激素抵抗型腎病綜合征的基因診斷進展

章萬林，岑東

腎病綜合征（NS）是一種慢性腎病（CKD），主要表現為大量蛋白尿、低白蛋白血癥，伴有水腫、血脂升高。微小病變型腎病、系膜增生性腎炎、膜性腎病（MN）、系膜毛細血管性腎炎和局灶性節段性腎小球硬化癥（FSGS）是原發性NS（PNS）最為常見的臨床病理類型，MN好發于成人，其他好發于兒童和青少年。NS預后的個體差異大，病理類型、臨床因素及感染、血栓等并發癥是主要因素。糖皮質激素（GC）仍是治療PNS的首選藥物，但對部分患者無效，兒童PNS約為20%，成人PNS約為40%。經常規GC治療8周后不能得到臨床緩解或復發后再次使用無效的NS稱為激素抵抗型腎病綜合征（SRNS）。PNS病理類型是激素抵抗發生的主要關聯因素之一，以FSGS最為常見，其與GC療效的關系已被廣泛證實。目前認為SRNS為一類單基因病，可耐受免疫抑制治療，且可快速進展為終末期腎病（ESKD）。隨著下一代測序技術（NGS）的發展，對SRNS患者進行基因檢測，根據檢測結果進行個體化治療以取得最佳療效。本文就 SRNS基因診斷現況進行總結，并探討其臨床應用價值。

1 SRNS現況

根據患者對GC的治療反應，將NS分為三類：激素敏感型、激素依賴型和SRNS。SRNS是臨床常見的腎病疑難病癥之一，其主要病理特點是存在局灶性節段性腎小球硬化。由于常規治療難以奏效，治療難度大，緩解率低，長期大劑量激素使用并發癥多，屬難治性腎病綜合征。研究發現，多種因素可導致SRNS發生，如遺傳及免疫因素、合并感染、高凝、腎靜脈血栓，伴腎小管間質損傷以及激素受體或耐藥基因表達異常等因素，因此明確診斷SRNS有助于避免或減少因采用激素和免疫抑制治療所帶來的損害。

在小于30歲人群中SRNS是導致CKD的第二大疾病，年發病率為2～4/百萬，在成人與兒童NS中所占百分比分別是40%和20%。PNS是兒童時期泌尿系統的常見疾病，占兒童腎病綜合征的90%以上。大多數患兒對激素治療敏感，但仍有約20%PNS患兒為SRNS，其中，約30%SRNS患兒存在足細胞相關基因突變，主要表現為FSGS。SRNS患兒病情不易控制，容易發生NS并發癥，其中30%～40%SRNS患兒在10年內發展為ESKD，腎移植后存在約33%復發風險。

2 SRNS致病基因及異質性

2.1 非系統性SRNS致病基因 先天性腎病綜合征（CNS）是指患兒出生后3個月內即出現NS的臨床表現一類主要的非系統性SRNS。研究發現，3個月齡早發非系統性SRNS患兒中70%～100%可以檢測到相關基因突變，其中以NPHS1、NPHS2、WT1、PLCE1最為常見。NPHS1是芬蘭型CNS的致病基因，此型特點為病情嚴重、大量蛋白尿和快速進展至終末腎衰竭。NPHS2突變是嬰兒期（出生后4～12個月）與兒童期非系統性SRNS最常見的基因型，出現尿蛋白的時間相對較晚，平均發病年齡為6歲。6%散發SRNS患兒可檢測出WT1突變，但該突變也存在于系統性NS。PLCE1突變者表現為重型NS，早期發病并迅速進展至終末期腎衰竭，病理改變有顯著異質性，可見FSGS或DMS并存。

此外，經常染色體遺傳的SRNS患者常常表現為遲發型，即在青春期或者成年期發病，且不同遺傳方式相關的致病基因也存在不同，常染色體顯性遺傳SRNS患者中存在ACTN4、ANLN、ARHGAP24、CD2AP、E2F3、INF2、PAX2、LMN和TRPC6，而常染色體隱性遺傳SRNS患者中發現ARHGDIA、CUBN、CFH、MYO1E、MAGI2、NEIL1、NPHS2、NUP93、NUP205和XPO5等基因突變存在。

