常染色體顯性多囊腎病的新認識

鄧 博 綜述 丁 峰 審校

常染色體顯性多囊腎病(ADPKD)是一種最常見的單基因遺傳性腎?。?］，人群發(fā)病率1/400～1/1000，具有遺傳異質(zhì)性和延遲顯性，臨床以腎臟囊腫及一系列腎外表現(xiàn)為特點，50%的患者60歲左右可發(fā)展為終末期腎病(ESRD)，是繼糖尿病、高血壓、腎小球腎炎之后最容易引起ESRD的原因。由于其高發(fā)病率及不良預(yù)后，近年來ADPKD成為腎臟病領(lǐng)域的研究熱點，發(fā)病機制、診斷治療均取得了飛速進步，本文就其研究現(xiàn)狀及最新進展做一綜述。

分子遺傳學(xué)研究

ADPKD存在遺傳異質(zhì)性，目前已知至少有3種突變基因，按發(fā)現(xiàn)先后順序，分別為PKD1、PKD2和PKD3。約85%的ADPKD患者由PKD1突變所致，約15%患者由PKD2突變引起，兩者癥狀相似，但PKD2突變引起的2型ADPKD臨床癥狀輕于1型ADPKD。PKD1、PKD2均已在染色體定位和克隆，PKD3尚未染色體定位。

人類PKD1位于第16染色體短臂1區(qū)3帶(16p13)，長度約為52 kb，含46個外顯子，蛋白質(zhì)產(chǎn)物是由4302個氨基酸殘基構(gòu)成的糖蛋白，稱為多囊蛋白1。多囊蛋白1具有多種功能蛋白，廣泛分布在腎臟、肝臟、胰腺、心臟及小腸等組織的細胞膜上，作為膜受體與多種蛋白、糖、脂類結(jié)合并發(fā)生交互作用，參與多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，包括Wnt、Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(JAK－STAT)、G蛋白耦聯(lián)信號途徑及轉(zhuǎn)錄激活蛋白1(AP－1)，從而促進多囊蛋白1發(fā)揮功能。多囊蛋白1在ADPKD的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用:突變的多囊蛋白1參與多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑異常，擾亂調(diào)節(jié)增生/凋亡的信號，使囊腫上皮細胞不斷增生;突變使多囊蛋白1在細胞表面缺失，細胞間黏附斷裂，導(dǎo)致腎小管極性改變;多囊蛋白1融合蛋白的表達促進囊液積聚和囊腔擴大［2］;多囊蛋白－1的羧基端位于細胞內(nèi)，可發(fā)生裂解，裂解的胞內(nèi)段在細胞核上累積，使腎臟內(nèi)液體流速減慢［3］。

人類PKD2位于第4號染色體長臂2區(qū)1帶至3帶之間(4q21－23)，長度為68 kb，含15個外顯子，翻譯產(chǎn)物稱為多囊蛋白2。多囊蛋白2表達于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細胞膜底外側(cè)及初級絨毛中，包括六個跨膜區(qū)域，其氨基端和羧基端均位于細胞內(nèi)，可作為鈣離子通道，獨立或與多囊蛋白1共同發(fā)揮作用。PKD1與PKD2均參與多條信號通路。Torres等［4］研究表明，PKD1、PKD2及常染色體隱性遺傳多囊腎的蛋白纖囊素(fibrocystin)有著復(fù)雜的互相作用關(guān)系，動物模型中，針對不同靶點的治療均有效，也提示了它們之間的相互作用關(guān)系。

發(fā)病機制

目前對ADPKD發(fā)病機制方面的研究雖取得了一定的進展，但其具體機制尚未明確，存在很多假說，如“二次打擊學(xué)說”、“纖毛致病學(xué)說”等。一般認為，ADPKD是由于基因突變導(dǎo)致PKD1、PKD2異常而發(fā)病。

腎臟纖毛的研究是近年來ADPKD研究的熱點，纖毛致病學(xué)說認為:腎臟纖毛為無運動功能的初級纖毛，通過多囊蛋白復(fù)合體感受尿流率，以此調(diào)控腎小管的直徑和分化?；蛲蛔円鹄w毛功能障礙，使纖毛不能把正常尿流率下產(chǎn)生的終止信號傳給腎小管細胞，最終腎小管不斷擴大并形成囊腫。同時，初級纖毛還參與細胞分裂，其基體和中心粒在細胞周期調(diào)控中發(fā)揮重要作用。多囊蛋白1可通過抑制細胞周期依賴性蛋白激酶活性調(diào)節(jié)細胞周期，而其功能異常可導(dǎo)致細胞周期和增生異常，從而形成囊腫［5］。然而，多囊蛋白分布廣泛，并參與細胞－細胞、細胞－基質(zhì)間的相互作用，且各種腎囊腫性疾病存在較大的表型差異，因此，并不能僅用纖毛異常解釋 ADPKD 發(fā)病［6］。

