成人激素抵抗性腎病綜合征遺傳學(xué)機(jī)制

周瓊秀 綜述 陳 楠 審校

原發(fā)性腎病綜合癥(PNS)是以大量蛋白尿(＞3.5 g/d)、低白蛋白血癥(＜30 g/L)、高脂血癥及水腫為主要特征的臨床綜合征，嚴(yán)重時(shí)可危及生命。應(yīng)用糖皮質(zhì)激素作為治療PNS的主要藥物已有半個(gè)多世紀(jì)，2011年KDIGO指南(草案)將兒童經(jīng)單純激素［2 mg/(kg·d)］治療8周或成人經(jīng)單純激素治療［1mg/(kg·d)］16周后仍不緩解的PNS患者定義為激素抵抗性腎病綜合征(SRNS)，SRNS患者的治療往往需要輔以免疫抑制劑。Hass等［1］報(bào)道局灶節(jié)段性腎小球硬化(FSGS)是成人PNS常見的病理類型(35%)，其中30%～50%FSGS患者對(duì)激素治療無效。

近年來，隨著基因組學(xué)研究的不斷發(fā)展，足細(xì)胞相 關(guān) 蛋 白 基 因 NPHS1、NPHS2、WTl、ACTN4、CD2AP、TRPC6、PLCE1、INF2 和 LAMB2 等逐一被人們發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)。目前基因?qū)W調(diào)查分析顯示30%～40%的SRNS患者與該類基因變異有關(guān)［2］，但大部分研究主要集中在家族性及兒童散發(fā)SRNS患者，隨著成人SRNS與足細(xì)胞相關(guān)蛋白基因變異關(guān)系的研究不斷深入，加深了人們對(duì)SRNS遺傳學(xué)機(jī)制的認(rèn)識(shí)。以下結(jié)合國內(nèi)外最新研究成果，就當(dāng)前發(fā)現(xiàn)與成人SRNS相關(guān)的6個(gè)主要足細(xì)胞相關(guān)蛋白基因及其致病變異進(jìn)行綜述。

NPHS1

人類NPHS1基因編碼蛋白nephrin屬免疫球蛋白超家族分子，在腎、腦、胰腺等器官廣泛表達(dá)。在腎臟表達(dá)的nephrin可組成同源二聚體或與腎小球蛋白NEPH1形成異源二聚體組成了裂孔膜的基本結(jié)構(gòu)［3］，此外，nephrin及 CD2 相關(guān)蛋白(CD2AP)與三磷酸肌醇激酶的p85調(diào)節(jié)亞基相關(guān)聯(lián)，激活足細(xì)胞內(nèi)磷酸肌醇3激酶依賴的AKT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，從而調(diào)控細(xì)胞的增生、遷移及存活［4］。研究發(fā)現(xiàn)NPHS1基因敲除的小鼠可出現(xiàn)足突廣泛融合，表現(xiàn)為大量蛋白尿［5］，而動(dòng)物體內(nèi)注射抗 nephrin抗體可誘導(dǎo)出現(xiàn)足突融合等FSGS特征性改變［6］。

NPHS1基因突變最早發(fā)現(xiàn)可導(dǎo)致常染色體隱性遺傳芬蘭型先天性腎病綜合征(CNF)。2008年，Philippe等［7］首先在兒童SRNS患者中報(bào)道NPHS1基因14 個(gè)突變位點(diǎn)后，Santín等［8］對(duì) 52 例西班牙成人SRNS患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，1例27歲起病的女性散發(fā)患者(突變率2%)存在NPHS1的復(fù)合雜合突變，其中無義突變c.2479C＞A(p.R827X)導(dǎo)致了nephrin蛋白縮短，而c.2928G＞T(p.R976S)錯(cuò)義突變則影響nephrin蛋白的Ⅲ型纖維連接蛋白樣結(jié)構(gòu)域，由此提示NPHS1基因突變?cè)诔扇薙RNS起病過程中起一定作用。臨床上該患者激素耐藥，但加用免疫抑制劑及血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑治療表現(xiàn)為PNS部分緩解。毛建華等［9］也曾在我國散發(fā)兒童SRNS患者中發(fā)現(xiàn)NPHS1基因突變，但目前尚未見成人散發(fā)SRNS患者中該基因突變的相關(guān)報(bào)道。因此認(rèn)為NPHS1基因突變不僅是CNF及部分兒童SRNS的病因，也可能與成人SRNS的發(fā)病有關(guān)，但由于研究資料有限，目前仍需大樣本及不同人種中NPHS1基因的研究加以輔證。

