【專題】假基因—多囊腎

什麼是多囊腎？

多囊腎(polycystic kidney disease,PKD)，又名Potter(Ⅰ)綜合征、Perlmann綜合征、先天性腎囊腫瘤病、囊胞腎、雙側腎發育不全綜合征、腎髒良性多房性囊瘤、多囊病。PKD有兩種類型：常染色體隐性遺傳型(嬰兒型)多囊腎，發病于嬰兒期，臨床較罕見；常染色體顯性遺傳型(成年型)多囊腎，常于青中年時期被發現，也可在任何年齡發病，為多囊腎的常見類型。本病幼時腎大小形态正常或略大，随年齡增長囊腫數目及大小逐漸不斷地增多和增大，多數病例到40～50歲時腎體積增長到相當程度才出現症狀。主要表現為兩側腎腫大、腎區疼痛、血尿及高血壓等。發病率1/500~1/1000，無理想診治方法。

常染色體顯性多囊腎（ADPKD）

常染色體顯性遺傳多囊腎病是慢性腎髒病的重要誘因之一，發病率為1/400-1/1000，由于其發病年齡多在40~60歲，故既往又稱之為“成人型多囊腎病”。全球約1200萬患者深受這一疾病的影響。約50%患者會發展到終末期腎功能衰竭（ESRD），需要進行異源腎髒移植或者終身血液透析治療。我國約有150萬此疾病患者，每年都有數以萬計的患者苦苦等待無償捐獻的腎源或者通過無休止的透析維持生命。ADPKD不僅給患者造成嚴重的身體和精神上的折磨，同時給患者家庭帶來沉重的經濟負擔。

緻病基因

與ADPKD緻病相關的基因為PKD1和PKD2基因，其中85%的ADPKD患者是由PKD1基因突變所導緻的，因此被稱為常染色體顯性多囊腎病1型；15%的ADPKD患者是由PKD2基因導緻的，因此被稱為是常染色體顯性多囊腎病2型，約95%的ADPKD患者具有家族史，約5%患者是由新發突變引起。

PKD1基因由46個外顯子組成，編碼序列有12,912bp；PKD2基因由15個外顯子組成，編碼序列為2,907bp。

值得注意的是PKD1基因組區域複雜，1-33号外顯子區域有6個假基因（PKD1P1-P6），給基因檢測帶來了困難,所以康旭對于疑似多囊腎患者，進行PKD1、PKD2基因高通量測序（NGS），然後對檢測結果進行Sanger測序的驗證。

對于PKD1基因區域的1-33外顯子區域的錯義/無義突變或小片段的插入/缺失的突變分析采用Long-Range PCR進行，用以明确PKD1的真基因區域和假基因區域；對于PKD1基因的單個或多個外顯子缺失的驗證是通過多重連接探針擴增技術（multiplex ligation-dependent probe amplification, MLPA）進行檢測。

臨床診斷

1

腎髒表現

1.1 腎囊腫：多囊腎腎功能異常表現包括高血壓，腎痛，腎功能不全等，這些表現與腎囊腫的進展有直接關系。

1.2 腎功能異常：較早發生尿濃縮能力和氨排洩減少，在疾病的早期階段，這些異常較輕，對患者的生活影響不大。

1.3 高血壓：另一個早期腎功能異常和腎血流量減少的症狀，診斷明确往往在病程晚期，具有以下特點：腎血管阻力和濾過分數增加；血漿腎素活性正常或升高；鹽敏感性；細胞外液量、血漿量及心輸出量正常或增加；轉換酶抑制可部分糾正腎血流動力學。

1.4 腎絞痛：疼痛是多囊腎常見的表現，潛在的病因包括：囊腫出血，腎結石，囊腫感染，腫瘤等，可發生血尿。

1.5 腎結石。多囊腎腎結石的患病率約為20%，大部分為尿酸和/或草酸鈣結石。

1.6 泌尿道感染和囊腫感染。

1.7 腎細胞癌（RCC）。

1.8 其他。囊腫大規模的擴大可能會導緻腎髒局部結構的并發症，如壓迫下腔靜脈及胃出口阻塞等。

1.9 腎功能衰竭。大約50%的患者到60歲時發展為ESRD。

2

腎外表現

輔助檢查

腎髒和腹部超聲、CT或磁共振成像應該為首先考慮的檢查。

分子序列分析的基因檢測可有助于對疾病的确診，如PKD1和PKD2突變的測序分析是陰性的，PKD2缺的失/重複分析應予以考慮。

案例分享

01

常染色體顯性遺傳性多囊腎病主要由 PKD1 和 PKD2 基因突變造成，都為常染色體顯性遺傳，先證者攜帶緻病位點，遺傳給下一代的概率是50%，所以明确突變位點對于早期确診和産前診斷都至關重要。

先證者是1988年出生的女性，2018年7月被确診為多囊腎，有家族史，患者父親也患者也患有多囊腎疾病，檢測項目是全外顯子 Slim版 1 人，檢測結果是PKD1基因的一個錯義變異，蛋白損傷是疑似緻病，這個變異來源于父親，符合家族史，符合家系共分離，所以PKD1基因的變異是可能是這個患者的緻病基因。

入選理由:

1. 以下臨床表型與該基因相關疾病表型相匹配: 多囊腎;

