激素抵抗型肾病综合征的基因诊断进展

章万林，岑东

肾病综合征（NS）是一种慢性肾病（CKD），主要表现为大量蛋白尿、低白蛋白血症，伴有水肿、血脂升高。微小病变型肾病、系膜增生性肾炎、膜性肾病（MN）、系膜毛细血管性肾炎和局灶性节段性肾小球硬化症（FSGS）是原发性NS（PNS）最为常见的临床病理类型，MN好发于成人，其他好发于儿童和青少年。NS预后的个体差异大，病理类型、临床因素及感染、血栓等并发症是主要因素。糖皮质激素（GC）仍是治疗PNS的首选药物，但对部分患者无效，儿童PNS约为20%，成人PNS约为40%。经常规GC治疗8周后不能得到临床缓解或复发后再次使用无效的NS称为激素抵抗型肾病综合征（SRNS）。PNS病理类型是激素抵抗发生的主要关联因素之一，以FSGS最为常见，其与GC疗效的关系已被广泛证实。目前认为SRNS为一类单基因病，可耐受免疫抑制治疗，且可快速进展为终末期肾病（ESKD）。随着下一代测序技术（NGS）的发展，对SRNS患者进行基因检测，根据检测结果进行个体化治疗以取得最佳疗效。本文就 SRNS基因诊断现况进行总结，并探讨其临床应用价值。

1 SRNS现况

根据患者对GC的治疗反应，将NS分为三类：激素敏感型、激素依赖型和SRNS。SRNS是临床常见的肾病疑难病症之一，其主要病理特点是存在局灶性节段性肾小球硬化。由于常规治疗难以奏效，治疗难度大，缓解率低，长期大剂量激素使用并发症多，属难治性肾病综合征。研究发现，多种因素可导致SRNS发生，如遗传及免疫因素、合并感染、高凝、肾静脉血栓，伴肾小管间质损伤以及激素受体或耐药基因表达异常等因素，因此明确诊断SRNS有助于避免或减少因采用激素和免疫抑制治疗所带来的损害。

在小于30岁人群中SRNS是导致CKD的第二大疾病，年发病率为2～4/百万，在成人与儿童NS中所占百分比分别是40%和20%。PNS是儿童时期泌尿系统的常见疾病，占儿童肾病综合征的90%以上。大多数患儿对激素治疗敏感，但仍有约20%PNS患儿为SRNS，其中，约30%SRNS患儿存在足细胞相关基因突变，主要表现为FSGS。SRNS患儿病情不易控制，容易发生NS并发症，其中30%～40%SRNS患儿在10年内发展为ESKD，肾移植后存在约33%复发风险。

2 SRNS致病基因及异质性

2.1 非系统性SRNS致病基因 先天性肾病综合征（CNS）是指患儿出生后3个月内即出现NS的临床表现一类主要的非系统性SRNS。研究发现，3个月龄早发非系统性SRNS患儿中70%～100%可以检测到相关基因突变，其中以NPHS1、NPHS2、WT1、PLCE1最为常见。NPHS1是芬兰型CNS的致病基因，此型特点为病情严重、大量蛋白尿和快速进展至终末肾衰竭。NPHS2突变是婴儿期（出生后4～12个月）与儿童期非系统性SRNS最常见的基因型，出现尿蛋白的时间相对较晚，平均发病年龄为6岁。6%散发SRNS患儿可检测出WT1突变，但该突变也存在于系统性NS。PLCE1突变者表现为重型NS，早期发病并迅速进展至终末期肾衰竭，病理改变有显著异质性，可见FSGS或DMS并存。

此外，经常染色体遗传的SRNS患者常常表现为迟发型，即在青春期或者成年期发病，且不同遗传方式相关的致病基因也存在不同，常染色体显性遗传SRNS患者中存在ACTN4、ANLN、ARHGAP24、CD2AP、E2F3、INF2、PAX2、LMN和TRPC6，而常染色体隐性遗传SRNS患者中发现ARHGDIA、CUBN、CFH、MYO1E、MAGI2、NEIL1、NPHS2、NUP93、NUP205和XPO5等基因突变存在。

