激素耐药型肾病综合征中NPHS2基因研究进展

2014-03-08 07:07覃幼玲综述审校

医学综述 2014年24期

覃幼玲(综述)，林栩(审校)

(1.广西医科大学研究生学院，南宁 530021； 2.右江民族医学院附属医院肾内科，广西百色 533000)

原发性肾病综合征(primary nephrotic syndrome，PNS)是一组以大量蛋白尿、低蛋白血症、高脂血症和不同程度水肿为特征的临床综合征，是泌尿系统常见的肾小球疾病之一。其中，PNS病理进展的重要因素是大量蛋白尿。PNS经足量糖皮质激素治疗4周后尿蛋白仍为阳性者称激素耐药型肾病综合征(steroid-resistant nephrotic syndrome，SRNS)，临床上10%～20%PNS患者激素治疗无效，且很快进展至终末期肾病(end stage renal disease，ESRD)。近年来，随着分子生物学的突破性进展，SRNS的作用机制研究进入了基因水平，新的观点认为NPHS2基因突变可引起家族性和散发性SRNS，其致病机制相当复杂，现就NPHS2基因的致病特点加以阐述，以期为SRNS的早期诊断、治疗和产前诊断提供帮助。

1 NPHS2和足细胞裂隙膜蛋白的结构和功能

1995年，Fuchshuber等[1]在一组家族性SRNS中发现了NPHS2基因突变。短短的5年之后，Boute等[2]成功克隆了NPHS2基因，其定位于染色体1q25.2，共包含25411个核苷酸(Gene Bank：NT004487.19)，启动子区包含2511个核苷酸(GeneBank：AF487463.1)，而信使RNA(messenger RNA，mRNA)包含8个外显子，1853个核苷酸(GeneBank：NM_014625.2)，表达在外周血淋巴细胞和足细胞。NPHS2基因编码足细胞裂隙膜蛋白(podocin)，于足细胞表达，包含383个氨基酸，定位于裂孔隔膜(slit diaphragm,SD)插入足突膜的部位，呈发夹样结构，是一种膜内在蛋白，属于band-7-stomatin蛋白。Podocin通过其C端与相关蛋白(CD2-associated protein，CD2AP)和nephrin蛋白相连，有助于nephrin的信号转导，对SD的滤过功能进行调节。

Podocin蛋白的功能和nephrin、SD密切相关。Boute等[2]研究显示，在体内NPHS2基因仅表达在肾脏足突细胞，podocin蛋白的亚细胞位点定位在足突的SD插入部位。足突细胞层是肾小球滤过膜的最外层，SD位于足突之间，内皮细胞和基膜层构成滤过膜的内侧。目前，国内外相关研究表明：NPHS2基因的突变可导致肾小球蛋白的滤过增加[3-4]，其可能的机制是作用于podocin蛋白，使其表达下降，从而影响nephrin蛋白诱导的肾小球足细胞内信号转导功能，使其发生障碍，减少肾小球足细胞，肾脏裂隙隔膜结构及其屏障功能的完整性受到破坏。可见，podocin功能缺陷可致大量蛋白尿。

2 NPHS2基因突变的特点及其与SRNS的关系

肾病综合征(nephrotic syndrome, NS)的病理类型作为导致激素耐药的重要因素之一，也与患者对激素的敏感性相关，也是影响预后的直接因素。不同的肾脏病理类型对激素的治疗反应各异，在PNS中，5%～15%的微小病变型肾病(minimal change disease，MCD)、50%的局灶性节段性肾小球硬化(focal segmental glomerular sclerosis，FSGS)、50%的系膜增生性肾小球肾炎(mesangial proliferative glomerulonephritis，MsPGN)、95%的膜性肾病(membranous nephropathy，MN)、80%～100%的膜增生性肾小球肾炎(membrano proliferative glomerulonephritis，MPG)、100%的纤维样肾小球肾炎均可表现为SRNS。SRNS病理类型亦呈多样性，其中，以FSGS、MsPGN为主，且MCD、MsPGN以及FSGS病理类型之间可发生转型，任何病理类型都可能对激素耐药。

