激素耐藥型腎病綜合征基因研究現(xiàn)狀及進展

代莉 張玉江 劉繼維 林利容

激素耐藥型腎病綜合征(SRNS)符合原發(fā)性腎病綜合征(PNS)診斷，應用激素治療后不能緩解，可出現(xiàn)無效、抵抗、依賴或反復發(fā)作，約占PNS的30%～50%[1]。SRNS進展快，以終末期腎病(ESRD)告終，臨床治療非常棘手。近年來腎臟遺傳病學研究通過基因組等組學技術(shù)，發(fā)現(xiàn)50余個不同基因突變可能與SRNS有關(guān)[2],但幾乎均與足細胞的結(jié)構(gòu)或功能缺陷有關(guān)，其腎臟病理常見類型為局灶節(jié)段性腎小球硬化(FSGS)。SRNS按年齡可分為先天性腎病綜合征(CNS)、兒童期SRNS、成年期SRNS 3種類型。CNS常由單基因突變導致，兒童和成人SRNS可能具有遺傳、非遺傳或多因素的發(fā)病機制[3]。本文將概述與SRNS有關(guān)的主要基因及其臨床研究進展。

一、編碼裂孔隔膜相關(guān)蛋白的基因

NPHS1和NPHS2基因是SRNS最常見的遺傳原因，分別編碼足細胞裂孔隔膜(SD)上的nephrin和Podocin蛋白。Podocin有助于nephrin信號的轉(zhuǎn)導，對SD的濾過功能進行調(diào)節(jié)，共同保障細胞內(nèi)信號傳導通路的通暢和足細胞形態(tài)的完整性[4]。其突變可能影響足細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導和裂孔隔膜結(jié)構(gòu)破壞，導致蛋白尿的產(chǎn)生和腎臟病理改變。

NPHS1基因突變常致3個月內(nèi)嬰兒CNS的發(fā)生，芬蘭人群CNS的該基因突變率高達98%，主要為Fin-major121delCT和Fin-minor3325C>T位點突變，表現(xiàn)為胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩、羊水過多、子宮內(nèi)大量蛋白尿、產(chǎn)后SRNS和快速進展至ESRD[5]。各種族間存在差異，在散發(fā)性兒童SRNS中，Santin等[4]檢測到NPHS1基因純合或復合雜合突變，發(fā)病年齡最大為27歲，考慮這些突變可能較“溫和”，到兒童期甚至成年才發(fā)病。NPHS2基因突變于2000年在兒童發(fā)病的SRNS中被發(fā)現(xiàn)[6]，嬰幼兒起病、腎臟病理組織活檢結(jié)果提示FSGS、急進性腎衰竭是其典型的臨床特點。2013年Dincel等[7]還在1例SRNS患者中同時檢出NPHS1的SNP位點E117K和NPHS2基因突變P118L，提示在一個復雜的疾病表型中遵循了雙基因遺傳的結(jié)果。

CD2AP基因編碼的CD2相關(guān)蛋白特異表達于腎小球足細胞，是SD蛋白復合體的重要分子，和nephrin、podocin相互作用，共同維持足細胞及裂孔隔膜的正常形態(tài)及功能[8]。但各種族間臨床研究結(jié)果不同，Benoit等[8]在42例法國散發(fā)性SRNS患兒中未發(fā)現(xiàn)該基因致病突變。孟大川等[9]在40例中國散發(fā)性SRNS患兒中檢測出3種CD2AP基因突變，但其基因突變的致病性均不明確。

TRPC6是一種裂孔隔膜離子通道相關(guān)蛋白，表達異常可能導致足細胞功能損傷和骨架變化，參與蛋白尿的發(fā)生。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，TRPC6是家族性FSGS的致病基因，存在同義突變、錯義突變。但Kempanahalli等[10]在印度兒童中未發(fā)現(xiàn)TRPC6基因啟動子基因多態(tài)性與SRNS相關(guān)。

PLCEl蛋白廣泛分布于腎小球足細胞胞漿中，在穩(wěn)定細胞核和腎小球基膜等方面具有重要作用[11]。迄今發(fā)現(xiàn)13種PLCE1基因突變均可致SRNS，病理表現(xiàn)為彌漫性腎小球硬化(DMS)和FSGS[11]，常表現(xiàn)為出生后4年內(nèi)發(fā)病，5歲前迅速進展至ESRD，推測該基因突變導致其蛋白結(jié)構(gòu)或功能異常使腎小球發(fā)育停滯、形態(tài)學、功能異常。但也有研究者在231個來自69個家庭的特發(fā)性遺傳性FSGS患者中并沒有發(fā)現(xiàn)PLCE1基因突變[12]。

