激素抵抗型腎病綜合征相關(guān)基因及基因多態(tài)性的研究進(jìn)展

已有研究發(fā)現(xiàn)足細(xì)胞基因變異不僅在腎病綜合征(nephrotic syndrome，NS)的發(fā)病過(guò)程中起關(guān)鍵作用，而且關(guān)系著疾病患兒對(duì)治療的敏感性，其中關(guān)于足細(xì)胞裂孔膜相關(guān)蛋白、核蛋白和轉(zhuǎn)錄因子、線粒體輔酶Q合成蛋白、溶酶體相關(guān)蛋白等的編碼基因發(fā)生變異，會(huì)導(dǎo)致激素抵抗型腎病綜合征(steroid resistant nephrotic syndrome，SRNS)的發(fā)生[1]。同時(shí)，大量的臨床觀察表明SRNS與免疫系統(tǒng)關(guān)系密切[2]，因此免疫因子相關(guān)基因與SRNS的發(fā)病可能存在一定的關(guān)系。SRNS患兒對(duì)激素治療不敏感，部分患兒可以通過(guò)中醫(yī)治療達(dá)到一定程度的緩解[3-4]，但仍有一部分患兒需要通過(guò)腎移植來(lái)進(jìn)行治療。對(duì)SRNS相關(guān)基因及基因多態(tài)性的研究，有助于了解SRNS的發(fā)病機(jī)制，進(jìn)而指導(dǎo)臨床實(shí)踐。本文就現(xiàn)階段SRNS相關(guān)基因及基因多態(tài)性的研究進(jìn)展綜述如下。

1 足細(xì)胞裂孔膜相關(guān)蛋白

1.1 NPSH1 NPHS1基因位于人類(lèi)染色體19q13.1，所編碼的腎素蛋白是構(gòu)成裂孔膜結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵分子之一，也是裂孔膜上首個(gè)被證實(shí)的蛋白成分，在維持裂孔膜完整性及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方面發(fā)揮重要功能。已有研究表明，腎素蛋白的缺乏可影響足細(xì)胞內(nèi)其他因子(如podocin，NCK1/2和CD2AP)的表達(dá)上調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致足細(xì)胞損傷。先天性NS芬蘭型的患兒，其基因檢測(cè)提示NPSH1異常，且患兒對(duì)激素及免疫抑制劑治療不敏感，腎移植可能為唯一的有效治療方式[5]。Sun等[6]通過(guò)對(duì)新加坡華人散發(fā)性NS患者的觀察研究，發(fā)現(xiàn)rs2285450等位基因可能與NS的發(fā)生有關(guān)。2020年Jia等[7]提出NPSH1基因座上的外顯子3的同義變異rs2285450(c.294C>T)是具有致病性的變異。該突變通過(guò)膜片鉗抑制HEK293-M1細(xì)胞中TRPC6的電流信息交換能力，破壞裂孔膜的功能，進(jìn)而導(dǎo)致蛋白尿的發(fā)生，進(jìn)一步解釋了NPSH1基因變異與NS發(fā)生的關(guān)系。

1.2 NPSH2 NPSH2基因位于人染色體1q25.2,含有8個(gè)外顯子，其編碼的podocin在足細(xì)胞質(zhì)膜和內(nèi)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架之間形成一個(gè)固定的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，促進(jìn)腎素蛋白的整合,維持裂孔膜的濾過(guò)屏障作用與足細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。NPSH2基因的突變已被證實(shí)與SRNS有關(guān)[8]，并且該基因突變患者亦對(duì)免疫抑制劑治療不敏感，表現(xiàn)為進(jìn)展性NS[9]。目前已有100多個(gè)基因突變和25個(gè)基因多態(tài)變異在NPSH2基因中被發(fā)現(xiàn)與了解[10]。其中，一部分學(xué)者認(rèn)為，NPSH2基因的變異率可能與種族有關(guān)系[11-12]。Chamgordani等[13]進(jìn)一步補(bǔ)充發(fā)現(xiàn)，在伊朗人群中基因rs2274625和基因rs3829795與NPSH2基因的內(nèi)含子和啟動(dòng)子區(qū)域連鎖，使得C-G、C-A的過(guò)表達(dá)，其中基因rs3829795的等位基因頻率和雜合度較高，可用于NS的間接診斷，但未予說(shuō)明突變與SRNS的具體關(guān)系。

