猫多囊肾的诊断和治疗

徐昀眺，李 萍，李婉靖，庄 跃，赵心怡，周 彬，姜 胜，邵春艳，王晓杜，宋泉江

(浙江农林大学动物科技学院 动物医学院，浙江杭州 311300)

常染色体显性遗传性多囊性肾病(Autosomal dominant polycystic kidney disease，ADPKD)是人类最常见的威胁生命的遗传性疾病，导致肾囊肿，通常导致肾脏体积逐渐增大，病程可持续数十年，肾小球滤过率持续下降，占全球终末期肾脏疾病病例的4.4%～10.0%，对公共健康构成威胁。ADPKD被广泛认为是家猫，特别是波斯猫的遗传性最强的肾脏疾病[1-2]。多囊肾病(Polycystic kidney disease，PKD)，又名Potter综合征、囊胞肾，其特征是双侧、多发并逐渐增长的液性囊肿压迫及破坏周围正常肾组织、引起肾脏不可逆性功能丧失,可并发肝囊肿、尿毒症、高血压等疾病。有很多ADPKD猫在其一生中仍处于亚临床状态，但有些猫病情发展迅速，继发慢性肾脏疾病，并在7岁之前死亡[3]。本病广泛使用超声进行诊断，该病目前无药可治,只能对症治疗和预防肾功能衰竭。预后需谨慎,建议每年做超声检查来确定猫是否患有此疾病，可以通过主动绝育和合理选育进行筛选和规避。

1 流行情况

多囊肾病多发生于纯种长毛猫，较少发生于犬。其中波斯猫已被证实为通过单一显性遗传基因遗传给子代波斯猫，该病危及全世界约36%～49%的波斯猫及相关品种猫，有极高的致死率[4]。偶尔也发生在其他品种，如布偶猫、苏格兰折耳猫、羊毛猫等。一般而言，多囊肾病阳性的猫的幼仔有50%的几率会遗传上此病。关于猫多囊肾的流行病学调查大多针对波斯猫，有外国学者收集了340只猫的样本，其中有波斯猫104只，发现波斯猫及其相关品种的多囊肾病流行率为36%，而其他品种多囊肾病流行率仅为4.2%[5]。土耳其对于PKD也进行了流行病学调查，结果显示折耳猫、异国短毛猫、英国短毛猫PKD的患病率分别为17.5%、2.7%和3.9%[6]。日本的流调结果显示波斯猫、苏格兰折耳猫和美国短毛猫的多囊肾病基因PKD1突变率分别是46%、54%和47%[7]。巴西的研究结果显示波斯猫及波斯相关品种ADPKD的患病率为分别为5.03%和1.6%[8]。总体而言，不同国家和地区本病流行率差异较大，这可能与不同地区猫品种差异有关。关于猫的多囊肾，我国陆续有报道[9-13]，患病猫的种类包括英国短毛猫、加菲猫、波斯猫等，雌雄均有，但是目前缺乏系统性的流行病学调查。本病发生的年龄段是3岁～8岁，最早发生于7月龄。研究表明波斯猫中PKD的患病率为33.80%，多囊肾猫中公猫占53.01%，而母猫占46.99%，与母猫相比，公猫更容易患PKD。与那些用自制食物喂养的猫相比，用商业干粮喂养的猫更容易发生PKD。超声检查发现，PKD与年龄、头发颜色、眼睛颜色、相关临床体征及其他肾脏异常无明显相关性[14]。

2 发病机制

作为一种遗传性疾病，ADPKD是由多囊肾疾病(PKD)基因PKD1或PKD2中的突变引起的。猫中大部分已知的ADPKD病例与其直系同源物中的单个种系突变有关。该变体由位于PKD1外显子29的3284位的单核苷酸C转化为A，该突变过早的将终止密码子引入相应的mRNA转录物中，导致该基因编码的蛋白质碳端丧失25%[15]，由于无法产生足够的正常蛋白质，肾脏肾小管细胞出现异常的增生和凋亡，使得肾脏出现许多不正常的囊肿，形成多囊肾病。这种突变是造成PKD最可能的突变，且没有非PKD的猫被发现带有这个突变。这个形成终止密码子的突变与微卫星体单倍型一致，显示这个突变与PKD表现型有完整的连结。除此之外，没有同型合子的猫被发现，说明突变是有造成胚胎致死的可能。其他基因(如PKD2)中的突变不能完全排除，它可能是猫ADPKD的潜在原因，猫PKD2与周围的区域并不包含造成ADPKD的可能性突变，其他突变也可能造成猫PKD[16]，所以现在还是将C→A突变体视为该疾病的原因。同时对患PKD的暹罗猫家族全基因组测序中发现了纤维胱氨酸基因(PKHD1)的变异，而这种变异与PKD显性遗传不相容[6]。关于本病的遗传原因也值得进一步研究。

