【案例分享】一例多囊肾的基因检测

【案例分享】⼀例多囊肾的基因检测概述
多囊肾病(PKD)是⼈类常见的单基因遗传病之⼀，按遗传⽅式可分为常染⾊体显性多囊肾病（ADPKD）和常染⾊体隐性多囊肾病（ARPKD）。

常染⾊体隐性多囊肾，是幼⼉型多囊肾，发病于婴⼉期，临床较罕见，发病率1/10000-1/40000；常染⾊体显性多囊肾，是成⼈型多囊肾，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，发病率为1/400-
1/1000。

多囊肾病（PKD）的特征是肾中液体囊肿。

这是慢性肾功能不全和终末期肾病的第四⼤常见原因。

除累及肾脏外，常伴肾外囊肿，如肝囊肿、胰腺囊肿、脾囊肿等。

常染⾊体显性多囊肾病（ADPKD）是最常见的危及⽣命的遗传性疾病，其特征在于囊肿形成及肾脏和其他器官的肿⼤。

在ADPKD中有两种已知的基因突变：PKD1基因和PKD2基因。

PKD1是编码多囊蛋⽩1的⼤⽽复杂的基因，PKD2较⼩，编码多囊蛋⽩2。

ADPKD与其他囊性肾病的鉴别诊断取决于患者的年龄，家族史和相关表现。

在没有ADPKD家族史的成⼈患者中，医⽣应排除常染⾊体隐性多囊肾病（ARPKD）。

幼⼉在没有ADPKD家族史的情况下，重要的是区分ARPKD。

常染⾊体隐性多囊肾病(ARPKD)通常⼜被成为婴⼉性多囊肾病，属于肝肾纤维囊性疾病，典型者在婴⼉期发病，同时也是⼉科终末期肾脏病的重要原因之⼀，⼈群携带者为1:70。

30.5-50%的患病胎⼉因⽺⽔过少导致肺发育不全⽽在围产期死亡，此期主要为肾损害。

影像学检查主要表现为双肾集合管的⾮梗阻性梭形膨⼤，回声超强，呈陶⼟样“Potter”⽺⽔过少症。

如果度过新⽣⼉期，⼀般患⼉会进展⾄终末期肾病。

症状体征
ADPKD主要表现为双侧肾囊肿且逐渐发展，肾脏体积进⾏性增⼤，肾⼩球滤过率逐步降低，常出现⾼⾎压（60％）、腹痛（61％）、⾎尿（15％）、蛋⽩尿（11％）、囊肿或尿路感染、肾结⽯（10％-35％）等并发症。

此外，ADPKD属多系统性疾病，35岁以上患者中超过90％合并肝囊肿、颅内动脉瘤、胰腺囊肿、结肠憩室或⼼脏瓣膜异常；其中肝囊肿是最常见合并症（83％-94％）。

颅内动脉瘤虽然发病率较低（10％），但却是最可能导致患者急性死亡的合并症。

ADPKD疾病特征和进展在家族内及家族间有很⼤变异性。

多数ADPKD患者在很长⼀段时间内病程进展缓慢，临床特征并不明显，尽管已经形成数以千计的微⼩囊肿，发⽣囊性病变的肾单位可在长时间内代偿，维持肾⼩球滤过率相对稳定。

