COL4A4基因新突變致常染色體顯性遺傳Alport綜合征一例并文獻復習

【摘要】 Alport 綜合征（AS）是慢性腎臟病和終末期腎臟?。‥SRD）的重要病因之一，是繼常染色體顯性遺傳性多囊腎后第二常見的遺傳性腎臟疾病。常染色體顯性遺傳是AS中非常少見的遺傳方式，既往報道常染色體顯性遺傳AS（ADAS）患者進展至ESRD年齡較晚。本文報道1例因發現尿檢異常4年于2019-09-05就診于河南中醫藥大學第一附屬醫院兒科腎臟病區確診為ADAS患者的臨床資料及基因檢測結果并復習相關文獻。報道了COL4A4基因新發變異c.3506-3528del（p.G1169Efs*13）所致ADAS家系（該家系中1名成員在31歲時已進展至ESRD）的臨床、腎臟病理及基因突變情況，并總結了中國ADAS的文獻報道，對該病的基因和臨床表型、預后之間的關系做了較全面地分析。由于ADAS發病率低，此家系報道擴展了AS的基因突變譜，有助于提高臨床醫生對罕見發病的ADAS的認識和及時診治。

【關鍵詞】 腎炎，遺傳性；Alport綜合征；常染色體顯性遺傳；基因檢測；COL4A4；終末期腎臟??；病例報告

【中圖分類號】 R 692.39 【文獻標識碼】 D DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0528

郭婷，張建，丁櫻，等. COL4A4基因新突變致常染色體顯性遺傳Alport綜合征一例并文獻復習［J］. 中國全科醫學，2023，26（18）：2306-2310.［www.chinagp.net］

GUO T，ZHANG J，DING Y，et al. Autosomal dominant Alport syndrome caused by a novel COL4A4 gene mutation：a case report and literature review［J］. Chinese General Practice，2023，26（18）：2306-2310.

Autosomal Dominant Alport Syndrome Caused by a Novel COL4A4 Gene Mutation：a Case Report and Literature Review GUO Ting1，ZHANG Jian1，DING Ying1，2*，YANG Xiaoqing1，ZHAI Wensheng1，2，SONG Chundong1，ZHANG Xia1，ZHANG Bo1，GAO Xuguang1，LIU Liya1

1.Department of Pediatrics，the First Affiliated Hospital of Henan University of CM，Zhengzhou 450000，China

2.School of Pediatrics，Henan University of Chinese Medicine，Zhengzhou 450000，China

*Corresponding author：DING Ying，Professor/Chief physician；E-mail：dingying3236@sina.com

【Abstract】 Alport syndrome（AS）is one of the important causes of chronic kidney disease and end-stage renal disease. It is the second most common inherited kidney disease after autosomal dominant polycystic kidney disease. Autosomal dominant inheritance is a very rare mode of inheritance in AS，and patients with autosomal dominant forms of AS（ADAS）were previously reported to progress to end-stage renal disease at a later age. This article reported a patient who was diagnosed with ADAS in the Pediatric Nephrology Department of the First Affiliated Hospital of Henan University of CM on September 5，2019 because of abnormal urine test findings for 4 years. The clinical data and genetic test results were reviewed. We reported the clinical，renal pathology and gene mutation of a ADAS family caused by the new mutation c.3506-3528del（p.G1169Efs*13）of COL4A4 gene（One family member developed end-stage renal disease at the age of 31）. We also summarized the literature reports of Chinese ADAS，and made a comprehensive analysis of the relationship between the gene，clinical phenotype and prognosis of the disease. Due to the low incidence of ADAS，this family report expands the gene mutation spectrum of AS，and helps to improve clinicians' awareness and timely diagnosis and treatment of rare-onset ADAS.

