Ieskats par autosomāli dominējošo policistisko nieru slimību no ģenētiskiem pētījumiem

Abstrakts

Autosomāli dominējošā policistikanieru slimībair visizplatītākais monogēnais ESKD cēlonis.Ģenētiskie pētījumino pacientiem un dzīvnieku modeļiem ir informācija par slimības patobioloģiju. Stingri atbalstiet "sliekšņa modeli", kurā cistu veidošanos izraisa samazināta funkcionālā policistīna deva, kas zemāka par kritisko slieksni atsevišķās cauruļveida epitēlija šūnās dzimumšūnu un somatisko PKD1 un PKD2 mutāciju, gēnu mutāciju (piemēram, SEC63, SEC61B, GANAB, PRKCSH) dēļ. , DNAJB11, ALG8 un ALG9) endoplazmatiskā tīkla proteīna biosintētiskajā ceļā vai somatisko mozaīku.Ģenētiskā pārbaudepotenciāli var sniegt diagnostisko un prognostisko informāciju par cistunieru slimība. Tomēr PKD1 mutāciju skrīnings ir sarežģīts tā lielā izmēra un sarežģītības dēļ, padarot to gan dārgu, gan darbietilpīgu.

Turklāt parastā, uz Sangera sekvencēšanu balstītā ģenētiskā pārbaude pašlaik ir ierobežota, lai noskaidrotu netipisku iemeslu cēloņus.policistiska nieru slimība, piemēram, ģimenes iekšējo slimību nesaskaņa, netipiskanieresattēlveidošanas modeļi un pretrunīga slimības smaguma pakāpe starp kopējo nieru tilpumu un eGFR samazināšanās ātrumu. Turklāt vides faktori,ģenētiskaismodifikatori un somatiskais mozaīcisms arī veicina slimības mainīgumu, vēl vairāk ierobežojot prognozēšanu pēc mutācijas klases atsevišķiem pacientiem. Jaunākie jauninājumi nākamās paaudzes sekvencēšanā ir gatavi pārveidot un paplašināt molekulāro diagnostiku par saprātīgām izmaksām. Paredzams, ka, veicot visaptverošu vairāku cistisko slimību un modifikatoru gēnu skrīningu, mērķtiecīga gēnu panelis, visa eksoma vai visa genoma sekvencēšana uzlabos diagnostisko un prognostisko precizitāti, lai uzlabotu personalizētu medicīnu autosomāli dominējošās policistiskās nieru slimības gadījumā.

Noklikšķiniet uz To Cistanche Tubulosa

SĪKĀK INFORMĀCIJAS:david.deng@wecistanche.com

Ievads

Autosomāli dominējošā policistiskā nieru slimība (ADPKD)ir daudzsistēmu traucējumi, ko raksturo daudzu skaita pieaugumsnieru cistasun nieru tilpuma paplašināšanās, kas vairumam pacientu izraisa ESKD. Hipertensija, smaga hematūrija, cistu plīsums un infekcija, nierakmeņi un sāpes sānos ir bieži sastopamas nieru komplikācijas. Tajā pašā laikā ekstrarenālas izpausmes ir aknu un aizkuņģa dziedzera cistas, asinsvadu aneirismas, sirds vārstuļu anomālijas, trūces un divertikuloze. Novērtējot izplatībuADPKDir bijis izaicinājums mainīgas no vecuma atkarīgas penetrances un nepilnīgas klīniskās pārliecības dēļ vispārējā populācijā. Epidemioloģiskie pētījumi par klīniski konstatētiem ADPKD gadījumiem ziņoja par punktu izplatību 2,4–9.0 uz 10,000. Turpretim nesen veikts pētījums par genoma sekvencēšanu lielās populācijās sniedza minimālo novērtējumu 1 uz 1000. PKD1 identifikācija 1995. gadā un PKD2 identificēšana 1996. gadā veicināja uz DNS sekvencēm balstītas molekulārās diagnostikas attīstību. Kopš tā laika, pateicoties sekvencēšanas tehnoloģiju attīstībai, mūsu izpratne par cistiskās nieru slimības ģenētiskā pamata sarežģītību ir attīstījusies. Svarīgi ziņojumi, kas ir šī pārskata pamatā, ir tādi, ka ne visiem pacientiem ar vairākām nieru cistām irADPKDun tasADPKDun autosomāli dominējošā policistiskā aknu slimība (ADPLD) ir fenotipiskais spektrs, un abas slimības rodas policistīna funkcijas izmaiņu rezultātā. Mēs apspriežam, kā ģenētiskie pētījumi ir informējuši mūsu izpratni par ADPKD patobioloģiju. Mēs arī apspriežam pašreizējās klīniskās indikācijas aizdomām par ģenētisko testēšanuADPKDun tā mainīgā loma netipisku ģenētisko cēloņu noskaidrošanāpolicistiskā nieru slimība (PKD). Šajā pārskatā lietoto terminu glosārijs ir sniegts 1. lodziņā.

