中国当代儿科杂志  2014, Vol. 16 Issue (1): 99-103   PDF    
足细胞相关突变基因致激素耐药型肾病综合征的机制研究进展
张黎雯, 王乐平     
南京中医药大学附属常州市中医医院儿科, 江苏 常州 213003
摘要:激素耐药型肾病综合征的治疗十分棘手,其发病机制尚未完全阐明。近年来,相关研究发现一些足细胞突变基因可能在激素耐药型肾病综合征病例的发病过程中起到了重要作用,研究较为深入的突变基因有NPHS2、NPHS1、WT1、TRPC6、MDR-1、PLCE1、LMX1B、LAMB2等,本文就以上突变基因的致病特性加以概述,以期为早期明确肾病类型并采取正确治疗措施,同时对预后判断和产前诊断提供帮助。
关键词突变基因     足细胞     激素耐药     肾病综合征    
Recent advances in the research on mechanisms underlying podocyte-specific gene mutation-related steroid-resistant nephrotic syndrome
ZHANG Li-Wen, WANG Le-Ping     
Department of Pediatrics, Changzhou Traditional Chinese Medicine Hospital Affiliated to Nanjing University of Chinese Medicine, Changzhou, Jiangsu 213003, China
Abstract:Steroid-resistant nephrotic syndrome poses a significant clinical challenge. Its pathogenesis has not been fully elucidated. In recent years, numerous studies have shown that podocyte-specific gene mutations may play important roles in the development of steroid-resistant nephrotic syndrome. Among the identified genes mutated in podocytes include NPHS2, NPHS1, WT1, TRPC6, MDR1, PLCE1, LMX1B, and LAMB2. This review aims to summarize the characteristics of these mutated genes in podocytes. The putative role for these podocyte-specific mutated genes in the pathogenesis, diagnosis, treatment and prognosis of steroid-resistant nephrotic syndrome is also discussed.
Key words: Mutant gene     Podocyte     Steroid-resistant     Nephrotic syndrome    

儿童原发性肾病综合征(PNS)的治疗首选糖 皮质激素,患儿对糖皮质激素的敏感程度往往决定 PNS的预后。寻找导致糖皮质激素耐药型肾病综合 征(SRNS)的根源一直是研究的热点,已明确多 种基因突变可导致SRNS,尤其是编码足细胞相关 蛋白的单基因突变在SRNS中发挥重要的作用 [1, 2, 3] 。 且部分突变基因之间可相互影响,致病机制较为 复杂,现概述如下。

1 NPHS2

NPHS2是足细胞蛋白podocin的编码基因 [4] ,而podocin是肾小球滤过屏障结构中的裂孔隔膜蛋 白,它与nephrin、CD2AP、TRPC6等相互作用, 共同参与足细胞间的信号传导、细胞极化和稳定 骨架结构等生理功能 [5] 。研究表明,SRNS患者发 生NPHS2突变的机率非常高,先后在胎儿、儿童 及成人SRNS病例中均得到证实 [6, 7] 。几乎所有携 带致病性NPHS2突变型的患者均在6岁前即罹患 肾病综合征,病理学则证实此类患者大多数表现 为局灶节段肾小球硬化(FSGS),对免疫抑制剂 产生明显耐药性,激素治疗基本无效,10岁内即 可进展为终末期肾病(ESRD),而对此类SRNS 患儿进行肾移植后,FSGS的复发率则显著降低 [8, 9]

关于NPHS2基因的突变位点,Santin等 [10] 通 过对西班牙SRNS患者调查后发现与发病年龄有 关,在儿童早期(<6岁)发病的患者存在两个突 变位点,儿童晚期(6~18岁)发病的患者存在一 个或两个突变位点,多为杂合位点p.R229Q的变 异,在晚期发病患者中,p.R229Q多与杂合位点 p.A284V联合突变,在欧洲和南美洲患者中p.R229Q 同样多见 [7] 。我国尚缺乏对SRNS患者进行NPHS2 基因的大规模筛查,管娜等 [11] 曾对23例散发性 SRNS患儿进行NPHS2基因突变分析,发现1例 存在NPHS2基因突变,突变发生率为4.3%,较国 外同类研究阳性率偏低 [6, 7] ,可能与种群、受检对象、 检测技术等因素相关,值得深入研究。

