Uvid u autosomno dominantnu policističnu bolest bubrega iz genetskih studija

Sažetak

Autosomno dominantni policističnibolest bubregaje najčešći monogeni uzrok ESKD.Genetske studijeiz pacijenata i životinjskih modela dobili su informacije o patobiologiji bolesti. Snažno podržavaju "model praga" u kojem je stvaranje ciste potaknuto smanjenom funkcionalnom dozom policistina ispod kritičnog praga unutar pojedinačnih tubularnih epitelnih stanica zbog germinativne i somatske mutacije PKD1 i PKD2, mutacije gena (npr. SEC63, SEC61B, GANAB, PRKCSH , DNAJB11, ALG8 i ALG9) u biosintetskom putu proteina endoplazmatskog retikuluma ili somatskom mozaicizmu.Genetsko testiranjemože potencijalno pružiti dijagnostičke i prognostičke podatke o cističnombolest bubrega. Međutim, probir mutacije PKD1 izazovan je zbog svoje velike veličine i složenosti, što ga čini skupim i radno intenzivnim.

Štoviše, konvencionalno genetsko testiranje temeljeno na Sangerovom sekvenciranju trenutno je ograničeno u razjašnjavanju uzroka atipičnihpolicistična bolest bubrega, kao što je nesklad bolesti unutar obitelji, atipičanbubregslikovni obrasci i neskladna težina bolesti između ukupnog volumena bubrega i stope pada eGFR-a. Osim toga, okolišni čimbenici,genetskimodifikatora, a somatski mozaicizam također doprinosi varijabilnosti bolesti, dodatno ograničavajući prognozu klasom mutacije u pojedinačnih pacijenata. Nedavne inovacije u sekvencioniranju sljedeće generacije spremne su transformirati i proširiti molekularnu dijagnostiku po razumnoj cijeni. Očekuje se da će sveobuhvatnim probirom višestrukih cističnih bolesti i gena modifikatora, ciljani genski panel, sekvenciranje cijelog egzoma ili cijelog genoma poboljšati dijagnostičku i prognostičku točnost kako bi se unaprijedila personalizirana medicina kod autosomno dominantne policistične bolesti bubrega.

Kliknite Za Cistanche Tubulosa

ZA VIŠE INFORMACIJA:david.deng@wecistanche.com

Uvod

Autosomno dominantna policistična bolest bubrega (ADPKD)je multisistemski poremećaj karakteriziran rastom brojnihbubrežne cistei povećanje volumena bubrega što dovodi do ESKD u većine bolesnika. Hipertenzija, velika hematurija, ruptura i infekcija ciste, bubrežni kamenci i bolovi u bokovima česte su komplikacije bubrega. U isto vrijeme, izvanbubrežne manifestacije uključuju ciste jetre i gušterače, vaskularne aneurizme, abnormalnosti srčanih zalistaka, hernije i divertikulozu. Procjena prevalencijeADPKDbio je izazovan zbog varijabilne penetracije ovisne o dobi i nepotpunog kliničkog utvrđivanja u općoj populaciji. Epidemiološke studije klinički utvrđenih slučajeva ADPKD-a izvijestile su o prevalenciji od 2,4–9.0 na 10,000. Nasuprot tome, nedavna studija genomskog sekvencioniranja u velikim populacijama dala je minimalnu procjenu od 1 na 1000. Identifikacija PKD1 1995. i PKD2 1996. olakšala je razvoj molekularne dijagnostike temeljene na sekvenci DNK. Od tada, potaknuto napretkom u tehnologiji sekvenciranja, naše razumijevanje složenosti genetske osnove cistične bolesti bubrega je evoluiralo. Važne poruke na kojima se temelji ovaj pregled su da nemaju svi pacijenti s višestrukim bubrežnim cistamaADPKDi toADPKDi autosomno dominantna policistična bolest jetre (ADPLD) predstavljaju fenotipski spektar, pri čemu su obje bolesti rezultat promjena u funkciji policistina. Raspravljamo o tome kako su genetske studije pomogle našem razumijevanju patobiologije ADPKD. Također raspravljamo o aktualnim kliničkim indikacijama za genetsko testiranje kod suspektnihADPKDi njegovu rastuću ulogu u razjašnjavanju genetskih uzroka atipičnihpolicistična bolest bubrega (PKB). Pojmovnik korištenih u ovom pregledu nalazi se u okviru 1.