2 核蛋白和轉(zhuǎn)錄因子

2.1 維甲酸受體反應(yīng)蛋白(retinoic acid receptor responder 1，RARRES1) RARRES1基因位于人類(lèi)第3號(hào)染色體上，其表達(dá)主要局限于足細(xì)胞內(nèi)[14]，與podocin具有一定的聯(lián)系。當(dāng)過(guò)表達(dá)的RARRES1在足細(xì)胞內(nèi)被金屬蛋白酶切割修飾后，形成的RARRES1WT與RIO激酶1相互作用，抑制了RIO激酶1的活性，使得p53得以激活，進(jìn)而發(fā)生足細(xì)胞的凋亡[15]，導(dǎo)致蛋白尿的產(chǎn)生。維甲酸具有一定的腎臟保護(hù)作用，RARRES1基因的表達(dá)與維甲酸的劑量有正向關(guān)系[15]。低劑量的維甲酸有助于足細(xì)胞的分化，但高劑量的維甲酸對(duì)足細(xì)胞可能是有害的，關(guān)于RARRES1的發(fā)現(xiàn)將有利于治療SRNS的靶向藥物的研究。

2.2 LIM同源結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子1β(LIM homeobox transcription factor 1 beta，LMX1B) LMX1B基因位于人染色體9q33.3上，包含8個(gè)外顯子，編碼LIM同源結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子LMX1B。該蛋白在肢體形態(tài)結(jié)構(gòu)的發(fā)育以及足細(xì)胞、腎小球基底膜、眼和某些神經(jīng)元的功能表現(xiàn)中起重要的作用[16]。Carinelli等[17]在一則報(bào)道中描述了1例罕見(jiàn)病例，該患兒有典型的指甲-髕骨綜合征表現(xiàn)，合并有NS癥狀，并迅速發(fā)展為終末期腎病。通過(guò)DNA測(cè)序分析，Carinelli發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的LMX1B基因雜合錯(cuò)義突變(c.709T>C，p.S237P)，該突變對(duì)LMX1B同源結(jié)構(gòu)域三級(jí)結(jié)構(gòu)的α螺旋-1羥基末端片段進(jìn)行干擾，并推測(cè)α螺旋-1穩(wěn)定性的破壞會(huì)導(dǎo)致LMX1B基因的轉(zhuǎn)錄活性下降。這一發(fā)現(xiàn)拓展了核蛋白和轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)基因的突變譜。

3 線粒體輔酶Q合成蛋白

含aarF結(jié)構(gòu)域的激酶4(aarF domain containing kinase 4，ADCK4)基因位于人染色體19q13.1上，通過(guò)外顯子測(cè)序技術(shù)已確定ADCK4突變是NS發(fā)生的單基因因素。ADCK4在足細(xì)胞線粒體中參與輔酶Q10的合成途徑。ADCK4基因的突變會(huì)導(dǎo)致原發(fā)性輔酶Q10缺乏癥和線粒體功能障礙，表現(xiàn)為ATP生成減少和活性氧(reactive oxygen species，ROS)生成增多，以至于發(fā)生NS甚至致命的多系統(tǒng)疾病。同樣可以影響編碼線粒體蛋白的基因還包括COQ2和COQ6基因，該基因缺陷患兒在口服補(bǔ)充輔酶Q10后，可有明顯的臨床癥狀改善，但仍有患兒在后續(xù)治療過(guò)程中產(chǎn)生不良結(jié)局。Krüppel樣因子(Krüppel-like factors，KLF)家族在調(diào)節(jié)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄、分化、發(fā)育、繁殖和凋亡方面有重要的作用。已有研究發(fā)現(xiàn)KLF5的大量表達(dá)，可以阻斷細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶/p38MAPK通路的激活來(lái)抑制足細(xì)胞凋亡。KLF可能在促進(jìn)足細(xì)胞存活和腎臟保護(hù)方面發(fā)揮重要作用[18-19]。Chen等[20]首次將ADCK4與KLF5聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行研究，得出了新的結(jié)論，KLF5與ADCK4基因啟動(dòng)子的特異性區(qū)域結(jié)合，上調(diào)ADCK4的轉(zhuǎn)錄活性，正向調(diào)控ADCK4基因的表達(dá)，KLF5可能成為ADCK4相關(guān)疾病的治療靶點(diǎn)。