Ģenētiskie pētījumi informēti par slimību mehānismiem ADPKD

Divu gēnu, PKD1 un PKD2 (kas kodē divus integrētus membrānas proteīnus, attiecīgi policistīnu-1 un policistīnu -2 [vai TRPP2]) mutācijas ir atbildīgas par lielāko daļu ģenētiski atrisinātu ADPKD gadījumu. Policistīns-1 ir liels proteīns ar funkcionālām iezīmēm, kas liecina par nezināmas funkcijas receptoru, savukārt policistīns-2 ir nespecifisks katjonu kanāls; abi mijiedarbojas caur savām citoplazmas astēm, lai modulētu jaunu signalizācijas ceļu primārajās ciliās. Mainīga slimības izpausme ir ievērojama ADPKD iezīme. Pat ja iedzimtais dzimumšūnu defekts ir visās šūnās, cistas veidojas 5% kanāliņu, un cistiskā paplašināšanās ir fokusa katrā kanāliņā. Šie novērojumi kopā ar somatisko PKD1 vai PKD2 mutāciju atklāšanu nieru un aknu cistās pacientiem arADPKD, noveda pie hipotēzes par recesīvu šūnu mehānismu cistoģenēzei, kurā tiek inaktivētas abas PKD1 vai PKD2 kopijas atsevišķā tubulārā epitēlija šūnā.

ir nepieciešams, lai uzsāktu cistu veidošanos. Tomēr šī hipotēze sākotnēji tika apstrīdēta, jo pacientu ar dzimumšūnu PKD1 mutācijām cistās tika konstatēts neliels somatisko PKD1 mutāciju īpatsvars, lai gan iepriekšējos pētījumos tika pārbaudīts tikai PKD1 nedublētais reģions. Izmantojot lokusam specifisku PCR un nākamās paaudzes sekvencēšanu (NGS), nesen veiktā pētījumā tika vispusīgi pārbaudītas un identificētas privātas somatiskās PKD1 un PKD2 mutācijas 90 procentos no 128 cistām no deviņiem pacientiem, sniedzot visprecīzākos pierādījumus iepriekšminētās hipotēzes atbalstam. Tomēr pilnīga abu PKD1 vai PKD2 kopiju inaktivācija cistas ierosināšanai nav nepieciešama, jo hipomorfo mutantu peļu modeļu pētījumos tika konstatēta cistu attīstība ar zemu (apmēram 20 procentiem) policistīna -1 līmeni. Pašlaik cistoģenēzes "sliekšņa" modelis sniedz vislabāko skaidrojumu par līdz šim veiktajiem pētījumiem ar cilvēkiem un dzīvniekiem. Attiecīgi samazināta funkcionālā policistīna-1 deva zem kritiskā sliekšņa (ti, aptuveni par 20–30 procentiem) cauruļveida epitēlija šūnās dīgļu līnijas un somatisko PKD1 vai PKD2 mutāciju dēļ (ti, proteīnu saīsinošs pret nesaīsināto) mutāciju, un vietējie stohastiskie faktori, šķiet, izraisa atsevišķu cistu veidošanos. Tomēr šķiet, ka svarīgs ir arī laiks: Pkd1 inaktivācija pirms 13 dienām pēc dzimšanas peles modelī izraisīja smagu cistisko slimību 3 nedēļu laikā; turpretī Pkd1 inaktivācija pēc 14 dienu vecuma tajā pašā modelī izraisīja nesteidzīgu gaitu ar cistu attīstību tikai pēc 5 mēnešiem. Turklāt,cistiskā nieru slimībavēlīnā indukcijas modelī saasinājanieru traumas, piemēram, išēmija-reperfūzija un cauruļveida obstrukcija no kristālu nogulsnēšanās (pazīstama arī kā "trešā trāpījuma modelis"). Kopumā šie atklājumi liecina, ka papildu faktori, kas pārsniedz "otrajos trāpījumus", veicina paplašināto kanāliņu paplašināšanos makrocistās. Interesanti, ka nesen veikts pētījums par Pkd1 mutantu pelēm liecina, ka vietējie faktori, kas rodas no atsevišķām cistām, var veicināt blakus esošo paplašināto kanāliņu pārtapšanu klasteros par atklātām cistām (pazīstams arī kā "sniega bumbas efekts").