Genetske studije dale su informacije o mehanizmima bolesti kod ADPKD

Mutacije dvaju gena, PKD1 i PKD2 (koji kodiraju dva integralna membranska proteina, policistin-1, odnosno policistin-2 [ili TRPP2]), odgovorne su za većinu genetski riješenih slučajeva ADPKD-a. Policistin-1 je veliki protein s funkcionalnim značajkama koje upućuju na receptor nepoznate funkcije, dok je policistin-2 nespecifični kationski kanal; oba međusobno djeluju kroz svoje citoplazmatske repove kako bi modulirali novi signalni put u primarnim cilijama. Varijabilna ekspresija bolesti značajna je značajka ADPKB. Iako je nasljedni defekt germinativne linije prisutan u svim stanicama, ciste se formiraju u 5 posto tubula, a cistična dilatacija je žarišna unutar svakog tubula. Ova opažanja, zajedno s otkrićem somatskih PKD1 ili PKD2 mutacija u cistama bubrega i jetre pacijenata sADPKD, dovela je do hipoteze o recesivnom staničnom mehanizmu za cistogenezu u kojoj je inaktivacija obiju kopija PKD1 ili PKD2 u pojedinačnoj tubularnoj epitelnoj stanici

potreban je za početak stvaranja ciste. Međutim, ova je hipoteza isprva bila osporena zbog niskog udjela somatskih mutacija PKD1 identificiranih u cistama pacijenata s mutacijama PKD1 zametne linije, iako je samo neduplicirana regija PKD1 pretražena u ranijim studijama. Koristeći lokus-specifičnu PCR i sekvencioniranje sljedeće generacije (NGS), nedavna studija sveobuhvatno je ispitala i identificirala privatne somatske PKD1 i PKD2 mutacije u 90 posto od 128 cista devet pacijenata, pružajući najdefinitivije dokaze u prilog gornjoj hipotezi. Međutim, potpuna inaktivacija obiju kopija PKD1 ili PKD2 nije neophodna za inicijaciju ciste budući da su studije na modelima hipomorfnih mutantnih miševa pokazale razvoj ciste s niskim razinama (otprilike 20 posto) policistina-1. Trenutačno, model "praga" cistogeneze daje najbolje objašnjenje dosadašnjih studija na ljudima i životinjama. Sukladno tome, smanjena funkcionalna doza policistina-1 ispod kritičnog praga (tj. približno 20-30 posto) unutar tubularnih epitelnih stanica zbog germinativne i somatske mutacije PKD1 ili PKD2, tip (tj. skraćivanje proteina u odnosu na neskraćivanje) mutacije, a čini se da lokalni stohastički čimbenici pokreću individualno stvaranje ciste. Međutim, vrijeme se također čini važnim: inaktivacija Pkd1 prije 13 dana nakon rođenja u mišjem modelu rezultirala je teškom cističnom bolešću unutar 3 tjedna; nasuprot tome, inaktivacija Pkd1 nakon 14 dana starosti u istom modelu rezultirala je indolentnim tijekom s razvojem ciste tek nakon 5 mjeseci. Štoviše,cistična bolest bubregau modelu kasne indukcije je pogoršanozljede bubrega, kao što je ishemija-reperfuzija i tubularna opstrukcija od taloženja kristala (također poznat kao "model trećeg pogotka"). Zajedno, ovi nalazi sugeriraju da dodatni čimbenici osim "drugih pogodaka" doprinose širenju proširenih tubula u makrociste. Intrigantno, nedavna studija Pkd1 mutiranih miševa sugerira da lokalni čimbenici koji proizlaze iz pojedinačnih cista mogu potaknuti susjedne dilatirane tubule da evoluiraju u ciste ciste u klasterima (također poznato kao "efekt snježne grude").

