بینش بیماری کلیه پلی کیستیک اتوزومال غالب از مطالعات ژنتیکی

خلاصه

پلی کیستیک اتوزومال غالببیماری کلیویشایع ترین علت تک ژنی ESKD است.مطالعات ژنتیکیاز بیماران و مدل های حیوانی پاتوبیولوژی بیماری را آگاه کرده اند. قویاً از یک "مدل آستانه" حمایت کنید که در آن تشکیل کیست با کاهش دوز پلی سیستین عملکردی زیر یک آستانه بحرانی در سلول های اپیتلیال لوله ای منفرد به دلیل جهش های ژنتیکی و سوماتیک PKD1 و PKD2، جهش ژن ها (مانند SEC63، SEC61B، GANAB، PRKCSH) تحریک می شود. ، DNAJB11، ALG8 و ALG9) در مسیر بیوسنتزی پروتئین شبکه آندوپلاسمی، یا موزائیسم سوماتیک.آزمایش ژنتیکمی تواند به طور بالقوه اطلاعات تشخیصی و پیش آگهی در مورد کیستیک ارائه دهدبیماری کلیوی. با این حال، غربالگری جهش PKD1 به دلیل اندازه و پیچیدگی بزرگ آن چالش برانگیز است و آن را هم پرهزینه و هم کار فشرده می کند.

علاوه بر این، آزمایش‌های ژنتیکی مبتنی بر توالی سنگر معمولی در حال حاضر برای روشن کردن علل غیر معمول محدود است.بیماری کلیه پلی‌کیستیکمانند ناهماهنگی بیماری در خانواده، غیر معمولکلیهالگوهای تصویربرداری، و شدت بیماری ناسازگار بین حجم کل کلیه و میزان کاهش eGFR. علاوه بر این عوامل محیطی،ژنتیکیاصلاح‌کننده‌ها و موزائیسم سوماتیک نیز به تنوع بیماری کمک می‌کنند و پیش‌آگهی را با کلاس جهش در بیماران منفرد محدودتر می‌کنند. نوآوری‌های اخیر در توالی‌یابی نسل بعدی، آماده تبدیل و گسترش تشخیص مولکولی با هزینه‌های معقول هستند. انتظار می رود با غربالگری جامع چندین بیماری کیستیک و ژن های اصلاح کننده، پانل ژن هدفمند، توالی یابی کل اگزوم یا کل ژنوم، دقت تشخیصی و پیش آگهی را برای پیشرفت پزشکی شخصی در بیماری کلیه پلی کیستیک اتوزومال غالب بهبود بخشد.

برای Cistanche Tubulosa کلیک کنید

اطلاعات بیشتر:david.deng@wecistanche.com

معرفی

بیماری کلیه پلی کیستیک اتوزومال غالب (ADPKD)یک اختلال چند سیستمی است که با رشد تعداد زیادی مشخص می شودکیست کلیهو افزایش حجم کلیه منجر به ESKD در اکثر بیماران می شود. فشار خون بالا، هماچوری شدید، پارگی کیست و عفونت، سنگ کلیه و درد پهلو از عوارض شایع کلیوی هستند. در عین حال، تظاهرات خارج کلیوی شامل کیست های کبد و پانکراس، آنوریسم عروقی، ناهنجاری های دریچه قلب، فتق و دیورتیکولوز می باشد. تخمین شیوعADPKDبه دلیل نفوذ متغیر وابسته به سن و تشخیص ناقص بالینی در جمعیت عمومی چالش برانگیز بوده است. مطالعات اپیدمیولوژیک موارد بالینی مشخص شده ADPKD شیوع نقطه ای 2.4-9 را گزارش کردند.{4}} در هر 10،000. در مقابل، یک مطالعه اخیر در مورد تعیین توالی ژنومی در جمعیت‌های بزرگ، حداقل برآورد 1 در 1000 را به همراه داشت. شناسایی PKD1 در سال 1995 و PKD2 در سال 1996، توسعه تشخیص مولکولی مبتنی بر توالی DNA را تسهیل کرد. از آن زمان، با پیشرفت‌های فناوری توالی‌یابی، درک ما از پیچیدگی‌های اساس ژنتیکی بیماری کلیه کیستیک تکامل یافته است. پیام‌های مهم زیربنای این بررسی این است که همه بیماران مبتلا به کیست‌های چندگانه کلیه این بیماری را ندارندADPKDو آنADPKDو بیماری کبد پلی کیستیک اتوزومال غالب (ADPLD) یک طیف فنوتیپی را نشان می دهد که هر دو بیماری ناشی از تغییرات در عملکرد پلی سیستین هستند. ما بحث می کنیم که چگونه مطالعات ژنتیکی درک ما را از پاتوبیولوژی ADPKD نشان داده است. ما همچنین در مورد نشانه های بالینی فعلی برای آزمایش ژنتیکی در افراد مشکوک بحث می کنیمADPKDو نقش در حال تکامل آن در روشن کردن علل ژنتیکی غیر معمولبیماری کلیه پلی کیستیک (PKD). واژه نامه اصطلاحات استفاده شده در این بررسی در کادر 1 ارائه شده است.

