رؤى حول مرض الكلى المتعدد الكيسات الجسدي المسيطر من الدراسات الجينية

خلاصة

صبغي جسدي سائد متعدد الكيساتمرض كلويهو السبب أحادي الجين الأكثر شيوعًا للإصابة بمرض ESKD.الدراسات الجينيةمن المرضى والنماذج الحيوانية أبلغت ببيولوجيا المرض. دعم بقوة "نموذج العتبة" الذي يتم فيه تشغيل تكوين الكيس عن طريق تقليل جرعة البوليسيستين الوظيفية التي تقل عن عتبة حرجة داخل الخلايا الظهارية الأنبوبية الفردية بسبب طفرات السلالة الجرثومية و PKD1 و PKD2 الجسدية ، وطفرات الجينات (على سبيل المثال ، SEC63 ، SEC61B ، GANAB ، PRKCSH ، DNAJB11 ، ALG8 ، و ALG9) في مسار التخليق الحيوي لبروتين الشبكة الإندوبلازمية ، أو الفسيفساء الجسدية.الاختبارات الجينيةيمكن أن توفر معلومات تشخيصية وإنذارية عن الكيسيمرض كلوي. ومع ذلك ، فإن فحص الطفرات في PKD1 يمثل تحديًا نظرًا لحجمه الكبير وتعقيده ، مما يجعله مكلفًا ويتطلب عمالة مكثفة.

علاوة على ذلك ، فإن الاختبارات الجينية التقليدية القائمة على تسلسل سانجر محدودة حاليًا في توضيح أسباب اللانمطيةمرض الكلية متعددة الكيسات، مثل الخلاف داخل الأسرة المرض ، غير نمطيكليةأنماط التصوير ، وشدة المرض المتضاربة بين الحجم الكلي للكلية ومعدل انخفاض معدل الترشيح الكبيبي. بالإضافة إلى العوامل البيئية ،وراثيالمعدلات ، والفسيفساء الجسدية تساهم أيضًا في تقلب المرض ، مما يحد بشكل أكبر من التكهن بفئة الطفرات في المرضى الفرديين. تستعد الابتكارات الحديثة في تسلسل الجيل التالي لتحويل وتوسيع التشخيص الجزيئي بتكاليف معقولة. من خلال الفحص الشامل للأمراض الكيسية المتعددة والجينات المعدلة ، من المتوقع أن تؤدي لوحة الجينات المستهدفة أو الإكسوم الكامل أو تسلسل الجينوم الكامل إلى تحسين الدقة التشخيصية والإنذارية لتعزيز الطب الشخصي في مرض الكلى المتعدد الكيسات السائد.

انقر على Cistanche Tubulosa

مزيد من المعلومات: david.deng@wecistanche.com

مقدمة

مرض الكلى المتعدد الكيسات السائد (ADPKD)هو اضطراب متعدد الأنظمة يتميز بنمو العديدكيسات الكلىوتوسيع حجم الكلى مما يؤدي إلى ESKD في معظم المرضى. يعد ارتفاع ضغط الدم والبيلة الدموية الإجمالية وتمزق الكيس والعدوى وحصوات الكلى وألم الخاصرة من مضاعفات الكلى الشائعة. في الوقت نفسه ، تشمل المظاهر الخارجية كيسات الكبد والبنكرياس ، وتمدد الأوعية الدموية ، وتشوهات الصمامات القلبية ، والفتق ، والرتج. تقدير انتشارADPKDكان يمثل تحديًا بسبب الاختراق المعتمد على العمر وعدم اكتمال التأكد السريري في عموم السكان. أشارت الدراسات الوبائية للحالات المؤكدة سريريًا لـ ADPKD إلى انتشار نقطي قدره 2.4-9. 0 لكل 10 ، 000. على النقيض من ذلك ، أسفرت دراسة حديثة عن التسلسل الجيني في عدد كبير من السكان عن تقدير أدنى قدره 1 لكل 1000. سهّل تحديد PKD1 في عام 1995 و PKD2 في عام 1996 تطوير التشخيص الجزيئي القائم على تسلسل الحمض النووي. منذ ذلك الحين ، مدفوعًا بالتطورات في تكنولوجيا التسلسل ، تطور فهمنا لتعقيدات الأساس الجيني لمرض الكلى الكيسي. الرسائل المهمة الكامنة وراء هذه المراجعة هي أنه ليس كل المرضى الذين يعانون من تكيسات كلوية متعددة لديهمADPKDوذلكADPKDومرض الكبد المتعدد الكيسات السائد (ADPLD) يمثل طيفًا ظاهريًا ، مع كلا المرضين الناتج عن التغيرات في وظيفة البوليسيستين. نناقش كيف أن الدراسات الجينية قد أبلغت فهمنا لبيولوجيا مرض ADPKD. نناقش أيضًا المؤشرات السريرية الحالية للاختبار الجيني في المشتبه بهمADPKDودوره المتطور في توضيح الأسباب الجينية للشذوذمرض الكلى المتعدد الكيسات (PKD). تم توفير مسرد للمصطلحات المستخدمة في هذه المراجعة في المربع 1.

