遺傳對(duì)1型糖尿病的發(fā)病有一定作用。對(duì)1型糖尿病單卵雙胞長期追蹤,發(fā)生糖尿病的雙生一致率可達(dá)50%。然而,從父母到子女的垂直傳遞率卻很低,如雙親中一人患1型糖尿病,其子女患病的風(fēng)險(xiǎn)率僅為2%~5%。
遺傳學(xué)研究顯示1型糖尿病是多基因、多因素共同作用的結(jié)果。迄今為止已發(fā)現(xiàn)與發(fā)病有關(guān)的基因位點(diǎn)至少有17個(gè),分布在不同的染色體上,目前認(rèn)為人組織相容性抗原(hla)復(fù)合物是決定1型糖尿病遺傳易感性最重要的因素。90%~95%的1型糖尿病病人攜帶hla-dr3、dr4或-dr3/-dr4抗原,二者高度相關(guān);但hla-dr3、-dr4抗原攜帶人群只有0.5%發(fā)生1型糖尿病,提示hla-dr3、-dr4是1型糖尿病發(fā)生的背景條件。hla-dq位點(diǎn)位1型糖尿病易感性的主要決定因子。hla-dq b鏈57位是門冬氨酸,為1型糖尿病的抵抗基因,若不是門冬氨酸,而是纈氨酸、丙氨酸或絲氨酸等,則是易感基因;hla-dq a鏈52位是精氨酸,則對(duì)1型糖尿病易感。當(dāng)細(xì)胞表面表達(dá)為hla-dq a52精氨酸及-dq b57非門冬氨酸,即dq a52arg+純合子及dq b57asp-純合子時(shí),患病的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)最高。此外,近年來還發(fā)現(xiàn)hla某些其他位點(diǎn)的基因如tnfβ基因和熱休克蛋白70(heat shock protein 70,hsp70)基因,或某些非hla基因多態(tài)性也與1型糖尿病易感性有關(guān)。
遺傳因素在2型糖尿病的病因中較1型糖尿病更為重要。單卵雙胞患2型糖尿病一致率為90%,雙親中一人患2型糖尿病,其子女患病風(fēng)險(xiǎn)率為5%~10%,父母均患病者的子女中5%有糖尿病,12%有igt。
大多數(shù)2型糖尿病為多個(gè)基因及環(huán)境因素共同參與的多基因多環(huán)境因素復(fù)合病(complex disease),有以下特點(diǎn):①參與發(fā)病的基因在1個(gè)以上;②各參與基因的作用程度不同,起主要作用者為主效基因(major gene or master gene),作用較小者為次要基因(minor gene),即各個(gè)基因?qū)μ谴x的影響程度各不相同,而且各基因間可呈正性或負(fù)性交互作用;③不同患者致病易感基因的種類不同,非糖尿病者也可有致病易感基因,但負(fù)荷量較少;④各個(gè)致病易感基因作用于不同的糖代謝環(huán)節(jié),賦予糖尿病的異質(zhì)性。
胰島b細(xì)胞功能缺陷(胰島素分泌不足)和胰島素抵抗是2星糖尿病的基本特征,研究可能導(dǎo)致這兩方面改變的候選基因的突變或表達(dá)異常,是探討2型糖尿病遺傳因素的重要途徑。
1.胰島b細(xì)胞功能缺陷 與胰島b細(xì)胞功能障礙有關(guān)的因素有:①葡萄糖激酶缺陷。②葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(glut2)數(shù)量減少或活性降低,肝葡萄糖攝取(肝胰島素抵抗)減少,肝糖輸出增加,同時(shí)降低b細(xì)胞胰島素的分泌。③線粒體缺陷。④胰島素原加工(proinsulin prosessing)障礙,胰島素原在胰島b細(xì)胞β顆粒內(nèi),在疾速原轉(zhuǎn)化酶2和3以及羧肽酶作用下,脫去與胰島素連接處c肽分子兩側(cè)的兩個(gè)氨基酸殘基(arg31-arg32和lys64-arg65),分解出等克分子的胰島素和c肽。該加工過程障礙可致胰島素生成減少及高胰島素原血癥,后者的生物學(xué)活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于胰島素。⑤胰島素結(jié)構(gòu)異常:一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)有的家系有胰島素基因(染色體11p)點(diǎn)突變,產(chǎn)生變異胰島素(mutant insulin),其生物活性低下。⑥胰淀粉樣肽(islet amyloid polypeptide,iapp)又稱胰淀素(amylin),是胰島b細(xì)胞產(chǎn)生的一種激素,由37個(gè)氨基酸殘基組成,與胰島素共同存在于β顆粒內(nèi)并共同分泌。40%~90%2型糖尿病病人的胰島有淀粉樣物質(zhì)沉淀,從而影響b細(xì)胞合成與分泌胰島素。
2.胰島素抵抗 致胰島素抵抗的主要因素有:①葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。除前述glut2缺陷可致肝胰島素抵抗外,glut4存在于肌肉和脂肪細(xì)胞,在胰島素作用下轉(zhuǎn)移到細(xì)胞表面,加速葡萄糖的易化轉(zhuǎn)運(yùn)過程。數(shù)量減少或活性降低可導(dǎo)致受體后胰島素抵抗;②胰島素受體。胰島素與其受體α亞基結(jié)合后,激活酪氨酸激酶,刺激β亞基酪氨酸殘疾磷酸化,從而傳遞胰島素的多種生物效應(yīng)。編碼α和β亞基的基因都位于染色體19p,現(xiàn)已鑒定了近40種突變,造成不同部位的受體或受體后胰島素抵抗。
現(xiàn)已基本闡明病因和發(fā)病機(jī)制的有mody和變異胰島素綜合征。胰島素基因點(diǎn)突變部位不同,所編碼的變異胰島素也不同(現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)5種變異胰島素),變異胰島素生物活性顯著低下,可導(dǎo)致不同程度的糖代謝紊亂。絕大多數(shù)2型糖尿病的遺傳學(xué)病因目前并不明確。(實(shí)習(xí)編輯:大北)
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