直⾄疾病晚期，由于增⼤、增多的囊肿对残余肾单位的压迫，肾间质炎症和纤维化的改变，患者发展⾄肾衰竭的速度将显著加快。

ARPKD特征在于⾮梗阻性，梭形，肾集合管的囊性膨胀，由于胆管板畸形，存在有不同程度的肝纤维化（CHF）。

进⾏性胆管疾病导致门静脉周围纤维化或CHF，并可能进展为先天性肝内胆管囊状扩张症（Caroli）病。

ARPKD通常在⼦宫内或出⽣时被诊断出来，并且表型差异很⼤，新⽣⼉在年龄和初始临床症状表现⽅⾯存在显着差异，包括肾脏和胆管异常的相对⽔平。

ARPKD中器官受累程度的变化尚未得到合理的解释，但它被普遍认可。

这种表型变异性受其他疾病修饰基因及表观遗传因⼦、激素效应和环境影响的组合影响。

临床表现
本病患者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。

01
肾肿⼤
两侧肾病变进展不对称，⼤⼩有差异，⾄晚期两肾可占满整个腹腔，肾表⾯布有很多囊肿，使肾形不规则，凹凸不平，质地较硬。

02
肾区疼痛
常为腰背部压迫感或钝痛，也有剧痛，有时为腹痛。

疼痛可因体⼒活动、⾏⾛时间过长、久坐等⽽加剧，卧床后可减轻。

肾内出⾎、结⽯移动或感染也是突发剧痛的原因。

03
⾎尿
约半数病⼈呈镜下⾎尿，可有发作性⾁眼⾎尿，此系囊肿壁⾎管破裂所致。

出⾎多时，⾎凝块通过输尿管可引起绞痛。

⾎尿常伴有⽩细胞尿及蛋⽩尿，尿蛋⽩量少，⼀般不超过1.0克/天。

肾内感染时脓尿明显，⾎尿加重，腰痛伴发热。

04
⾼⾎压
为多囊肾的常见表现，在⾎清肌酐未增⾼之前，约半数出现⾼⾎压，这与囊肿压迫周围组织，激活肾素-⾎管紧张素-醛固酮系统有关。

近10年来，GrahamPC、TorreV和ChapmanAB等都证实本病肾内正常组织、囊肿邻近间质及囊肿上⽪细胞肾素颗粒增多，并有肾素分泌增加。

这些对囊肿增长和⾼⾎压的发⽣密切相关。

换⾔之，出现⾼⾎压者囊肿增长较快，可直接影响预后。

05
肾功能不全
个别病例在青少年期即出现肾衰竭，⼀般40岁之前很少有肾功能减退，70岁时约半数仍保持肾功能，但⾼⾎压者发展到肾衰竭的过程⼤⼤缩短，也有个别患者80岁仍能保持肾脏功能。

06
多囊肝
中年发现的多囊肾病⼈，约半数有多囊肝，60岁以后约70%。

⼀般认为其发展较慢，且较多囊肾晚10年左右。

其囊肿是由迷路胆管扩张⽽成。

此外，胰腺及卵巢也可发⽣囊肿，结肠憩室并发率较⾼。

07
体格检查
体格检查时可触及⼀侧或双侧肾脏，呈结节状。

伴感染时有压痛。

50%患者腰围增⼤。

病因
在常染⾊体显性多囊肾病（ADPKD）的囊肿形成过程中，每个囊肿被认为是由单个细胞引发的，由体细胞突变或单倍性不⾜或阈值效应引起的。

⼀旦发⽣这种情况，异常增⽣的细胞⽆法形成正常的⼩管，导致⼩管区开始扩张。

当囊肿增⼤时，会被从肾元中分离出来。

然后通过持续异常的细胞增殖，囊肿会继续扩⼤并通过囊性纤维化跨膜传导调节剂⽽扩⼤。

图.常染⾊体显性多囊肾病的囊肿形成过程
ADPKD有两种已知的基因参与ADPKD：位于16号染⾊体短臂上的PKD1（1994年发现），并产⽣多囊蛋⽩1（PC1），⼀种跨膜蛋⽩，具有长的N-末端胞外尾部，可作为传感器;和位于4号染⾊体长臂上的PKD2（1996年发现），并产⽣较⼩的糖蛋⽩多囊蛋⽩2（PC2），其在钙转运中发挥作⽤。