【Key words】 Nephritis，hereditary；Alport syndrome；Autosomal dominant；Genetic testing；COL4A4；End-stage renal disease；Case report

Alport綜合征（Alport syndrome，AS）是一種以血尿、蛋白尿和進行性腎衰竭為特征的遺傳性腎小球疾病［1］，發病率為1/10 000～1/5 000［2］，約占成人新發終末期腎臟?。╡nd-stage renal disease，ESRD）的0.5%［3］、兒童的12.9%和接受腎臟替代療法患者的2%［4］。約85%的AS患者為COL4A5或COL4A5和COL4A6兩個基因突變導致的X連鎖AS（X-linked Alport syndrome，XLAS），其余為COL4A3/COL4A4基因突變導致的常染色體隱性遺傳AS（autosomal recessive Alport syndrome，ARAS）和常染色體顯性遺傳AS（autosomal dominant Alport syndrome，ADAS）［5］。既往報道ADAS占AS的1%～5%，最近有研究發現ADAS發生率可能高達18.9%［6］。相比XLAS（男性）和ARAS，ADAS臨床表型相對較輕，進展至ESRD時間較晚。本文報道了1例COL4A4基因新發變異c.3506-3528del（p.G1169Efs*13）所致ADAS家系（該家系中1名成員在31歲時已進展至ESRD）的臨床、病理及基因突變情況，并總結了文獻報道的中國ADAS患者臨床表型，擴展了AS的基因突變譜，有助于提高臨床醫生對ADAS的認識和診治。

1 病例資料

1.1 一般資料 先證者（Ⅱ-4），女，30歲，因發現尿檢異常4年于2019-09-05就診于河南中醫藥大學第一附屬醫院兒科腎臟病區?；颊?年前體檢發現鏡下血尿、蛋白尿和高血壓（1級），此后，間歇性服用纈沙坦、氯沙坦或中藥等治療，病情無好轉。家族史：先證者父親（Ⅰ-1）有鏡下血尿和高血壓（2級）；先證者兩個女兒（Ⅲ-3，Ⅲ-4）和兒子（Ⅲ-5）均出現鏡下血尿；先證者姐姐（Ⅱ-2）在31歲時被診斷為ESRD、腎萎縮、高血壓（2級），兒子（Ⅲ-1）有鏡下血尿，女兒（Ⅲ-2）未見異常表現；先證者妹妹（Ⅱ-6）及其兩個兒子（Ⅲ-6，Ⅲ-7）未見異常表現。該家系成員生長發育均正常，腎功能診斷標準參照2012年改善全球腎臟病預后組織（KDIGO）《慢性腎臟病臨床實踐指南》［7］，并對慢性腎臟?。–KD）進行分期。家系譜見圖1，家系成員主要臨床表型見表1。

1.2 實驗室檢查 先證者入院后查尿常規：尿蛋白±，隱血3+，紅細胞284.1/μl（參考范圍：0～25.0/μl）；24 h尿蛋白定量600 mg/24 h（參考范圍：0～150 mg/24 h）；腎功能（血清肌酐78 μmol/L）、抗核抗體、抗中性粒細胞胞漿抗體、抗雙鏈DNA抗體、紅細胞沉降率、補體C3和C4均正常。眼科檢查：無前圓錐形晶狀體、黃斑周圍點狀和斑點狀視網膜病變等特征性改變。聽力檢查：無雙側高頻感音神經性聽力損失。超聲檢查：未見腎臟、輸尿管及膀胱異常。

腎臟病理：光鏡見1條皮質和1條皮髓交界組織，共22個腎小球，其中3個腎小球缺血廢棄，余腎小球系膜偶見節段輕度增生；少數腎小管腔內見蛋白管型；小灶性和散在腎小管萎縮、間質纖維增生。免疫熒光，常規標記免疫球蛋白（Ig）G、IgA、IgM、C3、C4、C1q、Fibrinogen均為陰性；基底膜Ⅳ型膠原α3、α5鏈表達正常。電鏡下腎小球系膜細胞和基質輕度節段增生，基底膜變薄（100～250 mm），節段厚薄不均伴致密層分層狀改變，上皮足突大部分融合，未見電子致密物沉積。病理診斷：早期AS可能性大，見圖2。