مکانیسم های بیماری آگاهانه مطالعات ژنتیک در ADPKD

جهش دو ژن، PKD1 و PKD2 (که به ترتیب دو پروتئین غشایی انتگرال، پلی سیستین{2}} و پلی سیستین-2 [یا TRPP2] را رمزگذاری می‌کنند)، مسئول اکثر موارد حل شده ژنتیکی ADPKD هستند. پلی سیستین-1 یک پروتئین بزرگ با ویژگی های عملکردی است که نشان دهنده گیرنده ای با عملکرد ناشناخته است، در حالی که پلی سیستین-2 یک کانال کاتیونی غیر اختصاصی است. هر دو از طریق دم سیتوپلاسمی خود برای تعدیل یک مسیر سیگنالینگ جدید در مژک های اولیه تعامل دارند. بیان بیماری متغیر یکی از ویژگی های قابل توجه ADPKD است. اگرچه نقص ارثی ژرمینال در همه سلول‌ها وجود دارد، کیست‌ها در 5 درصد توبول‌ها تشکیل می‌شوند و اتساع کیستیک در هر توبول کانونی است. این مشاهدات، همراه با کشف جهش‌های جسمی PKD1 یا PKD2 در کیست‌های کلیه و کبد بیماران مبتلا بهADPKD، منجر به فرضیه یک مکانیسم سلولی مغلوب برای سیستوژنز شد که در آن غیرفعال شدن هر دو نسخه PKD1 یا PKD2 در یک سلول اپیتلیال لوله‌ای منفرد.

برای شروع تشکیل کیست لازم است. با این حال، این فرضیه در ابتدا به دلیل نسبت کم جهش‌های جسمی PKD1 که در کیست‌های بیماران مبتلا به جهش‌های PKD1 در رده ژرم شناسایی شده بود، به چالش کشیده شد، البته فقط ناحیه غیر تکراری PKD1 در مطالعات قبلی غربالگری شد. با استفاده از PCR اختصاصی مکان و توالی یابی نسل بعدی (NGS)، یک مطالعه اخیر به طور جامع جهش های خصوصی بدنی PKD1 و PKD2 را در 90 درصد از 128 کیست از 9 بیمار غربال و شناسایی کرد که قطعی ترین شواهد را در حمایت از فرضیه فوق ارائه می کند. با این حال، غیرفعال کردن کامل هر دو نسخه از PKD1 یا PKD2 برای شروع کیست ضروری نیست، زیرا مطالعات مدل‌های موش جهش یافته هیپومورفیک رشد کیست را با سطوح پایین (تقریبا 20 درصد) پلی سیستین نشان داد. در حال حاضر، مدل "آستانه" سیستوژنز بهترین توضیح را در مورد مطالعات انسانی و حیوانی تا به امروز ارائه می دهد. بر این اساس، کاهش دوز پلی سیستین عملکردی زیر یک آستانه بحرانی (یعنی تقریباً 20 درصد تا 30 درصد) در سلول‌های اپیتلیال لوله‌ای به دلیل جهش‌های مولفه و سوماتیک PKD1 یا PKD2، نوع (یعنی کوتاه‌کننده پروتئین در مقابل غیرقطع کردن) به نظر می رسد جهش و عوامل تصادفی موضعی باعث تشکیل کیست فردی می شوند. با این حال، زمان‌بندی نیز مهم به نظر می‌رسد: غیرفعال‌سازی Pkd1 قبل از 13 روز پس از تولد در مدل موش منجر به بیماری کیستیک شدید در عرض 3 هفته شد. در مقابل، غیرفعال کردن Pkd1 پس از 14 روزگی در همان مدل منجر به یک دوره بی‌حالی با ایجاد کیست تنها پس از 5 ماه شد. علاوه بر این،بیماری کلیه کیستیکدر مدل القایی دیر هنگام تشدید شدصدمات کلیهمانند ایسکمی-پرفیوژن مجدد و انسداد لوله ای ناشی از رسوب کریستال (همچنین به عنوان "مدل ضربه سوم" شناخته می شود). در مجموع، این یافته‌ها نشان می‌دهند که عوامل اضافی فراتر از «ضربه‌های دوم» به گسترش توبول‌های متسع به ماکروسیست‌ها کمک می‌کنند. جالب است که مطالعه اخیر روی موش‌های جهش یافته Pkd1 نشان می‌دهد که عوامل موضعی ناشی از کیست‌های منفرد ممکن است لوله‌های متسع مجاور را برای تبدیل شدن به کیست‌های صریح در خوشه‌ها (همچنین به عنوان "اثر گلوله برفی" شناخته می‌شود) ترویج کنند.