PC1或PC2的功能丧失会损害由PAC和ER介导的钙瞬态反应，从⽽导致细胞内cAMP累积，反过来⼜导致了B-RafMAP2K1/ERK激活的增强的细胞增殖状态。

其他的改变包括
失去了细胞极性和Wnt失调，改变了细胞能量的新陈代谢，包括AMPK和mTOR⼲扰调制。

tnf是PKD表型的潜在炎症介质。

图.与ADPKD发病机制有关的细胞通路
在临床确定的⼈群中，PKD1突变占ADPKD病例的85％，⽽PKD2则占其余15％。

与ADPKD相关的表型表现出⾼⽔平的变异性，⽆论是在终末期肾病（ESKD）发病年龄，相关肝病或其他肾外表现⽅⾯。

这可以归因于基因、等位基因异质性和环境影响。

关于遗传异质性，已知PKD1突变与更严重的疾病相关，包括早期诊断年龄，⾼⾎压患病率增加和ESKD发病早于PKD2突变（中位年龄：54岁vs74岁）。

从等位基因⾓度看，某些突变与更严重的疾病表型相关;例如，截短突变的患者⽐⾮截短突变的患者更严重。

⼤多数ADPKD患者据报道具有截短突变。

⼀项研究表明，位于PKD1基因5'末端的突变与早期发作的ESKD和颅内动脉瘤破裂风险增加有关。

图c-Myc在PKD的信号节点上。

这个⽰意图表⽰了⼀种可以在PKD中起作⽤的细胞⽣成机制。

c-myc蛋⽩质在PKD致病机制中起关键作⽤。

ARPKD是由编码FPC的PKHD1基因突变引起的。

PKHD1在2002年由两个独⽴的研究⼩组克隆.PKHD1是⼀个特殊的⼤基因，跨越⼤约470kb的基因组DNA，由86个外显⼦组成，其中67个外显⼦包含在最长的开放阅读框转录本中。

许多可选剪接的转录已经被确定了;然⽽，这些亚型的确切功能和临床意义尚不清楚。

到⽬前为⽌，已经鉴定了近750个PKHD1突变。

疾病诊断
尽管对这种疾病遗传特征的了解不断增加，但根据年龄，家族史和个体囊肿数⽬进⾏筛查和成像标准是诊断的依据。

超声诊断筛查ADPKD的检出率很⾼，为⼈们提供了⼀种廉价和安全的⽅法，但⾼成本会阻⽌将这种筛查应⽤于整个⼈群。

过去，诊断标准基于患有PKD1家族史的患者。

2009年，对标准进⾏了修改，包括患有PKD2家族史的患者，这些患者年龄较⼩，囊肿数量较少。

因此，较年轻受试者（15⾄29岁）中，两个肾中的三个囊肿⾜以⽤于诊断，⽽较⽼受试者需要更多的肾脏囊肿才能明确诊断ADPKD。

值得注意的是，这些统⼀的标准仅适⽤于ADPKD阳性家族史的患者，这些患者排除ADPKD可能发⽣的ADPKD病例约10-15％。

由于新的突变，在⽗母医疗记录不可⽤这种情况下，可能缺乏阳性家族史，患有双侧肾脏扩⼤和⽆数囊肿的患者，如果没有其他研究结果表明患有不同的囊性疾病，则很可能患有ADPKD。

ARPKD通常在⼦宫内或出⽣时诊断，并表现为进⾏性肾功能不全和门静脉⾼压症（PH）。

受影响最严重的胎⼉表现为典型的“Potter”表型（⽺⽔过少），表现为肾⼩管的梭形扩张，呼吸功能不全，头颅异常和髋⾅脚，⼤量回声增强的肾脏具有较差的⽪质髓质化。

⽺⽔过少可在⼦宫内检测到，但在妊娠末三个⽉可能不会发展为ARPKD。

康旭医学检验所共有4个Panel检测项⽬可供选择，如下：
多囊肾检测Panel
B012遗传性肾病检测包330个基因
B012-5多囊肾检测包24个基因
B012-5.1多囊肾-1B012遗传性肾病 MLPA
B012-5.2多囊肾-2PKD1/PKD2基因测序 MLPA
多囊肾⼤⽚段检测
MLPA034多囊肾（PKD1)
MLPA070多囊肾相关⼤⽚段检测：PKD1/PKD2 基因检测
案例分享
1.ADPKD：
患者，男，⾎液样本送康旭医学检验所，检测项⽬B012遗传性肾病检测包。