علمت الدراسات الجينية آليات المرض في ADPKD

تعد طفرات الجينين ، PKD1 و PKD2 (اللذان يشفران بروتينين غشاءين متكاملين ، بوليسيستين -1 وبوليسيستين -2 [أو TRPP2] ، على التوالي) ، مسئولة عن معظم حالات ADPKD التي تم حلها وراثيًا. Polycystin -1 هو بروتين كبير ذو خصائص وظيفية توحي بمستقبل ذي وظيفة غير معروفة ، بينما polycystin -2 هو قناة كاتيون غير محددة ؛ يتفاعل كلاهما من خلال ذيولهما السيتوبلازمية لتعديل مسار إشارات جديد في الأهداب الأولية. تعبير المرض المتغير هو سمة بارزة في ADPKD. على الرغم من وجود عيب في السلالة الجرثومية الموروثة في جميع الخلايا ، تتشكل الأكياس في 5 في المائة من الأنابيب ، ويكون التمدد الكيسي بؤريًا داخل كل نبيب. هذه الملاحظات ، مقترنة باكتشاف طفرات PKD1 أو PKD2 الجسدية في كيسات الكلى والكبد للمرضى الذين يعانون منADPKD، أدى إلى فرضية وجود آلية خلوية متنحية لتكوين المثانة حيث يتم تعطيل كلتا النسختين من PKD1 أو PKD2 في خلية طلائية أنبوبية فردية

مطلوب لبدء تكوين الكيس. ومع ذلك ، تم تحدي هذه الفرضية في البداية بسبب انخفاض نسبة طفرات PKD1 الجسدية التي تم تحديدها في أكياس المرضى الذين يعانون من طفرات السلالة الجرثومية PKD1 ، على الرغم من أنه تم فحص المنطقة غير المضاعفة من PKD1 فقط في الدراسات السابقة. باستخدام PCR الخاص بالموضع وتسلسل الجيل التالي (NGS) ، قامت دراسة حديثة بفحص وتحديد طفرات PKD1 و PKD2 الجسدية الخاصة في 90 بالمائة من 128 كيسًا من تسعة مرضى ، مما يوفر الدليل الأكثر دقة لدعم الفرضية المذكورة أعلاه. ومع ذلك ، فإن التعطيل الكامل لكلا نسختي PKD1 أو PKD2 ليس ضروريًا لبدء الكيس حيث أظهرت الدراسات الخاصة بنماذج الفئران الطافرة صغيرة الشكل تطور الكيس بمستويات منخفضة (حوالي 20 بالمائة) من البوليسيستين -1. حاليًا ، يوفر نموذج "العتبة" لتكوين المثانة أفضل تفسير للدراسات البشرية والحيوانية حتى الآن. وفقًا لذلك ، تم تقليل جرعة البوليسيستين الوظيفي -1 إلى ما دون عتبة حرجة (أي تقريبًا 20٪ -30٪) داخل الخلايا الظهارية الأنبوبية بسبب طفرات السلالة الجرثومية والجسمية PKD1 أو PKD2 ، النوع (أي اقتطاع البروتين مقابل عدم الانقطاع) الطفرة ، ويبدو أن العوامل العشوائية المحلية تؤدي إلى تكوين كيس فردي. ومع ذلك ، يبدو أن التوقيت مهم أيضًا: فقد أدى تعطيل Pkd1 قبل 13 يومًا بعد الولادة في نموذج فأر إلى مرض كيسي حاد في غضون 3 أسابيع ؛ على النقيض من ذلك ، أدى تعطيل Pkd1 بعد 14 يومًا من العمر في نفس النموذج إلى مسار بطيء مع تطور الكيس فقط بعد 5 أشهر. علاوة على ذلك،مرض الكلى الكيسيفي أواخر نموذج الحث من قبلإصابات الكلى، مثل نقص التروية - ضخه والانسداد الأنبوبي من ترسب الكريستال (المعروف أيضًا باسم "نموذج الضربة الثالثة"). بشكل جماعي ، تشير هذه النتائج إلى أن عوامل إضافية تتجاوز "الضربات الثانية" تساهم في توسع الأنابيب المتوسعة إلى أكياس كبيرة. ومن المثير للاهتمام أن دراسة حديثة أجريت على الفئران الطافرة Pkd1 تشير إلى أن العوامل المحلية الناشئة عن الخراجات الفردية قد تعزز الأنابيب المتوسعة المجاورة لتتطور إلى أكياس صريحة في مجموعات (تُعرف أيضًا باسم "تأثير كرة الثلج").