NPHS2

NPHS2基因編碼的蛋白質(zhì)podocin是膜內(nèi)在蛋白，僅在足細(xì)胞作為濾過屏障的裂孔膜上表達(dá)，podocin通過其多肽鏈C端與CD2AP和nephrin蛋白相互作用而錨定在質(zhì)膜的脂筏區(qū)，同時(shí)增強(qiáng)了nephrin的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)［10］，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NPHS2基因敲除小鼠在出生時(shí)即出現(xiàn)大量蛋白尿［11］，表明podocin對(duì)維持腎小球?yàn)V過屏障功能起重要作用。

NPHS2基因突變最早報(bào)道與兒童常染色體隱性遺傳SRNS相關(guān)［12］，此后相繼發(fā)現(xiàn)其存在于散發(fā)SRNS 及遲發(fā)性 FSGS 患者［13，14］，目前該基因突變已被認(rèn)為是SRNS發(fā)病最重要的機(jī)制之一。成人SRNS中家族性患者該基因突變檢出率(4%～24%［15，16］)高于散發(fā)性患者(0～ 11%［15-19］)，其中報(bào)道最多的為R229Q，該變異是散發(fā)成人SRNS中最為常見的一個(gè)足細(xì)胞相關(guān)蛋白基因突變位點(diǎn)，與種族關(guān)系密切，歐洲高加索人(5%～10%)較非洲黑人(1%～ 2.5%) 多 見［15，20，21］。余自 華等［22］報(bào)道，我國散發(fā)性SRNS患兒NPHS2基因突變的檢出率與國外報(bào)道類似，但目前尚無我國散發(fā)成人SRNS患者NPHS2突變的相關(guān)數(shù)據(jù)。與兒童SRNS患者R229Q的突變可為復(fù)合雜合突變或者純合突變不同，成人起病的散發(fā)激素抵抗FSGS多見復(fù)合雜合突變［23］，若同時(shí)存在另一個(gè)NPHS2編碼區(qū)非同義變異，則FSGS的發(fā)病率顯著增加［14］。研究顯示，突變的podocin降低了與nephrin等蛋白的結(jié)合效能，不能將其招募至脂筏區(qū)，使得裂孔膜上nephrin的數(shù)量下降，同時(shí)喪失了促進(jìn) nephrin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能［24，25］。由于有 NPHS2 基因純合或雜合突變的PNS患者大部分激素耐藥，應(yīng)用免疫抑制劑等亦不能誘導(dǎo)完全緩解［26］，且多項(xiàng)研究顯示，NPHS2基因突變的患者腎移植后移植腎復(fù)發(fā)FSGS的危險(xiǎn)性明顯降低［27］，因此檢測(cè)NPHS2基因突變，特別是歐洲人群R229Q突變的檢測(cè)對(duì)成人SRNS患者避免不必要的免疫抑制劑治療及預(yù)測(cè)腎移植復(fù)發(fā)有重要價(jià)值。

INF2

INF2基因是最近幾年新發(fā)現(xiàn)的可能與FSGS發(fā)病相關(guān)的足細(xì)胞相關(guān)蛋白基因，其編碼的蛋白質(zhì)為成蛋白家族成員——INF2蛋白。INF2能夠調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白，在腎小球足細(xì)胞中，它通過與細(xì)胞微絲骨架調(diào)節(jié)蛋白mDia的相互作用，負(fù)向調(diào)節(jié)Rho/mDia活化引起的異構(gòu)及足細(xì)胞表型改變，從而維持足細(xì)胞的正常功能；而INF2致病突變則通過干擾這種相互作用而導(dǎo)致足細(xì)胞對(duì)損傷信號(hào)的易感性［28］。