مطالعات ژنتیکی اخیرمکانیسم جدیدی را شناسایی کرده‌اند که بوسیله آن جهش در ژن‌های متعدد کدکننده پروتئین‌های فعال در مسیر بیوسنتزی پروتئین شبکه آندوپلاسمی (ER) باعث ایجاد ADPLD با تعدیل دوز پلی سیستین می‌شود (جدول 1). به طور خاص، پروتئین های جابجایی کدگذاری شده توسط SEC63 و SEC61B برای ورود پروتئین های نوپا به ER مورد نیاز هستند، در حالی که پروتئین های کدگذاری شده توسط ALG8، ALG9 و PMM2 در ER برای N-گلیکوزیلاسیون پروتئین های نوپا مورد نیاز هستند. گلوکوزیداز II، متشکل از یک زیرواحد a کدگذاری شده توسط GANAB و یک زیرواحد b کدگذاری شده توسط PRKCSH، مولکول های گلوکز را پس از کنترل کیفیت توسط چرخه کالنکسین/کالرتیکولین، قبل از اینکه به مجتمع گلژی صادر شوند، از پروتئین های نوپا حذف می کند (شکل 1). علاوه بر این، یک کوفاکتور پروتئین Ig-باندینگ کدگذاری شده توسط DNAJB11 به عنوان یک همراه در اورژانس برای کنترل تاخوردگی، قاچاق و تخریب پروتئین، از جمله پلی سیستین-1 و پلی سیستین-2 عمل می‌کند. جهش هر یک از ژن های فوق می تواند دوز عملکردی پلی سیستین{15}} را با آسیب رساندن به تغییر پس از ترجمه و انتقال آن به غشای سلولی کاهش دهد و بنابراین، می تواند شدت بیماری کیستیک را در شرایط ADPKD تغییر دهد.

شکل 1.|نمایش شماتیک بلوغ شبکه آندوپلاسمی و N-گلیکوزیلاسیون پلی سیستین-1 (PC{3}}) و پلی سیستین-2 (PC-2). جهش در PKD1 و PKD2 باعث بیماری کلیه پلی کیستیک اتوزومال غالب (ADPKD) می شود. جهش در SEC61B، SEC63، ALG8، GANAB، و PRKCSH باعث بیماری کبد پلی کیستیک اتوزومال غالب می شود. جهش در PKHD1 باعث بیماری کلیه پلی کیستیک اتوزومال مغلوب می شود. و جهش در ALG9 و GANAB باعث ایجاد ADPKD غیر معمول می شود. همه شرایط دارای همپوشانی فنوتیپی هستند و درجاتی از کیست‌های کلیوی و کبدی را شامل می‌شوند و به تغییرات در دوز عملکردی کمپلکس PC{13}}/PC-2 بالغ مربوط می‌شوند.

مکانیسم هایی که توسط آن کاهش سیگنال دهی پلی سیستین در مژک های اولیه سلول های اپیتلیال لوله ای منجر به بیماری کیستیک می شود هنوز کاملاً شناخته نشده است. نشان داده شده است که درمان های تجربی با هدف افزایش cAMP، فعال کردن هدف پستانداران کمپلکس 1 راپامایسین (mTORC1) و کاهش سیگنال دهی پروتئین کیناز فعال شده با 5ʹ-AMP، پیشرفت بیماری کیستیک را کند می کند (شکل 2). تولواپتان، یک آنتاگونیست گیرنده وازوپرسین 2، در کاهش سرعت پیشرفت ADPKD در انسان با کاهش سیگنال دهی cAMP موفق بوده است. جالب توجه است، یک مطالعه اخیر بر روی مدل‌های PKD موش نشان داد که فرسایش مژه‌های اولیه با غیرفعال کردن یک ژن مژگانی (یا Kif3 یا Ift20) منجر به بیماری خفیف می‌شود، در حالی که غیرفعال کردن Pkd1 یا Pkd2 منجر به بیماری شدید می‌شود. به طور غیرمنتظره، فرسایش مژک های اولیه علاوه بر غیرفعال شدن Pkd1 یا Pkd2 در این مدل ها منجر به ضعیف شدن آنها شد.بیماری کلیویدر مقایسه با غیرفعال سازی Pkd1 یا Pkd2 به تنهایی. روی هم رفته، این داده‌ها وجود یک مسیر سیگنالینگ مبتنی بر مژک هنوز ناشناخته را نشان می‌دهند که با کمپلکس پلی سیستین برای تعدیل شدت بیماری کیست و از دست دادن عملکرد مژک در تعامل است، به نظر می‌رسد در زمینه ADPKD محافظتی باشد.

