Geneetikauuringute ülevaade autosomaalsest domineerivast polütsüstilisest neeruhaigusest

Abstraktne

Autosoomne domineeriv polütsüstneeruhaiguson ESKD kõige levinum monogeenne põhjus.Geneetilised uuringudpatsientidest ja loommudelitest on teavitatud haiguse patobioloogiast. Toetage tugevalt "lävimudelit", milles tsüstide moodustumise käivitab vähenenud funktsionaalne polütsüstiini annus allapoole kriitilist läve üksikutes tubulaarsetes epiteelirakkudes idutee ja somaatiliste PKD1 ja PKD2 mutatsioonide, geenide mutatsioonide (nt SEC63, SEC61B, GANAB, PRKCSH) tõttu. , DNAJB11, ALG8 ja ALG9) endoplasmaatilise retikulumi valgu biosünteesirajas või somaatilises mosaiiksuses.Geneetiline testiminevõib potentsiaalselt pakkuda diagnostilist ja prognostilist teavet tsüstilise haiguse kohtaneeruhaigus. PKD1 mutatsioonide sõelumine on aga selle suure suuruse ja keerukuse tõttu keeruline, muutes selle nii kulukaks kui ka töömahukaks.

Lisaks on tavapärased Sangeri järjestuspõhised geneetilised testid ebatüüpiliste põhjuste selgitamisel praegu piiratud.polütsüstiline neeruhaigus, nagu perekonnasisene haiguste lahknevus, ebatüüpilineneerudkujutise mustrid ja ebakõlaline haiguse tõsidus neerude kogumahu ja eGFR-i languse kiiruse vahel. Lisaks keskkonnategurid,geneetilinemodifikaatorid ja somaatiline mosaiikism aitavad kaasa ka haiguse varieeruvusele, piirates veelgi prognoosimist mutatsiooniklasside kaupa üksikutel patsientidel. Hiljutised uuendused järgmise põlvkonna sekveneerimises on valmis molekulaardiagnostika muutmiseks ja laiendamiseks mõistlike kuludega. Mitme tsüstilise haiguse ja modifikaatorigeenide põhjaliku sõeluuringu abil eeldatakse, et sihitud geenipaneel, kogu eksoomi või kogu genoomi järjestamine parandab diagnostilist ja prognostilist täpsust, et edendada isikupärastatud meditsiini autosomaalse domineeriva polütsüstilise neeruhaiguse korral.

Klõpsake nuppu To Cistanche Tubulosa

LISATEAVE:david.deng@wecistanche.com

Sissejuhatus

Autosoomne dominantne polütsüstiline neeruhaigus (ADPKD)on multisüsteemne häire, mida iseloomustab arvukate suurenemineneeru tsüstidja neerude mahu suurenemine, mis põhjustab enamikul patsientidest ESKD. Hüpertensioon, hematuuria, tsüsti rebend ja infektsioon, neerukivid ja küljevalu on tavalised neerutüsistused. Samal ajal on ekstrarenaalseteks ilminguteks maksa- ja pankrease tsüstid, veresoonte aneurüsmid, südameklapi kõrvalekalded, herniad ja divertikuloos. Levimuse hindamineADPKDon olnud keeruline vanusest sõltuva penetratsiooni ja ebatäieliku kliinilise kindlakstegemise tõttu üldpopulatsioonis. Epidemioloogilised uuringud kliiniliselt kindlaks tehtud ADPKD juhtude kohta teatasid punktide levimuseks 2,4–9.0 10 kohta,000. Seevastu hiljutine uuring genoomse sekveneerimise kohta suurtes populatsioonides andis minimaalse hinnangu 1 1000 kohta. PKD1 tuvastamine 1995. aastal ja PKD2 tuvastamine 1996. aastal hõlbustas DNA järjestusepõhise molekulaardiagnostika väljatöötamist. Sellest ajast peale on meie arusaam tsüstilise neeruhaiguse geneetilise aluse keerukusest arenenud tänu sekveneerimistehnoloogia edusammudele. Selle ülevaate aluseks olevad olulised sõnumid on see, et kõigil mitme neerutsüstiga patsientidel ei ole sedaADPKDja seeADPKDja autosoomne dominantne polütsüstiline maksahaigus (ADPLD) esindavad fenotüübilist spektrit, kusjuures mõlemad haigused tulenevad polütsüstiini funktsiooni muutustest. Arutame, kuidas geneetilised uuringud on andnud meie arusaama ADPKD patobioloogiast. Arutame ka kahtlustatava geneetilise testimise praeguseid kliinilisi näidustusiADPKDja selle arenev roll ebatüüpiliste geneetiliste põhjuste väljaselgitamiselpolütsüstiline neeruhaigus (PKD). Selles ülevaates kasutatud terminite sõnastik on esitatud 1. kastis.