2010年，Brown等［29］首次報(bào)道 INF2基因突變可導(dǎo)致常染色體顯性遺傳的FSGS，Boyer等［30］在隨后研究中驗(yàn)證了該結(jié)果。迄今為止相繼發(fā)現(xiàn)該基因的24個(gè)突變位點(diǎn)，幾乎所有突變均集中在2、3、4號(hào)外顯子，這些外顯子編碼INF2的DID結(jié)構(gòu)域，與DAD結(jié)構(gòu)域互相作用影響INF2的功能。INF2突變?cè)跉W洲人中檢出率最高，此外還在非洲、南美及中東人群中發(fā)現(xiàn)。除了家族性FSGS，成人散發(fā)性FSGS中INF2基因突變是否起到致病作用?Gbadegesin等［31］對(duì)31例散發(fā)FSGS患者的INF2基因篩查研究中未發(fā)現(xiàn)相關(guān)突變，而Boyer等［30］在84例散發(fā)患者中僅發(fā)現(xiàn)一例歐洲FSGS患者在4號(hào)外顯子上存在突變，該突變?cè)诹硪华?dú)立FSGS家系得到證實(shí)。目前國內(nèi)外對(duì)INF2基因突變所導(dǎo)致的SRNS致病機(jī)制研究尚少，但考慮到FSGS是成人PNS最主要的病理類型，且大部分FSGS患者對(duì)激素治療不敏感，因此INF2基因突變可能在成人SRNS發(fā)病中亦有重要的作用。雖然這些研究顯示INF2突變?cè)诔扇松l(fā)性FSGS中檢出率較低，這些研究的樣本量均較小，且尚無亞洲人的相關(guān)報(bào)道，故仍有待進(jìn)一步的研究。

CD2AP

CD2AP基因編碼與CD2黏附分子胞內(nèi)區(qū)域相互作用的銜接蛋白，在腎臟主要定位在裂孔膜上，可與肌動(dòng)蛋白絲(F-actin)，突觸極蛋白等細(xì)胞骨架蛋白及nephrin、podocin等裂孔膜蛋白相互作用，將裂孔膜蛋白錨定在細(xì)胞骨架上［32］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究顯示腎小球CD2AP的表達(dá)缺乏可導(dǎo)致系膜細(xì)胞增生、細(xì)胞外基質(zhì)增多、腎小球硬化及足突廣泛融合等病理改變［33］，完全敲除CD2AP等位基因(CD2AP-/-)的小鼠出生后不久即可出現(xiàn)嚴(yán)重的NS，死于大量蛋白尿，而敲除一個(gè) CD2AP等位基因的小鼠(CD2AP+/-)腎臟病理表現(xiàn)類似于人類FSGS，因此推測(cè)可能和人類FSGS發(fā)病有關(guān)。

Kim等［34］首先在2例原發(fā)性FSGS患者中報(bào)道了CD2AP基因雜合突變后，越來越多的研究證實(shí)CD2AP突變與常染色體隱性遺傳的家族性FSGS相關(guān)。成人散發(fā)SRNS中CD2AP突變檢出率較低(0～3.3%)［35-37］。2009 年，Gigante 等［36］在 80 例散發(fā)意大利SRNS患者中發(fā)現(xiàn)1例成人雜合突變(c.904A＞T)，并驗(yàn)證了該患者外周血單個(gè)核細(xì)胞經(jīng)凝血紅素刺激后未出現(xiàn)正常情況下的CD2/CD2AP的相互作用和凝集，且凋亡率明顯增高。陳楠等［37］對(duì)82例漢族成人散發(fā)性FSGS患者研究中發(fā)現(xiàn)2個(gè)雜合突變，分別為2號(hào)外顯子(160G＞A)及4號(hào)外顯子(358A＞G)，同時(shí)對(duì)此2例患者的腎組織CD2AP和podocin表達(dá)研究發(fā)現(xiàn)兩者表達(dá)均明顯降低。因此推測(cè)CD2AP基因突變與兒童家族性FSGS發(fā)病相關(guān)性較大，成人SRNS發(fā)病與該基因突變間的相關(guān)性需待更深的探索跟研究。

