局灶節段性腎小球硬化的基因診斷策略

局灶節段性腎小球硬化(FSGS)是一種基於形態學的病理診斷，其關鍵病理生理基礎是足細胞損傷。

FSGS常見於腎小球腎炎，其發病率具有明顯的年齡、人種和地域的差異。

我國FSGS約占總活檢病例的3.3%～16%。

FSGS約占白人兒童腎病綜合徵的20%，成人腎病綜合徵的40%。

FSGS預後較差，是成人及兒童激素抵抗型腎病綜合徵(SRNS)和終末期腎病(ESRD)最常見的原因之一，50%持續性蛋白尿不緩解的FSGS腎病綜合徵患者5-10年內將進展為ESRD。

遺傳性FSGS發病機制

FSGS為一病理診斷，其病理特徵為腎小球瘢痕，電鏡下可見典型足細胞損害。

除了原發性FSGS，10%左右FSGS具有家族聚集性(遺傳性FSGS)，此外FSGS還可繼發於病毒、藥物、腎組織減少、缺血缺氧等。

原發性FSGS病因不明，研究相繼報導了suPAR、CLC-1、microRNAs等循環滲透性因子與蛋白尿相關，但其機制仍不明確。

人類基因組計劃(HAPMAP)和新一代測序技術極大推動遺傳性FSGS致病基因的克隆定位，現已報導引起FSGS單基因突變，包括：轉錄因子、裂孔膜結構蛋白、信號通路相關蛋白、細胞骨架蛋白、細胞/細胞外基質、溶酶體相關蛋白、線粒體功能相關蛋白等。

nephrin(NPHS1)、podocin(NPHS2)和CD2相關蛋白(CD2AP)為裂孔膜的重要組成蛋白，足細胞轉錄因子包括WT1、PAX2、LMX1B調節足細胞早期發育和分化，這些基因突變均可導致FSGS發生。

TRPC6為足細胞膜表面的鈣離子內流通道，突變後可導致鈣離子內流增加引起發病。

PLCE1屬於磷脂酶C家族，調控腎小球發育，其突變可引起FSGS和瀰漫性系膜硬化(DMS)。

此外，ACTN4、MYH9等足細胞骨架相關分子突變也可與FSGS密切相關。

哪些FSGS患者需要進行基因診斷？

具有家族史的FSGS患者

家族性FSGS主要表現為常染色體顯性或隱性遺傳模式。

家族性FSGS多數對激素和免疫抑制治療反應差，相對無家族史患者臨床及病理表現較重，預後較差，易進展為ESRD。

可能與兩者發病機制不同有關。

FSGS在家族中聚集提示遺傳機制在發病中起重要作用，目前已確定多種足細胞相關基因突變可導致家族性FSGS，其中在成年白人診斷為家族性FSGS患者中最常見的致病基因包括INF2(13%-17%)和COL4As(10%-12%)，在漢族人中目前報導COL4A3最為常見(12.5%)，但仍有超過50%的家族性FSGS不能以已知基因突變解釋，提示未知致病基因亟待發現。

早發兒童腎病綜合徵患兒

在兒童中，大部分腎病綜合徵患兒並不像成人常規行腎活檢，故兒童中FSGS的發病率常常被低估。

越來越多的研究表明，在原發性腎病綜合徵中，微小病變腎病和FSGS在臨床表現、治療反應和預後中相似，FSGS更傾向於為微小病變腎病患者足細胞進一步損傷的結果。

而人類遺傳學研究和動物模型研究顯示，DMS和FSGS也同樣具有相似的發病機制，「嚴重」突變如蛋白截短突變會導致DMS—腎小球進展性病變，表現為腎臟發育不良，而相同基因的"輕度"突變如錯義突變，則導致退化性的腎小球改變FSGS。

在兒童FSGS病因學研究中，腎病綜合徵的患者雖病理類型不一卻可進行整體探索。

激素抵抗型腎病綜合徵患者

不同於兒童腎病綜合徵和家族性FSGS患者，成年散發性FSGS因其發病的影響因素較多，基因檢測陽性率較低，其中與遺傳相關的患者，疾病嚴重程度更高，對激素治療反應差及快速進展至ESRD。