炎癥可能在ADPKD的發(fā)病中起著重要作用。Karihaloo等［7］運用基因敲除方法構(gòu)建的PKD小鼠模型發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)巨噬細胞的含量增加了10倍，多數(shù)為活化的巨噬細胞，且位于囊腫壁旁，去除巨噬細胞可抑制上皮細胞的增生及囊腫的生成，保護腎臟功能。因此，他認為巨噬細胞的浸潤可促進囊腫的生成，加快PKD的進展，提示ADPKD可能是一種和免疫有關(guān)的遺傳性疾病。

臨床表現(xiàn)

ADPKD主要表現(xiàn)雙側(cè)腎臟囊腫進行性出現(xiàn)并增大，囊腫可累及腎外器官，引起多囊肝、顱內(nèi)動脈瘤及心臟瓣膜異常等。ADPKD屬延遲顯性遺傳，患者常在40歲后才出現(xiàn)癥狀，臨床表現(xiàn)腰痛及上腹痛(82.5%)、高血壓(56.8%)、血尿(39.6%)、腹部腫塊(30.1%)、尿路感染(6.2%)、腎絞痛(6.7%)及并發(fā)尿路結(jié)石(10.6%)，囊腫進行性生長，對腎臟結(jié)構(gòu)和功能的損害日益加重，50%的患者在60歲前進展為 ESRD。由于其延遲顯性，過去一直將ADPKD定義為一種成人疾病，實際上，作為一種遺傳性疾病，ADPKD在兒童期甚至胎兒期即可被診斷，早期診斷的患兒往往病情更重［8］。

目前對于ADPKD并發(fā)癥的研究主要集中在心血管系統(tǒng)，左心室肥大、高血壓、腎小球濾過率的惡化與ADPKD的進展密切的相關(guān)。約41%的ADPKD患者并發(fā)左心室肥大，原因可能為高血壓，腎素－血管緊張素－醛固酮系統(tǒng)(ARRS)的活化及mTOR信號通路的激活。高血壓是多囊腎患者最常見的并發(fā)癥，其發(fā)生與增大的腎容積和增加的左心室質(zhì)量指數(shù)有關(guān)，囊腫的進行性增大激活A(yù)RRS，引發(fā)高血壓，腎素可進一步促進囊腫增生及擴大，交感及內(nèi)皮素活性增加，造成氧化損傷、纖維化，使腎功能受損。因此，治療高血壓是切斷惡性循環(huán)的關(guān)鍵，早期干預(yù)血壓可減少左心室肥大并降低心血管疾病的死亡率［9］。臨床調(diào)查顯示，血壓控制在120/80 mmHg有助于逆轉(zhuǎn)左心室肥大［8］。

診 斷

ADPKD是一種危害較大的遺傳病，主要根據(jù)家族史和臨床表現(xiàn)，結(jié)合實驗室檢查、影像學(xué)表現(xiàn)進行診斷。早期診斷、早期治療、隔斷基因遺傳可控制和延緩疾病的發(fā)生發(fā)展。

親友源源不斷地到來，桃花和梨花機械地干號，一波又一波。來得最晚的是三舅家，因為貧困早年三舅家就遷去了東沙圍墾地，趕過來有八十多里路，到時天都黑了，晚飯也過了，人們已聚在涼棚下打牌、聊天；桃花和梨花傻呆呆地守著靈，突然聽到有人喊：“三娘舅來啦！”桃花和梨花先是一愣，隨即又干號起來，聲音啞啞的。

影像學(xué) 彩色多普勒超聲、CT和磁共振成像(MRI)等技術(shù)已廣泛應(yīng)用于臨床，腎臟結(jié)構(gòu)的形態(tài)學(xué)變化與腎功能改變可能有關(guān)，通過定量測量腎容積及囊腫容積的增加，可推測腎功能的改變，但越來越多的證據(jù)提示，在腎功能出現(xiàn)受損之前，影像學(xué)檢查在ADPKD起病和進展方面的價值不大，但不失為一種評定療效的簡便方法［10］。