Jaunākie ģenētiskie pētījumiir identificējuši jaunu mehānismu, ar kuru mutācijas vairākos gēnos, kas kodē proteīnus, kas funkcionē endoplazmatiskā retikuluma (ER) proteīna biosintētiskajā ceļā, izraisa ADPLD, modulējot policistīna-1 devu (1. tabula). Konkrēti, topošo proteīnu iekļūšanai ER ir nepieciešami translokācijas proteīni, ko kodē SEC63 un SEC61B, turpretim ALG8, ALG9 un PMM2 kodētie proteīni ir nepieciešami topošo proteīnu N-glikozilēšanai ER. Glikozidāze II, kas sastāv no a-apakšvienības, ko kodē GANAB, un b-apakšvienības, ko kodē PRKCSH, noņem glikozes molekulas no topošajiem proteīniem pēc kvalitātes kontroles, ko veic kalneksīna/kalretikulīna cikls, pirms tās tiek eksportētas uz Golgi kompleksu (1. attēls). Turklāt saistošā Ig proteīna kofaktors, ko kodē DNSJB11, darbojas kā chaperons ER, lai kontrolētu proteīnu locīšanu, tirdzniecību un degradāciju, tostarp policistīnu-1 un policistīnu-2. Jebkura no iepriekšminētajiem gēniem mutācijas var samazināt funkcionālo policistīna-1 devu, pasliktinot tā pēctranslācijas modifikāciju un pārvietošanos uz šūnu membrānu, un tādējādi var mainīt cistiskās slimības smagumu ADPKD gadījumā.

1. attēls.|Topošā policistīna-1 (PC-1) un policistīna-2 (PC-2) endoplazmatiskā retikulāta nobriešanas un N-glikozilācijas shematisks attēlojums. PKD1 un PKD2 mutācijas izraisa autosomāli dominējošo policistisko nieru slimību (ADPKD); mutācijas SEC61B, SEC63, ALG8, GANAB un PRKCSH izraisa autosomāli dominējošu policistisku aknu slimību; mutācijas PKHD1 izraisa autosomāli recesīvu policistisku nieru slimību; un mutācijas ALG9 un GANAB izraisa netipisku ADPKD. Visiem stāvokļiem ir fenotipa pārklāšanās, un tie ietver zināmu nieru un aknu cistu pakāpi, un tie ir saistīti ar nobrieduša PC-1/PC-2 kompleksa funkcionālās devas izmaiņām.

Mehānismi, ar kuriem samazināta policistīna signalizācija cauruļveida epitēlija šūnu primārajās cilpās izraisa cistisko slimību, joprojām nav pilnībā saprotami. Ir pierādīts, ka eksperimentālās terapijas, kas vērstas uz palielinātu cAMP, rapamicīna kompleksa 1 (mTORC1) zīdītāju mērķa aktivizēšanu un samazinātu 5ʹ-AMP aktivētās proteīnkināzes signālu pārraidi, palēnina cistiskās slimības progresēšanu (2. attēls). Tolvaptāns, vazopresīna receptoru 2 antagonists, ir bijis veiksmīgs, palēninot ADPKD progresēšanu cilvēkiem, samazinot cAMP signālu pārraidi. Interesanti, ka nesen veikts pētījums par peļu PKD modeļiem parādīja, ka primāro skropstu ablācija, inaktivējot ciliāru gēnu (vai nu Kif3, vai Ift20), izraisīja vieglu slimību, savukārt Pkd1 vai Pkd2 inaktivācija izraisīja smagu slimību. Negaidīti primāro skropstu ablācija papildus Pkd1 vai Pkd2 inaktivācijai šajos modeļos izraisīja novājinātunieru slimībasalīdzinot ar Pkd1 vai Pkd2 inaktivāciju vien. Kopumā šie dati norāda uz vēl neidentificēta, uz cilijām balstīta signalizācijas ceļa esamību, kas mijiedarbojas ar policistīna kompleksu, lai modulētu cistu slimības smagumu, un šķiet, ka skropstu funkcijas zudums ir aizsargājošs ADPKD kontekstā.