1.3 基因突變分析 采集先證者及其他家系成員（先證者父母，先證者丈夫及其子女，先證者姐姐及其丈夫和子女）外周血標本2 ml送至北京邁基諾醫學檢驗所，進行二代測序分析先證者致病基因，用Sanger測序方法在家系其他成員對所發現的致病基因變異及父母來源進行驗證。結果顯示，先證者COL4A4基因有1個雜合移碼突變：COL4A4基因編碼區第3 506～3 528位堿基缺失，導致第1 169位氨基酸甘氨酸變為谷氨酸，即p.G1169Efs*13，并終止于第1 181位（圖3）。與野生型COL4A4蛋白相比，突變的COL4A4改變了蛋白結構。蛋白結構域信息參考EMBL-EBI數據庫［8］，蛋白三維結構圖見圖4。對照正常人群數據庫（dbSNP、千人基因組、ESP6500、EXAC），該位點變異分布頻率為-，為低頻變異。檢索HGMD數據庫未有該位點的相關報道，ClinVar數據庫無該位點致病性分析結果。根據美國醫學遺傳學與基因組學會（ACMG）《ACMG遺傳變異分類標準與指南》［9］，該變異被解釋為“疑似致病性變異”〔PVS1+PM2：PVS1，該變異為零效變異（移碼變異，可能導致基因功能喪失）；PM2，在正常人群數據庫中的頻率為-，為低頻變異〕。進一步Sanger測序證實，先證者父親，先證者兩個女兒、兒子，先證者姐姐及其兒子，chr2-227898174-227898210顯示c.3506-3528del雜合突變，其他家系成員chr2-227898174-227898210未顯示突變。經家系驗證分析，該變異來自先證者父親。先證者臨床診斷達到AS診斷標準［5］，遺傳模式符合常染色體顯性遺傳，基因診斷為COL4A4雜合突變，符合ADAS診斷標準［10］，故診斷為ADAS。

1.4 治療及隨訪 先證者（Ⅱ-4）給予貝那普利（10 mg，1次/d，口服）治療，隨訪2年。2021-12-16復查尿常規：尿蛋白-，隱血3+，紅細胞274.6 /μl；24 h尿蛋白定量0.5 g/24 h；腎功能：血清肌酐69 μmol/L（CKD 1期）。先證者姐姐（Ⅱ-2）仍在進行透析治療。其余家系成員仍僅表現為鏡下血尿，未見其他異常。

2 ADAS文獻檢索結果

目前，有關ADAS表型的數據相對稀少，檢索中國知網、維普網、萬方數據知識服務平臺、PubMed等數據庫共獲取7篇中國人ADAS的文獻報道［11-17］，其中中文4篇［11-12，16-17］，外文3篇［13-15］。本研究ADAS患者與文獻報道的中國ADAS患者臨床表型見表2。

3 討論

ADAS由JEFFERSON等［18］于1997年首次報道，提出COL4A3和COL4A4基因突變可引起一系列腎小球基底膜疾病，包括ARAS、ADAS和家族性良性血尿。2004年，PESCUCCI等［19］調查了4個ADAS家系，證實了ADAS是由COL4A4或COL4A3基因突變引起，并發現受影響的22例患者表現出了從非進行性孤立性鏡下血尿到ESRD（50歲）的嚴重程度不同的廣泛表型；另有3個雜合子個體（分別為90、22、11歲）完全無臨床癥狀。本文報道了1例COL4A4基因突變所致ADAS患者，該家系7例患者均有鏡下血尿，其中2例伴有蛋白尿，1例發展至ESRD，患者均未見眼部特異性損害和聽力異常。通過總結文獻報道的7個中國ADAS家系發現，血尿為ADAS最常見的臨床表型，血尿以外的臨床表型具有高度可變性，蛋白尿為第二常見表型，12.5%～33.3%的ADAS進展為ESRD，ADAS患者眼部和聽力問題發生率較低。國外3項有關ADAS的研究發現，50.0%～65.2%的患者出現蛋白尿，12.0%～24.3%的患者進入ESRD，2.4%～4.0%的患者41歲前發展至ESRD，中位腎臟存活時間為70年，3.0%～8.4%的患者有感音神經性耳聾，約2.7%的患者有眼部特異性損害［20-22］，本研究與其大致相符。

ADAS的主要發病機制與位于2號染色體上的COL4A3、COL4A4基因突變有關。COL4A3或COL4A4基因發生突變，其所編碼的Ⅳ型膠原的α3或α4鏈結構異常，影響腎小球、耳蝸和晶狀體等基底膜的Ⅳ型膠原網絡穩定性，導致本病的發生。ADAS中發現的COL4A3或COL4A4基因突變無明顯熱點區域。本研究發現COL4A4基因編碼區第3 506～3 528位堿基缺失，導致第1 169位氨基酸甘氨酸變為谷氨酸，即p.G1169Efs*13，并終止于第1 181位，該變異導致COL4A4蛋白結構發生改變。目前該變異在PubMed數據庫未檢出，該研究發現的COL4A4基因新突變豐富了ADAS的基因突變譜，有助于ADAS的進一步臨床研究。