3 临床症状和病理变化

患有多囊肾的猫在幼龄阶段多处于亚临床状态，在猫幼年时其肾脏外形正常或稍大，机能正常，猫并无症状，出现临床症状多为抑郁，食欲不振或减少，口渴，排尿过多和体重减轻。患病的波斯猫通常要到成年后期(3岁～10岁,平均7岁)才发展为慢性肾功能衰竭，偶尔发现肾上腺肿大[14]。有的病例中也发现肾脏为充满液体囊肿，直径约800 μm～8 000 μm，囊肿周围形成结缔组织，部分组织可见细胞浸润[17]。

患猫逐渐长大后，肾脏出现起源于近端和远端小管的囊肿，并且随着时间的流逝，数量和大小都会增加，压迫肾脏及周围组织，导致肾脏缺血，肾脏的结构受到损害，造成肾细胞死亡，肾小球数目会进一步减少。最终导致肾小球硬化，肾小管萎缩、间质纤维化等，引起肾衰竭，疾病晚期的猫甚至可以在肝脏、胰脏和子宫中出现囊肿，常会出现高血压、尿毒症，引起患猫死亡。有研究表明在PKD的猫肾小管上皮上有很高的caspase-3表达，而且在囊肿周围的肾小管上皮中抗凋亡蛋白Bcl-2的表达成阴性，而正常的肾小管上皮中Bcl-2则成高表达，提示细胞凋亡参与肾脏囊肿的形成。除了肾脏组织中的囊性结构，肾小管也会发生纤维化，转化生长因子TGF-β在这些纤维化区域的表达增加，也可能是肾脏衰竭的重要原因[6]。多囊肾的患猫同时患有肝囊肿， 48%的肾囊肿猫患有肝纤维化，而且在部分病例中出现胰腺囊肿的情况[18]。

人患ADPKD通常会出现左心室结构和功能的异常，但猫的PKD并未展现出左心室的类似变化，心电图参数和心超参数也无明显差异，仅仅表现为患PKD的猫舒张末期左室附近的基底室间隔厚度和主动脉流速值略有升高，还需要大量的研究和数据对猫的PKD与心脏损伤的相关性进行研究[19]。

4 诊断

对于本病通常采取的诊断方法有超声诊断和基因检测法，都具有较高的诊断准确率。超声波是最简单检查猫多囊肾病的方法，基因检测法不仅能够确定猫是否患多囊肾病，而且能够确定基因类型，这样有利于追踪患猫父母的基因，从而能彻底找到携带多囊肾病基因的源头。随着技术的发展，MRI、CT检查等都可以应用于本病的诊断和预后判断。

4.1 影像学诊断

4.1.1 超声诊断 超声是目前诊断多囊肾病最有用的非侵入性方法，超声检查对囊肿的特异性为100%[4]，而且还可以评估受影响猫的严重程度并监测疾病进展。可在肾皮质可扫查到大小不一的囊状空腔(多为双侧肾脏)，这些小囊会慢慢变大，逐渐取代原来的肾组织而使肾肿大，肾表面逐渐失去光滑。影像学显示为肾脏增大，轮廓呈波浪状，肾内多个大小不一的圆形液性暗区弥漫性分布于全肾，囊状液性暗区彼此不相通，区别于肾积水。肾积水声像图可见肾脏体积不同程度增大。少量积水可见肾盂分离，中间出现透声暗区，随着积液量增多，透声暗区也随之增大，肾实质明显受压迫。但是，超声检查对囊肿的敏感性会随着年龄的增长而增加，据文献报道，患猫在9月龄时的敏感性为91%[6]，疾病早期的猫可能没有任何异常的临床和实验室检查结果。因此，建议使用超声检查来早期检测ADPKD。