2.1NPHS2基因突变的特点 NPHS2基因突变无热点突变，可发生于8个外显子的任何一个，频率较高的是第3、5和8号外显子，包括杂合突变和纯合突变，以点突变为主。NPHS2基因突变所致的SRNS包括两种类型，即家族性和散发性，NPHS2突变具有种族差异性。不同民族其突变检出率不同：在欧美国家NPHS2基因突变在家族性SRNS中检出率为45%～55%[5]，在散发性SRNS中检出率为10.5%～28%[6-7]。在亚洲，日本家族性和散发性SRNS[8]和韩国[9]散发性SRNS患儿中均未检测到NPHS2基因突变。然而，在我国北京[10]、上海[11]、福建[12]汉族家族性SRNS中NPHS2基因突变检出率为40%；在北京[13]、浙江[14]、福建[15]散发性SRNS患儿中NPHS2基因突变检出率分别为4.3%、18.2%、1.9%。

2.2NPHS2基因突变与家族性SRNS的关系近年来，NPHS2基因突变在家族性和散发性SRNS发病机制中的作用成为肾病领域研究的一大热点[16-17]。

NPHS2基因突变最先发现于家族性SRNS家系中，Boute等[2]在16个家族性SRNS中发现14个家族存在10种NPHS2突变，突变率为87.5%(14/16)，包括3个框移突变104/5insG、419delG、6delAA，1个无义突变412C→T，6个错义突变59C→T、274G→T、413G→A、479A→G、538G→A、871C→T。Chernin等[18]在来自西班牙、高加索的18个家族的21例儿童中检测到1例无意义纯合突变(c.486C→A；p.Y162X)和1例复合杂合突变(c.851C→T；p.A284V和c.686G→A；p.R229Q)，突变率为9.5%(2/21)。Ameli等[19]在来自伊朗的3例家族性SRNS先证患儿的4号外显子检测到纯合突变(c.503G→A；R168H)，3例患儿均对激素抵抗，并于5～8岁快速进展致ESRD，进而死亡，可见对SRNS家族史患者进行NPHS2基因筛查、遗传咨询和产前诊断的重要意义。2013年，Al-Hamed等[20]在来自沙特阿拉伯的家族性儿童期SRNS患儿中检测到22%患儿存在NPHS2基因纯合突变，而NPHS1和PLCE1基因突变相对较少，分别为12%和8%。Mbarek等[21]在突尼斯24例来自13个家族的先天性肾病综合征(congenital nephrotic syndrome，CNS)和SRNS患儿中检测到7个家族存在NPHS2基因突变，为第8号外显子复合杂合突变(p.E371fsX16)和第5号外显子(p.V180M))，突变率达53.8%(7/13)。

余自华等[22]在1个中国汉族家族性SRNS中检测到NPHS2基因复合杂合突变(467-468insT和503G→A)。卢彦平等[17]在1例家族性FSGS的孕妇检测到NPHS2基因第8号外显子存在变异(954C→T)。