Geneetilised uuringud informeeritud haiguste mehhanismid ADPKD-s

Kahe geeni, PKD1 ja PKD2 (mis kodeerivad kahte integreeritud membraanivalku, vastavalt polütsüstiini-1 ja polütsüstiini-2 [või TRPP2]) mutatsioonid põhjustavad enamiku geneetiliselt lahendatud ADPKD juhtude eest. Polütsüstiin-1 on suur valk, mille funktsionaalsed omadused viitavad tundmatu funktsiooniga retseptorile, samas kui polütsüstiin-2 on mittespetsiifiline katioonikanal; mõlemad interakteeruvad oma tsütoplasmaatiliste sabade kaudu, et moduleerida primaarsetes ripsmetes uudset signaalirada. Muutuv haiguse ekspressioon on ADPKD märkimisväärne tunnus. Kuigi pärilik idutee defekt esineb kõigis rakkudes, moodustuvad tsüstid 5 protsendis tuubulitest ja tsüstiline laienemine on igas tuubulis fookuses. Need tähelepanekud koos somaatiliste PKD1 või PKD2 mutatsioonide avastamisega neeru- ja maksatsüstides patsientidel, kellel onADPKD, mis viis hüpoteesini retsessiivse rakulise mehhanismi kohta tsüstogeneesi jaoks, mille puhul PKD1 või PKD2 mõlemad koopiad inaktiveeritakse üksikus tubulaarses epiteelirakus

on vajalik tsüsti moodustumise alustamiseks. Kuid see hüpotees seati algselt kahtluse alla, kuna idutee PKD1 mutatsioonidega patsientide tsüstides tuvastati väike osa somaatiliste PKD1 mutatsioonidest, ehkki varasemates uuringutes skriiniti ainult PKD1 dubleerimata piirkonda. Kasutades lookusspetsiifilist PCR-i ja järgmise põlvkonna sekveneerimist (NGS), kontrollis ja tuvastas hiljutine uuring põhjalikult privaatseid somaatilisi PKD1 ja PKD2 mutatsioone 90 protsendil üheksa patsiendi 128 tsüstist, pakkudes ülaltoodud hüpoteesi toetuseks kõige kindlamaid tõendeid. PKD1 või PKD2 mõlema koopia täielik inaktiveerimine ei ole aga tsüstide initsieerimiseks vajalik, kuna hüpomorfsete mutantsete hiiremudelite uuringud näitasid tsüstide arengut madala polütsüstiinisisaldusega (ligikaudu 20 protsenti) -1. Praegu annab tsüstogeneesi "läve" mudel seni parima selgituse inimeste ja loomadega tehtud uuringute kohta. Vastavalt sellele vähenes funktsionaalse polütsüstiini-1 annus alla kriitilise läve (st umbes 20–30 protsenti) tubulaarsetes epiteelirakkudes idutee ja somaatiliste PKD1 või PKD2 mutatsioonide tõttu (st valku kärbiv versus mittekärbiv) mutatsioonist ja kohalikud stohhastilised tegurid näivad käivitavat individuaalse tsüsti moodustumise. Kuid ka ajastus näib olevat oluline: Pkd1 inaktiveerimine enne 13 päeva pärast sündi hiiremudelis põhjustas 3 nädala jooksul raske tsüstilise haiguse; seevastu Pkd1 inaktiveerimine pärast 14-päevast vanust samas mudelis põhjustas loidus kulgemise koos tsüstide arenguga alles 5 kuu pärast. Enamgi veel,tsüstiline neeruhaigushilises induktsioonimudelis süvenesneerukahjustused, nagu isheemia-reperfusioon ja kristallide ladestumisest tingitud torukujuline obstruktsioon (tuntud ka kui "kolmanda tabamuse mudel"). Need leiud viitavad ühiselt sellele, et lisaks "teistele tabamustele" aitavad kaasa laienenud tuubulite laienemisele makrotsüstideks. Huvitaval kombel viitab hiljutine Pkd1 mutantsete hiirte uuring sellele, et üksikutest tsüstidest tulenevad kohalikud tegurid võivad soodustada külgnevate laienenud tuubulite arenemist klastrites tsüstidena (tuntud ka kui "lumepalliefekt").