2.2 系統性SRNS致病基因 系統性SRNS患者存在除腎臟以外的臨床癥狀，其相關突變包括編碼腎小球基底膜與黏附成分基因（LAMB2、ITGA3、ITGB4）、溶酶體（SCARB2）、肌動蛋白細胞骨架成分（MYH9）、線粒體基因（COQ2、COQ6、MTTL1、PDSS2、ADCK4）和核蛋白基因（WT1、SMARCL1、WDR73、LMX1B）。研究發現，LAMB2與LMX1B突變分別與Pierson綜合征、指甲髕骨綜合征相關，肌陣攣-腎衰竭綜合征與SCARB2相關，MYH9相關綜合征由MYH9突變導致，線粒體細胞病如MELAS是由MTTL1突變和輔酶Q10缺失（COQ2和COQ6突變）引起，PDSS2突變可引起亞急性壞死性腦脊髓病Alloway-Mowat綜合征與WDR73突變相關，而WT1突變者除腎臟病變外還可見泌尿生殖系統異常和惡性腫瘤等。

2.3 SRNS遺傳異質性 研究發現，單基因性SRNS比例與早發年齡呈負相關，在SRNS患兒中相關致病基因的檢出率高于成年人，且其治療效果和預后更差，可能與繼發性SRNS在二個人群中的比重不同有關，但具體原因尚無相關報道。在家族性SRNS和出生2年內發生的SRNS中可檢出的基因突變約95%；5歲以下的兒童中降至40%～60%；在年齡較大的散發性SRNS患兒中，基因突變的發生率約為20%。基因突變導致的SRNS較繼發性腎病進展更迅速，而且對激素或其他免疫治療的有效率由40%～50%降至8%。

2.4 SRNS移植后復發 研究發現，在FSGS患者中腎移植后的復發風險為11%～50%，復發會再次導致終末腎衰竭。遺傳性SRNS患者腎移植后FSGS復發的風險低于非遺傳性FSGS患者。

3 SRNS基因診斷

3.1 主要基因檢測技術 基因檢測是基因診斷的技術基礎。隨著分子診斷的快速發展，基因檢測技術眾多，可供根據不同檢測要求進行選擇，而基因測序是檢測基因突變的主要手段之一，包括第一代測序技術（Sanger測序）和統稱為NGS的第二代、第三代等測序技術。NGS是一個技術群，基本原理為擴增目標DNA時，借助一些化學標志物標記的堿基插入DNA鏈時發出的信號來讀取序列信息，是一種利用克隆擴增或單分子模板技術進行的大規模平行測序技術，相對于第一代測序技術具有高通量、低成本和自動化等特點，同時對DNA片段行反復測序可達到很高的靈敏度和準確度。目前，根據測序目的可分為目標基因組測序、外顯子測序和全基因組測序等方式，廣泛應用于腫瘤和遺傳性疾病診斷，對于屬單基因病的SNRS而言，其技術優勢更為明顯。

3.2 已知的SRNS相關基因 隨著NGS快速應用于臨床，已發現至少50個顯性或隱性遺傳基因與SRNS相關，根據病理機制不同，分為以下幾類：（1）濾過系膜相關蛋白：CD2AP、CRB2、FAT1、NPHS1、NPHS2、PLCE1、TRPC6；（2）肌動蛋白細胞骨架成分和膜蛋白相關基因：ARHGAP24、ARHGDIA、ACTN4、ANLN、APOL1、EMP2、CUBN、INF2、KANK1/2/4、MAGI2、MYH9、MYO1E、PODXL、PTPRO、SYNPO；（3）溶酶體基因：OCRL1、SCARB2；（4）腎小球基底膜與黏附成分基因：COL4A3/4/5、ITGA3、ITGB4、LAMB2；（5）線粒體基因：ADCK4、COQ2、COQ6、MTTL1、PDSS2；（6）代謝與胞漿蛋白相關基因：ALG1、CFH、DGKE、PMM2、TTC21B、ZMPSTE24；（7）核蛋白基因：WT1、E2F3、LMNA、NUP93、NUP107、NUP205、NXF5、PAX2、SMARCL1、WDR73、XPO5、LMX1B；（8）其他基因，如MYH9、APOL1。上述基因突變導致SRNS的相關報道日益增多，隨著NGS在臨床應用的不斷推廣，更多SRNS相關基因突變將被發現。