4 溶酶體相關(guān)蛋白

酸性神經(jīng)酰胺基因(N-acylsphingosine amidohydrolase 1，ASAH1)位于8號(hào)人染色體短臂上，可編碼酸性神經(jīng)酰胺(acid ceramidase，AC)。在腎小球足細(xì)胞中，溶酶體AC可以調(diào)節(jié)瞬時(shí)受體電位毛磷脂1通道對(duì)鈣離子的釋放，該通道影響著溶酶體的功能和外泌體的釋放[21]。已有研究表明，人或小鼠體內(nèi)鞘氨醇-1-磷酸裂解酶缺乏會(huì)導(dǎo)致血液或組織中鞘氨醇-1-磷酸和神經(jīng)酰胺水平升高，進(jìn)而發(fā)生SRNS[22-23]。最近，Li等[24]通過(guò)構(gòu)建一種足細(xì)胞AC-α亞基基因缺失的小鼠品系，研究了溶酶體AC的作用。他們發(fā)現(xiàn)ASAH1缺失的足細(xì)胞表達(dá)AC減少，在腎小球中對(duì)神經(jīng)酰胺的還原作用減低，導(dǎo)致了腎小球中神經(jīng)酰胺的堆積，損傷了小鼠足細(xì)胞和腎臟，導(dǎo)致NS發(fā)生，并指出了溶酶體酸性神經(jīng)酰胺酶可作為預(yù)防或治療NS的潛在治療靶點(diǎn)。

5 免疫相關(guān)基因

腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)由單核巨噬細(xì)胞分泌，有顯著的抗腫瘤細(xì)胞能力。同時(shí)，TNF-α也具有殺傷正常細(xì)胞的能力，如血吸蟲(chóng)病、門(mén)靜脈周?chē)w維化、糖尿病腎病等多種疾病已被證實(shí)與TNF-α有關(guān)。白細(xì)胞介素10(interleukin 10，IL-10)是一種具有促炎作用的細(xì)胞因子，它來(lái)源廣泛、作用復(fù)雜，亦被證明與多種疾病發(fā)病有關(guān)。目前研究發(fā)現(xiàn)位于人染色體6p21.4的TNF-α基因和1號(hào)染色體上的IL-10基因的多態(tài)性與NS有相關(guān)性，可能為二者整體的改變導(dǎo)致了NS的發(fā)生，例如TNF-α基因rs1799724位CT基因型與24 h尿蛋白水平相關(guān)，IL-10基因rs1800872位GG基因型與血漿白蛋白水平相關(guān)，IL-10基因rs141219090位GG基因型與血肌酐水平相關(guān)[25]。另有Youssef等[26]報(bào)導(dǎo)了埃及地區(qū)NS患兒TNF-α AAA單倍型攜帶者與NS類(lèi)固醇耐藥有很大的關(guān)系，該突變可以影響啟動(dòng)子的活性，使攜帶者體內(nèi)TNF-α達(dá)到更高水平，對(duì)免疫應(yīng)答與血管緊張素等激素相關(guān)信號(hào)的傳導(dǎo)進(jìn)行干預(yù)。而TNF-α GCG(-308/-863/-238)單倍型攜帶者在正常兒童或激素敏感型NS患兒中顯著高于SRNS患兒。