以上研究表明NPHS2基因突变为家族性SRNS的一大诱因，且具有种族差异性。不同的种族突变检出率各异，在0%～87.5%。

2.3NPHS2基因突变与散发性SRNS的关系

2.3.1NPHS2基因突变与散发性儿童期SRNS Fuchshuber等[1]在18例以色列-阿拉伯人群散发性SRNS患儿中检测到6例存在NPHS2基因突变(412C→T)，率先在散发性SRNS患儿中发现NPHS2基因突变，突变率为33.3%(6/18)。Santín等[23]在22例西班牙散发性SRNS患儿中检测到3例出现NPHS1基因复合杂合突变，突变率是13.6%(3/22)。Caridi等[24]在40例意大利散发性SRNS患儿检测到11例存在NPHS1基因复合杂合突变，突变率为27.5%(11/40)，7例存在NPHS1基因杂合突变，突变率是17.5%(7/40)。然而，Buscher等[25]在65例散发性SRNS患儿中筛查出1例患儿存在NPHS1基因复合杂合突变，突变率是1.5%(1/65)。2011年，Santín等[4]对36例SRNS患儿进行基因筛查，发现7例因NPHS1、NPHS2、CD2AP或WT1基因突变所致，其检出率为19.4%(7/36)。2013年，Lipska等[26]在10～20岁的德国227例青少年SRNS患者中检测到13%和6%的染色体隐形遗传病例和散发病例存在pococin蛋白，其中56%的患者混合存在p.R229Q杂合子多态性，可见，进行NPHS2基因筛查可能是散发性青少年SRNS患者最合理和最有效的靶基因诊断方法之一。

余自华等[27]在23例散发型SRNS儿童中检测到1例存在NPHS2基因第2号外显子杂合突变(1082T→C，L351P)，检出率为4.3%(1/23)，同时，发现288C→T、IVS346C→T、IVS321C→T、IVS774C→G、954T→C、1038A→G共6个基因多态性，提示，对于我国<16岁的散发性SRNS患儿也不排除NPHS2突变可能。2013年，王宪耀等[28]在粤东地区的25例散发性SRNS患儿未检测出NPHS2基因致病突变，但在外显子1，2，8中检测到4个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms，SNP)位点rs1079292、rs1410592、rs3818587，提示该基因突变不是粤东地区散发性SRNS发病的主要致病因素。虞萍等[29]在30例散发性SRNS患儿中亦未检测到NPHS2突变基因，但检测到288C→T，954T→C和1038A→G共3个SNP。

2.3.2NPHS2基因突变与散发性成人期SRNS Santín等[23]在来自139个家族的148例[85%(126/148)为散发性，8%(12/148)为家族性]西班牙SRNS(病理类型为FSGS)中检测到7例儿童期SRNS和6例成人期SRNS存在NPHS2基因突变p.R229Q和p.A284V，突变率是8.8%(13/148)。Reiterová等[30]在50例捷克成人期SRNS(病理类型为FSGS或MCD)中检测到12%(6/50)的患者存在p.R229Q突变，其中1例存在反式杂合突变(p.P20L和p.R229Q)。Büscher等[31]在26例德国成年期SRNS(病理类型为FSGS)患者中检测到NPHS2基因p.R229Q位点突变，突变率为15.4%(4/26)。

2013年，Kerti等[32]在一个家族中发现了NPHS2基因的致病纯合突变位点p.R229Q，其中1例37岁的患者在7岁开始出现蛋白尿，20岁诊断为FSGS，33岁进入ESRD。这个家庭提供了进一步的证据表明，纯合子的p.R229Q本身可能不会导致FSGS，然而，p.R229Q纯合突变的协助显效修饰基因PAX2突变(c.76dupG，p.V26Gfs*28)才使该FSGS患者进入ESRD。同年，Kerti等[33]在38例匈牙利迟发型SRNS患者中检测到7例存在NPHS2基因的p.V290M位点的纯合或复合杂合突变，突变率为18.4%(7/38)，其中，1例31岁女性患者存在复合杂合突变(p.V290M 和p.R138Q)，提示对欧洲中部和东部的迟发型SRNS患者除进行NPHS2基因p.R229Q筛查外，还需开展p.V290M筛查。

以上研究表明不同人群的散发性成人期SRNS其突变检出率各异，范围在8.8%～15.4%。其突变的类型包括反式杂合、复合杂合及纯合突变。

3 NPHS2基因突变的临床特点

3.1家族性SRNS的临床特点 NPHS2基因突变所引起的家族性SRNS的特点由是Fuchshuber等[1]和Boute等[2]首先提出：呈常染色体隐性遗传，于出生后3个月至5岁发病，NS为其主要临床表现，无肾外症状，对激素治疗耐药，疾病很快进展至ESRD；MCD为其早期病理改变，晚期表现为FSGS，肾移植术后不复发NS。