Mutāciju skrīninga tehnoloģiju attīstība ADPKD

PKD1 mutāciju skrīnings ir bijis sarežģīts tā lielā izmēra, sarežģītības un augstā GC satura dēļ. Gēns satur 46 eksonus un kodē 12,912-bp transkriptu, kas aptver 50- kb genoma reģionu. Tās pirmie 33 eksoni ir dublēti sešos pseidogēnos ar aptuveni 98 procentu DNS sekvences identitāti. Augsts DNS sekvences identitātes līmenis ar pseidogēniem rada iespēju gan viltus pozitīviem, gan negatīviem genotipu izsaukumiem, jo ​​pseidogēna mutāciju var nepareizi saukt par tādu, kāda tā ir PKD1, un PKD1 mutāciju var palaist garām, ja signālu pārņem parastā secība. pseidogēnos, kad tiek izmantots DNS uztveršanas tests. Pirmajā visaptverošā PKD1 mutācijas ekrāna protokolā tika izmantotas retas neatbilstības starp PKD1 dublēto reģionu un tā pseidogēniem, lai ģenerētu lokusam specifiskas veidnes turpmākajām ligzdotajām sekvencēšanas reakcijām. Ir nepieciešami pieci liela attāluma PCR, lai ģenerētu PKD1-specifiskus amplikonus no dublētā reģiona, kam seko 65 ligzdoti PCR, lai pārbaudītu visu gēnu. Šis protokols nodrošina stingru aizsardzību pret viltus genoma amplifikāciju no PKD1 pseidogēniem, un izvēlētajās klīniskajās grupās tika iegūts augsts diagnostikas līmenis - aptuveni 80–90%, taču tas ir darbietilpīgs un dārgs.

2. attēls.|Ieskats ADPKD patobioloģijā no cilvēku un dzīvnieku ģenētiskajiem pētījumiem. AMPK, 5ʹ-AMP aktivēta proteīnkināze; ER, endoplazmatiskais tīkls; ERK, ārpusšūnu signālu regulētā kināze; JAK-STAT, Janus kināzes signālu pārveidotājs un transkripcijas signalizācijas ceļa aktivators; mTOR, rapamicīna zīdītāju mērķis.

Nākamais protokols ģenerēja liela attāluma lokusam raksturīgus PCR amplikonus abiem gēniem (ti, astoņus PKD1 un sešus PKD2) un multipleksēja tos no atsevišķiem pacientu paraugiem kā svītrkoda bibliotēkas augstas caurlaidības sekvencēšanai. Šī pēdējā pieeja ievērojami samazina laboratorijas darba slodzi un izmaksas, un šobrīd to izmanto vairākas pētniecības laboratorijas; tomēr tas joprojām prasa ievērojamas tehniskās zināšanas. Pavisam nesen PKD1 un PKD2 mutāciju skrīningam tika izmantota mērķtiecīga eksomu sekvencēšana, izmantojot pielāgotus gēnu paneļus, izmantojot DNS uztveršanu vai visa genoma sekvencēšanu, ar daudzsološiem rezultātiem un 0,95 procentu precizitāti iepriekš atrisinātiem gadījumiem; tomēr ir nepieciešamas sarežģītas bioinformātikas analīzes.

Mutāciju klase prognozē vidējo nieru slimības smagumu ADPKD

Mutāciju skrīnings pacientiem ar ADPKD, kas bagātināts ar augsta riska klīniskām progresēšanas pazīmēm, ziņo, ka 75 procentos gadījumu bija PKD1 mutācijas, aptuveni 15 procentos gadījumu bija PKD2 mutācijas un vismaz 10 procentos gadījumu mutācijas netika atklātas. Turpretim mutāciju skrīnings pacientiem, kas noskaidroti ar normālu vai gandrīz normālunieru darbībaziņoja, ka 60% gadījumu bija PKD1 mutācijas, 25% gadījumu bija PKD2 mutācijas un 15% gadījumu mutācijas netika atklātas. Vairāk nekā 1250 PKD1 mutācijas un 200 PKD2 mutācijas ir arhivētas Mayo Polycystic.Nieru slimību datu bāze, un neviena mutācija nerada 0,2 procentus gadījumu. Vairāki pētījumi ir apstiprinājuši spēcīgu korelāciju starp mutāciju klasi un nieru slimības smagumu: vidēji olbaltumvielas saīsinošas PKD1 mutācijas (ti, kadru nobīde, absurds un kanoniskās savienojuma vietas mutācijas un lielas dzēšanas) ir saistītas ar vissmagāko slimību (vidējais vecums ESKD: 50–55 gadi), kam seko nesaīsinātas PKD1 mutācijas (ti, nepareizas un rāmja ievietošanas/dzēšanas) un PKD2 mutācijas (ESKD vidējais vecums: aptuveni 75–80 gadi). Tomēr nozīmīga slimības atšķirība skarto radinieku ģimenēs ar tādu pašu galveno efekta mutāciju ir labi dokumentēta un stingri norāda uz modifikācijas efektu. Turklāt, ja nav stabila in vitro testa, nav skaidrības par patogenitātes piešķiršanu nesaīsinošajos variantos. Amerikas Medicīnas ģenētiķu koledža ir izstrādājusi vadlīnijas retu secību variantu interpretācijai, kas ietver alēļu biežuma novērtēšanu populācijas datu bāzēs, patogēnu klātbūtni slimību datu bāzēs, in vitro vai in vivo funkcionālo raksturojumu, bioinformātisko novērtēšanu un kosegregāciju ar slimību. ja ir vairāki skarti vai nav neskartu ģimenes locekļu. Varianti pēc tam tiek ziņoti kā "patogēni", "iespējami patogēni", "varianti ar nenoteiktu nozīmi" vai "labdabīgi". Tomēr PKD1 un PKD2 "iespējamo patogēno" variantu kumulatīvā populācijas biežums pārsniedz ADPKD izplatības epidemioloģiskos aprēķinus, apšaubot dažu šo variantu izplatību.