ADAS診斷主要依據臨床表現、家族史、腎活檢組織電鏡檢查、組織基底膜Ⅳ型膠原α鏈免疫熒光學檢查，以及Ⅳ型膠原基因分析。診斷該疾病要求臨床符合AS診斷標準，遺傳模式符合常染色體顯性遺傳，致病基因為COL4A3或COL4A4雜合突變［10］。由于40%薄基底膜腎?。═BMN）患者可被檢出COL4A3或COL4A4突變，對于不典型ADAS，應注意與TBMN鑒別。TBMN伴有顯著蛋白尿及發展至ESRD很罕見，腎臟病理是區分二者的重要依據，腎小球基底膜彌漫性變薄是TBMN診斷的“金標準”，而電鏡下見腎小球基底膜致密層不規則變薄、增厚、撕裂分層是AS特征性的腎臟病理改變［23］。本研究家系7例患者，臨床表現為血尿、蛋白尿，1例患者于31歲進展至ESRD，先證者腎臟病理提示腎小球基底膜節段厚薄不均伴致密層分層狀改變，基因檢測示COL4A4基因雜合突變，結合家系調查結果，ADAS診斷明確。近年來發現COL4A3、COL4A4基因突變亦為局灶性節段性腎小球硬化（FSGS）的致病基因，ADAS、TBMN、FSGS具有重疊的病理和基因突變，亦有學者提議將三者視為Ⅳ型膠原相關腎病的亞型，代表疾病進展的不同階段，但目前尚未達成共識［24］。

本病迄今尚無根治方法，藥物干預旨在減少蛋白尿，延緩疾病進展，一旦進展至ESRD的患者，則行腎臟替代治療［25］。2020年國外發布的《兒童、青少年和年輕成人Alport綜合征診斷和管理的臨床實踐建議-2020年更新》［26］建議：（1）血管緊張素轉化酶抑制劑（ACEI）依然是AS患者的一線治療方案，血管緊張素受體阻滯劑（ARB）和醛固酮抑制劑為二線治療方案；（2）僅有孤立性血尿的ADAS患者暫不開始ACEI治療，但應密切監測尿微量白蛋白/肌酐、尿蛋白和腎功能；（3）對于ADAS患者，建議當排除感染的情況下重復出現微量白蛋白尿時（定義為尿微量白蛋白/肌酐gt;30 mg/g）給予治療。本研究中，先證者表現為血尿和蛋白尿，應用ACEI類藥物治療，目前病情未見進展，但仍需長期隨訪，觀察遠期預后情況；該家系中兒童和青少年成員，應密切隨訪尿微量白蛋白/肌酐、尿蛋白和腎功能等情況，出現微量白蛋白尿時即要考慮開始ACEI類藥物治療。

ADAS腎病進展緩慢，患者進展至ESRD的時間較晚。盡管雙基因或復合遺傳被認為是嚴重表型的原因之一，但在FURLANO等［21］研究中41歲之前需要腎臟替代治療的患者中并沒有顯示出雙基因或復合遺傳，臨床表型及預后的顯著差異提示了遺傳修飾因素或環境因素的作用。此外，在CKD中有相當比例的患者發現COL4A3或COL4A4致病變異［27-28］，提示異常的Ⅳ型膠原三螺旋結構可能對患者造成嚴重損害，但不能排除COL4A3或者COL4A4致病變異是其他腎臟病，如高血壓或糖尿病腎病的有害因素［21］。本研究家系中1例患者于31歲時進展至ESRD，考慮與以下因素有關：（1）該患者僅進行了Sanger測序，是否存在其他基因突變尚不知曉；（2）患者可能存在影響腎臟預后的其他因素，高血壓增加了患者進展至ESRD的風險；（3）確診時間較晚，未及時進行藥物干預治療。