Hiljutised geneetilised uuringudon tuvastanud uudse mehhanismi, mille abil mutatsioonid mitmes geenis, mis kodeerivad endoplasmaatilise retikulumi (ER) valgu biosünteesirajal toimivaid valke, põhjustavad ADPLD-d, moduleerides polütsüstiini-1 annust (tabel 1). Täpsemalt, tekkivate valkude sisenemiseks ER-i on vaja SEC63 ja SEC61B kodeeritud translokatsioonivalke, samas kui ALG8, ALG9 ja PMM2 kodeeritud valke on ER-s vaja tekkivate valkude N-glükosüülimiseks. Glükosidaas II, mis koosneb GANAB poolt kodeeritud a-subühikust ja PRKCSH poolt kodeeritud b-subühikust, eemaldab tekkivatest valkudest glükoosi molekulid pärast kalneksiini/kalretikuliini tsükli kvaliteedikontrolli, enne kui need eksporditakse Golgi kompleksi (joonis 1). Lisaks toimib DNAJB11 poolt kodeeritud seonduva Ig valgu kofaktor ER-s kaperonina, mis kontrollib valkude voltimist, kaubitsemist ja lagunemist, sealhulgas polütsüstiini-1 ja polütsüstiini-2. Mis tahes ülaltoodud geenide mutatsioonid võivad vähendada funktsionaalset polütsüstiini-1 annust, kahjustades selle translatsioonijärgset modifikatsiooni ja liikumist rakumembraanile ning seega võivad need muuta tsüstilise haiguse tõsidust ADPKD taustal.

Joonis 1.|Tekkiva polütsüstiini-1 (PC-1) ja polütsüstiini-2 (PC-2) endoplasmaatilise retikulumi küpsemise ja N-glükosüülimise skemaatiline esitus. PKD1 ja PKD2 mutatsioonid põhjustavad autosomaalset dominantset polütsüstilist neeruhaigust (ADPKD); SEC61B, SEC63, ALG8, GANAB ja PRKCSH mutatsioonid põhjustavad autosomaalset domineerivat polütsüstilist maksahaigust; mutatsioonid PKHD1-s põhjustavad autosoom-retsessiivset polütsüstilist neeruhaigust; ja mutatsioonid ALG9 ja GANAB-is põhjustavad ebatüüpilist ADPKD-d. Kõigil haigusseisunditel on fenotüüpne kattuvus ja teatud määral neeru- ja maksatsüstid ning need on seotud küpse PC-1/PC-2 kompleksi funktsionaalse annuse muutumisega.

Mehhanismid, mille abil vähenenud polütsüstiini signaaliülekanne tubulaarsete epiteelirakkude primaarsetes ripsmetes põhjustab tsüstilise haiguse, on endiselt ebatäielikult mõistetav. On näidatud, et eksperimentaalsed ravimeetodid, mis on suunatud suurenenud cAMP-le, rapamütsiini kompleksi 1 (mTORC1) imetaja sihtmärgi aktiveerimisele ja 5ʹ-AMP-aktiveeritud proteiinkinaasi signaaliülekande vähenemisele, aeglustavad tsüstilise haiguse progresseerumist (joonis 2). Tolvaptaan, vasopressiini retseptori 2 antagonist, on olnud edukas ADPKD progresseerumise aeglustamisel inimestel, vähendades cAMP signaaliülekannet. Huvitav on see, et hiljutine hiire PKD mudelite uuring näitas, et primaarsete ripsmete ablatsioon tsiliaarse geeni (kas Kif3 või Ift20) inaktiveerimise teel põhjustas kerge haiguse, samas kui kas Pkd1 või Pkd2 inaktiveerimine põhjustas raske haiguse. Ootamatult põhjustas primaarsete ripsmete ablatsioon lisaks Pkd1 või Pkd2 inaktiveerimisele nendes mudelites nõrgestatudneeruhaigusvõrreldes ainult Pkd1 või Pkd2 inaktiveerimisega. Kokkuvõttes viitavad need andmed veel tuvastamata ripsmepõhise signaaliraja olemasolule, mis interakteerub polütsüstiini kompleksiga, et moduleerida tsüsthaiguse raskust ja ripsmete funktsiooni kadu, näib olevat ADPKD kontekstis kaitsev.