PKD ģenētiskie cēloņi, kas pārsniedz PKD1 un PKD2

Neskatoties uz visaptverošo skrīningu, 10–15 procentiem pacientu, kuriem ir aizdomas par ADPKD, nav konstatēta mutācija ne PKD1, ne PKD2. Izmantojot visa eksoma sekvencēšanu, mutācijas ir identificētas vairākos papildu reto cistisko slimību gēnos pacientiem, kuri sākotnēji tika apzīmēti kā "mutācija nav atklāta". Kā aprakstīts iepriekš, ir pierādīts, ka vairāki gēni (ti, ALG8, ALG9, GANAB, PRKCSH, SEC61B un SEC63), kas kodē proteīnus, kas darbojas ER biosintētiskajā ceļā, izraisa ADPLD un klīnisko ainu, kas pārklājas ar ADPKD. Autosomālās recesīvās mutācijas PMM2 izraisa postošus bērnu multisistēmu traucējumus, taču ir konstatēts, ka reta promotora mutācija, kas samazināja PMM2 ekspresiju, izraisa bērnībā sākušos hiperinsulīnēmisku hipoglikēmiju un policistisku nieres piecpadsmit ģimenēs. Ir pierādīts, ka DNSJB11 mutācijas izraisa netipisku PKD ar mazām nieru cistām, mazu vai normālu nieru izmēru un novēlotu nieru mazspēju, kas saistīta ar tubulāru atrofiju un intersticiālu fibrozi - abu klīniskās pazīmes.ADPKDunautosomāli dominējošā tubulointersticiāla nieru slimība (ADTKD). Šī nieru lieluma un funkcijas neatbilstība ADPKD gadījumā ir ļoti neparasta, taču to novēro arī ADPLD, kas saistīta ar ALG9 mutācijām.

Somatiskais mozaīcisms ir vēl viens svarīgs ADPKD cēlonis pacientiem, kuriem mutācija nav atklāta. Mozaīcisms attiecas uz divu ģenētiski atšķirīgu šūnu populāciju klātbūtni vienā indivīdā, kas rodas somatiskas mutācijas rezultātā embrioģenēzes laikā. Atkarībā no šūnu veida un attīstības stadijas, kurā notiek mutācija, var rasties trīs klīniskie sindromi, kas var izraisīt dzimumšūnu mozaīku, iesaistot tikai dzimumšūnas; somatiskais mozaīcisms, iesaistot tikai ķermeņa šūnas; un dzimumdziedzeru un somatisko mozaīku, iesaistot gan dzimumšūnu, gan somatiskās šūnas. De novo PKD klātbūtne ar netipiskiem nieru attēlveidošanas modeļiem (ti, asimetriskiem, vienpusējiem, slīpiem modeļiem) ir klīnisks atklājums, kas liecina par somatisko mozaīku. Mozaīkas diagnoze ir sarežģīta skarto šūnu mainīgās iesaistīšanās dēļ, kā rezultātā ir zema mutācijas signāla un trokšņa attiecība, un Sangera sekvencēšana bieži vien tiek izlaista. Tomēr NGS konstatēja, ka aptuveni 10 procenti ģenētiski neatrisinātu gadījumu no trim klīniski noskaidrotām kohortām satur somatisko mozaīku. Visas identificētās somatiskās mutācijas tika atrastas PKD1, kas sekvencēta no perifēro asiņu DNS variantu alēļu frakcijās no 5 līdz 20 procentiem. Turpmākie pētījumi, izmantojot dažādu audu veidņu DNS (piemēram, vaiga gļotādas un urīna epitēlija) "molekulāro svītrkodu", var uzlabot mozaīkas gadījumu noteikšanas ātrumu ar vēl zemāku variantu alēļu frakcijām (ti, 2 procenti nolasījumu).