也有学者对多只经基因证实的ADPKD波斯猫进行分析，确定了超声诊断波斯猫ADPKD的标准。可以根据给定年龄与预期的囊肿数量之间关系来确定患病概率。如果猫为15月龄或者更小，那么至少一个肾囊肿确定患有ADPKD；对于16月龄～32月龄的猫，则需要单个或两个肾脏中有2个或多个囊肿才能确诊；对于33月龄～49月龄大的动物则需要在单个或两个肾脏中至少有3个囊肿才可能可确诊是否患有ADPKD；而对于50月龄～66月龄甚至更大月龄的动物则需要在在单个或两个肾脏中有4个或多个囊肿才能确诊[15]。但是超声检查会受探头类型、检查人员经验和疾病类型等多种因素的影响[20]。本病应与肾囊肿、肾盂积水相鉴别。

4.1.2 计算机断层扫描和磁共振成像检查 早期ADPKD不表现出特异性症状，计算机断层扫描(CT)和磁共振成像检查(MRI)可以在更短间隔内评估肾脏实质的变化。CT和MRI对猫的ADPKD均具有微创性和高度诊断准确性。两者都可以定量测量肾脏ADPKD患猫的总肾脏体积(TKV)，总囊性体积(TCV)和部分囊泡体积 (FCV)等指标。

由于对CT麻醉剂需求量小、麻醉时间短，所以CT在猫上的应用比较广泛。对多囊性肾的早期诊断和育种动物的选择也有重要意义。在评估结构的三维复杂程度方面，CT远远优于X线和超声检查。CT技术还可以确定急性肾灌注缺损[21]。CT对于评估猫ADPKD的疾病进展更为实用，因为它仅需镇静或轻度麻醉即可快速获取图像，从而降低了成本并提高了可用性。

MRI灵敏而且可以进行体积测量，但关于MRI在小动物肾脏诊断中的临床应用的研究很少，且大多局限于此实验研究动物，有研究表明MRI可以在肾脏的皮质和髓质交界处，或者髓质之中发现数量不等的囊肿。一般双侧都会发生囊肿，但数量和大小不一，在T2WI MRI下呈现均匀高信号，部分猫呈现T2低信号[22]。

4.2 基因诊断

由于猫多囊肾是一种常染色体显性遗传性肾病，可进行基因检测。现常用的基因检测方法有限制性片段长度多态性聚合酶链反应(PCR-RFLP)技术和实时荧光定量多聚酶链式反应(real-time PCR)。

PCR-RFLP分析法，对猫进行静脉穿刺收集血液样本，从全血中提取基因组DNA若产物消化产生316 bp和243 bp片段，表明存在C→A颠换，而仅观察到未消化的559 bp片段，则表明该基因变异不存在，具有这种致病性突变的猫即获得了ADPKD的明确诊断，而没有这种变异的猫则被排除了患有ADPKD的可能[21]。

关于基因检测方法国外的一些研究发现超声诊断为PKD的波斯猫利用PCR-RFLP方法可以检测到点突变，并且没有一个非PKD的猫有这个突变。基因诊断比超声波诊断有很高的信赖度及敏感度。在年龄小于3个月及不易进行超音波检查的猫，可以用于猫ADPKD的早期筛选[23]。此方法虽然精确有效，但其获取途径有限且成本高，限制了其在猫中的应用。

4.3 实验室检查

PKD的患猫血液和尿液学指标变化随着发病时间而变化。患病初期时，血常规中白细胞、红细胞和血小板显示正常，生化结果显示血尿素氮、肌酐和磷也无明显异常。曾有学者对70只不同家族的年龄在4月龄～8岁不等的波斯猫做过研究，在经基因检测和超声检查确诊的PKD阳性的患猫中，血常规检查均为健康，白细胞、红细胞和血小板均正常；生化检查也无明显异常，肌酐、血尿素氮和磷含量处于正常范围之内；其他学者所研究的患猫也仅有10例的肌酐水平较高，而它们的平均年龄为12岁。由此可表明，PKD阳性个体的血液学和生化指标可能在参考区间内，尤其是在年轻患猫中，年纪较大的猫常常已经发展到疾病的后期了，血常规检查显示白细胞总数升高、中性粒细胞升高，其他无异常，表明患猫体内有明显的炎症反应。生化结果通常表现为肌酐含量升高、血尿素氮含量升高和磷含量升高，显示肾脏功能异常，其中血尿素氮显著升高，表明轻微肾衰竭[24]。