二、核轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)基因

WT1蛋白在泌尿生殖器發(fā)育及功能維持中發(fā)揮著重要的作用，參與nephrin和podocin的基因轉(zhuǎn)錄。WT1突變可能導致肌動蛋白細胞骨架的異常調(diào)節(jié)，從而誘導足細胞損傷，導致Denys-Drash綜合征(DDS)、Frasier綜合征(FS)和孤立性SRNS(ISRNS)[13]。ISRNS在臨床上僅表現(xiàn)為NS，不伴男性假兩性畸形和Wilms瘤等腎外表現(xiàn)，發(fā)病年齡可從出生至青少年時期，對激素耐藥，起病0.1～11.0年進展至ESRD，多數(shù)病理檢查結(jié)果為FSGS。引起ISRNS的WT1基因突變有近10種，多為外顯子雜合突變和內(nèi)含子剪接突變，大部分呈散發(fā)性，小部分呈家族性[14]。在CNS患兒中，WT1突變率為8%～13%，年齡<18歲的散發(fā)性SRNS患兒WT1突變率為6%～7%，女性患兒高達10%～12%，且突變位點集中在外顯子8和9[13-14]。

LMX1B對腎血管球的發(fā)育和足細胞的分化起重要作用。該基因敲除小鼠會出現(xiàn)足細胞分化障礙、Podocin和CD2AP表達下調(diào)和轉(zhuǎn)錄表達喪失，從而影響腎小球基膜的Ⅳ型膠原表達，與甲髕綜合征腎臟損害、Alport綜合征和SRNS發(fā)病關(guān)系密切[15]。Nakata等[16]研究發(fā)現(xiàn)一例甲髕綜合征的24歲女性，在幼年時即發(fā)生SRNS，相關(guān)檢測后提示其存在LMX1B基因變異(c.819+1G>A)。

SMARCL1基因突變可導致多系統(tǒng)受累，包括腎臟、骨骼、胸腺、甲狀腺及血管等，臨床表現(xiàn)為Schimke免疫-骨發(fā)育不良綜合征(SIOD)、激素耐藥型腎病綜合征、脊柱骨骺發(fā)育不良、T細胞免疫缺陷及特殊面容?；颊叨嘣?歲前出現(xiàn)部分起病隱匿，即使有大量蛋白尿卻無水腫表現(xiàn)；絕大多數(shù)患者病理檢查結(jié)果提示為FSGS，也有微小病變、系膜增生性腎小球腎炎及膜性腎病(MN)的報道[17]。已有55種不同的SMARCAL1基因突變在不同種族背景的SIOD患者中被發(fā)現(xiàn)，但其具體致病機理仍在研究中。

NXF5是核mRNA輸出因子(NXF)家族中的一員，將mRNA運輸?shù)郊毎|(zhì)進行翻譯，對基因的表達起著重要的調(diào)控作用[18]。Esposito等[18]在澳大利亞家族性FSGS患者中發(fā)現(xiàn)NXF5基因R113W位點突變，可能影響mRNA在細胞膜的轉(zhuǎn)運及延長，改變了足細胞上重要蛋白的生物學功能，且只有男性表現(xiàn)為完全的FSGS，傾向于X連鎖隱性遺傳發(fā)病。

三、編碼肌動蛋白細胞骨架的基因

ACTN4基因編碼的α-輔肌動蛋白-4(α-actinin-4)屬于血影蛋白超家族成員，具有交聯(lián)肌動蛋白微絲功能，在穩(wěn)定細胞黏附、調(diào)節(jié)細胞形態(tài)及運動遷移中發(fā)揮重要作用[19]。相關(guān)研究結(jié)果顯示ACTN4是家族性FSGS的常見致病基因，約3.5%為ACTN4突變所致[19]。此后在不完全外顯和晚發(fā)的FSGS患者中發(fā)現(xiàn)ACTN4錯義突變，可能使足細胞肌動蛋白細胞骨架的調(diào)節(jié)異常，影響足細胞的遷移，引起常染色體顯性遺傳成年發(fā)病型FSGS[20]。