تکامل فن آوری های غربالگری جهش در ADPKD

غربالگری جهش PKD1 به دلیل اندازه بزرگ، پیچیدگی و محتوای GC بالا چالش برانگیز بوده است. این ژن شامل 46 اگزون است و یک رونوشت 12،{3}}bp را کد می‌کند که یک ناحیه ژنومی 50-kb را در بر می‌گیرد. 33 اگزون اول آن در شش شبه زا با تقریباً 98 درصد هویت توالی DNA کپی شده است. سطح بالای همسانی توالی DNA با شبه ژن ها امکان فراخوانی ژنوتیپ مثبت و منفی کاذب را ایجاد می کند زیرا یک جهش شبه ژن را می توان به اشتباه همانطور که در PKD1 وجود دارد فراخوانی کرد و اگر سیگنال توسط توالی طبیعی غلبه کرد می توان جهش PKD1 را از دست داد. در شبه ژن ها وقتی از روش جذب DNA استفاده می شود. اولین پروتکل برای یک صفحه نمایش جامع جهش PKD1 از عدم تطابق نادر بین ناحیه تکراری PKD1 و شبه ژن‌های آن برای تولید الگوهای مکان خاص برای واکنش‌های توالی‌یابی تودرتوی بعدی استفاده کرد. پنج PCR دوربرد برای تولید آمپلیکون‌های خاص PKD{13}} از ناحیه تکرار شده و سپس 65 PCR تودرتو برای غربالگری کل ژن مورد نیاز است. این پروتکل حفاظتی قوی در برابر تکثیر ژنومی جعلی از شبه PKD1 ارائه می‌کند و نرخ تشخیصی بالایی در حدود 80 تا 90 درصد در گروه‌های بالینی منتخب ارائه می‌دهد، اما کار فشرده و پرهزینه است.

شکل 2.|بینش پاتوبیولوژی ADPKD از مطالعات ژنتیکی انسان و حیوان. AMPK، پروتئین کیناز فعال شده با 5'-AMP. ER، شبکه آندوپلاسمی. ERK، کیناز تنظیم شده با سیگنال خارج سلولی. JAK-STAT، مبدل سیگنال کیناز ژانوس و فعال کننده مسیر سیگنال دهی رونویسی. mTOR، هدف پستانداران راپامایسین.

یک پروتکل بعدی، آمپلیکون‌های PCR با برد بلند برای هر دو ژن (یعنی هشت برای PKD1 و شش برای PKD2) تولید کرد و آن‌ها را از نمونه‌های بیمار به‌عنوان کتابخانه‌های بارکد برای توالی‌یابی با توان بالا چندگانه کرد. این رویکرد اخیر به طور قابل توجهی حجم کار و هزینه های آزمایشگاهی را کاهش می دهد و در حال حاضر توسط چندین آزمایشگاه تحقیقاتی استفاده می شود. با این حال، هنوز به تخصص فنی قابل توجهی نیاز دارد. اخیراً، توالی یابی هدفمند اگزوم توسط پانل های ژنی سفارشی با استفاده از ضبط DNA یا توالی یابی کل ژنوم برای غربالگری جهش PKD1 و PKD2، با نتایج امیدوارکننده و دقت 0.95 درصدی برای مواردی که قبلاً حل شده است، استفاده شده است. با این حال، تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک پیچیده مورد نیاز است.

کلاس جهش میانگین شدت بیماری کلیوی را در ADPKD پیش بینی می کند

غربالگری جهش بیماران مبتلا به ADPKD غنی شده با ویژگی های بالینی پرخطر برای پیشرفت گزارش می دهد که 75 درصد موارد دارای جهش PKD1، تقریباً 15 درصد دارای جهش PKD2، و حداقل 10 درصد موارد هیچ جهشی شناسایی نشده است. در مقابل، غربالگری جهش بیماران با نرمال یا نزدیک به نرمال مشخص شدعملکرد کلیهگزارش داد که 60 درصد موارد دارای جهش PKD1، 25 درصد دارای جهش PKD2، و 15 درصد هیچ جهشی شناسایی نشده است. بیش از 1250 جهش PKD1 و 200 جهش PKD2 در Mayo Polycystic بایگانی شده است.پایگاه داده بیماری های کلیوی، و هیچ جهش واحدی 0.2 درصد موارد را تشکیل نمی دهد. مطالعات متعدد همبستگی قوی بین کلاس جهش و شدت بیماری کلیوی را تایید کرده اند: به طور متوسط، جهش های PKD1 کوتاه کننده پروتئین (یعنی، تغییر چارچوب، جهش های بی معنی، و جهش های محل اتصال متعارف و حذف های بزرگ) با شدیدترین بیماری (میانگین سن) مرتبط هستند. ESKD: 50-55 سال)، به دنبال آن جهش‌های PKD1 غیرقطعی (یعنی درج/حذف‌های نادرست و درون قاب) و جهش‌های PKD2 (میانگین سن ESKD: تقریباً 80-75 سال). با این حال، تنوع قابل توجه بیماری در خانواده های بستگان آسیب دیده با همان جهش اثر اصلی به خوبی مستند شده است و به شدت یک اثر اصلاح کننده را نشان می دهد. علاوه بر این، در غیاب یک سنجش قوی در شرایط آزمایشگاهی، عدم قطعیت برای انتساب بیماری‌زایی در انواع غیرقطعی وجود دارد. کالج آمریکایی ژنتیک پزشکان دستورالعمل هایی را برای تفسیر انواع توالی نادر ایجاد کرده است که شامل ارزیابی فراوانی آلل در پایگاه های اطلاعاتی جمعیت، حضور به عنوان بیماری زا در پایگاه های داده بیماری، تعیین خصوصیات عملکردی in vitro یا in vivo، ارزیابی بیوانفورماتیک، و جداسازی مشترک با بیماری است. در موارد متعدد مبتلا یا غیبت در اعضای خانواده سالم. سپس واریانت‌ها به‌عنوان «بیماری‌زا»، «احتمالاً بیماری‌زا»، «نوعی با اهمیت نامشخص» یا «خوش‌خیم» گزارش می‌شوند. با این حال، فراوانی جمعیتی انواع "احتمالا بیماری زا" در PKD1 و PKD2 از تخمین های اپیدمیولوژیک شیوع ADPKD فراتر رفته و نفوذ برخی از این گونه ها را زیر سوال می برد.