有研究表明包括尿比重(USG)、尿素氮(BUN)、血肌酐(CREA)、对二甲基精氨酸(SDMA)和肾小球滤过率(GFR)，在疾病的发生阶段具有明显的相关性[22]。高血肌酐(≥16 mg/L)在3岁及以上的猫发生率更高[7]。

PKD也可以引起尿液异常，一般疾病发生早期无异常，中晚期时有血尿，部分患猫出现蛋白尿。但USG、UPC比例异常或蛋白尿阳性在患病动物和未患病动物之间没有显著差异。而且尿液试纸测试并未发现ADPKD和非ADPKD动物在血红蛋白、丙酮、蛋白质、尿胆原、葡萄糖、胆红素和亚硝酸盐之间存在显着差异。尿液结晶的数量和类型以及也没有差异[15]，所以尿液检查缺乏诊断的特异性。

5 治疗和预防

目前猫多囊肾病无法用药物将其彻底根治，包括人患多囊肾病仍强调早期阶段进行干预、抑制囊肿增长以延缓病情、针对各种并发症进行对症治疗。当肾脏功能不足以维持生理所需，最终只能以血液透析作为平衡血液成分的最后手段。使用高生物价值蛋白质限制饮食中的蛋白质含量，限制饮食中的磷含量，提供新鲜饮用水，使用磷酸盐结合剂，必要时治疗贫血[17]。对于本病治疗也有一些探索，减少食物摄入量可以减少PKD的发病过程。急性禁食能够使鼠、小鼠和猫PKD模型中囊肿体积迅速减小，同时口服β-羟基丁酸(BHB)可强烈抑制PKD发展，为PKD的治疗提供了一个新的方向[25]。也有猫的多囊肾的病例通过口服碘，辅以营养干预，补充益生菌，肾脏囊肿和腹部肿胀消失。提示，口服补碘和其他相关天然化合物有可能成功治疗PKD[26]。

有研究表明自噬刺激不能缓解PKD，但是使用自噬抑制剂一定程度上对囊肿的抑制作用，所以抑制自噬是缓解治疗PKD的可能手段和方法[27]。同样有研究哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)增加和腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)信号的减少能够调控ADPKD中囊肿生长，为该病的治疗提供一个新可能和方向[28]。托伐普坦是一种抗利尿激素受体拮抗剂，在日本已经被批准应用于人ADPKD患者的治疗中保护肾功能的长期有效性和安全性的病例报道。但也有研究显示托伐普坦长期使用在控制肾脏体积扩张方面的效果可能会下降[29]。所以对PKD治疗还需要进一步探索。

多囊肾病的预后要根据肾脏功能恢复情况进行判定，因此肾脏功能的判断是预后的关键。若出现明显尿蛋白和高磷血症，提示该病恶化较快，预后慎重。

6 小结

作为一种缓慢发展的常染色体显性遗传性肾病，猫多囊肾病预防重于治疗，条件允许情况下，饲养波斯猫及相关猫种的宠主繁殖前最好进行基因筛查，从而降低带有多囊肾病基因群体。携带突变基因的猫的不受控制的交配导致突变等位基因在猫群中的传播，要对带有ADPKD基因的猫进行绝育，或直接绝育已发病患猫，就有可能从源头上消除这种疾病。对于患猫需要细心科学的护理和检测，建议限制蛋白质和盐的摄入量，日粮改为肾脏处方粮，并由主人带患猫定期去宠物医院复查，提高生活质量，适当情况下可以将人ADPKD治疗方式适当在猫上进行探索和尝试，延长患猫的寿命。相信对猫PKD的发病机制、诊断和治疗方法的研究，也将促进人类对ADPKD疾病的认识和治疗。