الدراسات الجينية الحديثةحددت آلية جديدة من خلالها تسبب الطفرات في جينات متعددة ترميز البروتينات التي تعمل في مسار التخليق الحيوي لبروتين الشبكة الإندوبلازمية (ER) ADPLD عن طريق تعديل جرعة البوليسيستين -1 (الجدول 1). على وجه التحديد ، فإن بروتينات النقل المشفرة بواسطة SEC63 و SEC61B مطلوبة لدخول البروتينات الناشئة في ER ، في حين أن البروتينات المشفرة بواسطة ALG8 و ALG9 و PMM2 مطلوبة في ER من أجل N-glycosylation للبروتينات الناشئة. يتألف الجلوكوزيداز الثاني من وحدة فرعية مشفرة بواسطة GANAB ووحدة فرعية b مشفرة بواسطة PRKCSH ، ويزيل جزيئات الجلوكوز من البروتينات الناشئة بعد مراقبة الجودة بواسطة دورة calnexin / calreticulin قبل تصديرها إلى مجمع Golgi (الشكل 1). بالإضافة إلى ذلك ، يعمل العامل المساعد لبروتين Ig الملزم المشفر بواسطة DNAJB11 كوصيف في ER للتحكم في طي البروتين وتهريبه وتدهوره ، بما في ذلك البوليسيستين -1 والبوليسيستين -2. يمكن لطفرات أي من الجينات المذكورة أعلاه أن تقلل جرعة البوليسيستين الوظيفي -1 عن طريق إضعاف تعديلها بعد الترجمة والانتقال إلى غشاء الخلية ، وبالتالي يمكن تعديل شدة المرض الكيسي في وضع ADPKD.

الشكل 1.|تمثيل تخطيطي لنضج الشبكة الإندوبلازمية والارتباط بالجليكوزيل بالنيتروجين في البوليسيستين الناشئ -1 (الكمبيوتر -1) والبوليسيستين -2 (الكمبيوتر -2). الطفرات في PKD1 و PKD2 تسبب مرض الكلى المتعدد الكيسات السائد (ADPKD) ؛ تسبب الطفرات في SEC61B و SEC63 و ALG8 و GANAB و PRKCSH مرض الكبد المتعدد الكيسات السائد ؛ الطفرات في PKHD1 تسبب مرض الكلى المتعدد الكيسات المتنحية ؛ والطفرات في ALG9 و GANAB تسبب ADPKD غير نمطي. تحتوي جميع الحالات على تداخل مظهري وتتضمن درجة معينة من تكيسات الكلى والكبد ، وهي مرتبطة بالتغيرات في الجرعة الوظيفية لمركب الكمبيوتر -1 / PC -2 الناضج.

تظل الآليات التي يؤدي بها تقليل إشارات البوليسيستين في الأهداب الأولية للخلايا الظهارية الأنبوبية إلى الإصابة بمرض كيسي غير مفهومة تمامًا. العلاجات التجريبية التي تستهدف زيادة cAMP ، وتفعيل هدف الثدييات لمركب rapamycin 1 (mTORC1) ، وتقليل إشارات كيناز البروتين المنشط 5ʹ-AMP قد ثبت أنها تبطئ تقدم المرض الكيسي (الشكل 2). نجح Tolvaptan ، وهو أحد مضادات مستقبلات الفازوبريسين 2 ، في إبطاء تقدم ADPKD في البشر عن طريق تقليل إشارات cAMP. من المثير للاهتمام ، أظهرت دراسة حديثة لنماذج PKD الفئران أن استئصال الأهداب الأولية عن طريق تعطيل الجين الهدبي (إما Kif3 أو Ift20) أدى إلى مرض خفيف ، في حين أن تعطيل أي من Pkd1 أو Pkd2 أدى إلى مرض شديد. بشكل غير متوقع ، أدى اجتثاث الأهداب الأولية بالإضافة إلى تعطيل Pkd1 أو Pkd2 في هذه النماذج إلى ضعفمرض كلويمقارنة مع تعطيل Pkd1 أو Pkd2 وحده. مجتمعة ، تشير هذه البيانات إلى وجود مسار إشارات قائم على الأهداب غير محدد حتى الآن يتفاعل مع مركب البوليسيستين لتعديل شدة مرض الكيس وفقدان وظيفة الأهداب يبدو أنه وقائي في سياق ADPKD.

