蘭等調(diào)查分析15個家系186例家庭成員,有55例IH患者(包括15例先證者),并代代相傳,符合常染色體顯性遺傳特點,三代患者發(fā)病特點除血尿外,成人型患者以泌尿系結(jié)石、腎小管功能障礙為主要表現(xiàn),兒童型患者以單純性血尿為主。IH具有明顯的遺傳傾向,但迄今為止未能確定其易感基因。王少剛等篩選36例IH患者,檢測其VDR基因的Taql、Apal、FokI多態(tài)性,并分析其與IH的相關(guān)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)IH組與健康組之間,啟動子FokI等位基因各基因型頻率存在顯著性差異,基因型為ff型者24h尿鈣水平顯著高于同組的其他基因型。Apal、Taql基因多態(tài)性在兩組之間并無顯著差異。ff型等位基因有可能成為IH的遺傳標(biāo)志基因。楊奕等提取76例湖北地區(qū)漢族特發(fā)性高鈣尿患者及126例健康對照者外周血標(biāo)本中基因組DNA,應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)結(jié)合DNA測序方法檢測并分析了CaSR基因的第7外顯子3個簇集的多態(tài)性位點單核苷酸多態(tài)性分布。發(fā)現(xiàn)CaSR基因不是特發(fā)性高鈣尿的易感主基因,但第7外顯子900位A/G單核苷酸多態(tài)性能影響尿鈣排泄,可能是特發(fā)性高鈣尿中調(diào)節(jié)鈣排泄的遺傳成分之一。他們同時檢測并分析降鈣素基因核苷酸序列1377位點C/T單核苷酸序列多態(tài)性分布,發(fā)現(xiàn)患者組等位基因T和TT基因型分布頻率高于對照組,而等位基因C和CC基因型的分布頻率低于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義。降鈣素基因1377位點C/T單核苷酸多態(tài)性在湖北地區(qū)漢族人群IH的發(fā)生中起重要作用。TRPV5作為瞬時感受器蛋白,是哺乳動物類亞家族中的一員,是腎臟遠曲小管尿鈣重吸收的上皮通道,決定著Ca2+的最終排泄,同時又受其他多種因素的影響和調(diào)節(jié),所以近年來TRPV5成為研究IH的發(fā)病機制及臨床治療的熱點。在人類,TRPV5定位于染色體7q35,由15個外顯子組成,共2772bp,其中有2187bp為開放讀碼框,編碼729個氨基酸組成的多肽,其相對分子質(zhì)量約為83×103。目前發(fā)現(xiàn)一些在TRPV5的核苷酸水平、氨基酸水平上的調(diào)控靶點及作用靶點。Jean等證實,TRPV5的D542天冬氨酸殘基是決定TRPV5親鈣性的關(guān)鍵部位;Gkika等發(fā)現(xiàn),80K-H作為第一個參與TRPV5對鈣調(diào)控的蛋白,其作用靶點是定位于TRPV5的C端598～608之間的氨基酸序列上;Suzuki等研究發(fā)現(xiàn),TRPV5的第579個氨基酸變異可以直接影響胞內(nèi)Ca2+對其的滅活性。在人類,TRPV5主要表達在一些對1,25-(OH)2D3敏感的上皮細胞與組織。Hoenderop等應(yīng)用免疫組化的方法證實了在腎臟遠曲小管、集合小管以及十二指腸中有TRPV5的表達。TRPV5作為遠曲小管和集合小管上皮細胞的非電壓門控制性的親鈣通道,被稱為尿鈣重吸收的“守門人”。尿鈣的主動重吸收區(qū)別于電荷及濃度驅(qū)動性的被動重吸收,它分為3步:從管腔跨越TRPV5進入胞質(zhì);與胞質(zhì)鈣結(jié)合蛋白結(jié)合被運輸?shù)郊毎淄鈧?cè)膜;被基底外側(cè)膜上的鈣泵泵出胞內(nèi)。