6 其他相關(guān)基因

目前仍有一些SRNS相關(guān)基因被發(fā)現(xiàn)，但無(wú)法確定其具體生理功能，例如TRIM8基因、轉(zhuǎn)移RNA衍生片段(transfer RNA-derived fragment，TRF)等。TRIM8基因位于人染色體10q24.3上，是一個(gè)與原發(fā)性局灶節(jié)段性腎小球硬化(focal segmental glomerular sclerosis，F(xiàn)SGS)相關(guān)的基因，導(dǎo)致病變發(fā)生的機(jī)制尚不清楚。Warren等[27]報(bào)導(dǎo)了1例表現(xiàn)為FSGS的8歲男孩的病例，他們發(fā)現(xiàn)患兒的TRIM8基因出現(xiàn)了截?cái)嗤蛔?c1380T>A，p.Tyr460*)，該突變可能的效應(yīng)為突變影響了TRIM8的螺旋卷曲結(jié)構(gòu)，使其無(wú)法形成同源二聚體，進(jìn)而影響下游細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子的效能，導(dǎo)致干擾素-γ信號(hào)異常。但目前的腎臟病理學(xué)研究尚未確認(rèn)干擾素-γ信號(hào)和FSGS的明確關(guān)系。TRF是tRNA精準(zhǔn)切割的產(chǎn)物，與多種疾病的發(fā)生有關(guān)系。Li等[28]在被阿霉素處理了24 h的足細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)7種有生物學(xué)效應(yīng)的TRF，它們通過(guò)影響G蛋白偶聯(lián)受體、Wnt信號(hào)通路、GTP酶等蛋白的編碼基因，對(duì)足細(xì)胞造成不同程度的影響。

綜上所述，本文介紹了最新的SRNS相關(guān)基因的研究進(jìn)展。關(guān)于NPSH1、LMX1B、TNF-α、IL-10基因，學(xué)者們通過(guò)對(duì)其基因多態(tài)性的研究，闡釋了基因變異與SRNS的關(guān)系。NPSH1的同義變異通過(guò)改變裂孔膜的信息交換能力，引起了蛋白尿的產(chǎn)生；LMX1B基因的錯(cuò)義突變使得相關(guān)蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致該基因轉(zhuǎn)錄活性下降；TNF-α基因中特殊序列的高表達(dá)，通過(guò)對(duì)免疫系統(tǒng)與自身激素釋放的干擾，影響了機(jī)體對(duì)類(lèi)固醇藥物治療的效果；IL-10基因中的特殊基因型與臨床觀察到的血漿白蛋白水平與血肌酐水平有關(guān)系。學(xué)者們還新發(fā)現(xiàn)了RARRES1、ADCK4、ASAH1基因與SRNS之間的聯(lián)系。RARRES1基因可能通過(guò)控制足細(xì)胞的凋亡而導(dǎo)致蛋白尿的產(chǎn)生；ADCK4基因在KLF5的調(diào)控作用下正向調(diào)節(jié)線粒體輔酶Q的生理功能；ASAH1基因可減少腎小球中神經(jīng)酰胺的堆積而保護(hù)足細(xì)胞和腎臟。此外，還有NPSH2基因多態(tài)性的新發(fā)現(xiàn)及TRIM8、TRF等基因變異與SRNS相關(guān)，但這幾種基因變異導(dǎo)致SRNS的具體機(jī)制尚未明確。

臨床醫(yī)師及研究者們通過(guò)了解SRNS相關(guān)的致病基因，轉(zhuǎn)變?cè)\療思路，可以為基因變異導(dǎo)致SRNS的患兒提供針對(duì)性更強(qiáng)的個(gè)體化治療方案，減輕家庭、社會(huì)等方面的負(fù)擔(dān)，促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展。因此，對(duì)于SRNS基因方面的探索仍需繼續(xù)前行，期以不斷完善人類(lèi)對(duì)SRNS發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)。