تطور تقنيات فحص الطفرات في ADPKD

كان فحص طفرة PKD1 تحديًا نظرًا لحجمه الكبير وتعقيده ومحتواه العالي من GC. يتكون الجين من 46 exons ويرمز نسخة 12 ، 912- bp ، تغطي منطقة جينومية 50- كيلو بايت. يتم تكرار أول 33 exons لها في ستة جينات خادعة مع ما يقرب من 98 بالمائة من هوية تسلسل الحمض النووي. يخلق المستوى العالي من هوية تسلسل الحمض النووي مع الجينات الكاذبة إمكانية إجراء مكالمات النمط الجيني الإيجابية والسلبية الخاطئة لأن طفرة الجين الكاذب يمكن تسميتها بشكل غير صحيح على أنها موجودة في PKD1 ، ويمكن تفويت طفرة PKD1 إذا غمرت الإشارة بالتسلسل الطبيعي في الجينات الكاذبة عند استخدام مقايسة التقاط الحمض النووي. استغل البروتوكول الأول لشاشة طفرة PKD1 الشاملة عدم التطابق النادر بين المنطقة المكررة لـ PKD1 وجيناتها الزائفة لإنشاء قوالب خاصة بالموقع لتفاعلات التسلسل المتداخلة اللاحقة. هناك حاجة إلى خمسة PCRs طويلة المدى لتوليد أمبليكونات PKD محددة 1- من المنطقة المكررة متبوعة بـ 65 PCR متداخلة لفحص الجين بأكمله. يوفر هذا البروتوكول حماية قوية ضد التضخيم الجينومي الزائف من الجينات الزائفة PKD1 وأسفر عن معدل تشخيص عالٍ من حوالي 80٪ إلى 90٪ في مجموعات إكلينيكية مختارة ، ولكنه كثيف العمالة ومكلف.

الشكل 2.|نظرة ثاقبة في علم الأحياء المرضي لـ ADPKD من الدراسات الوراثية البشرية والحيوانية. AMPK ، كيناز البروتين المنشط 5ʹ-AMP ؛ الشبكة الإندوبلازمية ERK ، كيناز منظم للإشارة خارج الخلية ؛ JAK-STAT ، محول إشارة Janus kinase ومنشط مسار إشارات النسخ ؛ mTOR ، هدف الثدييات من الرابامايسين.

أنتج بروتوكول لاحق أمبليكونات تفاعل البوليميراز المتسلسل طويلة المدى خاصة بالموقع لكل من الجينات (أي ثمانية لـ PKD1 وستة لـ PKD2) وقام بمضاعفتها من عينات المرضى الفردية كمكتبات مشفرة بشريط للتسلسل عالي الإنتاجية. هذا النهج الأخير يقلل بشكل كبير من عبء العمل في المختبر وتكاليفه ويستخدم حاليًا من قبل العديد من مختبرات البحث ؛ ومع ذلك ، فإنه لا يزال يتطلب خبرة فنية كبيرة. في الآونة الأخيرة ، تم تطبيق تسلسل الإكسوم المستهدف بواسطة لوحات الجينات المخصصة باستخدام التقاط الحمض النووي أو تسلسل الجينوم الكامل لفحص طفرات PKD1 و PKD2 ، مع نتائج واعدة ودقة 95 في المائة للحالات التي تم حلها سابقًا ؛ ومع ذلك ، فإن تحليلات المعلومات الحيوية المعقدة مطلوبة.

فئة الطفرة تتنبأ بمتوسط ​​شدة مرض الكلى في ADPKD

فحص الطفرة للمرضى الذين يعانون من ADPKD المخصب بميزات سريرية عالية الخطورة لتقارير التقدم أن 75 بالمائة من الحالات تحمل طفرات PKD1 ، وحوالي 15 بالمائة تحمل طفرات PKD2 ، وما لا يقل عن 10 بالمائة من الحالات لم يتم اكتشاف طفرة. على النقيض من ذلك ، تم التأكد من فحص الطفرات للمرضى بشكل طبيعي أو شبه طبيعيوظائف الكلىذكرت أن 60 بالمائة من الحالات تحمل طفرات PKD1 ، و 25 بالمائة تحمل طفرات PKD2 ، و 15 بالمائة لم يتم اكتشاف طفرة. تم أرشفة أكثر من 1250 طفرة PKD1 و 200 طفرة PKD2 في Mayo Polycysticقاعدة بيانات أمراض الكلى، ولا توجد طفرة واحدة مسؤولة عن 0.2 بالمائة من الحالات. أكدت دراسات متعددة وجود علاقة قوية بين فئة الطفرات وشدة أمراض الكلى: في المتوسط ​​، ترتبط طفرات PKD1 التي تقطع البروتين (على سبيل المثال ، طفرات موقع لصق الإطار ، والهراء ، والحذف الكبير) بأكثر الأمراض خطورة (متوسط ​​عمر ESKD: 50-55 سنة) ، متبوعًا بطفرات PKD1 غير متقطعة (أي عمليات إدخال / حذف في الإطار) وطفرات PKD2 (متوسط ​​عمر ESKD: 75-80 عامًا تقريبًا). ومع ذلك ، فإن التباين الكبير في المرض داخل عائلات الأقارب المتضررين الذين لديهم نفس الطفرة ذات التأثير الرئيسي موثق جيدًا ويشير بقوة إلى تأثير معدل. بالإضافة إلى ذلك ، في حالة عدم وجود اختبار قوي في المختبر ، هناك عدم يقين لتعيين الإمراضية في المتغيرات غير المنطوقة. طورت الكلية الأمريكية لعلماء الوراثة الطبية مبادئ توجيهية لتفسير متغيرات التسلسل النادرة التي تتضمن تقييم تردد الأليل في قواعد البيانات السكانية ، والوجود كمسبب للأمراض في قواعد بيانات المرض ، والتوصيف الوظيفي في المختبر أو في الجسم الحي ، وتقييم المعلومات الحيوية ، والتكامل مع المرض. في العديد من المتضررين أو الغياب في أفراد الأسرة غير المتأثرين. ثم يتم الإبلاغ عن المتغيرات على أنها "مسببة للأمراض" أو "مسببة للأمراض محتملة" أو "متغيرة ذات أهمية غير مؤكدة" أو "حميدة". ومع ذلك ، فإن التكرار التراكمي للسكان للمتغيرات "المسببة للأمراض المحتملة" في PKD1 و PKD2 يتجاوز التقديرات الوبائية لانتشار ADPKD ، مما يجعل نفاذ بعض هذه المتغيرات موضع تساؤل.