2 NPHS1

NPHS1是nephrin的编码基因,如前所述, nephrin亦为足细胞结构的主要蛋白之一 [4] 。研究 发现多个种族SRNS患者中存在NPHS1突变现象, 包括土耳其人、阿拉伯人、欧洲人、高加索人, 还有我国南方一些汉族人群等 [12, 13] 。NPHS1突变 所致SRNS的发病年龄呈现低龄化,在先天性和后 天获得性肾病中均可出现 [14] ,且基本对糖皮质激 素和环孢素A治疗不敏感,仅极少数患者部分敏 感 [12]

NPHS1基因突变位点较多,Schoeb等 [12] 从全 世界62组不同家庭中筛选出67名SRNS患儿进行 了基因检测,其中有36名(58%)患儿存在等位基 因突变现象,这其中约50%由NPHS1突变引起; 同时,该研究共检测出37种不同的突变基因型, 其中19种突变类型与NPHS1基因密切相关(包括 11项错义突变,4项连接突变,3项无义突变和1 项基因缺失),突变位点主要集中于外显子1、3、 4、8、9、10、13、14、15、17、19和21等部位, 突变后的NPHS1基因可能影响了nephrin的糖基 化,降低了机体对糖皮质激素的敏感性,进而导致 SRNS病例的出现。我国亦有学者在SRNS患者中发 现了NPHS1纯合子突变现象,并证实突变位点为 3250insG(V1084fsX1095) [15] 。此外,尚有学者通 过对NPHS1突变型与NPHS2突变型进行比较分析 后发现NPHS1突变型更易加重肾组织的损害 [16, 17]

3 WT1

WT1是一种锌酯蛋白调控的肿瘤抑制基因, 在泌尿系统及其他器官中均发挥着重要作用 [18] 。 近年来,关于WT1基因与SRNS发病关系的研究 逐渐增多,认为通过影响足细胞nephrin的功能 而致病,已先后在希腊、韩国、中国等SRNS患 者中均被证实为高突变基因,尤其在女性及儿童 患者中多见 [19, 20, 21] 。有学者对27名希腊SRNS患儿 (19例散发型,8例家族型)进行基因检测,发 现4名散发型SRNS女性患者携带WT1突变型, 包括2例p.R394W,另2例分别为p.R366H和 n.1228+5G>A [22] 。尚有学者对70名韩国SRNS患 儿(39名女孩,31名男孩)同时进行了WT1和 NPHS2基因学检测,结果检测出4名患者(3名 女孩,1名男孩)存在WT1突变基因型,分别为 内含子IVS9+4 C>T和IVS9+5 G>A,其中3名患者 经肾活检证实为FSGS [19] 。我国亦有学者对36名3 岁以下的SRNS患儿进行了WT1检测,突变率为 16.7%,且具有一定的年龄阶段性(WT1突变率: ~1岁为26.3%,~2岁为6.3%,~3岁为0) [20] 。另外, 有研究认为WT1突变型可联合其他突变基因共同 致病,也有学者认为WT1突变体的致病性具有一 定的种族差异,如非裔美国SRNS患儿中几乎没有 WT1突变型 [21, 22, 23]

WT1突变位点主要集中于外显子8和9,导 致SRNS发生的主要机制可能是转录激活NPHS1 的增长,引起nephrin mRNA的上调,进而破坏了 足细胞正常生理结构 [15, 16] 。值得指出的是,亦有 学者认为WT1突变型病例中表型-基因型的关系 并不明显,可能与肾病的临床表现多样化有一定 的关系 [23, 24]

4 TRPC6

人TRPC6基因定位于染色体11q21-q22,编 码的TRPC6蛋白属于瞬时受体电位通道蛋白TRPC 家族的一员,主要集中于脑和肾组织中,可通过调 节钙离子通道使可溶性钙离子进入细胞内,同时还 与足细胞裂孔隔膜的结构有关 [24, 25] 。有研究证实家 族型和散发型SRNS患儿均可出现TRPC6突变, 主要表现为3种纯合子的缺失(c.374A>G_p.N125S、c.653A>T_p.H218L和c.2684G>T_p.R895L),该研 究在1名18岁男性SRNS患者身上检测出突变型 p.H218L,在1名女性SRNS患者身上检测出突变 型p.R895L,此2例患者均为早发型FSGS,肾组织 免疫荧光法检测进一步显示TRPC6突变型阳性者 缺乏足细胞中nephrin的表达,可迅速进展为尿毒 症 [26] 。而TRPC6 p.Arg175Gln的功能性突变可 能引起迟发型FSGS,多表现为常染色体显性遗 传 [27, 28] 。另有学者对25名土耳其SRNS患儿进行 了TRPC6基因检测,结果1名患者有L395A型 突变,6名患者存在核酸置换(c.171+16 A>G和 c.171+86 G>C),9名患者存在基因缺失(A404V; rs36111323)和同义突变(N561N;rs12366144), 其中5名患者是呈家族型,11名患者为散发型, 平均发病年龄为2.6±1.7岁,7例患者(3名家族型, 4名散发型)进展为ESRD,平均时间10.2±2.9年, 呈家族型、低龄化发病及进展迅速的趋势 [29]