3.3 適用基因檢測的NS人群 研究證實SRNS存在遺傳學基礎，即SRNS的發生與某些基因的突變相關，故對于NS陽性家族史者建議行基因檢測，以確認是否存在SRNS致病基因，從而做好監測與預防，減少或推遲NS的發生。（1）先天早發型/芬蘭型CNS；（2）激素和免疫抑制治療無效的（抵抗強的松和鈣調神經磷酸酶抑制劑）；（3）早發NS（年齡＜1歲）、兒童NS；（4）原發性FSGS或腎活檢DMS，或25歲前出現持續蛋白尿的患者；（5）NS伴隨腎功能衰退或其他綜合征，如Denys-Drash綜合征、Frasier綜合征、Pierson綜合征、肌陣攣-腎衰竭綜合征、MYH9相關綜合征、Manibuloacral發育不良和Schimke免疫-骨發育不良等；（6）其他疑為SRNS者。

3.4 SRNS基因檢測的臨床意義

3.4.1 SRNS的確診 通過相關基因突變檢測可以確診SRNS致病基因，從而進行個體化治療，避免不必要的激素治療帶來的嚴重副作用；明確SRNS的病因和分類，進而有利于深入認識和研究SRNS分子機制，指導SRNS臨床治療方案制定。

3.4.2 臨床治療的指導 不同SRNS由不同的致病基因導致，其治療方案也不同。輔酶Q10生物合成途徑的基因突變（COQ2、COQ6、ADCK4或PDSS2）導致的SRNS，可以嘗試用輔酶Q10來治療；ARHGDIA突變則可用鹽皮質激素治療，CUBN突變可用B12治療。NPHS2純合或復合雜合突變 NS患兒對激素耐藥，若采用免疫抑制劑如環磷酰胺、環孢霉素A將難以誘導完全緩解，且NPHS2突變的SRNS患兒腎移植術后FSGS復發率較無突變的SRNS患兒腎移植術后復發率低，故若SRNS患兒篩查出存在NPHS2突變，則應避免采用激素或免疫抑制劑治療方案，還可為腎移植早做準備。

3.4.3 疾病預后判斷與腎移植后復發風險的預測SNRS相關基因檢測有助于疾病預后判斷。具有NPHS2突變的SRNS患兒從發病到進入終末期腎功能衰竭的平均時間為7.4～9.6年。NPHS1突變（Fin major與Finminor）是芬蘭型CNS的致病基因，攜帶這兩種突變的患兒接受腎移植后 20%會產生抗nephrin抗體，再次出現大量蛋白尿，而NPHS2突變患者移植后復發的風險較低。攜帶 APOL1 G1/G2突變者患FSGS、高血壓腎病的風險增加7～10倍，若為HIV腎病者，發生FSGS風險增加30倍；作為供者，腎移植易失敗，但作為受體則不影響移植效果，因此建議將APOL1納入腎移植前常規檢測。

3.4.4 產前診斷與遺傳咨詢 基因檢測在臨床應用對于兒童SRNS診治作用明顯。80%～100%的CNS患兒可明確相關的致病基因突變，即使在部分家族史缺失的情況下。34%～52%SNRS患者可檢出相關致病基因。因此，對兒童聯合檢測NPHS1、NPHS2、WT1、LAMB2、PLCE和INF2等基因，而對青少年或成人聯合檢測NPHS2、ACTN4和TRPC6等基因有助于CNS或SRNS的診斷與預測，對于攜帶相關基因的家族史者意義更為重大。

4 展望

4.1 NGS發展有助于SRNS新致病基因的發現NGS作為SRNS重要的分子檢測手段，處于不斷發展之中。第二代測序技術的檢測通量顯著提高，是目前市場上主流的測序技術，但測序片段較短和需要模板是兩個主要的弊端所在。第三代測序技術基于單分子讀取技術，不需要PCR擴增，具有巨大的應用前景。第四代測序技術是一種不使用生物化學試劑直接讀取DNA序列信息的新型測序方法。理論上，NGS可對DNA和RNA進行測序，隨著NGS迅速發展及在臨床應用的推廣，更多SRNS相關致病基因將被發現與證實，而相關RNA的發現與確認將是對現有致病基因檢測的有益補充。

4.2 臨床應用的拓展 對SNRS患者進行早期基因檢測可以預估疾病發展。基因檢測還可提供發病前、產前和胎胚植入前的遺傳學診斷。基因突變分析不僅可以篩查SRNS相關的突變基因，還可以追索突變基因的來源，如確認父母攜帶突變基因與否，為高風險家庭提供遺傳咨詢和產前診斷。以NGS為代表的基因檢測技術在遺傳性疾病的診斷與鑒別診斷、發病機制研究、疾病監測與預后評估等臨床價值已獲肯定，也為實施SNRS的個體化治療或精準醫療提供了重要支撐。

(參考文獻略，讀者需要可向編輯部索取)