【专题】假基因—多囊肾

什么是多囊肾？

多囊肾(polycystic kidney disease,PKD)，又名Potter(Ⅰ)综合征、Perlmann综合征、先天性肾囊肿瘤病、囊胞肾、双侧肾发育不全综合征、肾脏良性多房性囊瘤、多囊病。PKD有两种类型：常染色体隐性遗传型(婴儿型)多囊肾，发病于婴儿期，临床较罕见；常染色体显性遗传型(成年型)多囊肾，常于青中年时期被发现，也可在任何年龄发病，为多囊肾的常见类型。本病幼时肾大小形态正常或略大，随年龄增长囊肿数目及大小逐渐不断地增多和增大，多数病例到40～50岁时肾体积增长到相当程度才出现症状。主要表现为两侧肾肿大、肾区疼痛、血尿及高血压等。发病率1/500~1/1000，无理想诊治方法。

常染色体显性多囊肾（ADPKD）

常染色体显性遗传多囊肾病是慢性肾脏病的重要诱因之一，发病率为1/400-1/1000，由于其发病年龄多在40~60岁，故既往又称之为“成人型多囊肾病”。全球约1200万患者深受这一疾病的影响。约50%患者会发展到终末期肾功能衰竭（ESRD），需要进行异源肾脏移植或者终身血液透析治疗。我国约有150万此疾病患者，每年都有数以万计的患者苦苦等待无偿捐献的肾源或者通过无休止的透析维持生命。ADPKD不仅给患者造成严重的身体和精神上的折磨，同时给患者家庭带来沉重的经济负担。

致病基因

与ADPKD致病相关的基因为PKD1和PKD2基因，其中85%的ADPKD患者是由PKD1基因突变所导致的，因此被称为常染色体显性多囊肾病1型；15%的ADPKD患者是由PKD2基因导致的，因此被称为是常染色体显性多囊肾病2型，约95%的ADPKD患者具有家族史，约5%患者是由新发突变引起。

PKD1基因由46个外显子组成，编码序列有12,912bp；PKD2基因由15个外显子组成，编码序列为2,907bp。

值得注意的是PKD1基因组区域复杂，1-33号外显子区域有6个假基因（PKD1P1-P6），给基因检测带来了困难,所以康旭对于疑似多囊肾患者，进行PKD1、PKD2基因高通量测序（NGS），然后对检测结果进行Sanger测序的验证。

对于PKD1基因区域的1-33外显子区域的错义/无义突变或小片段的插入/缺失的突变分析采用Long-Range PCR进行，用以明确PKD1的真基因区域和假基因区域；对于PKD1基因的单个或多个外显子缺失的验证是通过多重连接探针扩增技术（multiplex ligation-dependent probe amplification, MLPA）进行检测。

临床诊断

1

肾脏表现

1.1 肾囊肿：多囊肾肾功能异常表现包括高血压，肾痛，肾功能不全等，这些表现与肾囊肿的进展有直接关系。

1.2 肾功能异常：较早发生尿浓缩能力和氨排泄减少，在疾病的早期阶段，这些异常较轻，对患者的生活影响不大。

1.3 高血压：另一个早期肾功能异常和肾血流量减少的症状，诊断明确往往在病程晚期，具有以下特点：肾血管阻力和滤过分数增加；血浆肾素活性正常或升高；盐敏感性；细胞外液量、血浆量及心输出量正常或增加；转换酶抑制可部分纠正肾血流动力学。

