奧爾波特綜合征的疾病譜擴(kuò)展對(duì)相關(guān)疾病診斷、篩查和治療的啟示

林芙君，蔣更如

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院腎臟風(fēng)濕免疫科 上海市罕見病診治中心，上海 200092）

奧爾波特綜合征（Alport syndrome，AS）是一種臨床相對(duì)常見的遺傳性腎小球疾病，已被列入2018年國家衛(wèi)生健康委頒布的首批121 種罕見病目錄。AS 以腎性血尿、蛋白尿和進(jìn)行性腎功能減退為臨床特點(diǎn)，可合并感音神經(jīng)性耳聾及眼部異常等腎外癥狀，腎活檢可見腎小球基底膜（glomerular basement membrane，GBM）發(fā)生彌漫變薄、厚薄不均、致密層撕裂或分層或蟲蝕樣等改變，部分患者可合并局灶節(jié)段性腎小球硬化（focal segmental glomerulosclerosis,FSGS）。自20 世紀(jì)90年代起，隨著AS 的致病基因，即編碼α345（Ⅳ）鏈的基因COL4A3、COL4A4、COL4A5 被相繼定位[1]，以及超微病理、Ⅳ型膠原分子免疫病理和基因檢測(cè)等新技術(shù)及研究手段不斷涌現(xiàn)，AS 在疾病定義和診斷標(biāo)準(zhǔn)上不斷演變，其疾病譜也隨之?dāng)U展。本文旨在總結(jié)AS 疾病譜的演變、診斷、早期篩查和精準(zhǔn)治療方面的最新進(jìn)展，從而獲得具有臨床指導(dǎo)意義的啟示，同時(shí)對(duì)建立整合臨床表型與多組學(xué)信息的疾病診斷和病情評(píng)估體系進(jìn)行展望。

AS 在疾病定義和診斷標(biāo)準(zhǔn)上的變遷及其疾病譜擴(kuò)展

一、AS 定義和診斷標(biāo)準(zhǔn)的變遷

1927年，Cecil Alport[1]首次對(duì)以遺傳性腎炎和聽力下降為臨床特征的家系進(jìn)行了詳細(xì)描述。在隨后的近1 個(gè)世紀(jì)內(nèi)，AS 的疾病定義和診斷標(biāo)準(zhǔn)不斷發(fā)生演變。20 世紀(jì)90年代，F(xiàn)linter 等[2]和Gregory等[3]相繼提出了AS 的4 項(xiàng)和10 項(xiàng)診斷指標(biāo)。2018年，中國AS 診療共識(shí)專家組在2013 版國際《Alport綜合征診療管理專家建議》[4]的基礎(chǔ)上發(fā)布了中國《Alport 綜合征診斷和治療專家推薦意見》[5]，建議臨床表現(xiàn)為持續(xù)性腎小球型血尿和（或）蛋白尿且符合以下任意一條標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可診斷為AS。①腎活檢電鏡示GBM 致密層撕裂或分層；②GBM 的α345（Ⅳ）鏈免疫熒光染色異?；蚱つw基底膜α5（Ⅳ）鏈免疫熒光染色異常；③COL4A5 基因具有一個(gè)致病性突變，或COL4A3（或COL4A4）基因具有2 個(gè)致病性突變。根據(jù)這一診斷標(biāo)準(zhǔn)，AS 中有80%～85%為COL4A5 基因純合或雜合突變導(dǎo)致的X 連鎖顯性遺傳AS、10%～15%為COL4A3 或COL4A4 基因純合突變或復(fù)合雜合突變導(dǎo)致的常染色體隱性遺傳AS，另有極少數(shù)（小于5%）為COL4A3 或COL4A4 基因雜合突變導(dǎo)致的常染色體顯性遺傳AS（autosomal dominant Alport syndrome，ADAS）。

二、AS 疾病譜擴(kuò)展

隨著近年來以第二代測(cè)序技術(shù)為代表的分子診斷技術(shù)的發(fā)展和臨床應(yīng)用增多，攜帶COL4A3 或COL4A4 基因雜合突變患者的檢出率顯著上升。在之前被稱為“薄基底膜腎病”和“良性家族性血尿” 患者中約半數(shù)被檢出攜帶COL4A3、COL4A4基因雜合致病突變[6-7]，另外，近30%的成人遺傳性FSGS 和5%～10%的散發(fā)性FSGS[8]以及約30%的家族性IgA 腎?。↖gA nephropathy，IgAN）的病因?qū)嵸|(zhì)為COL4A3～COL4A5 基因突變[9]，其中大部分為COL4A3、COL4A4 基因雜合突變。最近基于英國UK Biobank 數(shù)據(jù)庫和冰島Icelandic 數(shù)據(jù)庫的全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與腎性血尿、蛋白尿或FSGS 顯著關(guān)聯(lián)的COL4A3、COL4A4 基因雜合突變（如COL4A3 Gly289_Lys330del、COL4A4 Ser969X）的人群攜帶頻率接近0.2%[10]，遠(yuǎn)高于既往報(bào)道的AS 患病率（1/5 000～1/10 000）。值得關(guān)注的是，來自最近國外2 項(xiàng)大樣本回顧性隊(duì)列研究結(jié)果顯示，COL4A3、COL4A4 基因雜合突變患者的臨床預(yù)后并非均為“良性”，其中有15%～30%的患者在50～60 歲時(shí)進(jìn)展至終末期腎?。╡nd stage renal disease,ESRD）[7,11]。