检测结果如下
结果解读：
在受检者 PKD1 基因发现 c.11423G>A（编码区第 11423 号核苷酸由 G 变为 A）的杂合核苷酸变异，该变异导致编译第 3808 号氨基酸 Trp 的密码⼦变为终⽌密码⼦（p.Trp3808Ter）从⽽使肽链合成提前终⽌，为⽆义变异。

该变异可能导致蛋⽩质功能受到影响。

具体家系来源验证结果请参见上表。

该变异的致病性已经有⽂献报道，与多囊肾病 I 型（Polycystic kidney disease 1）相关，参考⽂献：Novel PKD1 and PKD2 mutations in autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD). PubMed：21115670（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,adult type 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。

在受检者其⽗母 PKD1 基因均未发现上述变异，该变异为新⽣变异（De Novo），此变异有可能为致病性变异。

建议结合受检者临床表现及家族史进⼀步分析判断。

2.ARPKD：
患⼉，⼥，6岁，因腹胀伴发热1周余、肾病、肝纤维化、多囊肾⼊院。

⾎液样本送康旭医学检验所，采⽤PANEL Sanger ⽗母来源验证的⽅式，检测项⽬B012遗传性肾病检测包。

检测结果如下
结果解读：
在受检者PKHD1基因发现复合杂合核苷酸变异c.11542G>C（编码区第11542号核苷酸由G变为C）、c.5935G>A（编码区第5935号核苷酸由G变为A）的杂合核苷酸变异，上述变异分别导致第3848号氨基酸由Val变为Leu（p.Val3848Leu）、第1979号氨基酸由Gly变为
Arg（p.Gly1979Arg），均为错义变异。

上述变异均可能导致蛋⽩质功能受到影响。

受检者上述变异分别遗传⾃其⽗母，其⽗母均只携带其中⼀个杂合变异。

变异c.11542G>C的致病性尚未见⽂献报道，变异c.5935G>A的致病性已经有⽂献报道，与多囊性肾病（Polycystickidneydisease）相关，参考⽂献Exome sequencing identifies compound heterozygous PKHD1 mutations as a cause of autosomal recessive polycystic kidney disease. PubMed 22882926（所参考数据库HGMDPro及PubMed）。

上述变异均不属于多态性变化，在⼈群中发⽣的频率极低（所参考数据库1000Genomes、dbSNP）。

PKHD1基因是多囊性肾脏和肝脏疾病（Polycystic kidney and hepatic disease）的致病基因，为常染⾊体隐性遗传⽅式（AR）。

对于该类遗传⽅式，复合杂合变异可能导致发病。

在受检者PKHD1基因所发现的复合杂合变异分别遗传⾃受检者其⽗母，⽗母均为杂合⼦，符合常染⾊体隐性遗传⽅式，以上变异有可能是导致受检者发病的致病性变异，建议结合受检者临床表现进⼀步分析判断。