Mutatsiooni skriinimise tehnoloogiate areng ADPKD-s

PKD1 mutatsiooni skriinimine on olnud keeruline selle suure suuruse, keerukuse ja kõrge GC sisalduse tõttu. Geen koosneb 46 eksonist ja kodeerib 12, 912- aluspaari pikkust transkripti, mis hõlmab 50- kb genoomset piirkonda. Selle esimesed 33 eksonit dubleeritakse kuues pseudogeenis, mille DNA järjestuse identsus on ligikaudu 98%. DNA järjestuse kõrge identsus pseudogeenidega loob võimaluse nii valepositiivsete kui ka negatiivsete genotüüpide kutsumiseks, kuna pseudogeenset mutatsiooni võib valesti nimetada PKD1-s esinevaks ja PKD1 mutatsioon võib jääda märkamata, kui signaal on normaalse järjestusega üle koormatud. pseudogeenides, kui kasutatakse DNA püüdmise testi. Põhjaliku PKD1 mutatsiooniekraani esimene protokoll kasutas harvaesinevaid ebakõlasid PKD1 dubleeritud piirkonna ja selle pseudogeenide vahel, et luua järgnevate pesastatud sekveneerimisreaktsioonide jaoks lookusespetsiifilisi malle. PKD1-spetsiifiliste amplikonide genereerimiseks dubleeritud piirkonnast on vaja viit pikamaa-PCR-i, millele järgneb 65 pesastatud PCR-i kogu geeni skriinimiseks. See protokoll pakub tugevat kaitset PKD1 pseudogeenide eksitava genoomse amplifikatsiooni vastu ja andis valitud kliinilistes kohortides kõrge diagnostilise määra, ligikaudu 80–90 protsenti, kuid see on töömahukas ja kulukas.

Joonis 2.|Inimeste ja loomade geneetiliste uuringute ülevaated ADPKD patobioloogiast. AMPK, 5'-AMP-aktiveeritud proteiinkinaas; ER, endoplasmaatiline retikulum; ERK, rakuväline signaaliga reguleeritud kinaas; JAK-STAT, Januse kinaasi signaali muundur ja transkriptsiooni signaaliraja aktivaator; mTOR, imetajate rapamütsiini sihtmärk.

Järgnev protokoll genereeris mõlema geeni jaoks pikamaa lookusespetsiifilised PCR-amplikonid (st PKD1 jaoks kaheksa ja PKD2 jaoks kuus) ja multipleksis need üksikute patsientide proovidest vöötkoodiga raamatukogudena suure läbilaskevõimega sekveneerimiseks. Viimane lähenemisviis vähendab oluliselt labori töökoormust ja kulusid ning seda kasutavad praegu mitmed uurimislaborid; see nõuab siiski märkimisväärseid tehnilisi teadmisi. Viimasel ajal on PKD1 ja PKD2 mutatsioonide skriinimiseks rakendatud sihipärast eksoomide sekveneerimist kohandatud geenipaneelide abil, kasutades DNA püüdmist või kogu genoomi järjestamist. Varem lahendatud juhtumite puhul on tulemused paljulubavad ja täpsus 0,95 protsenti; siiski on vaja keerukaid bioinformaatilisi analüüse.

Mutatsiooniklass ennustab neeruhaiguse keskmist raskust ADPKD korral

Kõrge riskiga kliiniliste tunnustega rikastatud ADPKD-ga patsientide mutatsioonide sõelumine progresseerumise osas teatas, et 75 protsendil juhtudest olid PKD1 mutatsioonid, ligikaudu 15 protsendil PKD2 mutatsioonid ja vähemalt 10 protsendil juhtudest mutatsiooni ei tuvastatud. Seevastu normaalse või peaaegu normaalse tasemega patsientide mutatsiooni skriinimineneerufunktsioonteatas, et 60 protsendil juhtudest olid PKD1 mutatsioonid, 25 protsendil PKD2 mutatsioonid ja 15 protsendil mutatsioone ei tuvastatud. Mayo Polycysticus on arhiveeritud üle 1250 PKD1 mutatsiooni ja 200 PKD2 mutatsiooniNeeruhaiguste andmebaas, ja ükski mutatsioon ei moodusta 0,2 protsenti juhtudest. Mitmed uuringud on kinnitanud tugevat korrelatsiooni mutatsiooniklassi ja neeruhaiguse raskusastme vahel: keskmiselt seostatakse valke kärbivaid PKD1 mutatsioone (st kaadrinihe, mõttetus ja kanoonilised splaissimiskoha mutatsioonid ja suured deletsioonid) kõige raskema haigusega (keskmine vanus). ESKD: 50–55 aastat, millele järgnesid mittekärbivad PKD1 mutatsioonid (st missense ja kaadrisisesed sisestused/deletsioonid) ja PKD2 mutatsioonid (ESKD keskmine vanus: umbes 75–80 aastat). Märkimisväärne haiguse varieeruvus sama peamise mõjuga mutatsiooniga sugulaste perekondades on aga hästi dokumenteeritud ja viitab tugevalt modifikaatorile. Lisaks on tugeva in vitro testi puudumisel ebakindlus patogeensuse määramisel mittekärbitavate variantide puhul. Ameerika meditsiinigeneetikute kolledž on välja töötanud juhised haruldaste järjestuste variantide tõlgendamiseks, mis hõlmavad alleeli sageduse hindamist populatsiooni andmebaasides, patogeensete esinemist haiguste andmebaasides, in vitro või in vivo funktsionaalset iseloomustamist, bioinformaatilist hindamist ja haigusega kaassegregatsiooni. mitme haigestumise korral või puudumisel mittemõjutatud pereliikmetel. Variandid märgitakse seejärel kui "patogeensed", "tõenäoliselt patogeensed", "ebakindla tähtsusega variandid" või "healoomulised". PKD1 ja PKD2 "tõenäoliselt patogeensete" variantide kumulatiivne populatsiooni sagedus ületab aga ADPKD levimuse epidemioloogilisi hinnanguid, mis seab kahtluse alla mõnede nende variantide leviku.