5 MDR-1

MDR-1即多药耐药型基因,Jafar等[30]通过 检测216名肾病综合征志愿者(137名激素敏感 型,79名SRNS)MDR-1三个外显子的突变情况 (G3435C、G2677T/A和C1236T),发现携带单 一纯合子G2677T/A突变型的肾病患者更易进展为 SRNS。而G2677T/A和C3435T的不同组合突变型 均可增加进展为SRNS的危险性。另外,有学者发 现低密度脂蛋白吸附疗法可增强机体对免疫抑制 剂包括激素的敏感性,其主要机制则是通过抑制 MDR-1的表达[31],值得借鉴。

6 PLCE1

PLCE1基因在足细胞发育的任何阶段均有表 达,法国学者对78名SRNS患者研究发现6名表 现为FSGS患者存在PLCE1突变型,认为PLCE1 突变是导致弥漫肾小球系膜硬化的主要因素,在 FSGS病例中占据重要的比例,但是缺乏固定的突 变表型 [32] 。尚有报道认为PLCE1突变型SRNS多 为早期发病,预后较差 [33]

7 LAMB2

LAMB2基因主要编码层黏连蛋白(LAMB2), 后者是黏连蛋白-521的主要组成部分,为构成肾 小球基底膜的重要成分,研究发现编码LAMB2的 基因发生无效突变可导致严重的先天性肾病,对 激素和环孢素等免疫抑制剂均不敏感 [34] 。Mbarek 等 [35] 也在7名SRNS突尼斯儿童中发现2名携带 LAMB2突变型,并证实其突变位点集中于p.E705X 和p.D1151fsX23,均呈明显的激素耐药现象。

8 LMX1B

LMX1B系专门表达于足细胞中的转录因子, 其缺失可致肾小球毛细血管网稀疏,内皮细胞窗 大量减少,肾小球基底膜开裂,使足细胞结构发 生立方型变化,导致足突消失,出现蛋白尿。研 究表明LMX1B可在3种疾病中出现并导致肾损害: 甲髌综合征、SRNS和Alport综合征,对激素治疗 不敏感,抗蛋白尿治疗对部分病例有效,如依那 普利和氯沙坦可使某些患病儿童完全缓解 [36] 。尚 有研究认为LMX1B可调控NPHS2的表达,引起 nephrin缺失,间接导致肾病的发生 [37]

9 其他

和SRNS有关的足细胞蛋白分子相关基因还有 ACTN4、CD2AP和INF2等。ACTN4在我国FSGS 患者中已被检出 [38] 。CD2AP是维持裂孔隔膜结构 和功能的关键蛋白,CD2AP突变可以改变裂孔隔 膜的结构组成 [39, 40] 。ACTN4和CD2AP突变的表型 多为FSGS或微小肾小球病变 [41] 。INF2突变多引 起散发型FSGS [14] ,且易致ESRD [42] ,但INF2突变 所致的SRNS临床表现呈多样性,可至40岁以后 仍只表现为轻度蛋白尿而无明显肾功能损害,也可 于幼年即表现为中到重度蛋白尿,或者ESRD [43]

综上所述,足细胞相关突变基因在SRNS发 病中发挥了重要作用,但突变基因种类繁多,且 如WT1、NPHS1等突变型尚存在突变位点不定、 联合突变等现象,使得SRNS发病机制甚为复杂。然而,足细胞相关基因所致SRNS也可归纳出一些 共性:发病年龄偏低、一定的家族遗传性、病理 学以FSGS为主、激素耐药性明显、预后不佳等。 值得指出的是,NPHS2、WT1、TRPC6等突变型 均有在成人检出的报道 [6, 7] ,可以认为足细胞相关 基因突变可能在不同类型肾病的SRNS的发病中均 起到一定的作用,值得深入研究。因此,对各类 型SRNS病例均应尽可能的进行基因学检测,尤其 对儿童SRNS病例更应积极进行,一旦明确基因突 变现象应尽可能寻求基因学治疗,及时调整免疫 抑制方案,避免长时间使用激素等免疫抑制剂, 同时在判断预后、产前诊断等方面均存在一定的 积极意义。

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