Nedavne genetske studijeidentificirali su novi mehanizam kojim mutacije u više gena koji kodiraju proteine ​​koji funkcioniraju u biosintetskom putu proteina endoplazmatskog retikuluma (ER) uzrokuju ADPLD moduliranjem doze policistina-1 (tablica 1). Konkretno, translokacijski proteini koje kodiraju SEC63 i SEC61B potrebni su za ulazak nascentnih proteina u ER, dok su proteini kodirani s ALG8, ALG9 i PMM2 potrebni u ER za N-glikozilaciju nascentnih proteina. Glukozidaza II, sastavljena od a-podjedinice koju kodira GANAB i b-podjedinice koju kodira PRKCSH, uklanja molekule glukoze iz nastalih proteina nakon kontrole kvalitete ciklusom kalneksin/kalretikulin prije nego što se izvezu u Golgijev kompleks (Slika 1). Osim toga, kofaktor veznog Ig proteina kodiranog DNAJB11 funkcionira kao šaperon u ER-u za kontrolu savijanja, trgovine i razgradnje proteina, uključujući policistin-1 i policistin-2. Mutacije bilo kojeg od gore navedenih gena mogu smanjiti funkcionalnu dozu policistina-1 narušavanjem njegove post-translacijske modifikacije i prometa na staničnu membranu i na taj način mogu promijeniti težinu cistične bolesti u okruženju ADPKD-a.

Slika 1.|Shematski prikaz sazrijevanja endoplazmatskog retikuluma i N-glikozilacije nascentnog policistina-1 (PC-1) i policistina-2 (PC-2). Mutacije u PKD1 i PKD2 uzrokuju autosomno dominantnu policističnu bolest bubrega (ADPKD); mutacije u SEC61B, SEC63, ALG8, GANAB i PRKCSH uzrokuju autosomno dominantnu policističnu bolest jetre; mutacije u PKHD1 uzrokuju autosomno recesivnu policističnu bolest bubrega; a mutacije u ALG9 i GANAB uzrokuju atipični ADPKD. Sva stanja imaju fenotipsko preklapanje i uključuju određeni stupanj cista bubrega i jetre, a povezana su s promjenama u funkcionalnoj dozi zrelog PC-1/PC-2 kompleksa.

Mehanizmi kojima smanjena policistinska signalizacija u primarnim trepeticama tubularnih epitelnih stanica dovodi do cistične bolesti ostaju nedovoljno jasni. Pokazalo se da eksperimentalne terapije usmjerene na povećanje cAMP-a, aktivaciju mete rapamicinskog kompleksa 1 (mTORC1) kod sisavaca i smanjenu signalizaciju protein kinaze aktiviranu 5ʹ-AMP-om usporavaju napredovanje cistične bolesti (Slika 2). Tolvaptan, antagonist receptora vazopresina 2, bio je uspješan u usporavanju progresije ADPKD kod ljudi smanjenjem cAMP signalizacije. Zanimljivo je da je nedavna studija mišjih PKD modela pokazala da je ablacija primarnih cilija inaktivacijom cilijarnog gena (bilo Kif3 ili Ift20) rezultirala blagom bolešću, dok je inaktivacija bilo Pkd1 ili Pkd2 rezultirala ozbiljnom bolešću. Neočekivano, ablacija primarnih cilija uz inaktivaciju Pkd1 ili Pkd2 u ovim modelima rezultirala je oslabljenimbolest bubregau usporedbi sa samom inaktivacijom Pkd1 ili Pkd2. Uzeti zajedno, ovi podaci impliciraju postojanje još neidentificiranog signalnog puta temeljenog na cilijama koji stupa u interakciju s kompleksom policistina radi modulacije ozbiljnosti cistične bolesti i čini se da gubitak funkcije cilija djeluje zaštitnički u kontekstu ADPKD-a.