الأسباب الوراثية لـ PKD بعد PKD1 و PKD2

على الرغم من الفحص الشامل ، لم يتم اكتشاف طفرة في PKD1 أو PKD2 من 10 بالمائة إلى 15 بالمائة من المرضى المشتبه بهم في ADPKD. باستخدام تسلسل الإكسوم الكامل ، تم تحديد الطفرات في العديد من جينات المرض الكيسي النادرة الإضافية في المرضى الذين تم تصنيفهم في الأصل على أنهم "لم يتم اكتشاف طفرة". كما هو موضح أعلاه ، فإن جينات متعددة (مثل ALG8 و ALG9 و GANAB و PRKCSH و SEC61B و SEC63) تشفر البروتينات التي تعمل في مسار التخليق الحيوي ER وقد ثبت أنها تسبب ADPLD ، والصورة السريرية التي تتداخل مع ADPKD. تسبب الطفرات الصبغية المتنحية في PMM2 اضطرابًا مدمرًا متعدد الأنظمة عند الأطفال ، ولكن تم تحديد طفرة محفزة نادرة قللت من تعبير PMM2 لتسبب نقص السكر في الدم وفرط الأنسولين في مرحلة الطفولة والكلى متعددة الكيسات في خمسة عشر عائلة. لقد ثبت أن الطفرات في DNAJB11 تسبب PKD غير النمطي مع تكيسات كلوية صغيرة ، وحجم الكلى الصغير أو الطبيعي ، والفشل الكلوي المتأخر المرتبط بالضمور الأنبوبي والتليف الخلالي - السمات السريرية لكليهماADPKDومرض الكلى الأنبوبي الخلالي السائد (ADTKD). هذا الاختلاف في حجم الكلى مع الوظيفة أمر غير معتاد للغاية بالنسبة لـ ADPKD ولكنه يظهر أيضًا في ADPLD المرتبط بطفرات ALG9.

تعتبر الفسيفساء الجسدية سببًا مهمًا آخر لـ ADPKD في المرضى الذين لم يتم اكتشاف طفرة. تشير الفسيفساء إلى وجود مجموعتين من الخلايا المتميزة وراثيًا داخل فرد واحد ناتجة عن طفرة جسدية أثناء التطور الجنيني. اعتمادًا على نوع الخلية ومرحلة النمو عند حدوث الطفرة ، يمكن أن تنشأ ثلاث متلازمات سريرية فسيفساء السلالة الجرثومية ، والتي تشمل الخلايا الجرثومية فقط ؛ فسيفساء جسدية ، تشمل خلايا الجسم فقط ؛ والفسيفساء الغددية والجسدية ، التي تشمل كلا من السلالة الجرثومية والخلايا الجسدية. يعد وجود PKD de novo مع أنماط غير نمطية لتصوير الكلى (أي أنماط غير متماثلة ، أحادية الجانب ، غير متوازنة) اكتشافًا سريريًا مريبًا للفسيفساء الجسدية. يعد تشخيص الفسيفساء أمرًا صعبًا بسبب المشاركة المتغيرة للخلايا المصابة مما يؤدي إلى انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء ، وغالبًا ما يتم إغفالها بواسطة تسلسل سانجر. ومع ذلك ، تم العثور على ما يقرب من 10 في المائة من الحالات التي لم يتم حلها وراثيًا من ثلاث مجموعات تم التحقق منها سريريًا لإيواء الفسيفساء الجسدية بواسطة NGS. تم العثور على جميع الطفرات الجسدية التي تم تحديدها في PKD1 المتسلسلة من الحمض النووي للدم المحيطي في كسور أليل متغيرة تتراوح بين 5 في المائة و 20 في المائة. قد تؤدي الدراسات المستقبلية باستخدام "الترميز الجزيئي" لقالب الحمض النووي من أنسجة مختلفة (على سبيل المثال ، الغشاء المخاطي الشدقي والظهارة البولية) إلى تحسين معدل اكتشاف حالات الفسيفساء التي تحتوي على كسور أليل متغيرة أقل (أي 2 بالمائة من القراءات).

