PAX2 基因变异致慢性肾脏病2 例报告并文献复习

孙晓朋 林 毅 聂娜娜 张秋业 王加兰 尹讯章 常 红

青岛大学附属医院儿科（山东青岛 266000）

儿童慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）是指各种原因引起的慢性持久性肾脏结构和/或功能损害，持续时间超过3 个月，部分患者可最终进展至终末期肾脏病（end stage renal disease，ESRD）。儿童CKD 发病率为（3.0～17.5）/1000000，患病率为（14.9～118.8）/1000000[1]，而遗传因素是导致CKD 发生、发展的重要原因，儿童 CKD 中遗传性肾脏病占 42.1%～52.1%[2-3]。且儿童CKD 预后差，严重影响儿童生长发育及生存质量，是导致儿童ESRD的主要原因，已有研究表明，在儿童期接受肾脏替代治疗的患者几乎均诊断为遗传性肾脏病[4]。PAX 2基因是一种调控生长发育的基因，表达广泛，在泌尿生殖系统、眼、耳、中枢神经系统发育中发挥关键作用[5]。在人和小鼠模型中，PAX2基因变异可导致多种肾脏疾病，最常见的临床表型为肾脏发育不全[6]，肾脏发育正常而单纯表现为CKD者少见。本文报告2例PAX2基因变异致CKD患儿的临床资料，并结合相关文献分析。

1 临床资料

例1，女，10 岁。于8 岁起病，因尿中多量泡沫就诊于当地医院，尿常规检查示尿蛋白阳性，后多次复查尿蛋白波动于+～++，遂来青岛大学附属医院（2018年）。患儿G1P1，足月顺产，出生体质量2.5 kg，无产伤或窒息史，生长发育及智力发育与同龄儿童相符。既往史无特殊，父母无血缘关系，父亲体健，母亲曾行尿常规示尿蛋白++，肾脏超声示双肾萎缩，肾发育不全。患儿入院体格检查：血压102/66 mmHg，体质量30 kg，无水肿，心、肺、腹查体未见明显异常。实验室检查：24小时尿蛋白排泄量14.3 mg/(kg·d)；血尿酸643μmol/L，肌酐56μmol/L，尿素氮6.29 mmol/L；估算肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate，eGFR；根据改良的Schwartz公式）87 mL/(min·1.73 m2)；血常规、血沉、抗链球菌溶血素O、抗中性粒细胞胞浆抗体、补体、抗核抗体、肝功能、电解质未见异常。泌尿系统超声示右肾窦内点状强回声，不除外尿酸盐沉积；未见“胡桃夹”现象。入院诊断为CKD（Ⅱ期），蛋白尿，高尿酸 血症。

入院后予患儿碳酸氢钠碱化尿液、肾炎康复片改善肾脏功能。患儿尿酸波动于422～519 μmol/L，尿蛋白波动于±～+。入院1个月时，加用苯溴马隆抑制尿酸在肾小管的重吸收、血管紧张素转化酶抑制剂（angiotensin converting enzyme inhibitors，ACEI）减少尿蛋白。患儿尿蛋白波动于-～±，尿酸269～334 μmol/L，肌酐60～70 μmol/L，尿素氮5～7 mmol/L。

因患儿持续蛋白尿、肾脏损害呈慢性过程，且有可疑家族史，考虑有遗传相关性肾损害可能。经患儿家长同意、医院伦理委员会批准，于2019 年8 月对患儿及其父母采血行DNA 全外显子二代测序，并对变异位点行一代测序验证。结果显示，患儿PAX 2基因存在杂合变异c.115C＞T（p.Q39*），母亲基因分析结果与患儿相同，父亲PAX2基因无异常（图1）。该变异为无义变异，其编码区第115 位核苷酸胞嘧啶变为胸腺嘧啶，导致第39位密码子变为终止密码子，从而导致后续氨基酸缺失而不能合成完整蛋白质，致蛋白质功能受影响。该变异及致病性分析尚未见文献报道（参考数据库：HGMD Pro及PubMed）。根据美国医学遗传学和基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）联合美国分子病理学会（American Society for Molecular Pathology，AMP）2015 年制订的基因序列变异的解释标准和指南进行致病性分析[7]：c.115 C＞T 为无义变异，为致病变异（非常强致病性证据，PVS 1）；比照千人基因组数据库（1000 Genomes）、人类基因变异数据库（HGMD）未见收录（中等致病性证据，PM 2）；经多种算法预测会对基因或基因产物功能造成有害影响（支持致病证据，PP3）。综合上述c.115C＞T变异的证据强度为“PVS1+PM2+PP3”，判断为致病性变异。该基因致病的遗传方式为常染色体显性遗传，患儿家系遗传方式符合遗传共分离。进一步对患儿外祖父母及舅舅行基因检测均未发现该基因变异，提示母亲为新发变异并遗传至患儿。