علل ژنتیکی PKD فراتر از PKD1 و PKD2

علیرغم غربالگری جامع، 10 تا 15 درصد از بیماران مشکوک به ADPKD هیچ جهشی در PKD1 یا PKD2 تشخیص داده نشده است. با استفاده از توالی یابی کل اگزوم، جهش در چندین ژن بیماری کیستیک نادر اضافی در بیمارانی که در ابتدا با عنوان "هیچ جهشی شناسایی نشده" برچسب گذاری شده بودند، شناسایی شده است. همانطور که در بالا توضیح داده شد، نشان داده شده است که ژن های متعدد (مانند ALG8، ALG9، GANAB، PRKCSH، SEC61B، و SEC63) که پروتئین هایی را کد می کنند که در مسیر بیوسنتزی ER عمل می کنند باعث ایجاد ADPLD و یک تصویر بالینی که با ADPKD همپوشانی دارد. جهش های اتوزومال مغلوب در PMM2 باعث یک اختلال چند سیستمی ویرانگر کودکان می شود، اما یک جهش پروموتر نادر که بیان PMM2 را کاهش می دهد شناسایی شده است که باعث هیپوگلیسمی هیپرانسولینمی در دوران کودکی و کلیه های پلی کیستیک در پانزده خانواده می شود. نشان داده شده است که جهش در DNAJB11 باعث ایجاد PKD آتیپیک با کیست های کوچک کلیه، اندازه کلیه کوچک یا نرمال و نارسایی دیررس کلیه مرتبط با آتروفی لوله و فیبروز بینابینی می شود - ویژگی های بالینی هر دو.ADPKDوبیماری کلیه توبولو بینابینی اتوزومال غالب (ADTKD). این عدم تطابق اندازه کلیه با عملکرد برای ADPKD بسیار غیر معمول است اما در ADPLD مرتبط با جهش های ALG9 نیز دیده می شود.

موزائیسم سوماتیک یکی دیگر از علل مهم ADPKD در بیمارانی است که هیچ جهشی شناسایی نشده است. موزائیسم به وجود دو جمعیت سلولی متمایز ژنتیکی در یک فرد اشاره دارد که در نتیجه یک جهش جسمی در طول جنین زایی ایجاد می شود. بسته به نوع سلول و مرحله رشدی که جهش اتفاق می‌افتد، سه سندرم بالینی می‌توانند موزائیکیسم زایا را ایجاد کنند که فقط سلول‌های زایا را درگیر می‌کند. موزائیسم جسمانی که فقط سلول های بدن را درگیر می کند. و موزائیسم گناد و سوماتیک که شامل هر دو سلول زایا و سوماتیک می شود. وجود PKD de novo با الگوهای تصویربرداری غیر معمول کلیه (به عنوان مثال، الگوهای نامتقارن، یک طرفه، کج) یک یافته بالینی مشکوک به موزائیسم جسمی است. تشخیص موزاییکیسم به دلیل درگیری متغیر سلول‌های آسیب‌دیده که منجر به نسبت سیگنال به نویز جهش پایین می‌شود، چالش برانگیز است و اغلب توسط توالی‌یابی سانگر نادیده گرفته می‌شود. با این حال، تقریباً 10 درصد از موارد ژنتیکی حل نشده از سه گروه بالینی مشخص شده نشان دادند که موزاییسم جسمانی توسط NGS وجود دارد. تمام جهش های سوماتیک شناسایی شده در PKD1 توالی یابی شده از DNA خون محیطی در بخش های آللی متغیر بین 5 تا 20 درصد یافت شد. مطالعات آینده با استفاده از "بارکد مولکولی" DNA الگو از بافت‌های مختلف (به عنوان مثال، مخاط باکال و اپیتلیوم ادرار) ممکن است میزان تشخیص موارد موزاییکی را با کسرهای آللی حتی کمتر (یعنی 2 درصد از خوانده‌ها) بهبود بخشد.

