随着分子生物学及临床医学的发展，人们对尿崩症的遗传学及病因学发病机制有了进一步的认识。近10年与尿崩症诊断治疗相关的研究热点主要集中在尿崩症的分子生物学发病机制中相关基因突变位点与相关蛋白质功能的研究上。有关尿崩症的治疗方面，主要围绕ADH类似物DDAVP的制剂的研究。而对于先天性肾性尿崩症的基因治疗方面，主要是寻找相关突变基因编码蛋白质的分子伴侣，使得突变受体可以在细胞膜上表达，与配体结合后，通过cAMP的介导发挥相应的生物效应，目前这些研究仅限于细胞学研究，还未用于动物实验及临床应用。本节主要介绍有关尿崩症分子生物学与遗传学方面的进展。
　　一、抗利尿激素的分泌、作用与控制调节
　　1、ADH（抗利尿剂激素，人体为精氨酸加压素，AVP）对于水平衡的调节
　　人体内水的摄入与排出存在着很大的变化，然而血浆渗透压以及血浆的容量则在相当窄的生理范围内波动。在对水平衡的调节中，下丘脑及垂体分泌的AVP起着关键的作用。
　　在肾脏，肾小球每天大约能够滤过180升的水。其中约80％和15％的水分别在肾脏的近曲小管和远曲小管被重吸收。因此，每天大约有9L的低渗尿到达肾脏的集合管。下丘脑和垂体产生的AVP通过与集合管的AVP受体结合，促进原尿的重吸收，从而使尿液浓缩，维持正常人每天排出的终尿量在2-3升之间。
　　AVP是由下丘脑和垂体分泌的一种激素，其编码基因为长度2.6kb的 AVP－NPII基因所调控。
　　AVP的前体在下丘脑的大细胞神经元的膜结合型核糖体中合成，在细胞内的转运过程中，信号肽从AVP前体中解离并在内质网中释放出AVP前体。AVP前体进入高尔基器进行糖基化，然后转运至垂体后叶储存在分泌囊泡并进行转运后加工。当血容量及血浆渗透压改变时，储存在垂体后叶中的AVP释放入血。
　　血浆中的AVP通过与特异性的AVP受体结合而发挥生理效应。 AVP受体包括V1、V2和V3 三种类型。其中V2受体的表达具有高度的组织特异性。V1受体主要分布在血管平滑肌细胞、肝细胞和血小板，参与糖原分解、血小板聚集和血管张力调节。V2受体的表达仅限于肾脏亨利氏袢升枝和集合管的上皮细胞，集合管上V2 mRNA的表达为亨利氏袢表达水平的10倍。当AVP与V2受体结合后， 细胞内的cAMP水平升高，介导AVP的抗利尿作用。V3受体主要分布在垂体前叶、AVP通过作用于此受体促进ACTH的释放。
　　AVP是通过控制位于远曲小管和集合管细胞膜顶部的水通道的数量来控制水的再吸收的。当AVP与V2R结合后通过激活腺甘酸环化酶， 使第二信使cAMP水平升高，增强肾脏集合管主细胞中cAMP依赖的蛋白激酶磷酸化级联反应，促进水通道蛋白在主细胞腔面膜的形成。由于集合管腔内与肾脏间质之间的渗透压的不同，原尿中的水通过水通道蛋白从集合管进入主细胞，使尿液浓缩。
　　2、ADH释放的控制调节
　　血浆渗透压是生理情况下AVP释放调节的最主要的因素。其中血钠水平又起到了关键的作用。试验已经证明，发生抗利尿时的AVP释放的血浆渗透压的阈值是287 mOsm/kg。开始口渴的血浆渗透压阈值为290-294 mOsm/kg。这时AVP的血浆浓度可以达到5.0ng/L，此时肾脏也达到AVP充分发挥作用的最大抗利尿效果，尿液被充分浓缩至尿渗透压达到1000-1200 mOsm/kg。此后即使血浆的AVP浓度再上升，其抗利尿效果也不会再加强。
　　血容量及血压是调节AVP释放的另一个重要因素。当血容量减少10％甚至更少时，可以促发AVP的释放并诱发饮水。随着血容量的减少，AVP的血浆浓度可以高于10倍高渗透压引起的AVP的释放。
　　许多下丘脑的神经介质和神经肽可以调节AVP的分泌。乙酰胆碱对视上神经元的尼古丁亲和作用刺激AVP的释放。组织胺、缓激肽和血管紧张素II可以刺激AVP的释放和激发饮水。许多药物能刺激AVP的释放，包括尼古丁、吗啡、长春新碱、长春花碱、环磷酰胺、安妥明、氯磺丙脲及三环类抗惊厥药和抗抑郁药。