1.4 肾绞痛：疼痛是多囊肾常见的表现，潜在的病因包括：囊肿出血，肾结石，囊肿感染，肿瘤等，可发生血尿。

1.5 肾结石。多囊肾肾结石的患病率约为20%，大部分为尿酸和/或草酸钙结石。

1.6 泌尿道感染和囊肿感染。

1.7 肾细胞癌（RCC）。

1.8 其他。囊肿大规模的扩大可能会导致肾脏局部结构的并发症，如压迫下腔静脉及胃出口阻塞等。

1.9 肾功能衰竭。大约50%的患者到60岁时发展为ESRD。

2

肾外表现

辅助检查

肾脏和腹部超声、CT或磁共振成像应该为首先考虑的检查。

分子序列分析的基因检测可有助于对疾病的确诊，如PKD1和PKD2突变的测序分析是阴性的，PKD2缺的失/重复分析应予以考虑。

案例分享

01

常染色体显性遗传性多囊肾病主要由 PKD1 和 PKD2 基因突变造成，都为常染色体显性遗传，先证者携带致病位点，遗传给下一代的概率是50%，所以明确突变位点对于早期确诊和产前诊断都至关重要。

先证者是1988年出生的女性，2018年7月被确诊为多囊肾，有家族史，患者父亲也患者也患有多囊肾疾病，检测项目是全外显子 Slim版 1 人，检测结果是PKD1基因的一个错义变异，蛋白损伤是疑似致病，这个变异来源于父亲，符合家族史，符合家系共分离，所以PKD1基因的变异是可能是这个患者的致病基因。

入选理由:

1. 以下临床表型与该基因相关疾病表型相匹配: 多囊肾;

ACMG 证据：PM2,PP3

检测结果：在受检者PKD1 基因发现 c.8548T>C（编码区第 8548 号核苷酸由 T 变为 C）的杂合核苷酸变异，该变异导致第2850号氨基酸由Ser变为 Pro（p.Ser2850Pro），为错义变异。该变异可能导致蛋白质功能受到影响。受检者其父该位点为杂合子,其母该位点未见异常。该变异的致病性尚未见文献报道（所参考数据库：HGMD Pro 及 PubMed）。该变异不属于多态性变化，在人群中发生的频率极低（所参考数据库：1000Genomes、 dbSNP）。PKD1基因是成人多囊肾病 I 型(Polycystic kidney disease, adulttype I)的致病基因，为常染色体显性遗传方式（AD)。对于该类遗传方式，杂合变异可能导致发病。建议结合受检者临床表现及家族史进一步分析确定该变异是否具有临床意义。

疾病临床症状：PKD1：成人多囊肾病， I 型[常染色体显性、瓣膜病患病率增加、颅内动脉瘤、肝囊肿、结肠憩室、多囊肾;肾衰竭、遗传异质性;见多囊蛋白 1（601313）突变导致的 PKD1（601313），多囊蛋白2（173910）突变导致的 PKD2（173910），以及 PKD3（600666）、由多囊 1 基因突变引起;由多囊 2基因突变引起]；

虽然大多数成人多囊肾是PKD1基因和PKD2基因的微小变异引起的，但还有一小部分是PKD1和PKD2基因的大片段的缺失造成的。

02

一34岁的男性，患有终末期肾病（血液透析治疗），高血压和憩室病，因左下腹部急性疼痛入院。4天前出现疼痛，呈钝痛无放射痛，服用氢可酮/对乙酰氨基酚后部分缓解，无明显恶化危险因素。2天前出现高热，寒颤。自述无排尿困难，腹泻，血尿，便血或黑便。未服用抗凝血剂或非甾体类抗炎药，亦无重伤或创伤史，父亲也有多囊肾，检测产品为MLPA:多囊。

检测结果：

发现受检者PKD1基因 9-15 号外显子杂合缺失变异；遗传自父亲，未发现受检者其母亲存在大片段变异，符合家系共分离，所以PKD1基因的缺失变异很可能是这个患者的致病原因。

常染色体隐性多囊肾（ARPKD）

ARPKD又称婴儿型多囊肾，发病率约为1/2万，大多无家族史。常于婴儿期发病，30%左右ARPKD患者在新生儿期死亡，少数症状较轻者可存活至儿童期或成人期，虽然发病率不高，却是最为常见的遗传性儿童肾囊性病变。与ADPKD之间很大的一个区别在于，ARPKD的肾外病变仅为肝脏异常，主要表现为门脉周围纤维化，胆管增生，偶见囊肿。ARPKD由位于6号染色体的PKHD1基因突变造成，PKHD1编码一种膜蛋白，称为纤维酶，其功能尚不明确。