نشانه های فعلی برای آزمایش ژنتیک در ADPKD

برای اکثر افراد در معرض خطر با سابقه خانوادگی مثبت، تشخیص ADPKD را می توان با سونوگرافی یا تصویربرداری رزونانس مغناطیسی با استفاده از معیارهای معتبر و وابسته به سن بر اساس تعداد کیست کلیه تایید کرد (جدول 2). با این حال، حذف بیماری با قطعیت کامل ممکن است در افراد در معرض خطر کمتر از 40 سال توسط سونوگرافی امکان پذیر نباشد. در مقابل، با وضوح بالاتر برای تشخیص کیست های کوچک، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی می تواند برای حذف بیماری با قطعیت بالا استفاده شود. بالینیآزمایش ژنتیکبرایADPKDدر حال حاضر در مواردی که در مورد تشخیص شک وجود دارد (به عنوان مثال، فقدان سابقه خانوادگی یا یافته های تصویربرداری مبهم) یا در مواردی که نیاز به حذف بیماری با قطعیت بالا در سنین پایین وجود دارد، مانند در مورد کار برای اهداکننده کلیه زنده بالقوه یا تشخیص ژنتیکی قبل از تولد و قبل از لانه گزینی (جدول 3). حذف زودهنگام ADPKD در یک فرد در معرض خطر را می توان با آزمایش ژنتیکی برای جهش خانوادگی خاص انجام داد. غربالگری افراد خردسال در معرض خطر ADPKD را فراتر از نظارت بر BP توصیه نمی کنیم زیرا درمان اصلاح کننده بیماری در این جمعیت وجود ندارد و تشخیص در حالت بدون علامت می تواند باعث استرس روانی شود. همه افراد تحت آزمایش ژنتیک برای ADPKD باید از پیامدهای بالقوه آزمایش ژنتیک که از کشوری به کشور دیگر متفاوت است مطلع شوند و باید مشاوره قبل و بعد از آزمایش توسط یک مشاور ژنتیک دریافت کنند.

نشانه های در حال تکامل برای آزمایش ژنتیک در ADPKD

پیشرفت‌ها در NGS با ارائه غربالگری جهش همزمان چندین بیماری کیستیک و ژن‌های اصلاح‌کننده بالقوه با دقت بالا و هزینه‌های معقول، انقلابی در آزمایش ژنتیکی در ADPKD ایجاد می‌کنند (28). به این ترتیب، ما انتظار داریم که چندین نشانه جدید با پیشرفت روش‌های توالی‌یابی با توان بالا که اشکال غیر معمول PKD را هدف قرار می‌دهند، تکامل یابد (شکل 3، جدول 3). آنها شامل (1) بیماری زودرس و شدید، (2) تنوع بیماری داخل خانواده مشخص، (3) عدم سابقه خانوادگی آشکار، (4) غیر معمولتصویربرداری کلیهو (5) تظاهرات سندرمی. شیوع تجمعی این سناریوهای غیر معمول ممکن است به اندازه یک سوم بیماران مبتلا به ADPKD باشد. پیشنهاد می‌کنیم بیماران یا خانواده‌هایی که یکی از این سناریوها را نشان می‌دهند برای آزمایش‌های بیشتر به مراکز تخصصی ارجاع داده شوند.

(1) بیماری زودرس و شدید

PKD شدید که در رحم یا اوایل دوران کودکی ارائه می شود یک موجودیت بالینی به خوبی توصیف شده است. به عنوان مثال، حذف پیوسته PKD1 و TSC2 یک سندرم نادر است که با کلیه‌های کیستیک بزرگ، علائم متغیر کمپلکس توبروس اسکلروزیس (TSC) و معمولاً ESKD در سنین نوجوانی همراه است. از جمله هتروزیگوسیتی ترکیبی (مثلاً به دلیل یک جهش PKD1 قطع کننده پروتئین در ترانس با جهش دوم غیرقطعی PKD1) یا بیماری دیژنیک (مثلاً به دلیل یک جهش PKD1 و جهش دوم در یک ژن بیماری کیستیک دیگر، مانند PKD2، COL4A1). یا HNF1B). اعتقاد بر این است که جهش های PKD1 یا PKD2 با از دست دادن عملکرد هموزیگوت از نظر جنینی در انسان کشنده هستند. اگرچه نادر است، شناسایی خانواده‌های مبتلا به ADPKD دو خطی پیامدهای مهمی برای مشاوره ژنتیکی دارد. اگرچه ممکن است در تاریخچه خانوادگی این موضوع مطرح شود، اما اغلب اینطور نیست زیرا یکی از والدین مبتلا ممکن است دارای شکل خفیف ADPKD باشد (یعنی به دلیل جهش PKD1 یا PKD2 غیرقطعی). سرنخ‌های بالینی برای بیماری بالقوه دو خطی در ADPKD ممکن است مشخص شده باشدبیماری کلیویناهماهنگی بین اعضای خانواده و نسبت تفکیک بیماری بالا که تقریباً 75 درصد از کودکان را در شجره نامه های بزرگ تحت تأثیر قرار می دهد، در مقابل 50 درصد مورد انتظار در شرایط اتوزومال غالب، به دلیل دو جهش جداکننده مستقل.