Pašreizējās indikācijas ģenētiskajai pārbaudei ADPKD

Lielākajai daļai riska grupu subjektu ar pozitīvu ģimenes anamnēzi ADPKD diagnozi var apstiprināt ar ultraskaņas vai magnētiskās rezonanses attēlveidošanu, izmantojot labi apstiprinātus, no vecuma atkarīgus kritērijus, kuru pamatā ir nieru cistu skaits (2. tabula). Tomēr slimības izslēgšana ar ultraskaņu var nebūt iespējama riska grupām, kas jaunākas par 40 gadiem. Turpretim ar lielāku izšķirtspēju mazu cistu noteikšanai magnētiskās rezonanses attēlveidošanu var izmantot slimības izslēgšanai ar augstu noteiktību. Klīniskāģenētiskā testēšanapriekšADPKDpašlaik ir indicēts gadījumos, kad ir šaubas par diagnozi (ti, ģimenes anamnēzes trūkums vai neskaidri attēlveidošanas konstatējumi) vai ja ir nepieciešama slimības izslēgšana ar lielu pārliecību agrīnā vecumā, piemēram, ja tiek veikta izmeklēšana potenciāls dzīvs nieru donors vai pirmsdzemdību un pirmsimplantācijas ģenētiskā diagnoze (3. tabula). Agrīnu ADPKD izslēgšanu riska grupā var veikt, veicot ģenētisko testēšanu attiecībā uz specifisku ģimenes mutāciju. Mēs neiesakām pārbaudīt nepilngadīgos, kuriem ir ADPKD risks, pārsniedzot asinsspiediena kontroli, jo šajā populācijā trūkst slimību modificējošas ārstēšanas, un diagnozes iegūšana presimptomātiskā stāvoklī var izraisīt psiholoģisku stresu. Visi subjekti, kuriem tiek veikta ADPKD ģenētiskā pārbaude, ir jāinformē par iespējamām ģenētiskās testēšanas sekām, kas dažādās valstīs atšķiras, un viņiem jāsaņem ģenētiskā konsultanta konsultācijas pirms un pēc testa.

Indikāciju attīstība ģenētiskai testēšanai ADPKD

NGS sasniegumi ir gatavi mainīt ģenētisko testēšanu ADPKD, nodrošinot vienlaicīgu mutāciju skrīningu vairākām cistiskām slimībām un potenciālajiem modifikācijas gēniem ar augstu precizitāti un saprātīgām izmaksām (28). Tādējādi mēs sagaidām, ka attīstīsies vairākas jaunas indikācijas, attīstot augstas caurlaidības sekvencēšanas metodoloģijas, kas paredzētas netipiskām PKD formām (3. attēls, 3. tabula); tie ietver (1) agrīnu un smagu slimību, (2) izteiktu intrafamiliālu slimību mainīgumu, (3) bez redzamas ģimenes anamnēzes, (4) netipisku.nieru attēlveidošanaun (5) sindromu prezentācija. Šo netipisko scenāriju kumulatīvā izplatība var sasniegt vienu trešdaļu pacientu ar ADPKD. Mēs iesakām pacientus vai ģimenes, kurām ir kāds no šiem scenārijiem, nosūtīt uz specializētiem centriem turpmākai pārbaudei.

(1) Agrīna un smaga slimība

Smaga PKD, kas parādās dzemdē vai agrā bērnībā, ir labi aprakstīta klīniska vienība. Piemēram, blakus esošā PKD1 un TSC2 dzēšana ir rets sindroms, kas saistīts ar palielinātām cistiskām nierēm, mainīgām tuberozās sklerozes kompleksa (TSC) pazīmēm un parasti ESKD pusaudža gados. Jaunākie pētījumi ir parādījuši ģenētisku sarežģītību, kas ir pamatā dažiem no šiem smagajiem gadījumiem. , tostarp savienojuma heterozigotiskums (piemēram, sakarā ar vienu proteīnu saīsinošu PKD1 mutāciju trans ar otru nesaīsinošu PKD1 mutāciju) vai digēnu slimību (piemēram, vienas PKD1 mutācijas un otras mutācijas dēļ citā cistiskās slimības gēnā, piemēram, PKD2, COL4A1 vai HNF1B). Tiek uzskatīts, ka homozigotas funkcijas zuduma PKD1 vai PKD2 mutācijas ir embrionāli letālas cilvēkiem. Lai gan tas ir reti, ģimeņu ar bilineālu ADPKD identificēšanai ir nozīmīga ietekme uz ģenētisko konsultāciju. Lai gan to var norādīt no ģimenes vēstures, bieži tas tā nav, jo vienam no slimajiem vecākiem var būt viegla ADPKD forma (ti, nesadalītas PKD1 vai PKD2 mutācijas dēļ). Klīniskās norādes par iespējamo bilineālo slimību ADPKD var ietvert izteiktasnieru slimībanesaskaņas starp ģimenes locekļiem un augstu slimību segregācijas koeficientu, kas ietekmē aptuveni 75 procentus bērnu lielos ciltsrakstos, pretstatā 50 procentiem, kas sagaidāmi autosomāli dominējošā stāvoklī, divu neatkarīgi segregējošu mutāciju dēļ.