致病基因

多囊肾/多囊肝病变1基因(polycystic kidney andhepatic disease 1，PKHD1)是目前人类所知的ARPKD的唯一致病基因，该基因位于染色体6p21上，编码一个由4 074个氨基酸构成的整合膜蛋白，即纤维素（fibrocystin）。由PKHD1基因变异所致的纤维素缺陷，可引起其所参与的信号通路和细胞功能出现异常，进而影响细胞增殖、分化及平面细胞极性，最终导致肾小管扩张产生囊肿。

临床诊断

ARPKD是一种复杂的疾病，可单独存在，也可与其他疾病共存，或表现为综合征。因此，诊断该病往往需要对家族史、临床表现、影像学检查等多方面证据进行综合分析。而对于部分患者，当诊断不明确时，可行分子遗传学分析确诊。目前最被认可的 ARPKD 诊断标准是由Zerres等提出的，并对其进行修改完善：

1.具有ARPKD典型的超声表现：增大的、强回声的、伴皮髓质分界不清的肾脏。

2.以下内容中的1条或多条：

①患儿父母尤其当其>40岁时，超声检查未发现肾囊肿；

②有临床或实验室或影像学证据证实患儿存在肝纤维化；

③肝脏病理提示存在特征性肝胆板异常；

④同一家族的同胞中有通过病理检查确诊的 ARPKD 患者；

⑤父母近亲婚配提示常染色体隐性遗传。

然而在实际临床工作中，由于影像学检查操作者水平有限，有时并不能完全根据超声结果作出诊断，肾脏活检又具有创伤性，患儿家属往往不能接受，因此必要时可行分子遗传学检查。

案例分享

常染色体隐形遗传性多囊肾病主要由PHKD1基因突变造成， 大部分症状较严重的患儿在妊娠后期超声检查可显示肾或肝的囊肿，5～10岁患儿有门脉高压的症状出现，如食管、胃底静脉曲张和脾亢进 (白细胞减少，血小板降低)。青春期出现症状的患者则肾脏增大并不明显，肾功能不全呈轻度或中度，症状以进行性肝纤维化的为主 (门脉高压，胃底、食管静脉曲张，肝功能不全，脾亢)。由于大部分患者无阳性家族史，极易造成误诊。基因检测有助于疑似患者的确诊，全外显子测序已经可以达到85%的检出率。

先证者是2019年1月出生的女孩儿，出生后2月诊合并多囊肝及多囊肾，无家族史，检测项目是全外显子 Slim 版 1 人，检测结果是PKHD1两个位点复合杂合变异，其中c.6332+1_6332+2insG遗传自母亲，c.4274T>G遗传自父亲，符合疾病的遗传方式，所以两个位点的变异可能是这个女孩儿的致病原因。

总结

参考文献

[1]薛澄，周晨辰，梅长林．常染色体显性多囊肾病的预后评估及治疗[J].协和医学杂志，2018，9（1）：75-80.

[2] Cornec-Le Gall E, Audrézet M P, Chen JM, et al. Type of PKD1 mutation influences renal outcome in ADPKD[J].Journalof the American Society of Nephrology, 2013, 24(6): 1006-1013.

[3]梅长林等.中国常染色体显性多囊肾病临床实践指南（第二版）[J].临床肾脏病杂志，2019，19 (4): 227-235.

[4] Shaw C, Simms RJ, Pitcher D, et al. Epidemiologyof patients in England and Wales with autosomal dominant polycystic kidneydisease and end-stage renal failure.Nephrol Dial Transplant.2014, 29(10):1910–8.

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

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