شکل 3.|سناریوهای بالینی تظاهرات غیر معمول ADPKD و توضیحات ژنتیکی بالقوه

(2) تنوع بیماری داخل خانواده مشخص

علامت گذاری شده استبیماری کلیویناهماهنگی (یعنی حجم کلی کلیه یا eGFR، تنظیم شده برای سن) در یک جفت نسبی مبتلا نسبتاً شایع است و حداقل 12 درصد از خانواده‌های مبتلا به ADPKD را تحت تأثیر قرار می‌دهد و ممکن است ناشی از همزمانی دوم باشد.بیماری کلیوی(به عنوان مثال، دیابت یا GN) در عضو شدیدتر آسیب دیده یا وجود یک پشتوانه ژنتیکی غیرمعمول (به عنوان مثال، موزائیسم جسمی یا اصلاح کننده های ژنتیکی، از جمله بیماری دیژنیک همانطور که در بالا بحث شد). بیماری دی ژنیک یا دو آللی مرتبط با اثرات ژنتیکی یا آللی متفاوت در بیماران مبتلا به ADPKD گزارش شده است و به شدت از "مدل آستانه" سیستوژنز پشتیبانی می کند که در آن دوز پلی سیستین عملکردی سلولی با شدت بیماری همبستگی معکوس دارد (شکل 4). علاوه بر این، بیماری‌های همراه (مانند فشار خون بالا و چاقی) و عوامل محیطی (مانند سیگار کشیدن و مصرف آب) نیز می‌توانند به ناهماهنگی بیماری در خانواده‌ها کمک کنند.

(3) بدون سابقه فامیلی آشکار

تا 28 درصد از بیماران مشکوک به ADPKD هیچ سابقه خانوادگی آشکاری را گزارش نمی کنند. در این تنظیمات، آزمایش ژنتیکی ممکن است نشان داده شود، و تشخیص افتراقی باید گسترش یابد تا سایر علل ژنتیکی و غیر ژنتیکی کیستیک را شامل شود.بیماری کلیویبه ویژه در مواردی که ویژگی های غیر معمول یا سندرمی دارند. سایر تشخیص های افتراقی عبارتند از جهش جدید، در دسترس نبودن سوابق پزشکی والدین، موزائیسم جسمی یا ژرمینی، یا ADPKD خفیف که در والدین مبتلا شناسایی نشده است. در صورت مشکوک به موزائیکیسم سوماتیک، غربالگری با عمق خواندن بالا نیز ممکن است برای رفع علت ژنتیکی مفید باشد.

شکل 4.|اثرات بیماری دیژنیک بر دوز عملکردی پلی سیستین و شدت بیماری کیستیک. اسب بخار، نوع هیپومورفیک.

(4) تصویربرداری غیر معمول کلیه

الگوهای تصویربرداری غیر معمول کلیه (یعنی کلاس 2 تصویربرداری کلینیک مایو) در 16 درصد از بیماران مشکوک به ADPKD وجود دارد. بیماران بدون سابقه خانوادگی ADPKD که بیماری کیستیک یک‌طرفه، نامتقارن، سگمنتال یا کج‌طرفه را نشان می‌دهند، به موزائیکیسم سوماتیک مشکوک هستند. در مقابل، بیماران با سابقه خانوادگی مثبت و تصویربرداری غیر معمول کلیه تمایل به نشان دادن بیماری کیستیک خفیف همراه با جهش‌های غیرقطعی PKD1 یا PKD2 دارند. بیمارانی که نارسایی کلیوی متوسط ​​تا پیشرفته دارند، اما تصویربرداری کلیوی که بیماری کیستیک خفیف را نشان می‌دهد بدون بزرگی کلیه، باید مشکوک به یک ثانیه باشد.بیماری کلیویمانند نفروپاتی دیابتی، GN یا سایر بیماری های کیستیک. در این تنظیمات، تشخیص افتراقی باید همچنین شامل PKD به دلیل جهش در DNAJB11 یا ALG9، بیماری غشای پایه نازک (به دلیل جهش COL4A3 یا COL4A4 هتروزیگوت) یا بیماری کلیوی apoL1 در یک بیمار سیاه پوست مبتلا به پروتئینوری باشد.