Evolucija tehnologija probira mutacija u ADPKD

Probir mutacije PKD1 bio je izazovan zbog njegove velike veličine, složenosti i visokog sadržaja GC. Gen se sastoji od 46 egzona i kodira transkript od 12,912-bp, koji obuhvaća 50-kb genomsku regiju. Njegova prva 33 egzona duplicirana su u šest pseudogena s otprilike 98 posto identičnosti sekvence DNA. Visoka razina identičnosti sekvence DNK s pseudogenima stvara mogućnost za lažno pozitivne i negativne pozive genotipa jer se mutacija pseudogena može netočno nazvati prisutnom u PKD1, a mutacija PKD1 može se propustiti ako je signal nadjačan normalnim slijedom u pseudogenima kada se koristi analiza hvatanja DNA. Prvi protokol za sveobuhvatni pregled mutacije PKD1 iskoristio je rijetke neusklađenosti između duplicirane regije PKD1 i njegovih pseudogena za generiranje šablona specifičnih za lokus za naknadne ugniježđene reakcije sekvenciranja. Pet PCR-ova dugog dometa potrebno je za generiranje PKD1-specifičnih amplikona iz duplicirane regije nakon čega slijedi 65 ugniježđenih PCR-ova za pregled cijelog gena. Ovaj protokol pruža snažnu zaštitu od lažnog genomskog pojačanja iz pseudogena PKD1 i dao je visoku dijagnostičku stopu od približno 80 posto – 90 posto u odabranim kliničkim skupinama, ali je radno intenzivan i skup.

Slika 2.|Uvid u patobiologiju ADPKD iz genetskih studija na ljudima i životinjama. AMPK, 5'-AMP-aktivirana protein kinaza; ER, endoplazmatski retikulum; ERK, kinaza regulirana izvanstaničnim signalom; JAK-STAT, Janus kinaza-pretvornik signala i aktivator transkripcijskog signalnog puta; mTOR, meta rapamicina kod sisavaca.

Naknadni protokol generirao je PCR amplikone dugog dometa specifične za lokus za oba gena (tj. osam za PKD1 i šest za PKD2) i multipleksirao ih iz pojedinačnih uzoraka pacijenata kao bar-kodirane biblioteke za sekvencioniranje visoke propusnosti. Ovaj potonji pristup značajno smanjuje opterećenje laboratorija i troškove i trenutno ga koristi nekoliko istraživačkih laboratorija; međutim, još uvijek zahtijeva znatnu tehničku stručnost. U novije vrijeme, ciljano sekvenciranje egzoma pomoću prilagođenih genskih panela korištenjem snimanja DNK ili sekvenciranja cijelog genoma primijenjeno je za probir mutacija PKD1 i PKD2, s obećavajućim rezultatima i 0,95 posto točnosti za prethodno riješene slučajeve; međutim, potrebne su sofisticirane bioinformatičke analize.

Klasa mutacije predviđa prosječnu težinu bubrežne bolesti kod ADPKD

Ispitivanje mutacija pacijenata s ADPKD-om obogaćeno visokorizičnim kliničkim značajkama za napredovanje javlja da je 75 posto slučajeva imalo mutacije PKD1, približno 15 posto nosilo je mutacije PKD2, a u najmanje 10 posto slučajeva mutacija nije bila otkrivena. Nasuprot tome, probir mutacija pacijenata utvrđen je normalnim ili gotovo normalnimrad bubregaizvijestili su da je 60 posto slučajeva nosilo PKD1 mutacije, 25 posto nosilo je PKD2 mutacije, a 15 posto nije imalo otkrivenu mutaciju. Više od 1250 PKD1 mutacija i 200 PKD2 mutacija arhivirano je u Mayo PolycysticBaza podataka o bubrežnim bolestima, a niti jedna mutacija ne čini 0,2 posto slučajeva. Više studija potvrdilo je snažnu korelaciju između klase mutacije i ozbiljnosti bubrežne bolesti: u prosjeku, mutacije PKD1 koje skraćuju proteine ​​(tj. pomak okvira, besmislice i kanoničke mutacije mjesta spajanja i velike delecije) povezane su s najtežom bolešću (srednja dob od ESKD: 50-55 godina), nakon čega slijede neskraćene PKD1 mutacije (tj. missense i umetanja/brisanja unutar okvira) i PKD2 mutacije (srednja dob ESKD-a: približno 75-80 godina). Međutim, značajna varijabilnost bolesti unutar obitelji oboljelih rođaka s istim glavnim učinkom mutacije dobro je dokumentirana i snažno ukazuje na modifikatorski učinak. Osim toga, u nedostatku robusnog in vitro testa, postoji nesigurnost za dodjelu patogenosti u neskraćenim varijantama. Američki koledž medicinskih genetičara razvio je smjernice za tumačenje rijetkih varijanti sekvenci koje uključuju procjenu učestalosti alela u populacijskim bazama podataka, prisutnost kao patogena u bazama podataka o bolestima, in vitro ili in vivo funkcionalnu karakterizaciju, bioinformatičku procjenu i kosegregaciju s bolešću kod više oboljelih ili odsutnost kod nezahvaćenih članova obitelji. Varijante se zatim navode kao "patogene", "vjerojatno patogene", "varijante nesigurnog značaja" ili "benigne". Međutim, kumulativna populacijska učestalost "vjerojatno patogenih" varijanti PKD1 i PKD2 premašuje epidemiološke procjene prevalencije ADPKD, dovodeći u pitanje penetraciju nekih od ovih varijanti.