3.2散发性SRNS的临床特点 NPHS2基因突变除了引起家族性SRNS，还可引起散发性SRNS，并具有相应的特点。①发病年龄范围大。发病年龄较小者，绝大多数为婴幼儿，甚至在新生儿期起病；也存在较大年龄才发病的情况，各个国家和地区所报道的最大发病年龄各不相同，有14、17和36岁。而美国肾脏病年会(ASN)两篇摘要报道的56例美国成人FSGS发病年龄为16～69岁，平均37岁。②散发性SRNS的病理类型包括FSGS、MCD、MsPGN、MN和CNS，其中以FSGS占多数，部分MCD患者复查肾活检病理类型为FSGS；可见这些病理类型为同一疾病的不同发现阶段，且单从病理类型上不能判断NPHS2基因是否发生突变。③对激素耐药，对免疫抑制剂效果欠佳。绝大部分NPHS2基因纯合或复合杂合突变引起的NS患者对激素治疗耐药，对环磷酰胺等免疫抑制剂治疗亦疗效较差。④肾移植后不再复发或复发率明降低。目前，肾移植是唯一根治肾小球足细胞蛋白遗传缺陷所致的CNS和儿童期SRNS，肾移植后少数复发患者经血浆置换联合环磷酰胺和抗-CD20抗体可缓解。相关研究表明，儿童期SRNS肾移植后蛋白尿复发率为3.1%～25.0%，对血浆置换或免疫抑制剂治疗有效[34-35]。Santín等[23]研究的3例NPHS2基因突变引起的成人期SRNS患者行肾移植术后，未出现复发。

4 NPHS2基因突变的临床意义

4.1有助于指导临床治疗激素和免疫抑制剂是NS的主要治疗手段，但其大剂量使用可造成股骨头坏死、肝功能损害、骨髓抑制等严重的不良反应，且绝大多数NPHS2基因突变所致的NS患者对激素耐药，应用免疫抑制剂不能完全缓解，但其肾移植术后复发率低。为此，可通过基因筛查，为SRNS患者早期进入肾移植做准备，而且对SRNS患者术后复发的预测有重要价值。

4.2有助于判断疾病预后 NPHS2基因突变的SRNS患者从发病到进入终末期进展迅速，时间为7.4～9.5年[36-37]。

4.3提供遗传咨询和指导产前诊断借助目前强大的分子生物学水平，日臻完善的基因筛查技术，对可能存在NPHS2基因突变的家庭进行产前诊断，并提供相应的遗传咨询，从而明确SRNS患者NPHS2基因突变的性质，寻找其来源，明确患儿父母是否携带该致病突变基因。

5 结语

虽然NPHS2的互补DNA已经成功克隆，但其编码蛋白podocin的功能的研究仍然处于起始阶段，一些发病机制仍未明朗，例如，NPHS2与NPHS1及其他SD相关分子等裂孔膜结构基因之间是怎样相互作用的；podocin是否仅作为nephrin的辅助蛋白在与其的相互作用中发挥作用。当前，我国儿童SRNS中NPHS2基因多态性的研究相对较少，而NPHS2基因多态性变异类型和频率有种族差异性，如亚洲的印度[38]、巴基斯坦[39]等国家不常见，但在一些欧洲国家如捷克等[30]基因多态性突变频率相对较高。然而，NPHS2基因在中国其他民族的情况尚未明确，而且关于NPHS2突变的研究仅限于少量的小样本，NPHS2突变率究竟有多高，尚缺乏大规模的临床研究。

[1] Fuchshuber A,Jean G,Gribouval O,etal.Mapping a gene(SRN1) to chromosome 1q25-q31 in idiopathic nephrotic syndrome confirms a distinct entity of autosomal recessive nephrosis[J].Hum Mol Genet,1995,4(11):2155-2158.

[2] Boute N,Gribouval O,Roselli S,etal.NPHS2,encoding the glomerular protein podocin,is mutated in autosomal recessive steroid resistant nephrotic syndrome[J].Nat Genet,2000,24(4):349-354.