為重視對(duì)這部分腎功能損傷進(jìn)展型患者進(jìn)行早期識(shí)別、加強(qiáng)隨訪，并及時(shí)給予干預(yù)治療以改善其腎臟預(yù)后，2018年AS 國際工作組[12]建議，對(duì)于攜帶COL4A3、COL4A4 基因雜合致病突變的患者，無論是否合并腎外表現(xiàn)或有無腎功能減退均統(tǒng)一診斷為ADAS，同時(shí)，將COL4A3～COL4A5 基因突變所導(dǎo)致的薄基底膜腎病、家族性血尿、遺傳性FSGS 以及不明原因慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）/ESRD 患者統(tǒng)一納入AS診斷范疇（見表1）。根據(jù)這一廣義定義，AS 形成了從孤立性腎性血尿到ESRD 的連續(xù)、表型嚴(yán)重程度不同的疾病譜（見圖1）而，AS 的人群患病率據(jù)估算可占到成人CKD 的3%[13]，其中ADAS 占19%～31%[14]。

表1 2018年AS 國際工作組提出的AS 定義和分型[12]

圖1 AS 的疾病譜擴(kuò)展

筆者認(rèn)為，基于分子發(fā)病機(jī)制所提出的上述AS 廣義新定義更接近疾病生物學(xué)本質(zhì)，有利于疾病的統(tǒng)計(jì)和規(guī)范化診斷，從而提高疾病的診斷率，減少漏診。我國人口多、CKD 基數(shù)大，因此AS 患者在我國的患病總?cè)藬?shù)不容小覷。循證醫(yī)學(xué)已證實(shí)，腎素-血管緊張素系統(tǒng)抑制劑對(duì)各類COL4A3～COL4A5 基因突變型患者的腎功能均具有保護(hù)作用[15-19]，因此提高AS 的早期識(shí)別和診斷率，并給予及時(shí)干預(yù)治療，從而延緩腎功能進(jìn)展，對(duì)我國人群CKD 的防治也具有重要意義。最新發(fā)布的《2020 版Alport 綜合征患者診斷和管理臨床實(shí)踐》的國際指南也采納了AS 的廣義新定義[20-21]。但也有觀點(diǎn)認(rèn)為，將病程中僅有孤立性血尿并無腎功能損傷的COL4A3、COL4A4 基因雜合突變患者診斷為ADAS，可能給這部分患者帶來不必要的心理壓力[22-23]。這就要求臨床醫(yī)師綜合患者的基因型、臨床表型和家系特點(diǎn)等，對(duì)其預(yù)后進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估及預(yù)測(cè)。

重視AS 的早期篩查

一、篩查流程

持續(xù)性腎性血尿往往是AS 患者的首發(fā)臨床表現(xiàn)，90%以上的X 連鎖顯性遺傳AS 和常染色體隱性遺傳AS 患者、70%～92%的ADAS 患者存在腎性血尿[11,24]。國外腎活檢統(tǒng)計(jì)資料表明[25]，薄基底膜腎病和AS 約占兒童無癥狀腎性血尿患者的半數(shù)以上，同時(shí)是位列IgA 腎病之后成人腎性血尿的第二大病因。重視對(duì)持續(xù)性腎性血尿患者進(jìn)行AS 篩查，不僅有助于AS 患者及其親屬的早期診斷和鑒別診斷，對(duì)預(yù)后危險(xiǎn)分層、治療策略制定、遺傳篩查以及選擇性生育等也有重要的指導(dǎo)作用。最新發(fā)布的《2020 版Alport 綜合征患者診斷和管理臨床實(shí)踐》國際指南[21]中列出了對(duì)持續(xù)性腎性血尿患者進(jìn)行AS 篩查的流程圖（見圖2），并建議對(duì)符合以下任一情況，疑似AS 的持續(xù)性腎性血尿患者進(jìn)行基因檢測(cè)，以幫助明確診斷。①患者合并感音神經(jīng)性耳聾和（或）前圓錐形晶狀體和（或）特征性視網(wǎng)膜病等腎外表現(xiàn)；②患者有血尿或CKD，或有腎功能衰竭家族史及CKD 相關(guān)的耳聾家族史；③腎活檢病理發(fā)現(xiàn)GBM 特征性病變、腎組織或皮膚α（Ⅳ）鏈免疫熒光染色；④患者為激素抵抗性型FSGS、家族性IgA 腎病或病因不明的ESRD。