Genetski uzroci PKD osim PKD1 i PKD2

Unatoč sveobuhvatnom probiru, 10-15 posto pacijenata koji sumnjaju na ADPKD nemaju otkrivenu mutaciju ni u PKD1 ni u PKD2. Korištenjem sekvenciranja cijelog egzoma, mutacije su identificirane u nekoliko dodatnih gena za rijetke cistične bolesti kod pacijenata koji su izvorno bili označeni kao "nije otkrivena mutacija". Kao što je gore opisano, pokazalo se da višestruki geni (tj. ALG8, ALG9, GANAB, PRKCSH, SEC61B i SEC63) koji kodiraju proteine ​​koji funkcioniraju u biosintetskom putu ER uzrokuju ADPLD i kliničku sliku koja se preklapa s ADPKD. Autosomno recesivne mutacije u PMM2 uzrokuju razorni pedijatrijski multisistemski poremećaj, ali je identificirano da rijetka mutacija promotora koja je smanjila ekspresiju PMM2 uzrokuje hiperinzulinemičku hipoglikemiju u djetinjstvu i policistične bubrege u petnaest obitelji. Pokazalo se da mutacije u DNAJB11 uzrokuju atipični PKD s malim bubrežnim cistama, malom ili normalnom veličinom bubrega i zatajenjem bubrega s kasnim početkom povezanim s tubularnom atrofijom i intersticijalnom fibrozom—kliničke značajke obaADPKDiautosomno dominantna tubulointersticijska bolest bubrega (ADTKD). Ovaj nesklad između veličine bubrega i funkcije vrlo je neuobičajen za ADPKD, ali se također vidi kod ADPLD-a povezanog s mutacijama ALG9.

Somatski mozaicizam još je jedan važan uzrok ADPKD-a u bolesnika bez otkrivene mutacije. Mozaicizam se odnosi na prisutnost dviju genetski različitih staničnih populacija unutar jedne jedinke koja je rezultat somatske mutacije tijekom embriogeneze. Ovisno o tipu stanice i razvojnom stadiju kada se mutacija dogodi, mogu nastati tri klinička sindroma: mozaicizam zametne linije, koji uključuje samo zametne stanice; somatski mozaicizam, koji uključuje samo tjelesne stanice; i gonadni i somatski mozaicizam, koji uključuje i germinalnu liniju i somatske stanice. Prisutnost de novo PKD s atipičnim slikovnim uzorcima bubrega (tj. asimetričnim, jednostranim, iskrivljenim uzorcima) klinički je nalaz koji sumnja na somatski mozaicizam. Dijagnoza mozaicizma je izazovna zbog varijabilne zahvaćenosti zahvaćenih stanica što rezultira niskim omjerom signala i šuma mutacije, a Sangerovo sekvenciranje često propušta. Međutim, oko 10 posto genetski neriješenih slučajeva iz tri klinički utvrđene kohorte pokazalo je da NGS nosi somatski mozaicizam. Sve identificirane somatske mutacije pronađene su u PKD1 sekvencioniranom iz DNA periferne krvi u varijantnim udjelima alela između 5 i 20 posto. Buduće studije koje koriste "molekularno barkodiranje" uzorka DNK iz različitih tkiva (npr. bukalne sluznice i urinarnog epitela) mogu poboljšati stopu detekcije slučajeva mozaika s čak nižim varijantnim udjelima alela (tj. 2 posto očitavanja).