图1 例1 患儿及父母PAX2 基因 c.115C＞T 变异测序图

例2，男，13 岁，G1P1，足月顺产，出生体质量 3.9 kg，无产伤或窒息史，生长发育及智力发育与同龄儿童相符。患儿父母体健，无血缘关系。患儿6 岁时（2014年）起病，表现为尿中泡沫增多。尿常规检查尿蛋白++，给予盐酸贝那普利减少尿蛋白治疗，并定期门诊随访，尿蛋白波动于+～++。患儿于2017年3月出现咳嗽症状，查血肌酐153.8 μmol/L，尿素氮 13 mmol/L，eGFR 34 mL/(min/1.73m2)，遂收入院。入院体格检查：血压125/63 mmHg，全身无水肿，心、肺及腹部无明显异常，肾区无叩痛。泌尿系统超声示：双侧肾脏大小正常，未见明显畸形。肾穿刺活检示：肾小球肥大、系膜增生性肾小球肾炎，免疫荧光可见IgG，IgA免疫复合物沉积,见图2。入院诊断：CKD-Ⅲ期、系膜增生性肾小球肾炎。

图2 例2 患儿肾组织病理

自2017 年4 月至2017 年10 月予患儿环磷酰胺（0.4 g×2 d）冲击治疗共7 个疗程，并予吗替麦考酚酯、甲基泼尼松龙治疗近1 年，口服ACEI。监测尿蛋白波动于±～+；肾功能逐渐恶化，末次复查血肌酐升至233.8 μmol/L，尿素氮升至14.6 mmol/L。期间曾有一次于腹泻后出现肾功能急剧恶化，后经抗感染、连续性肾脏替代治疗（continuous renal replacement therapy，CRRT）等治疗部分恢复。

考虑到患儿肾功能进行性下降，免疫抑制治疗效果不佳，为明确诊断，2018年8月行基因检测。结果发现，患儿PAX2基因存在c.986delC（p.T329Mfs*64）杂合变异（图3），其编码区986位核苷酸胞嘧啶缺失，导致第329个氨基酸由苏氨酸变成蛋氨酸，移码64个氨基酸后出现终止密码子，该移码变异会改变基因的开放阅读框，影响蛋白的正常翻译。该变异位点未见报道。根据ACMG 指南分析PAX 2基因c.986 delC变异致病性：c.986delC为移码变异，为致病变异（非常强致病性证据，PVS 1）；比照千人基因组数据库（1000 Genomes）、人类基因变异数据库（HGMD）未见收录（中等致病性证据，PM2）；经多种算法预测会对基因或基因产物功能造成有害影响（支持致病证据，PP3）；经Sanger测序验证，该变异为新发变异（强致病性证据，PS 2）。综合上述c.986 delCT 变异的证据强度为“PVS 1+PM 2+PP 3+PS 2”，判断为致病性 变异。