PKD geneetilised põhjused peale PKD1 ja PKD2

Vaatamata põhjalikule sõeluuringule ei tuvastata 10–15 protsendil ADPKD-d kahtlustavatest patsientidest ei PKD1 ega PKD2 mutatsiooni. Terve eksoomi sekveneerimist kasutades on tuvastatud mutatsioonid mitmetes täiendavates haruldaste tsüstiliste haiguste geenides patsientidel, kes olid algselt märgistatud kui "mutatsiooni ei tuvastatud". Nagu ülalpool kirjeldatud, on näidatud, et mitmed ER-i biosünteesirajal toimivaid valke kodeerivad geenid (st ALG8, ALG9, GANAB, PRKCSH, SEC61B ja SEC63) põhjustavad ADPLD-d ja kliinilist pilti, mis kattub ADPKD-ga. Autosomaalsed retsessiivsed mutatsioonid PMM2-s põhjustavad laastavat laste multisüsteemset häiret, kuid on tuvastatud, et haruldane promootormutatsioon, mis vähendas PMM2 ekspressiooni, põhjustab viieteistkümnes perekonnas lapsepõlves tekkivat hüperinsulineemilist hüpoglükeemiat ja polütsüstilisi neere. On näidatud, et DNAJB11 mutatsioonid põhjustavad ebatüüpilist PKD-d koos väikeste neerutsüstidega, väikese või normaalse neeru suurusega ja hilise algusega neerupuudulikkust, mis on seotud tubulaarse atroofia ja interstitsiaalse fibroosiga – mõlema kliinilised tunnused.ADPKDjaautosoomne dominantne tubulointerstitsiaalne neeruhaigus (ADTKD). See neeru suuruse ja funktsiooni erinevus on ADPKD puhul väga ebatavaline, kuid seda on näha ka ALG9 mutatsioonidega seotud ADPLD-s.

Somaatiline mosaiikism on veel üks oluline ADPKD põhjus patsientidel, kellel mutatsiooni ei tuvastatud. Mosaiikism viitab kahe geneetiliselt erineva rakupopulatsiooni olemasolule ühes isendis, mis on tingitud embrüogeneesi käigus tekkinud somaatilisest mutatsioonist. Sõltuvalt rakutüübist ja mutatsiooni esinemise arengustaadiumist võib tekkida kolm kliinilist sündroomi, mis hõlmavad idutee mosaiiksust, hõlmates ainult sugurakke; somaatiline mosaiikism, mis hõlmab ainult keharakke; ja sugunäärmete ja somaatilise mosaiikismiga, mis hõlmab nii idutee kui ka somaatilisi rakke. De novo PKD esinemine ebatüüpiliste neerukujutiste mustritega (st asümmeetrilised, ühepoolsed, kaldus mustrid) on kliiniline leid, mis kahtlustab somaatilise mosaiikismi. Mosaiikismi diagnoosimine on keeruline mõjutatud rakkude muutuva kaasatuse tõttu, mille tulemuseks on madal mutatsioonisignaali-müra suhe, ning Sangeri sekveneerimisel jääb see sageli vahele. Siiski leiti, et ligikaudu 10 protsenti geneetiliselt lahendamata juhtudest kolmest kliiniliselt kindlaks tehtud kohordist sisaldasid NGS-i somaatilist mosaiiksust. Kõik tuvastatud somaatilised mutatsioonid leiti perifeerse vere DNA-st sekveneeritud PKD1-s variantide alleelifraktsioonides vahemikus 5–20 protsenti. Tulevased uuringud, milles kasutatakse erinevatest kudedest (nt põse limaskesta ja kuseteede epiteeli) matriitsi DNA "molekulaarset vöötkoodi", võivad parandada mosaiikjuhtumite tuvastamise määra veelgi madalamate alleelifraktsioonidega (st 2 protsenti lugemistest).