2.2 系统性SRNS致病基因 系统性SRNS患者存在除肾脏以外的临床症状，其相关突变包括编码肾小球基底膜与黏附成分基因（LAMB2、ITGA3、ITGB4）、溶酶体（SCARB2）、肌动蛋白细胞骨架成分（MYH9）、线粒体基因（COQ2、COQ6、MTTL1、PDSS2、ADCK4）和核蛋白基因（WT1、SMARCL1、WDR73、LMX1B）。研究发现，LAMB2与LMX1B突变分别与Pierson综合征、指甲髌骨综合征相关，肌阵挛-肾衰竭综合征与SCARB2相关，MYH9相关综合征由MYH9突变导致，线粒体细胞病如MELAS是由MTTL1突变和辅酶Q10缺失（COQ2和COQ6突变）引起，PDSS2突变可引起亚急性坏死性脑脊髓病Alloway-Mowat综合征与WDR73突变相关，而WT1突变者除肾脏病变外还可见泌尿生殖系统异常和恶性肿瘤等。

2.3 SRNS遗传异质性 研究发现，单基因性SRNS比例与早发年龄呈负相关，在SRNS患儿中相关致病基因的检出率高于成年人，且其治疗效果和预后更差，可能与继发性SRNS在二个人群中的比重不同有关，但具体原因尚无相关报道。在家族性SRNS和出生2年内发生的SRNS中可检出的基因突变约95%；5岁以下的儿童中降至40%～60%；在年龄较大的散发性SRNS患儿中，基因突变的发生率约为20%。基因突变导致的SRNS较继发性肾病进展更迅速，而且对激素或其他免疫治疗的有效率由40%～50%降至8%。

2.4 SRNS移植后复发 研究发现，在FSGS患者中肾移植后的复发风险为11%～50%，复发会再次导致终末肾衰竭。遗传性SRNS患者肾移植后FSGS复发的风险低于非遗传性FSGS患者。

3 SRNS基因诊断

3.1 主要基因检测技术 基因检测是基因诊断的技术基础。随着分子诊断的快速发展，基因检测技术众多，可供根据不同检测要求进行选择，而基因测序是检测基因突变的主要手段之一，包括第一代测序技术（Sanger测序）和统称为NGS的第二代、第三代等测序技术。NGS是一个技术群，基本原理为扩增目标DNA时，借助一些化学标志物标记的碱基插入DNA链时发出的信号来读取序列信息，是一种利用克隆扩增或单分子模板技术进行的大规模平行测序技术，相对于第一代测序技术具有高通量、低成本和自动化等特点，同时对DNA片段行反复测序可达到很高的灵敏度和准确度。目前，根据测序目的可分为目标基因组测序、外显子测序和全基因组测序等方式，广泛应用于肿瘤和遗传性疾病诊断，对于属单基因病的SNRS而言，其技术优势更为明显。

3.2 已知的SRNS相关基因 随着NGS快速应用于临床，已发现至少50个显性或隐性遗传基因与SRNS相关，根据病理机制不同，分为以下几类：（1）滤过系膜相关蛋白：CD2AP、CRB2、FAT1、NPHS1、NPHS2、PLCE1、TRPC6；（2）肌动蛋白细胞骨架成分和膜蛋白相关基因：ARHGAP24、ARHGDIA、ACTN4、ANLN、APOL1、EMP2、CUBN、INF2、KANK1/2/4、MAGI2、MYH9、MYO1E、PODXL、PTPRO、SYNPO；（3）溶酶体基因：OCRL1、SCARB2；（4）肾小球基底膜与黏附成分基因：COL4A3/4/5、ITGA3、ITGB4、LAMB2；（5）线粒体基因：ADCK4、COQ2、COQ6、MTTL1、PDSS2；（6）代谢与胞浆蛋白相关基因：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。上述基因突变导致SRNS的相关报道日益增多，随着NGS在临床应用的不断推广，更多SRNS相关基因突变将被发现。

3.3 适用基因检测的NS人群 研究证实SRNS存在遗传学基础，即SRNS的发生与某些基因的突变相关，故对于NS阳性家族史者建议行基因检测，以确认是否存在SRNS致病基因，从而做好监测与预防，减少或推迟NS的发生。（1）先天早发型/芬兰型CNS；（2）激素和免疫抑制治疗无效的（抵抗强的松和钙调神经磷酸酶抑制剂）；（3）早发NS（年龄＜1岁）、儿童NS；（4）原发性FSGS或肾活检DMS，或25岁前出现持续蛋白尿的患者；（5）NS伴随肾功能衰退或其他综合征，如Denys-Drash综合征、Frasier综合征、Pierson综合征、肌阵挛-肾衰竭综合征、MYH9相关综合征、Manibuloacral发育不良和Schimke免疫-骨发育不良等；（6）其他疑为SRNS者。