图3 例2 患儿及父母PAX2 基因c.986delC 变异测序峰图

2 讨论

以“PAX 2”和“chronic kidney disease”或“proteinuria”为关键词，对PubMed数据库，以“PAX2”和“慢性肾脏病”或“蛋白尿”，对中国期刊全文数据库、万方数据知识服务平台检索相关文献，检出临床资料和基因信息较全的文献9篇，其中中文文献1篇[8]，英文文献8篇[9-16]，包含32例患者，20个PAX2基因变异位点，其中12个错义变异，8个移码变异。32例患者均有肾功能异常、蛋白尿表现，16 例移码变异患者中有13例合并视神经异常、听力受损等肾外表现，而16例错义变异患者中仅7例合并肾外表现。患者起病年龄自出生前至成年期不等，除去11 例起病年龄不详者，余21例中19例起病年龄在20岁以内，部分PAX2基因变异患者产前就已出现肾脏发育异常，少数确诊时已经进展为ESRD，难以追溯既往是否有肾脏受累表现。14例患者行肾脏病理检查，其中5例为局灶节段性肾小球硬化（focalsegmentalglomerularsclerosis，FSGS），2例为系膜增生性肾小球肾炎（mesangial proliferative glomerulonephritis，MsPGN），其他还有肾小球肥大、肾小管萎缩伴间质纤维化、肾小球肾炎、非典型膜性肾病等。

在脊椎动物中，PAX 家族共有9 个成员，其中PAX2蛋白含有396 个氨基酸，由PAX2基因编码，是一种调控生长发育的关键转录因子，参与多个胚胎器官的发育过程。人类的PAX 2基因位于10 号染色体长臂24～25区，由11个外显子组成，跨越约70 kb[17]。PAX 2基因变异所致临床表型复杂，除肾脏发育不全及眼部异常外，还可出现内耳和神经系统受累，如高频听力损失、癫痫发作等[18]。PAX 2基因变异最常见临床表型为肾-视神经盘缺损综合征（renal coloboma syndrome，RCS），即以先天性肾脏和泌尿道发育异常、视神经盘发育不良为主要临床表现。汇总现有文献，肾脏发育异常、眼睛受累及高频听力损失所占比例分别为92%、77%和7%[19]。近几年，髋关节发育不良、先天性心脏缺陷、骨骼异常亦有报道[8,15]。本组2例患儿及例1 的母亲均仅有肾脏异常表现，而无任何视觉及听觉损害，不符合RCS诊断。PAX2基因变异患者表型中非RCS类型相对少见，但在孤立性肾脏异常如肾发育不全或FSGS 患者中发现PAX 2基因变异逐渐增加[18]。有报道1例10号染色体10q23.2q24.3区域缺失导致PAX2基因完全缺失患者，为人类第1例PAX2基因杂合子缺失伴肾脏异常，而非RCS病例[21]。

本文例1患儿PAX2基因变异遗传自母亲，两者基因型相同，表型亦相似。患儿母亲具体发病年龄不详，目前肾脏萎缩且持续存在尿蛋白，因例1 患儿无明显肾脏发育畸形，考虑母亲肾脏萎缩可能与长时间蛋白尿所致肾功能损害有关。分析携带PAX 2基因变异家系的临床表型发现，尽管有相同的基因型，患者的起病年龄、累及脏器、病变严重程度上有较大差异，单倍体剂量不足和表观遗传因素可能是临床表型差异的原因[10-11]。

在肾脏受累方面，目前已报道的肾脏病理改变包括FSGS、MsPGN等。PAX2基因变异的成年患者中有60%肾脏病理表型为FSGS[12]。Wilm肿瘤蛋白l（Wilms’ tumor 1，WTl）作为一种转录调节因子，在肾小球足细胞内持续表达，对维持正常的足细胞功能起着重要作用。研究发现，WT1的正常表达受到PAX2基因的调控，PAX 2变异将下调WT 1 的表达从而导致FSGS 的发 生[22-23]。本文例2患儿肾脏病理表现为MsPGN，该表现较为少见。研究显示，肾脏病理类型如MsPGN、非典型膜性肾病等，可能是由于患者年龄小、尚处于疾病早期所致，亦或PAX 2基因变异本身引起多种肾脏病理表型[15]。

PAX2基因变异所致肾脏疾病并无特殊治疗方法，本文例2 患儿应用激素及免疫抑制剂治疗后，肾功能未见明显好转。本文2例患儿经ACEI类药物治疗后，尿蛋白较前减少，肾功能相对稳定。研究报道，ACEI及血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂类药物治疗后，有助于减缓PAX2基因变异所致儿童期CKD进展[10]。