基因变异与肾脏病致病机制
基因变异在疾病发生发展中起到非常重要的作用,包括对基因功能/关键通路、功能细胞亚群的调控作用,导致致病细胞亚群的分化和致病细胞亚群的活化。临床中,与基因变异相关的肾脏疾病并不罕见。以
IV型胶原蛋白及
Alport综合征
我们对Alport综合征的研究有较长的历史,早可追溯至1875年,然而直至2013年才有对应的诊疗指南问世。
01.遗传学特点与诊断
在肾脏发育早期,α1α1α2(IV)及层粘连蛋白-111为GBM主要成分,随着发育成熟,逐渐被α3α4α5(IV)及层粘连蛋白-521所取代,形成稳定的GBM结构。
由于上述机制由不同基因进行编码,因此也导致了遗传模式的多样性,例如X连锁Alport综合征、常
由于基因变异与临床预后密切相关,因此在临床工作中一定要认识到Alport综合征致病基因突变的复杂性。如患者是否属于IV型胶原基因突变(遗传模式,突变类型)、双基因突变、嵌合突变或者多基因突变。随着基因检测技术可及性提高,对Alport综合征及疑似患者进行基因检测开始受到临床医师的重视。但由于缺乏专业培训及相关标准和规范,无论在样本送检、结果解读还是提供遗传咨询及长期管理方面都存在一些问题,需要进一步加强研究,制定临床工作的规范和指南。
02.致病机制
在肾脏发育早期,α1α1α2(IV)及层粘连蛋白-111为GBM主要成分,随着发育成熟,逐渐被α3α4α5(IV)及层粘连蛋白-521所取代,形成稳定的GBM结构。在Alport综合征病理状态下,COL4A3-COL4A5基因突变将阻碍这一发育转换过程的正常进行,α1α1α2(IV)和异常层粘连蛋白亚型改变了基质受体表达和细胞骨架蛋白分布,导致足细胞足突融合消失,并刺激足细胞中基质金属蛋白酶(MMPs)分泌;另一方面,高滤过压刺激内皮细胞分泌
03.Alport综合征的治疗
目前Alport综合征的治疗可分为4个方面:①RAAS抑制剂,如
动物模型和临床患者回顾性队列研究及RCT研究均证实,ACEI/ARB能够延缓Alport综合征患者蛋白尿发生并延长肾功能的疗效,可将Alport综合征患者发生ESKD的时间延长十几年,并且早期治疗疗效更好。本中心的分析结果表明,X连锁Alport综合征男性患者对ACEI/ARB治疗的反应与基因型明显相关,ACEI/ARB治疗将非截断突变患者进展为ESKD的时间延迟16年(从24岁至40岁),将截断突变患者进展为ESKD的时间延迟3年(从20岁至23岁)。基于ACEI/ARB的肾脏保护作用,国内外相关专家共识均ACEI/ARB作为Alport综合征的标准治疗方案。建议X连锁Alport综合征男性及常染色体隐性Alport综合征患者从确诊时即开始ACEI/ARB治疗,X连锁Alport综合征女性及常染色体显性患者在出现微量白蛋白尿时开始ACEI/ARB治疗。需要指出的是,目前国内这类临床研究和观察仍很缺乏,需要更多大样本高质量的临床研究来提供更加符合中国患者的临床疗效证据,进而制定指导疾病诊断和治疗的标准和规范。
此外,通过Nrf2激动剂(Bardoxolone)抑制炎症反应、Anti-miRNA-21化合物(Lademirsen)抗纤维化、内皮素A受体抑制剂(Atrasentan)及血管紧张素II和内皮素A受体双重抑制剂(Sparsentan)降低肾小球内压等多通路新药正在临床试验当中,以及CRISPR/Cas9基因编辑技术、外显子跳跃疗法等潜在基因治疗方案,也将在未来为Alport综合征患者的治疗带来新的希望。
层黏蛋白相关肾脏病
如层粘连蛋白β2(LAMB2)基因突变致层粘连蛋白521结构异常,使层粘连蛋白521分子间不能正常聚合,或层粘连蛋白521被其他类型的层粘连蛋白替代,导致GBM发育成熟障碍,结构异常,通透性增加,伴足细胞损伤和大量蛋白尿,即Pierson综合征。
Pierson综合征是常染色体隐性遗传疾病,临床表现为
此外,在肾
在临床中,有部分Alport综合征患者可检出LAMB2变异,并且LAMB2-S580R变异将加速X连锁显性Alport综合征的进展。
其他IV型胶原相关肾脏病
FSGS患者中IV胶原及足细胞相关基因突变也时有发生,在对135例散发成人激素耐药型肾病综合征(SRNS)患者进行靶向Panel测序后发现,14例(10.4%)患者携带2个APOL1高风险等位基因,在其他致病突变中,足细胞相关基因占比为56.3%,IV型胶原基因突变占比为43.7%。与不携带基因突变的患者相比,上述携带者的预后较差。
家族性
除上述肾病以外,由于α1α1α2(IV)分布于机体所有基底膜中,实际上COL4A1/A2基因突变可以使多系统受累,除了肾脏病变出现血尿及肾囊肿外,还可能涉及脑血管疾病(如脑穿通畸形、脑血小管病等)、眼部病变(如
总之,基因突变对于肾脏疾病,乃至全身症状的诊断和治疗有较大的参考价值,建议对存在以下情况的患者进行基因检测:激素抵抗难治性FSGS,家族性IgA肾病,肾小球GBM分层断裂、厚薄不均、结构不规则,不明原因的肾功能衰竭。