المؤشرات الحالية للاختبار الجيني في ADPKD

بالنسبة لمعظم الأشخاص المعرضين للخطر الذين لديهم تاريخ عائلي إيجابي ، يمكن تأكيد تشخيص ADPKD عن طريق التصوير بالموجات فوق الصوتية أو التصوير بالرنين المغناطيسي باستخدام معايير معتمدة جيدًا وتعتمد على العمر بناءً على تعداد كيس الكلى (الجدول 2). ومع ذلك ، قد لا يكون استبعاد المرض بشكل مؤكد تمامًا ممكنًا في الأشخاص المعرضين للخطر الذين تقل أعمارهم عن 40 عامًا عن طريق الموجات فوق الصوتية. على النقيض من ذلك ، مع دقة أعلى للكشف عن الأكياس الصغيرة ، يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لاستبعاد المرض بدرجة عالية من اليقين. مرضيالاختبارات الجينيةلADPKDيشار إليه حاليًا في الحالات التي يوجد فيها شك فيما يتعلق بالتشخيص (أي عدم وجود تاريخ عائلي أو نتائج التصوير الملتبسة) أو حيث توجد حاجة لاستبعاد المرض بدرجة عالية من اليقين في سن مبكرة ، كما هو الحال في حالة العمل من أجل متبرع حي محتمل بالكلى أو التشخيص الجيني قبل الولادة وقبل الزرع (الجدول 3). يمكن إجراء الاستبعاد المبكر لـ ADPKD في الأشخاص المعرضين للخطر عن طريق الاختبارات الجينية للطفرة العائلية المحددة. لا نوصي بفحص القاصرين المعرضين لخطر ADPKD إلى ما بعد مراقبة BP لأن العلاج المعدل للمرض غير موجود في هذه الفئة من السكان ، ويمكن أن يتسبب الحصول على تشخيص في حالة ما قبل الأعراض في حدوث ضغوط نفسية. يجب إبلاغ جميع الأشخاص الذين يخضعون للاختبار الجيني لـ ADPKD بالتشعبات المحتملة للاختبار الجيني ، والتي تختلف من بلد إلى آخر ، ويجب أن يتلقوا استشارات قبل الاختبار وبعده من قبل مستشار وراثي.

المؤشرات المتطورة للاختبار الجيني في ADPKD

تستعد التطورات في NGS لإحداث ثورة في الاختبارات الجينية في ADPKD من خلال توفير فحص الطفرات المتزامن لأمراض كيسية متعددة وجينات معدلة محتملة بدقة عالية وتكاليف معقولة (28). على هذا النحو ، نتوقع أن تتطور العديد من المؤشرات الجديدة مع تطوير منهجيات التسلسل عالي الإنتاجية التي تستهدف الأشكال غير النمطية من دليل المفاتيح العامة (الشكل 3 ، الجدول 3) ؛ وهي تشمل (1) مرض مبكر وشديد ، (2) تقلب ملحوظ في المرض داخل الأسرة ، (3) لا يوجد تاريخ عائلي واضح ، (4) غير نمطيتصوير الكلىو (5) عرض متلازمي. قد يصل معدل الانتشار التراكمي لهذه السيناريوهات غير النمطية إلى ثلث مرضى ADPKD. نقترح أن تتم إحالة المرضى أو العائلات التي تظهر أحد هذه السيناريوهات إلى مراكز متخصصة لإجراء مزيد من الاختبارات.

(1) المرض المبكر والخطير

يعد ظهور PKD الشديد في الرحم أو الطفولة المبكرة كيانًا سريريًا موصوفًا جيدًا. على سبيل المثال ، يعد حذف PKD1 و TSC2 المتجاورين متلازمة نادرة مرتبطة بتضخم الكلى الكيسية ، وعلامات متغيرة لمركب التصلب الدرني (TSC) ، وعادةً ، ESKD في سنوات المراهقة ، وقد أظهرت المزيد من الدراسات الحديثة التعقيد الجيني الذي يقوم عليه بعض هذه الحالات الشديدة. ، بما في ذلك تغاير الزيجوت المركب (على سبيل المثال ، بسبب طفرة PKD1 لاقتطاع البروتين في التحول مع طفرة PKD1 ثانية غير متقطعة) أو مرض خلقي (على سبيل المثال ، بسبب طفرة PKD1 وطفرة ثانية في جين مرض كيسي آخر ، مثل PKD2 ، COL4A1 ، أو HNF1B). يُعتقد أن طفرات PKD1 أو PKD2 المتماثلة اللواقح في الوظيفة تكون قاتلة من الناحية الجنينية في البشر. على الرغم من ندرته ، فإن تحديد العائلات المصابة بـ ADPKD ثنائي القطب له آثار مهمة على الاستشارة الوراثية. على الرغم من أنه قد يتم اقتراحه من تاريخ العائلة ، إلا أن هذا ليس هو الحال غالبًا لأن أحد الوالدين المتأثرين قد يكون لديه شكل خفيف من ADPKD (أي بسبب طفرة PKD1 أو طفرة PKD2). قد تشمل القرائن السريرية لأمراض ثنائية الفصوص محتملة في ADPKD ملحوظةمرض كلويالخلاف بين أفراد الأسرة وارتفاع نسبة الفصل المرضي التي تؤثر على ما يقرب من 75 في المائة من الأطفال في النسب الكبيرة ، مقابل 50 في المائة المتوقعة في حالة جسمية سائدة ، بسبب الطفرتين المنفصلين بشكل مستقل.