綜上，ADAS在我國報道甚少，本文報道了COL4A4基因c.3506-3528del突變導致的ADAS，并通過文獻復習較為全面地分析了該病的基因和臨床表型、預后之間的關系，有助于擴充AS基因突變譜，提高臨床醫生對該病的認識和及時診治。ADAS患病率較低，一些患者缺乏特異性表現以及環境或基因修飾物的突出作用等，導致其診斷較為罕見，而提高對ADAS的認識將促進其診斷并減少ESRD的發生。

作者貢獻：郭婷負責文章構思與設計，病例資料收集與整理，撰寫及修訂論文，對論文整體負責；張建提供論文撰寫指導；丁櫻負責文章的質量控制及審校、監督管理；楊曉青、翟文生、宋純東、張霞、張博參與論文的修訂；高旭光、劉麗雅參與資料的收集與整理。

本文無利益沖突。

參考文獻

[1]鄧海月，王聰，王曉媛，等. 男性X連鎖Alport綜合征COL4A5突變嵌合體病例報道及文獻復習［J］. 中華腎臟病雜志，2021，37（11）：865-871. DOI：10.3760/cma.j.cn441217-20201203-00132.

[2]葛麗麗，陳重芬，劉磊，等. 一個常染色體隱性遺傳型Alport綜合征家系的臨床及遺傳學分析［J］. 中華醫學遺傳學雜志，2019，36（9）：914-917. DOI：10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2019.09.015.

[3]MALLETT A，TANG W，CLAYTON P A，et al. End-stage kidney disease due to Alport syndrome：outcomes in 296 consecutive Australia and New Zealand Dialysis and Transplant Registry cases［J］. Nephrol Dial Transplant，2014，29（12）：2277-2286. DOI：10.1093/ndt/gfu254.

[4]HATTORI M，SAKO M，KANEKO T，et al. End-stage renal disease in Japanese children：a nationwide survey during 2006-2011［J］. Clin Exp Nephrol，2015，19（5）：933-938. DOI：10.1007/s10157-014-1077-8.

[5]Alport綜合征診療共識專家組. Alport綜合征診斷和治療專家推薦意見［J］. 中華腎臟病雜志，2018，34（3）：227-231. DOI：10.3760/cma.j.issn.1001-7097.2018.03.014.

[6]MORINIèRE V，DAHAN K，HILBERT P，et al. Improving mutation screening in familial hematuric nephropathies through next generation sequencing［J］. J Am Soc Nephrol，2014，25（12）：2740-2751. DOI：10.1681/ASN.2013080912.

[7]National Kidney Foundation. KDOQI clinical practice guideline for diabetes and CKD：2012 update［J］. Am J Kidney Dis，2012，60（5）：850-886. DOI：10.1053/j.ajkd.2012.07.005.

[8]EMBL-EBI. Protein：COL4A4_HUMAN（P53420）［EB/OL］.［2022-05-01］. http：//pfam.xfam.org/protein/P53420.

[9]RICHARDS S，AZIZ N，BALE S，et al. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants：a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology［J］. Genet Med，2015，17（5）：405-424. DOI：10.1038/gim.2015.30.

[10]FALLERINI C，DOSA L，TITA R，et al. Unbiased next generation sequencing analysis confirms the existence of autosomal dominant Alport syndrome in a relevant fraction of cases［J］. Clin Genet，2014，86（3）：252-257. DOI：10.1111/cge.12258.

[11]王大海，荊欣欣，單春榮，等. 以腎病綜合征起病的常染色體顯性遺傳Alport綜合征一家系的臨床特點及基因分析［J］. 中華實用兒科臨床雜志，2021，36（21）：1662-1664. DOI：10.3760/cma.j.cn101070-20200918-01531.

[12]欒藝，許英，鄧雅文，等. 以家族性顯性遺傳型血尿為主要表現的Alport綜合征一家系與COL4A4基因突變［J］. 中華檢驗醫學雜志，2019，42（9）：793-797. DOI：10.3760/cma.j.issn.1009-9158.2019.09.014.

[13]LI A，GAO E Z，CUI Y X，et al. Three novel heterozygous COL4A4 mutations result in three different collagen type IV kidney disease phenotypes［J］. Cytogenet Genome Res，2018，154（1）：30-36. DOI：10.1159/000486979.