總腎體積(TKV)Steinman 等［9］研究證實，腎臟體積的增長速度能反映ADPKD的進展速度，采用MRI技術(shù)重復(fù)檢查ADPKD患者的腎臟體積，并計算其半年增長速率，以此判斷疾病在不同個體中的進展，這一方法的準(zhǔn)確性和有效性已經(jīng)大規(guī)模多中心臨床研究證實［11］。調(diào)查顯示，我國漢族人群ADPKD患者的腎臟體積半年增長速率顯著高于歐美地區(qū)患病人群。臨床中可使用超聲檢查、計算機斷層掃描技術(shù)、MRI技術(shù)進行監(jiān)測，對于總腎體積增長速度較快的患者增加其監(jiān)測頻率，調(diào)整治療方案。

調(diào)整后總腎體積(htTKV)是預(yù)測ADPKD進程的最為敏感的標(biāo)記物。國外的一項隊列研究(CRISP Study)顯示，在為期8年的隨訪過程中，檢出htTKV每年均有增加，而GFR的下降要滯后3年，顯示了htTKV作為標(biāo)記物的敏感性。同時，當(dāng)htTKV達到600 cm3/m基線或更多時，能夠成功預(yù)測腎功能不全的發(fā)生(3期或更多)，準(zhǔn)確率約75%，基線每增加100 cm3，達到CKD 3期的危險度增加1.48倍。因此，htTKV可作為預(yù)測腎功能不全的發(fā)生及治療中劃分疾病危險度較好的生物學(xué)標(biāo)記物。目前htTKV并未作為臨床常規(guī)檢查，推薦每五年利用MRI技術(shù)檢測htTKV來評定疾病進程［9］。

分子診斷 對于缺乏家族史或影像學(xué)檢查無法確診的多囊腎病患者，分子診斷意義重大，可通過分析患者是否存在PKD1及PKD2基因突變而明確診斷。主要的技術(shù)有連鎖分析、單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析，變性高效液相色譜(DHPLC)等［12］。其中，DHPLC是近年來較成熟且應(yīng)用最普遍的ADPKD分子診斷方法，其原理是在部分變性條件下，將發(fā)生錯配的異源雜交雙鏈DNA分離，是一種新的雜合雙鏈突變檢測技術(shù)。國外利用DHPLC對ADPKD患者基因突變的總檢出率已達76%，而國內(nèi)總檢出率也已達 64.5%［13］。

生物學(xué)標(biāo)記物 肌酐及腎小球濾過率常用于反映ADPKD患者的腎功能，但其靈敏度差，在ADPKD的早、中期，腎臟囊腫持續(xù)增大而大部分患者檢出的腎功能可能仍保持不變，因此，臨床需要能夠早期發(fā)現(xiàn)疾病，對疾病進展敏感的生物學(xué)標(biāo)記物［14］。

目前發(fā)現(xiàn)多種血、尿生物學(xué)標(biāo)志物與ADPKD的進展、嚴重程度及預(yù)后有關(guān)［14］。血尿酸、尿鈉排泄率、24h尿滲透壓增高，血漿高密度脂蛋白降低，基線年齡偏低與ADPKD進展密切相關(guān)。腎血流量(RBF)、單核趨化蛋白1(MCP－1)、尿白蛋白可作為疾病早期進展的標(biāo)記物，其中RBF在ADPKD早期即減少，可能比TKV更早預(yù)測疾病進展，是早期進展的敏感指標(biāo)。腎損傷分子1(KIM－1)是腎小管損傷后出現(xiàn)的一種重要的生物學(xué)標(biāo)志物，國外的一項橫斷面調(diào)查顯示其可預(yù)示ADPKD的嚴重程度［15］，馬熠熠等［11］通過比較ADPKD患者及正常人群的尿KIM－1水平，認為其可預(yù)示尚未出現(xiàn)臨床癥狀的ADPKD早期患者腎臟體積的增長快慢，為臨床判斷疾病進展、實施綜合性干預(yù)措施提供幫助。尿白蛋白/肌酐比值 ＞6.8 mg/g的患者常合并 TKV及MCP－1逐年增加，可預(yù)示不良預(yù)后;對于ADPKD患兒，腎小球超濾(GH)合并TKV增加與不良預(yù)后有關(guān)。

治 療

傳統(tǒng)方法

手術(shù) 早、中期ADPKD患者，可采取傳統(tǒng)的囊腫去頂減壓術(shù)，通過去除囊壁，解除囊腫對周圍組織的壓迫及減輕腎筋膜的張力，保護剩余正常腎單位，改善腎功能。