3.4 SRNS基因检测的临床意义

3.4.1 SRNS的确诊 通过相关基因突变检测可以确诊SRNS致病基因，从而进行个体化治疗，避免不必要的激素治疗带来的严重副作用；明确SRNS的病因和分类，进而有利于深入认识和研究SRNS分子机制，指导SRNS临床治疗方案制定。

3.4.2 临床治疗的指导 不同SRNS由不同的致病基因导致，其治疗方案也不同。辅酶Q10生物合成途径的基因突变（COQ2、COQ6、ADCK4或PDSS2）导致的SRNS，可以尝试用辅酶Q10来治疗；ARHGDIA突变则可用盐皮质激素治疗，CUBN突变可用B12治疗。NPHS2纯合或复合杂合突变 NS患儿对激素耐药，若采用免疫抑制剂如环磷酰胺、环孢霉素A将难以诱导完全缓解，且NPHS2突变的SRNS患儿肾移植术后FSGS复发率较无突变的SRNS患儿肾移植术后复发率低，故若SRNS患儿筛查出存在NPHS2突变，则应避免采用激素或免疫抑制剂治疗方案，还可为肾移植早做准备。

3.4.3 疾病预后判断与肾移植后复发风险的预测SNRS相关基因检测有助于疾病预后判断。具有NPHS2突变的SRNS患儿从发病到进入终末期肾功能衰竭的平均时间为7.4～9.6年。NPHS1突变（Fin major与Finminor）是芬兰型CNS的致病基因，携带这两种突变的患儿接受肾移植后 20%会产生抗nephrin抗体，再次出现大量蛋白尿，而NPHS2突变患者移植后复发的风险较低。携带 APOL1 G1/G2突变者患FSGS、高血压肾病的风险增加7～10倍，若为HIV肾病者，发生FSGS风险增加30倍；作为供者，肾移植易失败，但作为受体则不影响移植效果，因此建议将APOL1纳入肾移植前常规检测。

3.4.4 产前诊断与遗传咨询 基因检测在临床应用对于儿童SRNS诊治作用明显。80%～100%的CNS患儿可明确相关的致病基因突变，即使在部分家族史缺失的情况下。34%～52%SNRS患者可检出相关致病基因。因此，对儿童联合检测NPHS1、NPHS2、WT1、LAMB2、PLCE和INF2等基因，而对青少年或成人联合检测NPHS2、ACTN4和TRPC6等基因有助于CNS或SRNS的诊断与预测，对于携带相关基因的家族史者意义更为重大。

4 展望

4.1 NGS发展有助于SRNS新致病基因的发现NGS作为SRNS重要的分子检测手段，处于不断发展之中。第二代测序技术的检测通量显著提高，是目前市场上主流的测序技术，但测序片段较短和需要模板是两个主要的弊端所在。第三代测序技术基于单分子读取技术，不需要PCR扩增，具有巨大的应用前景。第四代测序技术是一种不使用生物化学试剂直接读取DNA序列信息的新型测序方法。理论上，NGS可对DNA和RNA进行测序，随着NGS迅速发展及在临床应用的推广，更多SRNS相关致病基因将被发现与证实，而相关RNA的发现与确认将是对现有致病基因检测的有益补充。

4.2 临床应用的拓展 对SNRS患者进行早期基因检测可以预估疾病发展。基因检测还可提供发病前、产前和胎胚植入前的遗传学诊断。基因突变分析不仅可以筛查SRNS相关的突变基因，还可以追索突变基因的来源，如确认父母携带突变基因与否，为高风险家庭提供遗传咨询和产前诊断。以NGS为代表的基因检测技术在遗传性疾病的诊断与鉴别诊断、发病机制研究、疾病监测与预后评估等临床价值已获肯定，也为实施SNRS的个体化治疗或精准医疗提供了重要支撑。

(参考文献略，读者需要可向编辑部索取)