ACTN4

ACTN4基因編碼的輔肌動(dòng)蛋白4(α-actinin-4)是足細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它將F-actin捆扎成束，并與β1整合素等相連，有利于足細(xì)胞黏附于腎小球基膜［38］。ACTN4在多種人類組織中都高度表達(dá)，但僅在腎臟才出現(xiàn)與ACTN4突變相關(guān)的臨床表型。體外研究發(fā)現(xiàn)nephrin和podocin與actin存在著相互作用，突變?chǔ)?actinin-4分子與F-actin的結(jié)合能力增強(qiáng)，從而影響足細(xì)胞甚至裂孔膜的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致以蛋白尿和FSGS為特征的腎臟疾病。

現(xiàn)有的研究表明ACTN4基因突變與成人常染色體顯性遺傳相關(guān)，臨床上表現(xiàn)為低于NS范圍的蛋白尿及緩慢進(jìn)展至終末期腎病(ESRD)，激素治療無效［39］，迄今報(bào)道FSGS患者中ACTN4的突變均位于8號(hào)外顯子。而在散發(fā)的FSGS患者，僅見1例疾病相關(guān)突變(c.175C ＞T)的報(bào)道［40］，也有報(bào)道認(rèn)為ACTN4啟動(dòng)子的突變可能與散發(fā) FSGS相關(guān)［41］，目前對(duì)于成人SRNS中ACTN4基因突變的作用尚不明確。

TRPC6

TRPC6基因編碼的蛋白屬于瞬時(shí)受體電位陽離子通道C家族(TRPC)的成員，TRPC6是一個(gè)非選擇性陽離子通道蛋白，介導(dǎo)鈣離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)從而調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)影響細(xì)胞功能［42］，在動(dòng)物及人類的研究中發(fā)現(xiàn)TRPC6廣泛表達(dá)在腎小管及腎小球上，新近發(fā)現(xiàn)其在足細(xì)胞胞體內(nèi)也有表達(dá)，鄰近裂孔膜，從而與裂孔膜蛋白nephrin和podocin間存在相互作用。

TRPC6基因突變可引起成年時(shí)期起病的常染色體顯性遺傳FSGS。TRPC6基因突變最初僅報(bào)道見于家族性 FSGS，成人散發(fā)SRNS中僅在 Santin等［43］對(duì)TRPC6基因突變篩查的130例西班牙患者中確定了3個(gè)與疾病相關(guān)的錯(cuò)義突變，該研究肯定了TRPC6基因突變與散發(fā)SRNS的關(guān)系，其報(bào)道TRPC6突變約占成人散發(fā)SRNS患者的0～2%。

SRNS為難治性NS，常發(fā)展至ESRD，但其機(jī)制仍不明確。近年來隨著研究深入，人們發(fā)現(xiàn)足細(xì)胞相關(guān)蛋白基因變異可解釋部分成人SRNS的病因，同時(shí)由于存在該類基因突變的SRNS患者一般對(duì)環(huán)磷酰胺、環(huán)孢素A等免疫抑制劑治療亦不敏感，因此進(jìn)行基因突變檢測(cè)可避免不必要的治療，且可幫助預(yù)測(cè)ESRD患者腎移植的預(yù)后。然而，目前成人SRNS中該類基因突變檢出率不高(表1)，基因檢測(cè)研究開展較少，基因篩查耗時(shí)較長且較昂貴，因此目前除了R229Q突變篩查在歐洲成人患者中具有重要的價(jià)值外，不建議在散發(fā)人群中進(jìn)行常規(guī)篩查。由于不同人種相關(guān)突變的檢出率的差異，我國在該領(lǐng)域的研究仍有不足，因此還需要在中國人中開展更多調(diào)查研究足細(xì)胞相關(guān)蛋白基因變異與成人SRNS發(fā)病與預(yù)后的關(guān)系。

表1 足細(xì)胞相關(guān)蛋白編碼基因與功能

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