研究證實，25歲前起病的SRNS已知致病基因篩查檢出率高達29.5%，且與疾病的發病年齡呈明顯負相關，新生兒患兒(<3個月)中明確致病基因的占69.4%，4-12個月的患兒致病基因檢出率為49.7%，而只有12%的13-18歲青年檢測出致病基因突變。

對SRNS患者早期進行基因檢測可有效避免不必要的激素和免疫抑制劑的大量使用。

具有特異性臨床綜合徵

在臨床上根據有無其他系統受累，可將FSGS分為非系統性(孤立性)和系統性，前者是指疾病僅累及腎臟，而後者還可同時伴有多系統受累。

WT1表現尤為顯著，KTS結構域的突變導致Frasier綜合徵，而其他錯意突變可導致Denys-Drash綜合徵或原發性腎病綜合徵。

對特定臨床表型SRNS患者進行基因篩查很關鍵，如WT1突變有患性腺胚細胞瘤的風險。

其他基因突變相關的系統性FSGS的臨床特徵（見下表）。

FSGS為局灶節段性腎小球硬化；SRNS為激素抵抗型腎病綜合徵

怎樣進行基因診斷？

家系調查

應重視對FSGS患者詢問腎臟病家族史，對有家族史的FSGS患者開展家系調查。

除先證者外，應調查其他家庭成員的臨床資料，包括起病年齡、起病症狀、腎外改變和實驗室檢查(腎功能、尿常規、尿微量白蛋白等)等，調查世代不應少於3代，家系調查有助於判斷家族性FSGS的遺傳模式。

腎組織病理檢查特別是電鏡檢查、腎組織及皮膚Ⅳ膠原不同α鏈染色、α半乳糖苷酶A活性等特殊檢查有助於與其他遺傳性腎臟疾病相鑑別。

雖然部分患者否認家族史，由於FSGS起病時往往較為隱匿且發病與年齡有關，對高危家族成員進行隨訪仍可能發現疑似患者。

成人家族性FSGS多為常染色體顯性遺傳，該情況下，除外體細胞突變和不完全外顯基因突變，先證者的父母一方多為患者，且呈世代遺傳的模式，家庭中男女發病率相同。

常染色體隱性遺傳多見兒童，疾病呈隔代遺傳模式，先證者父母雙方通常為臨床表現正常或輕微的雜合突變攜帶者，且常有近親婚配史。

儘管FSGS中鮮有報導，如果致病基因位於X染色體則表現為伴性遺傳(XD/XR)，可存在明顯的性別臨床表型差異和交叉遺傳。

家族性FSGS診斷標準：家系成員至少有一名經腎活檢證實為FSGS，並符合下述條件中任意一條：(1)家系另一成員也經腎活檢確診為FSGS；(2)家系其他成員有不明原因大量蛋白尿或腎衰竭。

排除標準：Alport綜合徵、Fabry病等其他遺傳性腎臟疾病及繼發性FSGS。

檢測基因選擇

通過家系調查判斷遺傳模式以及患者的起病年齡有助於候選基因選擇。

遺傳性FSGS致病基因中呈常染色體隱性遺傳的基因包括NPHS1、LAMB2或PLCE1等，這些基因突變患者常於兒童早年發病。

常染色體顯性遺傳的基因包括COL4A3/A4、WT1、ACTN4、TRPC6、INF2、ANLN和ARHGAP24等，多表現為成年發病。

相同基因的不同基因位點突變也可以表現為不同發病年齡，如攜帶NPHS2基因R138Q突變可導致幼年發病，而R229Q的複合雜合突變則表現為成年發病的SRNS。

除此以外，臨床同樣表現為先天性腎病綜合徵的DMS患者常可檢測到LAMB2、WT1、NPHS1或PLCE1突變。

國際大型多中心研究顯示，先天型(3個月內起病)和嬰兒型(3個月至1歲起病)SRNS中檢出率最高的前五位基因依次為NPHS1、NPHS2、WT1、LAMB2、PLCE1。

兒童型SRNS(1-12歲起病)中，NPHS2、WT1、SMARCAL1檢出率最高。

漢族兒童散發腎病綜合徵研究顯示，NPHS1、NPHS2和WT1基因突變頻率在5歲內起病的SRNS中較高，推薦這些人群中優先選擇這3個基因作為目標基因進行篩查。

基因檢測方法選擇

以往診斷單基因突變SRNS主要通過基於外周血基因組DNA的傳統PCR擴增及直接測序技術—Sanger測序，其操作方法簡便，被用作標準的鑑定方法以及最終確定突變的確切位點和突變性質的手段。