Trenutačne indikacije za genetsko testiranje kod ADPKD

Za većinu rizičnih ispitanika s pozitivnom obiteljskom anamnezom, dijagnoza ADPKD može se potvrditi ultrazvukom ili magnetskom rezonancijom uz korištenje dobro validiranih kriterija koji ovise o dobi i temelje se na broju bubrežnih cista (tablica 2). Međutim, isključivanje bolesti s potpunom sigurnošću možda neće biti moguće ultrazvukom kod rizičnih subjekata mlađih od 40 godina. Nasuprot tome, s većom rezolucijom za otkrivanje malih cista, magnetska rezonancija može se koristiti za isključivanje bolesti s velikom sigurnošću. Kliničkigenetsko testiranjezaADPKDtrenutno je indiciran u slučajevima kada postoji sumnja u vezi s dijagnozom (tj. nedostatak obiteljske anamneze ili dvosmisleni slikovni nalazi) ili kada postoji potreba za isključivanjem bolesti s visokom sigurnošću u ranoj dobi, kao što je u slučaju obrade za potencijalni živi darivatelj bubrega ili prenatalna i prijeimplantacijska genetska dijagnoza (Tablica 3). Rano isključivanje ADPKD-a kod rizičnog subjekta može se izvesti genetskim testiranjem na specifičnu obiteljsku mutaciju. Ne preporučujemo probir maloljetnika s rizikom od ADPKD osim praćenja krvnog tlaka jer u ovoj populaciji nedostaje liječenje koje modificira bolest, a postavljanje dijagnoze u presimptomatskom stanju može uzrokovati psihološki stres. Svi subjekti koji se podvrgavaju genetskom testiranju na ADPKD trebaju biti obaviješteni o potencijalnim posljedicama genetskog testiranja, koje se razlikuju od zemlje do zemlje, te trebaju dobiti savjetovanje prije i poslije testiranja od strane genetskog savjetnika.

Razvoj indikacija za genetsko testiranje kod ADPKD

Napredak u NGS-u spreman je revolucionirati genetsko testiranje ADPKD-a pružanjem simultanog probira mutacija višestrukih cističnih bolesti i potencijalnih gena modifikatora s visokom točnošću i razumnim troškovima (28). Kao takvi, očekujemo da će se razviti nekoliko novih indikacija s napredovanjem visokoučinkovitih metodologija sekvenciranja usmjerenih na atipične oblike PKD-a (Slika 3, Tablica 3); uključuju (1) ranu i tešku bolest, (2) izraženu intrafamilijarnu varijabilnost bolesti, (3) nema očite obiteljske anamneze, (4) atipičnesnimanje bubregai (5) sindromska prezentacija. Kumulativna prevalencija ovih atipičnih scenarija može biti čak jedna trećina bolesnika s ADPKD. Predlažemo da se pacijenti ili obitelji koji pokazuju jedan od ovih scenarija upute u specijalizirane centre na daljnje testiranje.

(1) Rana i teška bolest

Teški PKD koji se javlja u maternici ili u ranom djetinjstvu dobro je opisan klinički entitet. Na primjer, susjedna delecija PKD1 i TSC2 rijedak je sindrom povezan s povećanim cističnim bubrezima, varijabilnim znakovima kompleksa tuberozne skleroze (TSC) i, tipično, ESKD-om do tinejdžerskih godina Novije studije pokazale su genetsku složenost koja podupire neke od ovih teških slučajeva , uključujući složenu heterozigotnost (npr. zbog jedne mutacije PKD1 koja skraćuje protein in trans s drugom neskraćenom mutacijom PKD1) ili digene bolesti (npr. zbog jedne mutacije PKD1 i druge mutacije u drugom genu za cističnu bolest, kao što je PKD2, COL4A1 , ili HNF1B). Vjeruje se da su homozigotne PKD1 ili PKD2 mutacije s gubitkom funkcije embrionalno smrtonosne kod ljudi. Iako rijetko, identifikacija obitelji s bilinealnim ADPKD ima važne implikacije za genetsko savjetovanje. Iako se to može sugerirati iz obiteljske povijesti, to često nije slučaj jer jedan od pogođenih roditelja može imati blagi oblik ADPKD (tj. zbog neskraćene PKD1 ili PKD2 mutacije). Klinički znakovi potencijalne bilinealne bolesti kod ADPKD mogu uključivati ​​označenebolest bubreganesklad između članova obitelji i visok omjer segregacije bolesti koji pogađa približno 75 posto djece u velikim pedigreima, za razliku od 50 posto očekivanih u autosomno dominantnom stanju, zbog dvije neovisno odvojene mutacije.