الشكل 3.|السيناريوهات السريرية لعروض ADPKD غير النمطية والتفسيرات الجينية المحتملة.

(2) ملحوظ تقلب المرض داخل الأسرة

ملحوظمرض كلوييعد عدم التوافق (أي حسب الحجم الكلي للكلية أو معدل الترشيح الكبيبي ، المعدل حسب العمر) في الزوج النسبي المصاب أمرًا شائعًا نسبيًا ، حيث يؤثر على ما لا يقل عن 12 بالمائة من العائلات المصابة بـ ADPKD ، وقد ينتج عن مصادفة الثانية.مرض كلوي(على سبيل المثال ، مرض السكري أو GN) في العضو الأكثر تضررًا أو وجود أساس وراثي غير عادي (أي الفسيفساء الجسدية أو المعدلات الجينية ، بما في ذلك المرض المتنامي كما نوقش أعلاه). تم الإبلاغ عن مرض ثنائي جيني أو بياليلي مرتبط بتأثيرات وراثية أو أليلية مختلفة في المرضى الذين يعانون من ADPKD ويدعم بقوة "نموذج العتبة" لتكوين المثانة حيث ترتبط جرعة البوليسيستين الوظيفية الخلوية عكسيًا مع شدة المرض (الشكل 4). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساهم الأمراض المصاحبة (مثل ارتفاع ضغط الدم والسمنة) والعوامل البيئية (مثل التدخين وتناول الماء) في تفاقم المرض داخل الأسرة.

（3） لا يوجد تاريخ عائلي واضح

ما يصل إلى 28 بالمائة من المرضى المشتبه في إصابتهم بـ ADPKD يبلغون عن عدم وجود تاريخ عائلي واضح. في هذا الإعداد ، يمكن الإشارة إلى الاختبارات الجينية ، ويحتاج التشخيص التفريقي إلى التوسع ليشمل الأسباب الوراثية وغير الوراثية الأخرى للكيسي.مرض كلوي، خاصة في حالات السمات غير النمطية أو المتلازمية. تشمل التشخيصات التفاضلية الأخرى طفرة de novo أو عدم توفر السجلات الطبية الأبوية أو فسيفساء جسدية أو جرثومية أو ADPKD خفيف غير معروف في الوالد المصاب. في حالة الفسيفساء الجسدية المشتبه بها ، قد يكون الفحص بعمق قراءة عالٍ مفيدًا أيضًا في حل السبب الجيني.

الشكل 4.|آثار المرض ثنائي المنشأ على جرعة البوليسيستين الوظيفية وشدة المرض الكيسي. حصان ، متغير صغير الشكل.

(4) التصوير الشاذ للكلية

توجد أنماط تصوير الكلى غير النمطية (على سبيل المثال ، Mayo Clinic Imaging Class 2) في ما يصل إلى 16 بالمائة من المرضى المشتبه في إصابتهم بـ ADPKD. المرضى الذين ليس لديهم تاريخ عائلي لـ ADPKD الذين أظهروا مرض كيسي أحادي الجانب أو غير متماثل أو مقطعي أو غير متوازن يشتبهون في الفسيفساء الجسدية. على النقيض من ذلك ، يميل المرضى الذين لديهم تاريخ عائلي إيجابي وتصوير الكلى غير النمطي إلى إظهار مرض كيسي خفيف مرتبط بطفرات PKD1 أو PKD2 غير المنطوقة. المرضى الذين يعانون من فشل كلوي متوسط ​​إلى متقدم ولكن تصوير الكلى الذي يظهر مرض كيسي خفيف دون تضخم في الكلى يجب أن يثير الشك لمدة ثانيةمرض كلوي، مثل اعتلال الكلية السكري أو GN أو مرض كيسي آخر. في هذا الإعداد ، يجب أن يشمل التشخيص التفريقي أيضًا PKD بسبب الطفرات في DNAJB11 أو ALG9 ، مرض الغشاء القاعدي الرقيق (بسبب طفرة COL4A3 أو COL4A4 متغايرة الزيجوت) ، أو مرض الكلى apoL1 في مريض أسود مصاب بالبروتينية.