先证者及⽗母⼀代测序验证结果如下：
治疗
近年来PKD的发病机制研究取得了很⼤进步，但迄今尚⽆有效治疗⽅法，主要治疗措施是控制并发症，延缓疾病进展。

1.不吃巧克⼒，不喝咖啡、浓茶等含咖啡因的饮料。

体外实验表明咖啡因可刺激肾囊肿长⼤，低蛋⽩饮⾷⽆延缓肾功能恶化作⽤，但病程晚期仍推荐低蛋⽩饮⾷。

注意休息，⼤多数早期患者⽆需改变⽣活⽅式或限制体⼒活动，当囊肿较⼤时，应避免剧烈体⼒活动和腹部受创，以免囊肿破裂出⾎。

2.本病尚⽆特异治疗⽅法，主要是控制⾎压和感染，能有效延缓肾功能衰竭的进展。

对不宜⼿术的病例给予对症治疗，肾功能不全病⼈处理与慢性肾功能衰竭的治疗相同，肾绞痛发作可⽤各种镇痛药，并发感染时⽤抗⽣素治疗。

3. 防治尿路感染及肾结⽯选择有效抗⽣素积极给予抗感染治疗，主要⽬的是⽤于治疗并发的急性肾盂肾炎，少数出于预防性⽤药。

本病患者易发⽣尿路感染，尤其是⼥性，如诱发肾盂肾炎或囊肿感染则肾区疼痛加重伴发热，⾎尿及脓尿明显，严重者则可导致败⾎症。

因此，必须积极治疗。

抗菌药物应选⽤易进⼊囊肿腔内的药物，磺胺甲恶唑/甲氧苄啶（SMZ-TMP）及喹诺酮
类，均易进⼊近端及远端⼩管的囊肿腔内。

如系近端⼩管的囊肿常选⽤青霉素类和头孢菌素类。

多饮⽔、勤排尿、尿液碱化是预防结⽯及钙化的重要措施。

4. 治疗囊内出⾎较⼤结⽯或引起梗阻时可引起⾎尿，应考虑⼿术治疗。

⾁眼⾎尿持续不⽌或⼤量出⾎，可使⽤抑肽酶(Apro-tinin)或醋酸去氨加压素。

在没有抑肽酶的情况下，可使⽤巴曲酶静脉或肌内注射以及应⽤作⽤于⾎管壁的⽌⾎药物。

⼤量硫酸鱼精蛋⽩静脉滴注也有效。

必要时考虑肾动脉栓塞术。

5. ⼿术治疗
深层囊肿去顶减压术对治疗部分成⼈多囊肾疗效满意。

对肾周脓肿、蛛⽹膜下腔动脉瘤出⾎或巨⼤肾脏可考虑。

如有囊肿化脓或⼤量出⾎者不宜⼿术治疗。

6. 囊肿减压术
囊肿较⼤，且有严重⾼⾎压、肾功能不全或伴肾区持续疼痛者可考虑囊肿减压术。

近10年来，主张在B型超声引导下定位穿刺减压。

抽液减压后注⼊四环素溶液或硬化剂如50％葡萄糖液、70％酒精或80％⽢油。

囊肿缩⼩或闭合则减轻对肾组织的压迫，改善肾缺⾎，可使部分病⼈疼痛缓解，⾼⾎压或肾功能好转。

参考⽂献
1.薛澄,周晨⾠,王武涛,梅长林.常染⾊体显性多囊肾病的诊断、监测及治疗[J].《临床肾脏病杂志》,2018,18(1):4-7
2.杨若青.托伐普坦治疗常染⾊体显性遗传多囊肾病的研究进展[J].国际泌尿系统杂
志,2018,2(1):349-352
3.沈旭峰,徐⾬⾠,孟佳林,李奥,樊松,郝宗耀,吴冠青,梁朝朝.常染⾊体隐性遗传性多囊肾病发病机制的研究进展[J].中华⼉科杂志,2018,2(1):157-160
4.Chapman AB. Autosomal dominant polycystic kidney disease: time for a change? J Am Soc Nephrol. 2007;18:1399
5.Fliegauf M, Benzing T, Omran H. When cilia go bad: cilia defects and ciliopathies. Nat Rev Mol Cell Biol. 2007;8(11):880
6.Li X.Polycystic Kidney Disease [Internet][M].Codon Publications,2015 Nov
7年丰富临床服务经验
分⼦遗传学检验领导品牌
提供全技术平台解决⽅案
基于⼈⼯智能的⽣物信息分析体系
内容丰富贴近临床的检测报告
业内最短的报告周期
专业的遗传咨询服务体系
北京康旭医学检验所
海淀区杏⽯⼝路益园⽂创基地C区10号楼
************转6009。