Slika 3.|Klinički scenariji atipične prezentacije ADPKB i potencijalna genetska objašnjenja.

(2) Izražena intrafamilijarna varijabilnost bolesti

Označenobolest bubreganesklad (tj. prema ukupnom volumenu bubrega ili eGFR-u, prilagođen za dob) u oboljelom srodničkom paru relativno je čest, pogađa najmanje 12 posto obitelji s ADPKD-om, a može biti rezultat podudarnosti drugogbolest bubrega(npr. dijabetes ili GN) kod teže pogođenog člana ili prisutnost neobične genetske podloge (tj. somatski mozaicizam ili genetski modifikatori, uključujući digensku bolest kao što je gore razmotreno). Prijavljena je digenska ili bialelna bolest povezana s različitim genskim ili alelnim učincima u bolesnika s ADPKD-om i snažno podupire "model praga" cistogeneze u kojem je stanično funkcionalna doza policistina u obrnutoj korelaciji s težinom bolesti (Slika 4). Osim toga, komorbiditeti (kao što su hipertenzija i pretilost) i okolišni čimbenici (kao što su pušenje i unos vode) također mogu doprinijeti neskladu bolesti unutar obitelji.

（3）Nema očite obiteljske anamneze

Do 28 posto pacijenata za koje se sumnja da imaju ADPKD ne navode vidljivu obiteljsku anamnezu. U ovoj situaciji može biti indicirano genetsko testiranje, a diferencijalnu dijagnozu treba proširiti kako bi uključila druge genetske i negenetske uzroke cističnebolest bubrega, osobito u slučajevima s atipičnim ili sindromskim značajkama. Druge diferencijalne dijagnoze uključuju de novo mutaciju, nedostupnost roditeljske medicinske dokumentacije, somatski mozaicizam ili mozaicizam germinativne linije ili blagi ADPKD koji nije prepoznat kod oboljelog roditelja. U slučaju sumnje na somatski mozaicizam, probir s visokom dubinom očitavanja također može biti od pomoći u rješavanju genetskog uzroka.

Slika 4.|Učinci digenske bolesti na funkcionalnu dozu policistina i težinu cistične bolesti. hp, hipomorfna varijanta.

(4) Atipična slika bubrega

Atipični obrasci snimanja bubrega (tj. Mayo Clinic Imaging Class 2) prisutni su u do 16 posto pacijenata za koje se sumnja da imaju ADPKD. Pacijenti bez obiteljske anamneze ADPKB-a koji pokazuju jednostranu, asimetričnu, segmentalnu ili koso cističnu bolest sumnjičavi su na somatski mozaicizam. Nasuprot tome, pacijenti s pozitivnom obiteljskom anamnezom i atipičnim slikovnim pregledom bubrega imaju tendenciju pokazivanja blage cistične bolesti povezane s neskraćenim mutacijama PKD1 ili PKD2. Bolesnici s umjerenim do uznapredovalim zatajenjem bubrega, ali slika bubrega koja pokazuje blagu cističnu bolest bez povećanja bubrega, trebala bi pobuditi sumnju na drugubolest bubrega, kao što je dijabetička nefropatija, GN ili neka druga cistična bolest. U ovoj postavci, diferencijalna dijagnoza također treba uključiti PKD zbog mutacija u DNAJB11 ili ALG9, bolest tanke bazalne membrane (zbog heterozigotne mutacije COL4A3 ili COL4A4) ili apoL1 bolest bubrega u crnog pacijenta s proteinurijom.

