【佳學(xué)基因檢測(cè)】常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 基因檢測(cè)：需檢測(cè)的基因與原因
常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 基因檢測(cè)概述
常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 是一種罕見但極為嚴(yán)重的遺傳性疾病，也是多囊腎病中最致命的類型之一，常導(dǎo)致兒童早期發(fā)展為終末期腎病 (ESRD)。該病主要由 PKHD1 基因突變引起，但近年的研究發(fā)現(xiàn)， DZIP1L 基因和一些纖毛基因也可能與模擬 ARPKD 樣表型譜的病例有關(guān)。通過(guò)細(xì)胞和動(dòng)物模型，研究人員已深入解析了與 ARPKD 發(fā)病及進(jìn)展相關(guān)的多種分子通路。佳學(xué)基因針對(duì) ARPKD 的致病蛋白及分子機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)性分析與研究?；谶@些研究，《常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 基因檢測(cè)：需檢測(cè)的基因與原因》全面回顧了 ARPKD 的臨床表現(xiàn)、治療進(jìn)展、遺傳基礎(chǔ)及分子機(jī)制，并總結(jié)了該領(lǐng)域的最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：ARPKD、多囊腎病、罕見單基因疾病、腎病學(xué)
常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 基因檢測(cè)的重要性
ARPKD 是一種由遺傳因素引發(fā)的罕見且嚴(yán)重的囊性腎病，主要表現(xiàn)為雙側(cè)腎臟囊性病變并伴有先天性肝纖維化，通常在圍產(chǎn)期或兒童期顯現(xiàn)癥狀，是兒童患病和死亡的主要原因之一。根據(jù)佳學(xué)基因檢測(cè)大數(shù)據(jù)分析，其發(fā)病率約為每 26,485 名新生兒中 1 例，年患病率為每 100,000 人中 1.17 人。而其全球普遍患病率估計(jì)為每 20,000 名新生兒中 1 例。
ARPKD 屬于多囊腎病 (PKD) 的隱性遺傳形式，是一類異質(zhì)性單基因疾病。而顯性遺傳形式，即常染色體顯性多囊腎病 (ADPKD)，流行病學(xué)患病率更高，通常在成年人中診斷。
常染色體隱性多囊腎病的臨床表現(xiàn)
常染色體隱性多囊腎病（ARPKD）具有高度變異的臨床表型，可在圍產(chǎn)期、新生兒期、嬰兒期、青少年期甚至青年成人期發(fā)病，且無(wú)性別或種族傾向。最嚴(yán)重的病例多見于妊娠晚期或新生兒期，表現(xiàn)為雙腎顯著腫大，回聲增強(qiáng)、皮髓質(zhì)分化不良，但腎形輪廓尚可辨認(rèn)，并伴有多個(gè)微小囊腫。此外，常伴嚴(yán)重羊水過(guò)少或羊水不足，進(jìn)而引發(fā)典型的 Potter 序列表現(xiàn)，包括肺發(fā)育不全、特征性面容及馬蹄內(nèi)翻足攣縮等。除 Potter 序列外，其他腎外表現(xiàn)較為少見。盡管尚無(wú)明確的肝臟表型記錄，但文獻(xiàn)中提到了一些相關(guān)情況，如腹腔難產(chǎn)。
嚴(yán)重羊水過(guò)少常提示預(yù)后不良，因肺發(fā)育不全的風(fēng)險(xiǎn)極高。約 50% 的 ARPKD 新生兒因肺發(fā)育障礙及胸廓受壓引發(fā)的呼吸衰竭而死亡。然而，存活至圍生期后的患兒總體預(yù)后較好，1 年和 10 年的生存率分別可達(dá) 85% 和 82%。存活患兒需接受專業(yè)內(nèi)科護(hù)理。需注意的是，產(chǎn)前診斷與妊娠終止在該病的流行病學(xué)中是不可忽視的因素。除尿毒癥和肺發(fā)育不良外，腎臟腫大及肺功能障礙還可能導(dǎo)致喂養(yǎng)困難，需依賴持續(xù)的鼻胃管營(yíng)養(yǎng)支持[11,18]。
出生后頭幾個(gè)月，ARPKD 患兒常出現(xiàn)嚴(yán)重高血壓，通常需多種藥物控制。良好的血壓管理對(duì)避免進(jìn)一步腎損傷至關(guān)重要。然而，腎功能衰竭并非常見的新生兒死亡原因。腎臟表現(xiàn)包括尿路感染、肉眼血尿及兒童早期腎性骨病。超聲常在腎臟顯著腫大之前即發(fā)現(xiàn)回聲增強(qiáng)及腎囊腫。腎臟腫大主要因集合管及遠(yuǎn)端腎單位擴(kuò)張所致。隨著病情進(jìn)展，腎臟結(jié)構(gòu)逐漸類似于 ADPKD，出現(xiàn)形態(tài)不一的囊腫，伴間質(zhì)纖維化。約 50% 的患者在生命早期即發(fā)展為終末期腎病（ESRD），需腎臟替代治療。