ACMG 證據：PM2,PP3

檢測結果：在受檢者PKD1 基因發現 c.8548T>C（編碼區第 8548 号核苷酸由 T 變為 C）的雜合核苷酸變異，該變異導緻第2850号氨基酸由Ser變為 Pro（p.Ser2850Pro），為錯義變異。該變異可能導緻蛋白質功能受到影響。受檢者其父該位點為雜合子,其母該位點未見異常。該變異的緻病性尚未見文獻報道（所參考數據庫：HGMD Pro 及 PubMed）。該變異不屬于多态性變化，在人群中發生的頻率極低（所參考數據庫：1000Genomes、 dbSNP）。PKD1基因是成人多囊腎病 I 型(Polycystic kidney disease, adulttype I)的緻病基因，為常染色體顯性遺傳方式（AD)。對于該類遺傳方式，雜合變異可能導緻發病。建議結合受檢者臨床表現及家族史進一步分析确定該變異是否具有臨床意義。

疾病臨床症狀：PKD1：成人多囊腎病， I 型[常染色體顯性、瓣膜病患病率增加、顱内動脈瘤、肝囊腫、結腸憩室、多囊腎;腎衰竭、遺傳異質性;見多囊蛋白 1（601313）突變導緻的 PKD1（601313），多囊蛋白2（173910）突變導緻的 PKD2（173910），以及 PKD3（600666）、由多囊 1 基因突變引起;由多囊 2基因突變引起]；

雖然大多數成人多囊腎是PKD1基因和PKD2基因的微小變異引起的，但還有一小部分是PKD1和PKD2基因的大片段的缺失造成的。

02

一34歲的男性，患有終末期腎病（血液透析治療），高血壓和憩室病，因左下腹部急性疼痛入院。4天前出現疼痛，呈鈍痛無放射痛，服用氫可酮/對乙酰氨基酚後部分緩解，無明顯惡化危險因素。2天前出現高熱，寒顫。自述無排尿困難，腹瀉，血尿，便血或黑便。未服用抗凝血劑或非甾體類抗炎藥，亦無重傷或創傷史，父親也有多囊腎，檢測産品為MLPA:多囊。

檢測結果：

發現受檢者PKD1基因 9-15 号外顯子雜合缺失變異；遺傳自父親，未發現受檢者其母親存在大片段變異，符合家系共分離，所以PKD1基因的缺失變異很可能是這個患者的緻病原因。

常染色體隐性多囊腎（ARPKD）

ARPKD又稱嬰兒型多囊腎，發病率約為1/2萬，大多無家族史。常于嬰兒期發病，30%左右ARPKD患者在新生兒期死亡，少數症狀較輕者可存活至兒童期或成人期，雖然發病率不高，卻是最為常見的遺傳性兒童腎囊性病變。與ADPKD之間很大的一個區别在于，ARPKD的腎外病變僅為肝髒異常，主要表現為門脈周圍纖維化，膽管增生，偶見囊腫。ARPKD由位于6号染色體的PKHD1基因突變造成，PKHD1編碼一種膜蛋白，稱為纖維酶，其功能尚不明确。

緻病基因

多囊腎/多囊肝病變1基因(polycystic kidney andhepatic disease 1，PKHD1)是目前人類所知的ARPKD的唯一緻病基因，該基因位于染色體6p21上，編碼一個由4 074個氨基酸構成的整合膜蛋白，即纖維素（fibrocystin）。由PKHD1基因變異所緻的纖維素缺陷，可引起其所參與的信号通路和細胞功能出現異常，進而影響細胞增殖、分化及平面細胞極性，最終導緻腎小管擴張産生囊腫。

臨床診斷

ARPKD是一種複雜的疾病，可單獨存在，也可與其他疾病共存，或表現為綜合征。因此，診斷該病往往需要對家族史、臨床表現、影像學檢查等多方面證據進行綜合分析。而對于部分患者，當診斷不明确時，可行分子遺傳學分析确診。目前最被認可的 ARPKD 診斷标準是由Zerres等提出的，并對其進行修改完善：

1.具有ARPKD典型的超聲表現：增大的、強回聲的、伴皮髓質分界不清的腎髒。

2.以下内容中的1條或多條：

①患兒父母尤其當其>40歲時，超聲檢查未發現腎囊腫；

②有臨床或實驗室或影像學證據證實患兒存在肝纖維化；

③肝髒病理提示存在特征性肝膽闆異常；

④同一家族的同胞中有通過病理檢查确診的 ARPKD 患者；

⑤父母近親婚配提示常染色體隐性遺傳。

然而在實際臨床工作中，由于影像學檢查操作者水平有限，有時并不能完全根據超聲結果作出診斷，腎髒活檢又具有創傷性，患兒家屬往往不能接受，因此必要時可行分子遺傳學檢查。

案例分享

常染色體隐形遺傳性多囊腎病主要由PHKD1基因突變造成， 大部分症狀較嚴重的患兒在妊娠後期超聲檢查可顯示腎或肝的囊腫，5～10歲患兒有門脈高壓的症狀出現，如食管、胃底靜脈曲張和脾亢進 (白細胞減少，血小闆降低)。青春期出現症狀的患者則腎髒增大并不明顯，腎功能不全呈輕度或中度，症狀以進行性肝纖維化的為主 (門脈高壓，胃底、食管靜脈曲張，肝功能不全，脾亢)。由于大部分患者無陽性家族史，極易造成誤診。基因檢測有助于疑似患者的确診，全外顯子測序已經可以達到85%的檢出率。

先證者是2019年1月出生的女孩兒，出生後2月診合并多囊肝及多囊腎，無家族史，檢測項目是全外顯子 Slim 版 1 人，檢測結果是PKHD1兩個位點複合雜合變異，其中c.6332+1_6332+2insG遺傳自母親，c.4274T>G遺傳自父親，符合疾病的遺傳方式，所以兩個位點的變異可能是這個女孩兒的緻病原因。

總結

參考文獻

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[5] Grantham JJ. Clinical practice.Autosomal dominant polycystic kidney disease.N Engl J Med.2008, 359(14):1477–85.

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