(5) Sindromska prezentacija

Tablica 1 daje popis gena koji mogu dovesti do cističnih bolesti bubrega kada su mutirani. Važno je napomenuti da sindromske manifestacije u ovim poremećajima često mogu dati tragove

na njihovu dijagnozu. Na primjer, autosomno recesivni PKD može se pojaviti u mladoj odrasloj dobi s kongenitalnom fibrozom jetre ili Carolijevim sindromom. Prisutnost hamartoma u ciljanim organima obično omogućuje nedvosmislenu dijagnozu TSC-a. Međutim, razlikovanje TSC (uključujući PKD1-TSC2 sindrom kontinuirane delecije gena) od ADPKD može biti teško u prisutnosti somatskog mozaicizma. Dodatna cističnabolesti bubregakoji nisu povezani s povećanjem bubrega, poput onih uzrokovanih mutacijama u DNAJB11 ili ALG9, treba uzeti u obzir. ADTKD uključuje nekoliko poremećaja koji su karakterizirani progresivnom KBB povezanom s proteinurijom niskog stupnja i blagom analizom urina. Male bubrežne ciste mogu se razviti u kasnom kliničkom tijeku, a dodatne kliničke značajke mogu pomoći u razlikovanju ovih stanja. Na primjer, prisutnost gihta i hiperurikemije ukazuje na ADTKD povezanu s mutacijama uromodulina, dok prisutnost dijabetesa u zrelosti kod mladih i/ili malformacija genitourinarnog trakta sugerira na ADTKD povezanu s mutacijama HNF1B. Drugi rijetki oblici PKD-a s karakterističnim sindromskim značajkama uključuju von Hippel-Lindauovu bolest; nefronoftiza; X-vezani dominantni orofacijadigitalni sindrom; nasljedna angiopatija, nefropatija, aneurizme i sindrom mišićnih grčeva; i hiperinzulinemija hipoglikemija s PKD. Opsežnim pregledom popisa poznatih i potencijalnih gena za cističnu bolest, očekuje se da će genetsko testiranje s visokoučinkovitim sekvenciranjem poboljšati dijagnostičku točnost u bolesnika s cističnom bolešću bubrega.

Genetske studije na pacijentima i životinjskim modelima informirale su o patobiologiji bolesti kod ADPKD. Sada razumijemo da smanjena funkcionalna doza policistina ispod kritičnog praga, kroz genetske i negenetske mehanizme, izaziva stvaranje ciste unutar pojedinačnih tubularnih epitelnih stanica. Međutim, točni molekularni mehanizmi na kojima se temelji rast ciste i napredovanje bolesti ostaju nepotpuni. Očekuje se da će genetsko testiranje temeljeno na NGS-u poboljšati dijagnostičku točnost cistične bolesti bubrega i također može pružiti prognostičke informacije za ADPKD. Konvencionalno genetsko testiranje temeljeno na Sangerovom sekvenciranju ograničeno je u razjašnjavanju uzroka atipičnog PKD-a koji se pojavljuje u kliničkim scenarijima, kao što je nesklad bolesti unutar obitelji, atipični obrasci slika bubrega, neskladna ozbiljnost bolesti između pada eGFR-a i ukupnog volumena bubrega te drugog sindroma cističnog bubrega bolest. Inovacije u sekvencioniranju visoke propusnosti preobrazit će i proširiti molekularnu dijagnostiku u ADPKD. Putem sveobuhvatnog pregleda višestrukih cističnih bolesti i modifikatorskih gena te poboljšanog otkrivanja somatskog mozaicizma, očekuje se da će ciljani genski panel, sekvenciranje cijelog egzoma ili cijelog genoma poboljšati dijagnostičku i prognostičku točnost kako bi se unaprijedila personalizirana medicina kod ADPKD-a.

Razotkrivanja

MB Lanktree je dobio naknadu za sudjelovanje kao govornik i član savjetodavnog odbora za Otsuka Pharmaceuticals. Također je dobio potporu od Kanadske zaklade za bubrege tijekom provođenja studije. Y. Pei je dobio naknadu za sudjelovanje u savjetodavnim odborima za Otsuka, Reata Pharmaceuticals i Sanofi-Genzyme. Svi preostali autori nemaju što otkriti.

Financiranje

Ovaj rad je djelomično podržan od strane Canadian Institutes of Health Research Strategy for Patient-Oriented Research Program Grant in Cronic Kidney Disease Can-SOLVE CKD Network Program. MB Lanktree novi je istraživač u programu temeljne edukacije i nacionalne obuke znanstvenika za istraživanje bubrega (KRESCENT) koji financiraju Kanadski instituti za zdravstvena istraživanja, Kanadska zaklada za bubrege i Kanadsko nefrološko društvo.

ZA VIŠE INFORMACIJA:david.deng@wecistanche.com