盡管該病名為“常染色體隱性多囊腎病”，但肝臟囊性表現(xiàn)亦極為重要，這也是致病基因命名為“多囊腎與肝病1（PKHD1）”的原因。肝臟主要表現(xiàn)為多囊肝（PLD），其組織學(xué)基礎(chǔ)為肝導(dǎo)管板發(fā)育異常，即導(dǎo)管板畸形（DPM），該特征亦見于其他纖毛病。隨年齡增長(zhǎng)，患者可逐漸出現(xiàn)肝病表現(xiàn)。最早期為先天性肝纖維化（CHF），常伴肝內(nèi)及肝外膽管擴(kuò)張（Caroli 綜合征）。ARPKD 的肝臟表現(xiàn)主要包括：因進(jìn)行性肝纖維化導(dǎo)致的門脈高壓，以及膽管炎。門脈高壓可致脾腫大、血小板減少、食管靜脈曲張，甚至嚴(yán)重出血。盡管如此，肝細(xì)胞功能通常保留，血清肝酶多在正常范圍，僅膽汁淤積指標(biāo)可能異常，這也導(dǎo)致臨床上對(duì)肝病的評(píng)估與監(jiān)測(cè)較為困難。
約 10% 的 ADPKD 患者可發(fā)生腦動(dòng)脈瘤，但 ARPKD 中僅有少數(shù)報(bào)告。高血壓是腦動(dòng)脈瘤的主要危險(xiǎn)因素，在 ADPKD 與 ARPKD 中均可見[28]。鑒于兒童腦動(dòng)脈瘤極為罕見，一些病例可在早期即被診斷出。此外，ARPKD 還可伴隨其他腎外及肝外表現(xiàn)，如左心室肥大、反復(fù)呼吸道感染、神經(jīng)系統(tǒng)異常、眼底病變、腹痛、膿毒癥發(fā)作、脊柱及肢體畸形等。
雖然大多數(shù) ARPKD 患者病程類似，但表型表現(xiàn)可高度不典型。在老年人群中，部分病例僅表現(xiàn)為中度腎或肝受累，甚至僅有單一器官的表型。這一現(xiàn)象可能與 PKHD1 雜合突變攜帶者風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。雖然 ARPKD 為隱性遺傳，理論上雜合者無(wú)臨床表現(xiàn)，但研究發(fā)現(xiàn)，PKHD1 雜合突變可能增加 PLD 和輕度 PKD 的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。
診斷
由于常染色體隱性多囊腎病（ARPKD）多在早期即表現(xiàn)出嚴(yán)重癥狀，常于產(chǎn)前被診斷。自妊娠中晚期起，超聲檢查即可發(fā)現(xiàn)腎臟增大、回聲增強(qiáng)及髓質(zhì)高回聲等特征，提示皮髓質(zhì)分化消失。肝實(shí)質(zhì)回聲彌漫增強(qiáng)并伴纖維組織增生也是典型表現(xiàn)。羊水過(guò)少會(huì)增加診斷難度，此時(shí)應(yīng)聯(lián)合應(yīng)用超聲和胎兒 MRI 以提高診斷準(zhǔn)確性。
約 30% 的 ARPKD 病例在超聲中可見微囊腫（5–7 毫米），而直徑大于 10 毫米的囊腫較罕見，出現(xiàn)此類大囊腫常提示其他纖毛病，如 Meckel 綜合征。輕度病例可能難以通過(guò)產(chǎn)前超聲發(fā)現(xiàn)，在這類情況下，基因檢測(cè)可為明確診斷提供支持。
PKHD1 基因被鑒定后，可采用 Sanger 測(cè)序進(jìn)行基因診斷。但由于該基因巨大且突變具有高度等位基因異質(zhì)性，PKHD1 的檢測(cè)較為復(fù)雜。目前已不推薦對(duì)疑似 ARPKD 患者僅進(jìn)行單基因檢測(cè)，因?yàn)?ARPKD 的表型與其他纖毛病高度重疊。替代策略是采用下一代測(cè)序（NGS）等多基因并行檢測(cè)方法，能在單次檢測(cè)中低成本、有效地覆蓋多個(gè)相關(guān)基因。在極少數(shù)新生兒重癥病例中，甚至可能檢測(cè)到雙基因突變。
基因檢測(cè)結(jié)果對(duì)臨床管理至關(guān)重要，可指導(dǎo)疾病相關(guān)合并癥的識(shí)別與干預(yù)，并為遺傳咨詢和未來(lái)的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)奠定基礎(chǔ)。
鑒別診斷
ARPKD表型并非僅由PKHD1基因突變引起。這使得診斷和管理（包括圍生期護(hù)理）變得十分困難。還需要考慮許多其他隱性和顯性基因的影響（圖1）。