ADPKD geneetilise testimise praegused näidustused

Enamiku positiivse perekonna anamneesiga riskirühma kuuluvate isikute puhul saab ADPKD diagnoosi kinnitada ultraheli või magnetresonantstomograafia abil, kasutades hästi valideeritud, vanusest sõltuvaid kriteeriume, mis põhinevad neerutsüstide arvul (tabel 2). Siiski ei pruugi alla 40-aastastel riskirühma kuuluvatel isikutel ultraheliuuringuga haiguse täieliku kindlusega välistamine olla võimalik. Seevastu suurema eraldusvõimega väikeste tsüstide tuvastamiseks saab magnetresonantstomograafiat kasutada haiguse välistamiseks suure kindlusega. Kliinilinegeneetiline testiminejaoksADPKDon praegu näidustatud juhtudel, kui on kahtlusi diagnoosi suhtes (st perekonna anamneesi puudumine või ebaselged pildiandmed) või kui on vaja haigus varajases eas suure kindlusega välistada, näiteks uuringu puhul potentsiaalne elus neerudoonor või sünnieelne ja implantatsioonieelne geneetiline diagnoos (tabel 3). ADPKD varajase välistamise riskirühma kuuluvatel isikutel saab läbi viia spetsiifilise perekondliku mutatsiooni geneetilise testimise teel. Me ei soovita ADPKD riskiga alaealisi sõeluda lisaks vererõhu jälgimisele, kuna selles populatsioonis puudub haigust modifitseeriv ravi ja diagnoosi saamine sümptomaatilises seisundis võib põhjustada psühholoogilist stressi. Kõiki katsealuseid, kellele tehakse ADPKD geneetilist testimist, tuleks teavitada geneetilise testimise võimalikest tagajärgedest, mis on riigiti erinevad, ning geeninõustaja peaks saama testieelset ja -järgset nõustamist.

ADPKD geneetilise testimise näidustuste arenemine

NGS-i edusammud võivad ADPKD geneetilises testimises revolutsiooniliselt muuta, pakkudes suure täpsuse ja mõistlike kuludega samaaegset mutatsioonisõeluuringut mitme tsüstilise haiguse ja potentsiaalsete modifikaatorigeenide puhul (28). Sellisena eeldame, et PKD ebatüüpiliste vormide sihikule suunatud suure läbilaskevõimega sekveneerimismeetodite arenedes arenevad välja mitmed uued näidustused (joonis 3, tabel 3); nende hulka kuuluvad (1) varajane ja raske haigus, (2) märgatav perekonnasisene haiguse varieeruvus, (3) ilmselge perekonna ajalugu, (4) ebatüüpilineneeru pildistamineja (5) sündroomi esitus. Nende ebatüüpiliste stsenaariumide kumulatiivne levimus võib ulatuda ühe kolmandiku ADPKD-ga patsientidest. Soovitame patsiendid või perekonnad, kellel on mõni neist stsenaariumidest, suunata edasiseks testimiseks spetsiaalsetesse keskustesse.

(1) Varajane ja raske haigus

Emakas või varases lapsepõlves esinev raske PKD on hästi kirjeldatud kliiniline üksus. Näiteks külgnev PKD1 ja TSC2 deletsioon on haruldane sündroom, mis on seotud laienenud tsüstiliste neerude, tuberkuloosse skleroosi kompleksi (TSC) muutuvate tunnustega ja tavaliselt ESKD-ga teismeeas. Hiljutised uuringud on näidanud geneetilist keerukust, mis on mõne sellise raske juhtumi aluseks. , sealhulgas ühendi heterosügootsus (nt ühest valku kärbivast PKD1 mutatsioonist transis koos teise mittekärbiva PKD1 mutatsiooniga) või digeense haiguse tõttu (nt ühe PKD1 mutatsiooni ja teisest mutatsioonist teises tsüstilise haiguse geenis, nagu PKD2, COL4A1 või HNF1B). Arvatakse, et homosügootsed funktsioonikaotus PKD1 või PKD2 mutatsioonid on inimestel embrüonaalselt surmavad. Kuigi see on haruldane, on bilineaalse ADPKD-ga perede tuvastamisel oluline mõju geneetilisele nõustamisele. Kuigi perekonna ajaloo põhjal võib seda oletada, ei ole see sageli nii, sest ühel haigel vanemal võib olla kerge ADPKD vorm (st PKD1 või PKD2 mutatsiooni mittekärbimise tõttu). ADPKD potentsiaalse bilineaalse haiguse kliinilised vihjed võivad sisaldada märkimisväärseidneeruhaiguslahknevus pereliikmete vahel ja kõrge haiguse segregatsiooni suhe, mis mõjutab ligikaudu 75 protsenti suurte sugupuudega lastest, erinevalt 50 protsendist, mis eeldatakse autosomaalses domineerivas seisundis, mis on tingitud kahest iseseisvalt eraldavast mutatsioonist.