[3] Jaffer AT,Ahmed WU,Raju DS,etal.Foothold of NPHS2 mutations in primary nephrotic syndrome[J].J Postgrad Med,2011,57(4):314-320.

[4] Santín S,Tazón-Vega B,Silva I,etal.Clinical value of NPHS2 analysis in early-and adult-onset steroid-resistant nephrotic syndrome[J].Clin J Am Soc Nephrol,2011,6(2):344-354.

[5] Caridi G,Perfumo F,Ghiggeri GM.NPHS2 (podocin) mutations in nephrotic syndrome. Clinical spectrum and fine mechanisms[J].Pediatr Res,2005,57(5):54R-61R.

[6] Weber S,Gribouval O,Esquivel EL,etal.NPHS2 mutation analysis shows genetic heterogeneity of steroid-resistant nephrotic syndrome and low post-transplant recurrence[J].Kidney Int,2004,66(2):571-579.

[7] Karle SM,Uetz B,Ronner V,etal.Novel mutations in NPHS2 detected in both familial and sporadic steroid-resistant nephrotic syndrome[J].J Am Soc Nephrol,2002,13(2):388-393.

[8] Maruyama K,Iijima K,Ikeda M,etal.NPHS2 mutations in sporadic steroid-resistant nephrotic syndrome in Japanese children[J].Pediatr Nephrol,2003,8(5):412-416.

[9] Cho HY,Lee JH,Choi HJ,etal.WT1 and NPHS2 mutations in Korean children with steroid-resistant nephrotic syndrome[J].Pediatr Nephrol,2008,23(1):63-70.

[10] Yu ZH,Ding J,Guan N,etal.A novel mutation of NPHS2 identified in a Chinese family with steroid-resistant nephrotic syndrome[J].Zhonghua Er Ke Za Zhi,2004,42(2):108-112.

[11] Sun H,Zhou W,Wang J,etal.A novel mutation in NPHS2 gene identified in a Chinese pedigree with autosomal recessive steroid-resistant nephrotic syndrome[J].Pathology,2009,41(7):661-665.

[12] 付荣,陈新民,王庆华,等.中国南方汉族人家族性激素耐药型肾病综合征家NPHS2基因突变[J].中华儿科杂志,2008,46(8):591-596.

[13] Yu Z,Ding J,Huang J,etal.Mutations in NPHS2 in sporadic steroid-resistant nephrotic syndrome in Chinese children[J].Nephrol Dial Transplant,2005,20(5):902-908.

[14] Mao J,Zhang Y,Du L,etal.NPHS1 and NPHS2 gene mutations in Chinese children with sporadic nephrotic syndrome[J].Pediatr Res,2007,61(1):117-122.

[15] 封东宁.中国南方汉族激素耐药型肾病综合征儿童NPHS2基因突变分析[D].福州：福建医科大学,2012.

[16] 封东宁,杨勇辉,余自华,等.散发性激素耐药型肾病综合征患儿30例足细胞基因突变分析[J].实用儿科临床杂志,2012,27(5):327-330.

[17] 卢彦平,程静,衣京梅,等.筛查某家族性局灶节段硬化性肾小球肾炎家庭的NPHS2基因[J].分子诊断与治疗杂志,2011,3(1):14-17.

[18] Chernin G,Heeringa SF,Vega-Warner V,etal.Adequate use of allele frequencies in Hispanics--a problem elucidated in nephrotic syndrome[J].Pediatr Nephrol,2010,25(2):261-266.

[19] Ameli S,Mazaheri M,Zare-Shahabadi A,etal.NPHS2 gene mutation in an Iranian family with familial steroid-resistant nephroticsyndrome[J].Nefrologia,2012,32(5):674-676.

[20] Al-Hamed MH,Al-Sabban E,Al-Mojalli H,etal.A molecular genetic analysis of childhood nephrotic syndrome in a cohort of Saudi Arabian families[J].J Hum Genet,2013,58(7):480-489.