　　糖皮质激素与AVP对水的排出有拮抗性影响，皮质醇增高AVP的释放阈值。糖皮质激素可以预防水中毒和纠正在肾上腺皮质功能不全时对水负荷的水利尿损害反应。糖皮质激素也能直接作用于肾小管，降低水的通透性和在AVP缺乏时增加溶质和自由水的排出。
　　二、尿崩症的定义
　　尿崩症（Diabetes Insipidus，DI）是指肾脏排出大量稀释尿液的一组临床综合征（一般是指，尿量超过30ml/kg/24hrs，而尿渗透压低于300mOsm/kg或尿比重低于1.010）。引起DI的原因可以ADH产生不足（中枢性尿崩症，central DI），ADH作用障碍（肾性尿崩症，nephrogenic DI），或由于过度的水负荷生理性地抑制了ADH的释放（原发性烦渴，primary polydipsia）。
　　三、DI的分类
　　1、中枢性尿崩症（cranial，neurogenic，central or vasopressin-responsive）又称为脑源性，神经源性，中枢性或对血管加压素有反应的DI）。
　　（1）定义
　　中枢性尿崩症是指尽管存在充分的刺激以及肾脏对ADH有良好的反应，仍然有ADH分泌不足或缺乏，从而导致的一种低渗透压的多尿状态。其中又包括：完全中枢性尿崩症（机体完全不能够合成或释放ADH导致的多尿状态）和 部分中枢性尿崩症（机体不能够合成及/或释放足够的ADH导致的多尿状态）。
　　（2）病因
　　导致中枢性尿崩症的病因可以分为家族性（先天性）及获得性中枢性尿崩症两类。
　　a、家族性中枢性尿崩症的分子生物学及遗传学研究
　　常染色体显性遗传的家族性中枢性尿崩症（adFNDI）是先天性中枢性尿崩症的主要病因。 adFNDI是一种少见的常染色体显性遗传性疾病。它是由于下丘脑神经元细胞的AVP-II基因突变，导致AVP在合成、折叠、二聚化、加工和分泌等环节发生障碍，引起血浆AVP的缺乏。患者多在儿童时起病， 无明显性别差异，平均发病年龄为3.2岁[3]，临床表现渐进性的口渴、多饮、多尿等临床症状。一般24小时尿量可达6.6-28.8升。
　　AVP-NPII基因定位于染色体20p13，它包括3个外显子：外显子1编码19肽的信号肽，9肽的AVP，3肽连接体和NPII的氨基端前9个氨基酸残基；外显子2编码67个氨基酸残基的NPII的保守区域；外显子3编码NPII的羧基端的17个氨基酸残基，一个Arg连接体和39个氨基酸的糖蛋白GP－copeptin。
　　自从1991年Ito[8]等首次发现AVP－NPII的基因突变以来，已经在43个家族中发现29个AVP-NPII的基因突变点。这些突变点大多数是在编码NPII域的突变，4 例发生在信号肽的第1外显子，仅有1例突变在九肽AVP本身[9]。这些突变多数是错义突变，5例是无义突变（均发生在NPII结构域靠近糖蛋白区），3例为缺失突变。
　　根据上述AVP-NPII基因突变的多发位点，其导致CDI的发病机制，可能是每一种突变都对编码AVP-NPII蛋白质的合成、折叠、二聚化、加工和分泌等过程产生明显的影响，使得AVP不能够正确的表达和分泌。这些研究结果已经通过细胞学及基因敲除的小鼠的实验研究得到了证实。
　　b、获得性中枢性尿崩症：为更多导致中枢性尿崩症的病因。
　　目前国际上对中枢性尿崩症病因的报道中，病例数最大的一组报道为北京协和医院从1956年至2000年期间408例中枢性尿崩症患者的病因报道。其中特发性尿崩症占52％；鞍区肿瘤占28％；头颅外伤导致的CDI占8％；颅内感染后CDI占4％；鞍区术后及缺血性病变分别占3％；组织细胞增生症X占2％。
　　2、肾性尿崩症（nephrogenic DI）
　　（1）定义
　　肾性尿崩症是指肾脏对ADH作用不敏感而导致的一种持续排出低渗透压尿液的一种多尿状态。其临床特点为，尽管血液中有充足的ADH水平，机体仍然表现为持续的低渗尿。对外源性的ADH无反应，或在部分肾性尿崩症的患者可以有反应。也分为完全性肾性尿崩症（肾脏对ADH或外源性药物完全没有反应）和部分性肾性尿崩症（肾脏对药理剂量的ADH有反应）。
　　（2）病因
　　肾性尿崩症也可分为家族性或获得性肾性尿崩症。