(5) عرض متلازمي

يقدم الجدول 1 قائمة بالجينات التي يمكن أن تؤدي إلى أمراض الكلى الكيسية عند حدوث طفرة. من الجدير بالذكر أن المظاهر المتلازمية في هذه الاضطرابات غالبًا ما توفر أدلة

لتشخيصهم. على سبيل المثال ، قد يظهر PKD المتنحية الجسدية في سن الرشد مع التليف الكبدي الخلقي أو متلازمة كارولي. عادة ما يسمح وجود الأورام الوعائية في الأعضاء المستهدفة بتشخيص لا لبس فيه لـ TSC. ومع ذلك ، قد يكون من الصعب تمايز TSC (بما في ذلك PKD 1- متلازمة حذف الجينات المتجاورة TSC2) عن ADPKD في وجود الفسيفساء الجسدية. كيس إضافيأمراض الكلىلا يرتبط بتضخم الكلى ، مثل تلك التي تسببها الطفرات في DNAJB11 أو ALG9 ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار. يتضمن ADTKD العديد من الاضطرابات التي تتميز بمرض الكلى المزمن التدريجي المرتبط بالبيلة البروتينية منخفضة الدرجة وتحليل البول اللطيف. قد تتطور التكيسات الكلوية الصغيرة في أواخر الدورة السريرية ، وقد تساعد السمات السريرية الإضافية في التمييز بين هذه الحالات. على سبيل المثال ، يشير وجود النقرس وفرط حمض يوريك الدم إلى ADTKD المرتبط بطفرات أورومودولين ، في حين أن وجود مرض السكري في بداية النضج عند الشباب و / أو تشوه المسالك البولية التناسلية يشير إلى ADTKD المرتبط بطفرات HNF1B. تشمل الأشكال النادرة الأخرى من PKD ذات السمات المتلازمية المميزة مرض فون هيبل لينداو. التهاب الكلية. متلازمة أوروفاكوداتيجي المهيمنة المرتبطة بالكروموسوم X ؛ اعتلال الأوعية الدموية الوراثي ، واعتلال الكلية ، وتمدد الأوعية الدموية ، ومتلازمة تقلصات العضلات ؛ ونقص السكر في الدم مع فرط أنسولين الدم مع PKD. من خلال الفحص الشامل لقائمة جينات المرض الكيسي المعروفة والمحتملة ، من المتوقع أن يؤدي الاختبار الجيني مع التسلسل عالي الإنتاجية إلى تحسين دقة التشخيص لدى مرضى الكلى الكيسي.

أفادت الدراسات الجينية من المرضى والنماذج الحيوانية علم الأمراض المرضي في ADPKD. نحن نفهم الآن أن جرعة البوليسيستين الوظيفية المخفضة إلى ما دون عتبة حرجة ، من خلال الآليات الجينية وغير الوراثية ، تؤدي إلى تكوين كيس داخل الخلايا الظهارية الأنبوبية الفردية. ومع ذلك ، تظل الآليات الجزيئية الدقيقة الكامنة وراء نمو الكيس وتطور المرض غير مكتملة. من المتوقع أن يؤدي الاختبار الجيني القائم على NGS إلى تحسين الدقة التشخيصية لمرض الكلى الكيسي وقد يوفر أيضًا معلومات تنبؤية لـ ADPKD. الاختبارات الجينية التقليدية القائمة على تسلسل سانجر محدودة في توضيح أسباب ظهور PKD غير النمطي في السيناريوهات السريرية ، مثل تنافر المرض داخل الأسرة ، وأنماط التصوير غير النمطية للكلى ، وشدة المرض المتضاربة بين انخفاض معدل الترشيح الكبيبي وحجم الكلى الكلي ، ومتلازمة أخرى في الكلى الكيسية مرض. ستعمل الابتكارات في التسلسل عالي الإنتاجية على تحويل وتوسيع التشخيص الجزيئي في ADPKD. من خلال الفحص الشامل للأمراض الكيسية المتعددة والجينات المعدلة وتحسين الكشف عن الفسيفساء الجسدية أو لوحة الجينات المستهدفة أو الإكسوم الكامل أو تسلسل الجينوم الكامل من المتوقع أن يحسن التشخيص والدقة الإنذارية لتعزيز الطب الشخصي في ADPKD.

الإفصاحات

تلقت MB Lanktree تعويضًا عن مشاركتها كمتحدث وعضو مجلس استشاري لشركة Otsuka Pharmaceuticals. كما حصل على منح من مؤسسة الكلى الكندية أثناء إجراء الدراسة. تلقت Y. Pei تعويضًا عن المشاركة في المجالس الاستشارية لشركة Otsuka و Reata Pharmaceuticals و Sanofi-Genzyme. جميع المؤلفين الباقين ليس لديهم ما يكشف.

التمويل

تم دعم هذا العمل جزئيًا من قبل المعهد الكندي لاستراتيجية البحوث الصحية لمنحة برنامج البحث الموجه نحو المريض في برنامج شبكة أمراض الكلى المزمنة Can-SOLVE CKD. MB Lanktree هو باحث جديد في برنامج التعليم الأساسي والتدريب الوطني لعالم أبحاث الكلى (KRESCENT) الممول من المعاهد الكندية للأبحاث الصحية ، ومؤسسة الكلى في كندا ، والجمعية الكندية لأمراض الكلى.

المزيد من المعلومات FORE:david.deng@wecistanche.com