但由於一代測序的通量小，只能進行單個DNA片段的分析，其應用前景受限。

隨著高通量測序技術的不斷進展和費用的不斷降低，使得突變分析時間和成本大幅下降。

基因panel測序技術是基於某種臨床表型所進行的已知候選基因的突變篩查技術，主要採用二代測序方法，針對性強且節約成本，經濟高效的特點使其成為目前基因診斷的首選。

二代測序技術還包括全外顯子測序(WES)和全基因組測序(WGS)，是利用序列捕獲技術將基因組的DNA捕捉並富集後進行高通量測序的基因組分析方法，由於獲得全外顯子組或全基因組海量數據的臨床解讀較為困難，對數據分析要求及成本較高，目前主要用於科研。

可以預見隨著WES/WGS分析方法的改進以及成本進一步降低，WES/WGS有望在不遠的將來應用於臨床，可推進臨床診治水平(見下表)。

基因診斷解讀：臨床診治、遺傳諮詢和產前診斷

臨床診治

2016年，Münch1等在未行腎活檢的前提下成功通過基因檢測診斷一例INF2突變患者，打破了基於腎臟病理的常規診斷體系。

此外，研究致病基因為一些少見的單基因突變提供潛在的治療靶點，如COQ2、COQ6、ADCK4或PDSS2調節CoQ10生物合成，而攜帶這些特定突變的患者可以通過補充輔酶Q10而臨床獲益[5,6,7]。

此外，攜帶PLCE1突變隱性遺傳的FSGS患者使用環孢素A治療能完全緩解[28]，CUBN突變FSGS患者可以進行維生素B12的治療，理論上ARHGDIA突變的FSGS患者依普利酮治療後能緩解[29]。

WT1的KTS結構域突變特定核型有患性腺胚細胞瘤的風險[13]。

攜帶TRCP6突變可能對鈣調神經酶抑制劑治療反應較好。

一項隊列研究發現，兒童SRNS中，攜帶基因突變的患兒腎移植復發率為4.5%，而在無遺傳背景的患兒中高達25.8%[8]，對已進展至ESRD的FSGS患者及供腎者進行基因診斷仍可避免不必要的移植後復發，在計劃進行活體腎移植時，應排除尚未發病的供腎親屬存在致病突變。

遺傳諮詢和產前診斷

遺傳諮詢和產前診斷在遺傳病的診療中起到不可或缺的作用，是理解遺傳病發生和預防再發的重要手段。

在明確致病基因及其遺傳方式的前提下，可評估先證者同胞或子代的再發風險。

除常規風險分析外，還應注意不同突變的各自特點，已知NPHS2突變的患者其無症狀配偶應行NPHS2基因p.R229Q分析，如攜帶該位點突變，其子女發生FSGS的危險性高達50%。

WT1突變所致DMS/FSGS女性(46，XX)患者，子女發病風險為50%，表型取決於核型，如核型為46XY表現為Denys－Drash綜合徵或Frasier綜合徵，如核型為46XX將不會出現兩性畸形。

對高危胎兒可進行產前診斷，包括胎兒染色體和基因分析的常見技術——羊膜腔穿刺、絨毛活檢、臍靜脈穿刺。

依據診斷結果，即胎兒的基因型和可能的臨床結局進行優生優育。

2016年，國內通過使用第三代試管嬰兒技術(胚胎植入前遺傳學診斷技術)首次成功阻斷顯性多囊腎遺傳基因，意味著有家族史的單基因遺傳性FSGS也有望通過基因診斷阻斷其向下一代傳遞。

越來越多證據顯示，基因診斷對遺傳性FSGS的診斷與治療有重要意義，有助於患者家人早期診斷和早期干預，為個體化精準醫療提供依據，隨著測序成本不斷下降，可考慮對家族性、兒童、SRNS和具有臨床綜合徵的FSGS患者進行基因檢測，基於二代測序技術的基因panel測序具有針對性強和性價比高的優勢，可作為目前FSGS基因診斷首選方法。

隨著對FSGS遺傳機制理解的不斷深入，基因診斷必將大幅提高臨床實踐，讓更多患者受益。

來源：中華內科雜誌

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