圖2 持續(xù)性腎性血尿患者的AS 篩查流程圖[19]

二、基因篩查技術(shù)及結(jié)果解讀

1.基因技術(shù)選擇：基因檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步和可及性的提高給以往基于臨床和腎臟病理的傳統(tǒng)診斷體系帶來了變革[26]。有研究運(yùn)用基因檢測(cè)使近1/3的AS 患者避免了有創(chuàng)性腎活檢而得以確診疾病[27]。另有研究采用基因診斷對(duì)約1/3 先前被漏診或誤診的AS 先證者家系患病成員進(jìn)行了確診[28]。在基因檢測(cè)方法的選擇上，基于第二代測(cè)序技術(shù)的目標(biāo)序列靶向捕獲測(cè)序或全外顯子組測(cè)序在顯著提高AS 診斷效能的同時(shí)，還能發(fā)現(xiàn)AS 的擬表型致病基因和修飾基因變異位點(diǎn)[29-31]（見表2），以協(xié)助進(jìn)行鑒別診斷和預(yù)后評(píng)估，因此其已逐漸取代了Sanger 測(cè)序。然而，第二代測(cè)序技術(shù)對(duì)于拷貝數(shù)變異以及影響剪接的深部內(nèi)含子區(qū)域突變的檢測(cè)往往具有局限性，需進(jìn)一步采用多重連接探針擴(kuò)增、熒光定量PCR 和RNA 測(cè)序等技術(shù)進(jìn)行鑒定[32]。

表2 AS 的擬表型致病基因和修飾基因變異位點(diǎn)

需要指出的是，腎性血尿的人群患病率可高至4%[33]，因成本問題較難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模對(duì)腎性血尿患者開展無差異的基因檢測(cè)篩查AS。為開發(fā)操作快捷、靈敏度及特異度相對(duì)較高而成本低的早期篩查手段，筆者所在實(shí)驗(yàn)室目前正在開展“基于個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的AS 篩查模式”，即對(duì)AS 患病高風(fēng)險(xiǎn)患者進(jìn)行單個(gè)樣本基因測(cè)序，而對(duì)AS 患病低風(fēng)險(xiǎn)患者則參照新型冠狀病毒核酸混采檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行樣本集合測(cè)試[34]。運(yùn)用該方法可使篩查費(fèi)用降低至第二代測(cè)序技術(shù)費(fèi)用的1/10，但其篩查效能和衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)價(jià)值還有待進(jìn)一步評(píng)估和改良。

2.結(jié)果解讀：隨著第二代測(cè)序技術(shù)檢出大量新發(fā)現(xiàn)的COL4A3、COL4A4、COL4A5 基因罕見變異（可占所有檢出變異的50%～75%），對(duì)這些新發(fā)變異進(jìn)行正確的致病性評(píng)估和解讀成為亟待解決的問題。2021年2 月，AS 基因變異評(píng)估國際協(xié)作組在美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)2015年序列變異解讀標(biāo)準(zhǔn)和指南的基礎(chǔ)上，結(jié)合AS 的疾病特點(diǎn)，發(fā)布了《AS 分子診斷專家意見共識(shí)》[31]。該共識(shí)建議，在對(duì)COL4A3～COL4A5 基因的新發(fā)變異（尤其是意義未明變異）進(jìn)行致病性評(píng)估時(shí)，為防止將良性變異誤判為致病變異[35-36]，需查閱收錄AS 致病突變的數(shù)據(jù)庫，如Clinvar 數(shù)據(jù)庫、萊頓開放變異數(shù)據(jù)庫（Leiden Open Variation Database）、人類基因（致病性）突變數(shù)據(jù)庫（Human Gene Mutation Database）和美國猶他州ARUP laboratories 數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合生物信息學(xué)分析結(jié)果[37]，有條件的研究性實(shí)驗(yàn)室還需進(jìn)一步開展體外功能實(shí)驗(yàn)，如納米熒光素酶片段互補(bǔ)技術(shù)，評(píng)估突變對(duì)α345（Ⅳ）三螺旋體聚合穩(wěn)定性的影響[38]、微小基因?qū)嶒?yàn)?zāi)M突變?cè)隗w內(nèi)對(duì)剪接的影響[39-40]。