對癥及支持治療 針對并發(fā)癥高血壓、疼痛、血尿、尿路感染及腎結(jié)石等，其中控制高血壓十分重要，可延緩疾病進展。

腎透析與腎移植 對于腎功能不全終末期及晚期患者，一般要按照尿毒癥處理，需進行透析治療，有條件者作同種異體腎移植術(shù)。

新型藥物 新型藥物治療也是ADPKD研究熱點之一，目前的研究方向主要為:(1)減少環(huán)磷酸腺苷(cAMP)水平;(2)抑制細胞增生;(3)減少囊液分泌。已有多種藥物在前期試驗中證明有效，目前進入臨床試驗期［16］，其中，酪氨酸激酶抑制劑及PPAR－γ激動劑是臨床上應(yīng)用最為廣泛。

血管加壓素V2受體(VPV2R)拮抗劑 可特異性下調(diào)cAMP，阻斷cAMP激活液體分泌和刺激囊腫上皮細胞增生，因此具有治療多囊腎病的應(yīng)用前景。Reif等［17］發(fā)現(xiàn)低濃度的托伐普坦可抑制由血管加壓素引起的cAMP產(chǎn)生，細胞增生、Cl－分泌、囊腫生長，臨床研究顯示托伐普坦治療1周可使TKV減少3.1%，治療3年可使TKV的增長減少70%［18］。目前國外正在進行相關(guān)的隨機、雙盲臨床試驗。

抗腫瘤藥物 抗腫瘤藥物可抑制腫瘤的增生，而ADPKD囊腫細胞可能與腫瘤細胞有相似的增生通路，因此，很多研究致力于將抗腫瘤藥物應(yīng)用于ADPKD。氯尼達明可通過抑制囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(CFTR)通路，減少異常細胞增生及囊腫液體分泌;姜黃素類似物2a可抑制ADPKD囊腫細胞的體外增生，顯示了抗腫瘤藥物ADPKD應(yīng)用的可行性。

酪氨酸激酶抑制劑 有數(shù)據(jù)顯示囊腫蛋白復(fù)合物可觸發(fā)ADPKD的信號通路，因此，信號通路的組成成分可作為治療靶點，Sweeney等［19］發(fā)現(xiàn)，在小鼠模型中，酪氨酸激酶的活性與疾病進展有關(guān)，使用酪氨酸激酶抑制劑可延緩囊腫形成。

降血糖藥物 Takiar等［20］發(fā)現(xiàn)二甲雙胍可激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)，從而抑制AMPK依賴的CFTR通路及mTOR通路，在體內(nèi)外實驗中均可阻止囊腫生長，提示腺苷酸活化蛋白激酶的激活可延緩囊腫形成。Yoshihara等［21］及 Blazer－Yost等［22］發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體增生物激活受體γ(PPAR－γ)激動劑吡格列酮也可通過相似的機制產(chǎn)生此效果。

抗炎 越來越多的證據(jù)表明，炎癥在PKD中發(fā)揮的作用，如巨噬細胞的浸潤可促進囊腫內(nèi)壁細胞的增生及PKD的進展［1］，因此，抑制巨噬細胞的歸巢、阻斷炎癥信號通路可作為一個新的治療方向。

轉(zhuǎn)錄信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子與激活子3(STAT3)Talbot等［23］研究發(fā)現(xiàn)ADPKD患者的STAT3表達上調(diào)，發(fā)生磷酸化及活化，雖然STAT3在胚胎發(fā)育時是必需的，但出生后并不是必不可少的。抑制患者體內(nèi)STAT3的表達，發(fā)現(xiàn)患者也可耐受，提示STAT3成為新的治療靶點的可行性。目前發(fā)現(xiàn)的可抑制STAT3 的抗寄生蟲藥乙胺嘧啶［24］、姜黃素［25］及其類似物均可抑制囊腫細胞的增生，表現(xiàn)出良好的治療潛力。

綜上所述，近年來ADPKD基礎(chǔ)與臨床研究均取得很大進展，對于PKD1、PKD2基因突變與基因功能、臨床癥狀關(guān)系的研究，有助于基因診斷在臨床的應(yīng)用。對ADPKD發(fā)病機制及發(fā)病中復(fù)雜的信號通路的研究，有助于新的治療靶點的發(fā)現(xiàn)。影像學(xué)方法的廣泛應(yīng)用，使ADPKD可以得到明確的臨床診斷，其在評定治療效果方面的作用也逐漸受到重視。目前在前期試驗中證實有效的新型藥物，還需要優(yōu)化以進行下一步的臨床試驗。相信隨著現(xiàn)代遺傳學(xué)技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)及其他技術(shù)的不斷發(fā)展，ADPKD的發(fā)病機制研究及診療技術(shù)水平將有更大提高。

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