(5) ارائه سندرم

جدول 1 فهرستی از ژن هایی را ارائه می دهد که در صورت جهش می توانند منجر به بیماری کلیه کیستیک شوند. نکته قابل توجه، تظاهرات سندرمی در این اختلالات اغلب ممکن است سرنخ هایی را ارائه دهد

به تشخیص آنها به عنوان مثال، PKD اتوزومال مغلوب ممکن است در بزرگسالی جوان با فیبروز مادرزادی کبدی یا سندرم کارولی ظاهر شود. وجود هامارتوما در اندام های هدف معمولاً امکان تشخیص واضح TSC را فراهم می کند. با این حال، تمایز TSC (از جمله سندرم حذف ژن پیوسته PKD1-TSC2) از ADPKD ممکن است در حضور موزائیسم سوماتیک دشوار باشد. کیستیک اضافیبیماری های کلیویکه با بزرگ شدن کلیه های کلیه مرتبط نیست، مانند مواردی که در اثر جهش در DNAJB11 یا ALG9 ایجاد می شود، باید در نظر گرفته شود. ADTKD شامل چندین اختلال است که با CKD پیشرونده همراه با پروتئینوری با درجه پایین و آزمایش ادرار ملایم مشخص می شود. کیست های کوچک کلیه ممکن است در اواخر دوره بالینی ایجاد شوند و ویژگی های بالینی اضافی ممکن است به تمایز این شرایط کمک کند. برای مثال، وجود نقرس و هیپراوریسمی نشان‌دهنده ADTKD مرتبط با جهش‌های اورومودولین است، در حالی که وجود دیابت با شروع بلوغ در ناهنجاری‌های جوان و/یا دستگاه ادراری تناسلی نشان‌دهنده ADTKD مرتبط با جهش‌های HNF1B است. سایر اشکال نادر PKD با ویژگی های سندرمی متمایز شامل بیماری فون هیپل-لینداو است. نفرونوفتیز؛ سندرم orofaciodigital غالب مرتبط با X. آنژیوپاتی ارثی، نفروپاتی، آنوریسم، و سندرم گرفتگی عضلات؛ و هیپرانسولینمی هیپوگلیسمی با PKD. انتظار می رود با غربالگری جامع فهرستی از ژن های شناخته شده و بالقوه بیماری کیستیک، آزمایش ژنتیکی با توالی یابی بالا، دقت تشخیصی را در بیماران مبتلا به بیماری کلیه کیستیک بهبود بخشد.

مطالعات ژنتیکی از بیماران و مدل های حیوانی پاتوبیولوژی بیماری را در ADPKD آگاه کرده است. اکنون می‌دانیم که کاهش دوز پلی سیستین عملکردی زیر یک آستانه بحرانی، از طریق مکانیسم‌های ژنتیکی و غیر ژنتیکی، باعث تشکیل کیست در سلول‌های اپیتلیال لوله‌ای منفرد می‌شود. با این حال، مکانیسم‌های مولکولی دقیق زیربنای رشد کیست و پیشرفت بیماری ناقص می‌مانند. انتظار می رود آزمایش ژنتیکی مبتنی بر NGS دقت تشخیصی بیماری کلیه کیستیک را بهبود بخشد و همچنین ممکن است اطلاعات پیش آگهی برای ADPKD ارائه دهد. آزمایش‌های ژنتیکی مبتنی بر توالی سنگر معمولی در روشن کردن علل بروز PKD غیر معمول در سناریوهای بالینی، مانند ناهماهنگی بیماری در خانواده، الگوهای تصویربرداری غیر معمول کلیه، شدت بیماری ناهماهنگ بین کاهش eGFR و حجم کل کلیه، و سایر کلیه‌های کیستیک سندرومی محدود است. بیماری. نوآوری‌ها در توالی‌یابی با توان بالا، تشخیص مولکولی را در ADPKD تغییر داده و گسترش می‌دهند. از طریق غربالگری جامع بیماری‌های کیستیک متعدد و ژن‌های اصلاح‌کننده و تشخیص بهبود یافته موزائیکیسم سوماتیک، انتظار می‌رود که پانل ژن هدفمند، توالی‌یابی کل اگزوم یا کل ژنوم، دقت تشخیصی و پیش آگهی را برای پیشرفت پزشکی شخصی در ADPKD بهبود بخشد.

افشاگری ها

MB Lanktree برای شرکت به عنوان سخنران و عضو هیئت مشاوران Otsuka Pharmaceuticals غرامت دریافت کرده است. او همچنین کمک های مالی را از بنیاد کلیه کانادا در طول انجام این مطالعه دریافت کرد. Y. Pei برای شرکت در هیئت های مشاوره Otsuka، Reata Pharmaceuticals و Sanofi-Genzyme غرامت دریافت کرده است. همه نویسندگان باقی مانده چیزی برای افشای ندارند.

منابع مالی

این کار تا حدی توسط مؤسسه کانادایی تحقیقات بهداشتی استراتژی برای کمک هزینه برنامه تحقیقاتی بیمار محور در بیماری مزمن کلیه می تواند برنامه شبکه CKD را حل کند. MB Lanktree یک محقق جدید در برنامه آموزشی هسته ای و آموزش ملی دانشمند پژوهشی کلیه (KRESCENT) است که توسط مؤسسه تحقیقات بهداشتی کانادا، بنیاد کلیه کانادا و انجمن نفرولوژی کانادا تأمین می شود.

اطلاعات بیشتر:david.deng@wecistanche.com