3. attēls.|Netipisku ADPKD prezentāciju klīniskie scenāriji un iespējamie ģenētiskie skaidrojumi.

(2) Izteikta intrafamiliālo slimību variabilitāte

Atzīmētsnieru slimībaneatbilstība (ti, pēc kopējā nieru tilpuma vai eGFR, koriģēta atbilstoši vecumam) skartajā relatīvajā pārī ir salīdzinoši izplatīta, un tā skar vismaz 12 procentus ģimeņu ar ADPKD, un tā var rasties otrāsnieru slimība(piemēram, diabēts vai GN) smagāk skartajā loceklī vai neparasts ģenētisks pamats (ti, somatiskais mozaīcisms vai ģenētiskie modifikatori, tostarp digēna slimība, kā minēts iepriekš). Ir ziņots par digēnu vai bialēlisku slimību, kas saistīta ar dažādu ģenētisku vai alēlisku iedarbību pacientiem ar ADPKD, un tā stingri atbalsta cistoģenēzes "sliekšņa modeli", kurā šūnu funkcionālā policistīna deva apgriezti korelē ar slimības smagumu (4. attēls). Turklāt blakusslimības (piemēram, hipertensija un aptaukošanās) un vides faktori (piemēram, smēķēšana un ūdens uzņemšana) arī var veicināt slimību nesaskaņas ģimenē.

(3) Nav redzamas ģimenes vēstures

Līdz 28 procentiem pacientu, kuriem ir aizdomas par ADPKD, nav ziņots par acīmredzamu ģimenes vēsturi. Šajā gadījumā var būt norādīta ģenētiskā testēšana, un diferenciāldiagnoze ir jāpaplašina, iekļaujot citus ģenētiskus un neģenētiskus cistiskās slimības cēloņus.nieru slimība, īpaši gadījumos ar netipiskām vai sindromiskām pazīmēm. Citas diferenciāldiagnozes ietver de novo mutāciju, vecāku medicīnisko ierakstu nepieejamību, somatisko vai dzimumšūnu mozaīku vai vieglu ADPKD, kas nav atpazīts skartajam vecākam. Ja ir aizdomas par somatisko mozaīku, skrīnings ar lielu nolasīšanas dziļumu var būt arī noderīgs, lai atrisinātu ģenētisko cēloni.

4. attēls.|Digēnās slimības ietekme uz funkcionālo policistīna devu un cistiskās slimības smagumu. ZS, hipomorfs variants.

(4) Netipiska nieru attēlveidošana

Netipiski nieru attēlveidošanas modeļi (ti, Mayo Clinic Imaging Class 2) ir sastopami līdz 16 procentiem pacientu, kuriem ir aizdomas par ADPKD. Pacientiem bez ADPKD ģimenes anamnēzes, kuriem bija vienpusēja, asimetriska, segmentāla vai slīpa cistiskā slimība, ir aizdomas par somatisko mozaīcismu. Turpretim pacientiem ar pozitīvu ģimenes anamnēzi un netipisku nieru attēlveidošanu parasti ir viegla cistiskā slimība, kas saistīta ar nesaīsinātām PKD1 vai PKD2 mutācijām. Pacientiem ar mērenu vai progresējošu nieru mazspēju, bet nieru attēlveidošanā konstatēta viegla cistiskā slimība bez nieru palielināšanās, vajadzētu radīt aizdomasnieru slimība, piemēram, diabētiskā nefropātija, GN vai cita cistiskā slimība. Šādā gadījumā diferenciāldiagnozē jāiekļauj arī PKD, ko izraisa DNSJB11 vai ALG9 mutācijas, plānas bazālās membrānas slimība (heterozigotas COL4A3 vai COL4A4 mutācijas dēļ) vai apoL1 nieru slimība melnādainam pacientam ar proteīnūriju.