[21] Mbarek IB,Abroug S,Omezzine A,etal.Novel mutations in steroid resistant nephrotic syndrome diagnosed in Tunisian children[J].Pediatr Nephrol,2011,26(2):241-249.

[22] 余自华,丁洁,管娜,等.一个中国汉族人家族耐药性肾病综合征家系NPHS2基因新突变[J].中华儿科杂志,2004,42(2):108-112.

[23] Santín S,Bullich G,Tazón-Vega B,etal.linical utility of genetic testing in children and adults with steroid-resistant nephrotic syn-drome[J].Clin J Am Soc Nephrol,2011,6(5):1139-1148.

[24] Caridi G,Bertelli R,Di Duca M,etal.Broadening the spectrum of diseases related to podocin mutations[J].J Am Soc Nephrol,2003,14(5):1278-1286.

[25] Buscher AK,Kranz B,Buscher R,etal.Immunosuppression and renal outcome in congenital and pediatric steroid-resistant nephrotic syndrome[J].Clin J Am Soc Nephrol,2010,5(11):2075-2084.

[26] Lipska BS,Iatropoulos P,Maranta R,etal.Genetic screening in adolescents with steroid-resistant nephrotic syndrome[J].Kidney Int,2013,84(1):206-213.

[27] 余自华,丁洁,黄建萍,等.散发性儿童激素耐药型肾病综合征NPHS2基因突变[J].中华肾脏病杂志,2004,20(6):29-33.

[28] 王宪耀,綦巧雯,林浩铨,等.粤东地区散发性肾病综合征患儿NPHS2基因多态性分析[J].分子诊断与治疗杂志,2013,5(2):107-110.

[29] 虞萍,张瑶,陆婉维,等.激素耐药型肾病综合征患儿NPHS2基因多态性变异研究[J].实用儿科临床杂志,2013,27(23):1795-1797.

[30] Reiterová J,Safránková H,Obeidová L,etal.Mutational analysis of the NPHS2 gene in Czech patients with idiopathic nephrotic syndrome[J].Folia Biologica (Praha),2012,58(2):64-68.

[31] Büscher AK,Konrad M,Nagel M,etal.Mutations in podocyte genes are a rare cause of primary associated with ESRD in adult pati- ents[J].Clin Nephrol,2012,78(1):47-53.

[32] Kerti A,Csohány R,Wagner L,etal.NPHS2 homozygous p.R229Q variant:potential modifier instead of causal effect infocal segmental glomerulosclerosis[J].Pediar Nephrol,2013,28(10):2061-2064.

[33] Kerti A,Csohány R,Szabó A,etal.NPHS2 p.V290M mutation in late-onset steroid-resistant nephritic syndrome[J].Pediatr Nephrol,2013,28(5):751-757.

[34] Kirsch KH,Georgescu MM,Ishimaru S,etal.CMS:an adapter molecule involved in cytoskeletal rearrangements[J].Proc Natl Acad Sci U S A,1999,96(11):6211-6216.

[35] Schumacher V,Scharer K,Wuhl E,etal.Spectrum of early onset nephrotic syndrome associated with WT1 missense mutations[J].Kidney Int,1998,53(6):1594-1600.

[36] Stephanie M,Karle B,Uatz V,etal.Novel mutations in NPHS2 detected in both familial and sporadic nephritic syndrome[J].J Am Soc Nephrol,2002,13(2):388-393.

[37] Caridi G,Bertelli R,Carrea A,etal.Prevalence,genetics,and clinical features of patients carrying podocin mutations in steroid-resistant nonfamilial focal segmental glomerulosclerosis[J].J Am Soc Nephrol,2001,12(12):2742-2746.

[38] Vasudevan A,Siji A,Raghavendra A,etal.NPHS2 mutations in Indian children with sporadic early steroid resistant nephrotic syndrome[J].Indian Pediatr,2012,49(3):231-233.