INF2蛋白在腎小球足細胞中高度表達，可調(diào)節(jié)肌動蛋白細胞骨架、形狀、運動及細胞的周期和轉(zhuǎn)錄等，從而維持細胞骨架正常結(jié)構(gòu)和功能[21]。Brown等[21]報道INF2基因是常染色體顯性遺傳性家族性FSGS的主要致病基因之一，發(fā)病率為9%～17%，很少與散發(fā)性FSGS關(guān)聯(lián)，其突變主要集中在外顯子2、3、4的雜合錯義突變，具有顯著的異質(zhì)性[22]。近年來發(fā)現(xiàn)該基因突變可能是常染色體顯性遺傳性疾病腓腸肌萎縮癥(CMT)與FSGS的一個主要原因，其突變位于編碼具有N-端Diaphanous抑制結(jié)構(gòu)域，臨床表現(xiàn)早期較輕微，但往往快速進展為ESRD，需腎移植等替代治療[23]。

ARHGDIA普遍表達于各組織中，間接調(diào)控肌動蛋白細胞骨架依賴的細胞，維持正常的足細胞結(jié)構(gòu)和功能。體外實驗結(jié)果顯示，野生型ARHGDIA與RHOA、CDC42和RAC結(jié)合，可抑制細胞遷移；突變體ARHGDIA導致CDC42和RAC1的表達增加，其突變在嬰兒CNS和一對早發(fā)SRNS的兄妹中被發(fā)現(xiàn)[24]。

四、線粒體、溶酶體、代謝和胞質(zhì)基因

腎臟組織細胞中線粒體功能障礙可導致三磷酸腺苷(ATP)生成下降，從而誘發(fā)細胞功能和結(jié)構(gòu)改變，最終導致腎功能衰竭[25]。多種酶參與的線粒體呼吸轉(zhuǎn)運鏈COQ2、COQ6和ADCK4參與構(gòu)成足細胞的完整性[25-26]。COQ2、COQ6和ADCK4基因共同編碼對羥基苯甲酸聚異戊二烯焦磷酸轉(zhuǎn)移酶，是輔酶Q10合成的中間酶，相關(guān)基因突變引起的原發(fā)性輔酶Q10水平降低與腎臟、心血管、神經(jīng)系統(tǒng)疾病及嬰兒期發(fā)病的多系統(tǒng)疾病相關(guān)，其導致的線粒體相關(guān)腎病對激素和免疫抑制劑治療無反應，易快速進展為ESRD，需要腎臟替代治療[26]。

五、腎小球基底膜基因

LAMB2基因編碼層粘連蛋白β2亞基是存在于腎小球基底膜、眼睛及神經(jīng)肌肉突觸的重要非膠原糖蛋白，對細胞的粘附、增殖、分化、遷徙起著重要作用。2004年Zenker等[27]研究發(fā)現(xiàn)，LAMB2基因突變可導致Pierson綜合征，是一類累及眼睛和腎臟的疾病，主要表現(xiàn)為CNS及對光無反應性小瞳孔等特殊的眼部改變。多代近親家系研究分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，存活的Pierson綜合征患者腎臟的臨床表現(xiàn)大相徑庭，部分患者在嬰兒時期即需要腎臟替代治療，大部分患者存在進行性腎功能減退并在早期進展為ESRD。而部分患者雖有腎病范圍內(nèi)的蛋白尿，但在較大年齡仍然維持腎功能正常[28]。

六、細胞核內(nèi)調(diào)節(jié)基因

2018年Hermle等[29]通過全外顯子組測序篩選了665例腎病綜合征患者，在兩個早發(fā)性NS家族和SRNS家族中發(fā)現(xiàn)GAPVD1和ANKFY1的純合錯義突變。其研究結(jié)果提示足細胞的遷移需要GAPVD1和ANKFY1相互作用，任何一種蛋白的沉默都會降低足細胞的遷移速度。其基因突變表達產(chǎn)生的異常蛋白對體內(nèi)活性調(diào)節(jié)因子RAB5的親和力改變，對足細胞遷移中的修復能力降低，提示了RAB5在人類NS發(fā)病機制中的調(diào)控作用。

七、小節(jié)

近年來，隨著人類基因組測序的完成，遺傳學在解釋腎病綜合癥發(fā)病機制上做出了巨大貢獻。識別潛在的遺傳病因?qū)RNS患者，尤其是兒童患者非常重要，能預測腎移植后復發(fā)性的風險，評估免疫抑制劑的療效，為腎臟疾病進展至終末期的二級預防提供獨特的機會,并可能會改變目前的治療模式，根據(jù)基因突變類型制定個性化治療方案的時代將隨之到來。