Hoenderop等用TRPV5基因剔除(TRPV5-/-)的小鼠研究發(fā)現(xiàn),此類小鼠除尿量增多、尿磷酸排泄增多、尿液酸性外,還發(fā)現(xiàn)其尿鈣排泄量比正常對照組高出6倍,但是腎小球濾過率沒有明顯變化。這提示高鈣尿發(fā)生鈣重吸收障礙及尿鈣排泄增多不是由腎小球濾過所引起,而是TRPV5的本身缺陷所致,說明TRPV5具有單獨引起IH發(fā)病的可能性。2治療2.1營養(yǎng)方面的必要性提出三:一般在飲食中降低鈣的預(yù)防確診后避免高鈣、高草酸飲食(如果汁、茶和巧克力等),對腸吸收型或結(jié)石患者,鈣攝入量控制在正常需要范圍(400～600mg/d)。Curhan等通過流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),限制鈣飲食并不能減少腎結(jié)石形成的風(fēng)險。一方面這是由于鈣的缺乏使腸道對草酸的吸收增加,導(dǎo)致出現(xiàn)更高的尿草酸過飽和程度的緣故;另一方面,飲食鈣的限制會增加骨礦物質(zhì)的丟失,而低鈣飲食在IH患者中與骨密度的減少相關(guān)聯(lián)。限制鈉鹽的攝入、低蛋白飲食、多飲水、口服枸櫞酸鉀鎂對合并有腎結(jié)石的IH患者具有重要意義。已發(fā)現(xiàn)高蛋白飲食會增加尿鈣排泄水平和骨的再吸收程度,也有研究證實而高鈉攝入可以增加尿鈣的排泄,對于復(fù)發(fā)性草酸鈣腎結(jié)石伴高鈣尿癥的男性患者,限制動物蛋白和鹽的攝入加上正常鈣的攝入,比單純的低鈣飲食更能夠減少含鈣腎結(jié)石的發(fā)生。因此多數(shù)學(xué)者反對對IH患者尤其是兒童和絕經(jīng)期婦女采用限鈣治療,主張攝食正常鈣飲食,但每日元素鈣不超過1000mg。2.2藥物治療2.2.1噻嗪類藥物對臟器trpv5基因表達的影響藥物治療包括枸櫞酸鹽及噻嗪類利尿劑等。其中噻嗪類利尿劑藥物的應(yīng)用最有效、最廣泛。最近研究證實,以25mg/kg或50mg/kg劑量對小鼠注射噻嗪類藥物氫氯噻嗪4h后,腎臟TRPV5基因表達明顯上升,但是以100mg/kg的劑量處理則TRPV5基因表達不能增強,同時,單獨鹽療法也能使TRPV5表達上升。這提示噻嗪類藥物對TRPV5有影響。隨著研究的深入,TRPV5可能成為IH治療的分子基礎(chǔ),有望使IH的預(yù)防與治療找到新的突破點。2.2.2高鈣尿癥所需注意的酶及對尿n-乙酰--d-氨基葡萄糖苷酶及腎的三磷酸酶活性變化趙東寶等建立大鼠實驗性高鈣尿癥模型,發(fā)現(xiàn)舒林酸治療后2周和4周時尿Ca2+、尿Ca2+/肌酐、尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶/肌酐及腎和十二指腸Ca2+-腺苷三磷酸酶均顯著下降,24h尿鈣定量與尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶/肌酐值呈正相關(guān),說明舒林酸對高鈣尿癥具降尿鈣和保腎作用,其機制可能與下調(diào)維生素D靶組織鈣泵活性有關(guān)。2.2.3血鈣及血堿性磷酸酶Bushinsky等發(fā)現(xiàn),在低鈣飲食的情況下,GHS大鼠的尿鈣排泄量仍然大于飲食鈣的攝入量,如果同時給予阿屈膦酸鹽,則其尿鈣的排泄和過飽和水平均顯著地下降。趙東寶等建立大鼠實驗性高鈣尿癥模型,觀察羥乙膦酸鈉治療后2周時尿鈣,Ca2+/肌酐,血堿性磷酸酶雖有所升高,但4周時尿鈣,Ca2+/肌酐,N-乙酰-β-D-氨基-葡萄糖苷酶/肌酐及血堿性磷酸酶均顯著下降,24h尿鈣定量與尿堿性磷酸酶值呈正相關(guān),而靶組織鈣泵活性無顯著改變。提示骨吸收抑制劑具有降尿鈣和保腎作用,其機制不依賴鈣泵活性的改變。2.2.4