[14]GUO L W，LI D，DONG S S，et al. Mutation analysis of COL4A3 and COL4A4 genes in a Chinese autosomal-dominant Alport syndrome family［J］. J Genet，2017，96（2）：389-392. DOI：10.1007/s12041-017-0786-7.

[15]DENG S，XU H B，YUAN J Z，et al. Identification of a novel collagen type IV alpha-4（COL4A4）mutation in a Chinese family with autosomal dominant Alport syndrome using exome sequencing［J］. Indian J Med Res，2016，144（2）：200-205. DOI：10.4103/0971-5916.195026.

[16]束雙雙，張連云，黃艷梅，等. 常染色體顯性遺傳Alport綜合征一家系COL4A3及COL4A4的基因突變［J］. 鄭州大學學報（醫學版），2014，49（5）：723-726. DOI：10.13705/j.issn.1671-6825.2014.05.036.

[17]張承英，朱世樂，張建榮，等. 常染色體顯性遺傳Alport綜合征的家系調查及免疫組化研究［J］. 武警醫學，2002，13（10）：595-597. DOI：10.14010/j.cnki.wjyx.2002.10.007.

[18]JEFFERSON J A，LEMMINK H H，HUGHES A E，et al. Autosomal dominant Alport syndrome linked to the type IV collage alpha 3 and alpha 4 genes（COL4A3 and COL4A4）［J］. Nephrol Dial Transplant，1997，12（8）：1595-1599. DOI：10.1093/ndt/12.8.1595.

[19]PESCUCCI C，MARI F，LONGO I，et al. Autosomal-dominant Alport syndrome：natural history of a disease due to COL4A3 or COL4A4 gene［J］. Kidney Int，2004，65（5）：1598-1603. DOI：10.1111/j.1523-1755.2004.00560.x.

[20]KAMIYOSHI N，NOZU K，FU X J，et al. Genetic，clinical，and pathologic backgrounds of patients with autosomal dominant alport syndrome［J］. Clin J Am Soc Nephrol，2016，11（8）：1441-1449. DOI：10.2215/CJN.01000116.

[21]FURLANO M，MARTíNEZ V，PYBUS M，et al. Clinical and genetic features of autosomal dominant alport syndrome：a cohort study［J］. Am J Kidney Dis，2021，78（4）：560-570.e1. DOI：10.1053/j.ajkd.2021.02.326.

[22]MARCOCCI E，ULIANA V，BRUTTINI M，et al. Autosomal dominant Alport syndrome：molecular analysis of the COL4A4 gene and clinical outcome［J］. Nephrol Dial Transplant，2009，24（5）：1464-1471. DOI：10.1093/ndt/gfn681.

[23]袁昶，黃文彥. Alport綜合征的診斷和治療進展［J］. 罕少疾病雜志，2022，29（1）：1-3，9. DOI：10.3969/j.issn.1009-3257.2022.01.001.

[24]胡寧寧，楊怡青，戴選彤，等. 常染色體顯性遺傳Ⅳ型膠原相關腎病研究進展［J］. 上海醫學，2021，44（1）：62-68. DOI：10.19842/j.cnki.issn.0253-9934.2021.01.014.

[25]陳中杰，張旭，林澤芬，等. Alport綜合征的診療和管理研究進展［J］. 中華兒科雜志，2022，60（4）：370-373.

[26]KASHTAN C E，GROSS O. Clinical practice recommendations for the diagnosis and management of Alport syndrome in children，adolescents，and young adults-an update for 2020［J］. Pediatr Nephrol，2021，36（3）：711-719. DOI：10.1007/s00467-020-04819-6.

[27]GROOPMAN E E，MARASA M，CAMERON-CHRISTIE S，et al. Diagnostic utility of exome sequencing for kidney disease［J］. N Engl J Med，2019，380（2）：142-151. DOI：10.1056/NEJMoa1806891.

[28]CAMERON-CHRISTIE S，WOLOCK C J，GROOPMAN E，et al. Exome-based rare-variant analyses in CKD［J］. J Am Soc Nephrol，2019，30（6）：1109-1122. DOI：10.1681/ASN.2018090909.

（收稿日期：2022-07-12；修回日期：2022-08-09）

（本文編輯：康艷輝）