(5) Sindroma prezentācija

1. tabulā ir sniegts to gēnu saraksts, kas mutācijas gadījumā var izraisīt cistiskas nieru slimības. Jāatzīmē, ka šo traucējumu sindromiskās izpausmes bieži var sniegt norādes

uz viņu diagnozi. Piemēram, autosomāli recesīvs PKD var parādīties jaunā pieaugušā vecumā ar iedzimtu aknu fibrozi vai Karoli sindromu. Hamartomu klātbūtne mērķa orgānos parasti ļauj nepārprotami diagnosticēt TSC. Tomēr somatiskas mozaīkas klātbūtnē TSC (tostarp PKD1-TSC2 blakus esošā gēna dzēšanas sindroma) diferencēšana no ADPKD var būt sarežģīta. Papildu cistanieru slimībasjāapsver, ja tie nav saistīti ar nieru nieru palielināšanos, piemēram, tādu, ko izraisa mutācijas DNSJB11 vai ALG9. ADTKD ietver vairākus traucējumus, kam raksturīga progresējoša CKD, kas saistīta ar zemas pakāpes proteīnūriju un vieglu urīna analīzi. Vēlīnā klīniskajā gaitā var veidoties nelielas nieru cistas, un papildu klīniskās pazīmes var palīdzēt atšķirt šos stāvokļus. Piemēram, podagras un hiperurikēmijas klātbūtne liecina par ADTKD, kas saistīta ar uromodulīna mutācijām, savukārt nobrieduma diabēta un/vai uroģenitālās trakta malformācijas klātbūtne liecina par ADTKD, kas saistīta ar HNF1B mutācijām. Citas retas PKD formas ar raksturīgām sindromiskām pazīmēm ietver fon Hipela–Lindau slimību; nefronoftīze; X-saistīts dominējošais orofaciodigital sindroms; iedzimta angiopātija, nefropātija, aneirismas un muskuļu krampju sindroms; un hiperinsulinēmijas hipoglikēmija ar PKD. Paredzams, ka, visaptveroši pārbaudot zināmo un potenciālo cistiskās slimības gēnu sarakstu, ģenētiskā pārbaude ar augstas caurlaidības sekvencēšanu uzlabos diagnostikas precizitāti pacientiem ar cistisko nieru slimību.

Ģenētiskie pētījumi no pacientiem un dzīvnieku modeļiem ir informējuši par slimības patobioloģiju ADPKD. Tagad mēs saprotam, ka samazināta funkcionālā policistīna deva zem kritiskā sliekšņa, izmantojot gan ģenētiskus, gan neģenētiskus mehānismus, izraisa cistu veidošanos atsevišķās cauruļveida epitēlija šūnās. Tomēr precīzie molekulārie mehānismi, kas ir cistu augšanas un slimības progresēšanas pamatā, joprojām ir nepilnīgi. Paredzams, ka uz NGS balstīta ģenētiskā pārbaude uzlabos cistiskās nieru slimības diagnostikas precizitāti un var arī sniegt prognostisku informāciju par ADPKD. Tradicionālā uz Sangera sekvencēšanu balstīta ģenētiskā testēšana ir ierobežota, lai noskaidrotu netipiskas PKD cēloņus, kas parādās klīniskos scenārijos, piemēram, ģimenes slimību nesaskaņas, netipiski nieru attēlveidošanas modeļi, pretrunīga slimības smaguma pakāpe starp eGFR samazināšanos un kopējo nieru tilpumu un citu sindromu cistiskā nieres. slimība. Inovācijas augstas caurlaidības sekvencēšanā pārveidos un paplašinās molekulāro diagnostiku ADPKD. Paredzams, ka, veicot visaptverošu vairāku cistisko slimību un modifikācijas gēnu skrīningu un uzlabojot somatiskās mozaīkas noteikšanu, mērķtiecīga gēnu panelis, visa eksoma vai visa genoma sekvencēšana uzlabos diagnostisko un prognostisko precizitāti, lai uzlabotu personalizēto medicīnu ADPKD.

Izpaušana

MB Lanktree ir saņēmis atlīdzību par līdzdalību kā Otsuka Pharmaceuticals referentam un padomdevējas padomes loceklim. Pētījuma laikā viņš saņēma arī stipendijas no Kanādas Nieru fonda. Y. Pei ir saņēmis kompensāciju par dalību uzņēmumu Otsuka, Reata Pharmaceuticals un Sanofi-Genzyme konsultatīvajās padomēs. Visiem atlikušajiem autoriem nav ko atklāt.

Finansējums

Šo darbu daļēji atbalstīja Kanādas Veselības pētniecības institūtu stratēģija uz pacientu orientētas pētniecības programmas dotācijai hronisku nieru slimību Can-SOLVE CKD tīkla programmai. MB Lanktree ir jauns pētnieks nieru pētniecības zinātnieku pamatizglītības un nacionālās apmācības (KRESCENT) programmā, ko finansē Kanādas Veselības pētniecības institūti, Kanādas Nieru fonds un Kanādas Nefroloģijas biedrība.

SĪKĀK INFORMĀCIJAS:david.deng@wecistanche.com