Joonis 3.|Ebatüüpiliste ADPKD esitluste kliinilised stsenaariumid ja võimalikud geneetilised seletused.

(2) Märkimisväärne perekonnasisene haiguse varieeruvus

Märgitudneeruhaigusebakõla (st neeru kogumahu või eGFR-i järgi, kohandatud vanuse järgi) mõjutatud suhtelise paari puhul on suhteliselt tavaline, mõjutades vähemalt 12 protsenti ADPKD-ga peredest ja võib tuleneda teiseneeruhaigus(nt diabeet või GN) tõsisemalt kahjustatud liikmes või ebatavalise geneetilise tausta olemasolu (st somaatiline mosaiikism või geneetilised modifikaatorid, sealhulgas ülalkirjeldatud digeenne haigus). On teatatud digeensest või bialleelsest haigusest, mis on seotud erinevate geenide või alleelsete toimetega ADPKD-ga patsientidel, ja see toetab tugevalt tsüstogeneesi "lävimudelit", milles raku funktsionaalne polütsüstiini annus on pöördvõrdelises korrelatsioonis haiguse tõsidusega (joonis 4). Lisaks võivad perekonnasisesed haiguslahknevused kaasa aidata ka kaasuvad haigused (nagu hüpertensioon ja rasvumine) ja keskkonnategurid (nagu suitsetamine ja vee tarbimine).

(3) Ilmne perekonna ajalugu puudub

Kuni 28 protsenti patsientidest, kellel kahtlustatakse ADPKD-d, ei teatanud ilmset perekonna ajalugu. Sellises olukorras võib olla näidustatud geneetiline testimine ja diferentsiaaldiagnoosimist tuleb laiendada, et see hõlmaks ka muid tsüstilise haiguse geneetilisi ja mittegeneetilisi põhjuseid.neeruhaigus, eriti ebatüüpiliste või sündroomiliste tunnustega juhtudel. Muude diferentsiaaldiagnooside hulka kuuluvad de novo mutatsioon, vanemate meditsiiniliste andmete puudumine, somaatiline või idutee mosaiikism või kerge ADPKD, mida haige vanema puhul ei tuvastata. Somaatilise mosaiiksuse kahtluse korral võib geneetilise põhjuse lahendamiseks abi olla ka suure lugemissügavusega sõelumisest.

Joonis 4.|Digeense haiguse mõju funktsionaalsele polütsüstiini annusele ja tsüstilise haiguse tõsidusele. hj, hüpomorfne variant.

(4) Atüüpilise neeru pildistamine

Atüüpilised neerupildi mustrid (st Mayo Clinic Imaging Class 2) esinevad kuni 16 protsendil patsientidest, kellel kahtlustatakse ADPKD-d. Patsiendid, kellel ei ole perekonnas esinenud ADPKD-d ja kellel oli ühepoolne, asümmeetriline, segmentaalne või kaldus tsüstiline haigus, kahtlustavad somaatilist mosaiiksust. Seevastu patsientidel, kellel on positiivne perekonna ajalugu ja ebatüüpiline neerukujutis, on kerge tsüstiline haigus, mis on seotud PKD1 või PKD2 mutatsioonidega. Patsiendid, kellel on mõõdukas kuni kaugelearenenud neerupuudulikkus, kuid neerupildil on kerge tsüstiline haigus ilma neeru suurenemiseta, peaksid tekitama kahtlustneeruhaigus, nagu diabeetiline nefropaatia, GN või mõni muu tsüstiline haigus. Selles olukorras peaks diferentsiaaldiagnoos hõlmama ka DNAJB11 või ALG9 mutatsioonidest tingitud PKD-d, õhukese basaalmembraani haigust (heterosügootse COL4A3 või COL4A4 mutatsiooni tõttu) või apoL1 neeruhaigust proteinuuriaga mustanahalisel patsiendil.