AS 的精準(zhǔn)診療展望

一、基因型與表型關(guān)聯(lián)在AS 篩查、診治中意義重要

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的時(shí)代已經(jīng)到來，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的核心理念是有效整合患者的表型數(shù)據(jù)與多組學(xué)信息后，將“基因-環(huán)境-表型”三者進(jìn)行多層次關(guān)聯(lián)分析，從中探究疾病的發(fā)病機(jī)制、制定個(gè)性化的精準(zhǔn)預(yù)防及診療方案，即“better diagnosis leading to better treatment”。AS 作為單基因遺傳病，遺傳因素在其發(fā)病機(jī)制中起主導(dǎo)作用。因此，建立可靠、準(zhǔn)確的基因型與表型關(guān)聯(lián)，對(duì)提高AS 疾病篩查、分型診斷、預(yù)后判斷和不同治療方案的療效評(píng)估等方面的精準(zhǔn)性至關(guān)重要。然而，由于遺傳異質(zhì)性、基因多效性及環(huán)境因素和生活方式等對(duì)AS 發(fā)生、發(fā)展的影響，目前僅在X 連鎖顯性遺傳AS 男性患者中發(fā)現(xiàn)基因型與腎臟預(yù)后間存在一定關(guān)聯(lián)[7,11,41-43]，且結(jié)果大多來自回顧性分析。

目前，國內(nèi)外已有多個(gè)大型前瞻性AS 隊(duì)列（如European Alport Therapy Registry、BioAlport cohort、ATHENA cohort、ASTOR cohort、RaDico cohort、中國國家罕見病隊(duì)列和中國上海遺傳性腎臟病隊(duì)列）正在實(shí)施建立基于特定種族和人群的生物樣本庫，構(gòu)建與之匹配的包括基因突變譜、表型譜、臨床診治以及結(jié)局隨訪等綜合信息的數(shù)據(jù)庫，搭建生物樣品和大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)等舉措，將患者的基因型與包括病史、癥狀、體征、生化、腎臟病理、影像學(xué)資料、干預(yù)治療效果以及環(huán)境、生活方式等信息的表型組進(jìn)行融合分析，從而建立個(gè)體化的綜合預(yù)測(cè)模型，以用于AS 的精準(zhǔn)篩查和診療，同時(shí)也為開展臨床試驗(yàn)和探索發(fā)病機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

二、治療展望

腎素-血管緊張素系統(tǒng)抑制劑仍然是目前治療AS 的主要方法，但其不能完全阻止或逆轉(zhuǎn)患者的腎功能惡化。目前正在開展臨床試驗(yàn)的新藥有以抗腎臟纖維化和（或）抗氧化及炎癥調(diào)節(jié)為主要靶點(diǎn)的miRNA-21 抑制劑Lademirsen 和核因子E2 相關(guān)因子2 激活劑Bardoxolone methyl，以及選擇性內(nèi)皮素受體拮抗劑阿曲生坦（Atrasentan）[20]。其中來自CARDINAL 研究的最新結(jié)果表明，相較于安慰劑，Bardoxolone methyl 能夠使AS 患者的腎臟復(fù)合終點(diǎn)事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)降低50%。與此同時(shí)，在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)或動(dòng)物模型中也正在開展多項(xiàng)包括小分子類藥物、寡核苷酸藥物、基因治療在內(nèi)的AS 精準(zhǔn)療法探索，使學(xué)界看到了AS 精準(zhǔn)治療的未來，例如利用反義寡核苷酸誘導(dǎo)COL4A5 基因21 號(hào)外顯子跳讀，從而恢復(fù)COL4A5 mRNA 閱讀框并編碼縮短的有一定功能的COL4A5 蛋白，運(yùn)用小分子伴侶藥物4-苯基丁酸減輕COL4A3～COL4A5 基因錯(cuò)義突變介導(dǎo)的足細(xì)胞內(nèi)未折疊蛋白反應(yīng)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)損傷，以及利用CRISPR/Cas9 編輯技術(shù)對(duì)AS 患者尿液來源的足細(xì)胞進(jìn)行COL4A5 基因突變修復(fù)[14]等。

結(jié) 語

遺傳學(xué)、分子生物學(xué)以及生物信息學(xué)的飛速發(fā)展，使AS 在疾病定義及診斷理念上取得諸多進(jìn)展，也使人們愈來愈認(rèn)識(shí)到AS 是CKD 不可忽視的重要病因以及開展AS 早期篩查的重要性和必要性?；诜肿影l(fā)病機(jī)制所提出的AS 廣義新定義及其疾病譜的擴(kuò)展，有利于疾病統(tǒng)計(jì)和規(guī)范診斷，從而提高疾病診斷率，減少漏診。目前仍有待開展大型隊(duì)列研究以建立整合臨床表型與包括基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組等多組學(xué)信息的病情評(píng)估體系，用于AS 的精準(zhǔn)篩查和診斷，以及推動(dòng)AS 發(fā)病機(jī)制研究及相關(guān)新藥研發(fā)、疾病精準(zhǔn)管理等方面的發(fā)展。