(5) Sündroomi esitus

Tabelis 1 on esitatud loetelu geenidest, mis võivad mutatsiooni korral põhjustada tsüstiliste neeruhaiguste teket. Pange tähele, et nende häirete sündroomilised ilmingud võivad sageli anda vihjeid

nende diagnoosile. Näiteks võib autosoomne retsessiivne PKD esineda noores täiskasvanueas koos kaasasündinud maksafibroosi või Caroli sündroomiga. Hamartoomide esinemine sihtorganites võimaldab tavaliselt TSC üheselt diagnoosida. Kuid TSC (sealhulgas PKD1-TSC2 külgneva geeni deletsiooni sündroomi) eristamine ADPKD-st võib somaatilise mosaiiksuse korral olla keeruline. Täiendav tsüstneeruhaigusedKaaluda tuleks neerude neerude suurenemist, näiteks DNAJB11 või ALG9 mutatsioonidest põhjustatud neerude suurenemist. ADTKD hõlmab mitmeid häireid, mida iseloomustab progresseeruv krooniline neeruhaigus, mis on seotud madala astme proteinuuria ja maheda uriinianalüüsiga. Väikesed neerutsüstid võivad tekkida hilises kliinilises kulus ja täiendavad kliinilised tunnused võivad aidata neid haigusseisundeid eristada. Näiteks viitab podagra ja hüperurikeemia esinemine ADTKD-le, mis on seotud uromoduliini mutatsioonidega, samas kui noorte diabeedi ja/või urogenitaaltrakti väärarengu olemasolu viitab HNF1B mutatsioonidega seotud ADTKD-le. Teised haruldased PKD vormid, millel on iseloomulikud sündroomi tunnused, hõlmavad von Hippel-Lindau tõbe; nefronoftiis; X-seotud domineeriv orofatsiodigitaalne sündroom; pärilik angiopaatia, nefropaatia, aneurüsmid ja lihaskrampide sündroom; ja hüperinsulineemia hüpoglükeemia PKD-ga. Teadaolevate ja potentsiaalsete tsüstiliste haiguste geenide loendi põhjaliku sõelumisega eeldatakse, et suure läbilaskevõimega sekveneerimisega geneetiline testimine parandab tsüstilise neeruhaigusega patsientide diagnostilist täpsust.

Patsientide ja loommudelite geneetilised uuringud on ADPKD haiguse patobioloogiast teavitanud. Nüüd mõistame, et vähendatud funktsionaalne polütsüstiini annus alla kriitilise läve, nii geneetiliste kui ka mittegeneetiliste mehhanismide kaudu, käivitab tsüstide moodustumise üksikutes torukujulistes epiteelirakkudes. Tsüstide kasvu ja haiguse progresseerumise aluseks olevad täpsed molekulaarsed mehhanismid on siiski puudulikud. Eeldatakse, et NGS-põhine geneetiline testimine parandab tsüstilise neeruhaiguse diagnostilist täpsust ja võib anda ka ADPKD prognostilist teavet. Tavaline Sangeri sekveneerimisel põhinev geneetiline testimine on piiratud kliinilistes stsenaariumides esineva ebatüüpilise PKD põhjuste väljaselgitamisel, nagu perekonnasisene haiguste lahknevus, ebatüüpilised neerupildi mustrid, eGFR-i languse ja neerude kogumahu vaheline ebakõlaline haiguse raskusaste ning teine ​​sündroomiline tsüstiline neeru. haigus. Suure läbilaskevõimega sekveneerimise uuendused muudavad ja laiendavad ADPKD molekulaardiagnostikat. Mitmete tsüstiliste haiguste ja modifikaatorite geenide põhjaliku sõeluuringu ja somaatilise mosaiikismi täiustatud tuvastamise kaudu eeldatakse, et sihitud geenipaneeli, kogu eksoomi või kogu genoomi järjestamine parandab diagnostilist ja prognostilist täpsust, et edendada ADPKD isikupärastatud meditsiini.

Avalikustamine

MB Lanktree on saanud hüvitist Otsuka Pharmaceuticalsi esineja ja nõukoja liikmena osalemise eest. Samuti sai ta uuringu läbiviimise ajal toetusi Kanada neerufondilt. Y. Pei on saanud hüvitist Otsuka, Reata Pharmaceuticalsi ja Sanofi-Genzyme'i nõuandekogudes osalemise eest. Kõigil ülejäänud autoritel pole midagi avalikustada.

Rahastamine

Seda tööd toetas osaliselt Kanada terviseuuringute instituutide strateegia patsiendile orienteeritud uurimisprogrammi toetus kroonilise neeruhaiguse jaoks Can-SOLVE CKD võrgustiku programm. MB Lanktree on uus uurija neeruuuringute teadlaste põhihariduse ja riikliku koolituse (KRESCENT) programmis, mida rahastavad Kanada terviseuuringute instituut, Kanada neerufond ja Kanada nefroloogiaühing.

LISATEAVE:david.deng@wecistanche.com