圖 1.ARPKD鑒別診斷示意圖。PHKD1是ARPKD的主要致病基因，而DZIP1L的表型較輕。其他基因突變可能與ARPKD的臨床表現(xiàn)重疊，例如PKD1和PKD2是常染色體顯性多囊腎?。ˋDPKD）的主要致病基因；TSC2是結(jié)節(jié)性硬化癥（TSC）的致病基因；以及其他一些基因，例如HNF1β、腎癆（NPHP）基因以及其他纖毛病，例如Bardet-Biedl（BBS）、Joubert（JS）和Meckel綜合征（MKS）。這些重疊的表型體現(xiàn)了纖毛病基因之間存在的生理復(fù)雜性和功能性相互作用。
DZIP1L相關(guān)多囊腎病
在攜帶DZIP1L突變的患者中，已描述了中度常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 表現(xiàn)。與該基因相關(guān)的首例報(bào)告病例發(fā)生在產(chǎn)前或兒童早期；然而，尚未見圍產(chǎn)期死亡病例的描述。
早期和重度常染色體顯性多囊腎?。ˋDPKD）
大多數(shù)情況下，ADPKD 在成年前不會(huì)出現(xiàn)臨床癥狀，但也有一小部分病例（高達(dá) 5%）在兒童期或出生前就已出現(xiàn)癥狀。目前尚無(wú)明確證據(jù)表明隨機(jī)性、表觀遺傳性和環(huán)境因素會(huì)改變表型。如果一個(gè)孩子早發(fā)性 ADPKD，其家族中其他兄弟姐妹的患病率通常也較高，因此我們認(rèn)為存在家族性修飾因素，例如復(fù)雜的遺傳相互作用與第二個(gè)修飾因素。“劑量敏感網(wǎng)絡(luò)”可能會(huì)損害細(xì)胞完整性，并可能解釋這些患者更嚴(yán)重的臨床病程。
臨床上，常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 與 ADPKD 之間存在顯著的重疊，但每種疾病也都存在一些特征性表現(xiàn)。與 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 患者不同，ADPKD 患者很少出現(xiàn)肝膽并發(fā)癥。此外，ADPKD 患者更容易出現(xiàn)心血管合并癥，尤其是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤。
TSC2-PKD1 導(dǎo)致的早期和嚴(yán)重 PKD
TSC1和TSC2基因突變會(huì)導(dǎo)致結(jié)節(jié)性硬化癥 (TSC)。這種多器官疾病主要與癲癇和皮膚表現(xiàn)相關(guān)?；颊呖赡茉谀I臟、心臟和腦部出現(xiàn)非癌性腫瘤。腎臟表現(xiàn)是成年患者死亡的主要原因。當(dāng) 16p 染色體缺失影響兩個(gè)相鄰基因（PKD1和TSC2 ）時(shí)，通常會(huì)導(dǎo)致 PKD 早期發(fā)作。此外，它們之間密切的生理相關(guān)性可以解釋 PKD 和 TSC 之間的臨床重疊；TSC2蛋白功能已被證明在協(xié)助多囊蛋白 1 定位中發(fā)揮作用。
HNF1β相關(guān)疾病
HNF1β/TCF2基因突變會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)前腎臟高回聲和波特氏序列，以及可能與 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 混淆的多囊腎腫大。將這些相似表型聯(lián)系起來(lái)的一種解釋是，HNF1β是一種轉(zhuǎn)錄因子，除了調(diào)節(jié)其他多囊腎基因外，它還調(diào)節(jié)PKHD1 的表達(dá)。然而，該基因突變可導(dǎo)致多種表現(xiàn)：腎囊腫和糖尿病綜合征；生殖道缺陷；內(nèi)分泌/外分泌腺疾病、低鎂血癥和肝酶升高。
腎癆（NPHP）
NPHP 被歸類為常染色體隱性囊性腎病，其特征是伴有纖維化的腎小管間質(zhì)囊腫。到目前為止，約有 20 個(gè)基因與隱性 NPHP 相關(guān)。與 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 不同，NPHP 腎臟仍然較小。囊腫和高血壓通常僅在疾病晚期才顯現(xiàn)，并且是 25 歲以下患者 ESRD 的主要原因之一。在某些情況下，其表現(xiàn)可能類似于 ARPKD，腎臟腫大或 Potter 序列。NPHP 蛋白與其他纖毛病蛋白在功能網(wǎng)絡(luò)中協(xié)同作用；NPHP 基因的鑒定和表征有助于理解囊腫形成的分子機(jī)制。
髓質(zhì)囊性腎?。ㄗ罱幻麨槟I小管間質(zhì)腎病 TKD）是由MUC1和UMOD突變引起的，被認(rèn)為是常染色體顯性遺傳 NPHP，其發(fā)病時(shí)間晚于隱性遺傳。
其他纖毛基因突變
一些基因突變可能與ARPKD類似，而這些基因通常會(huì)導(dǎo)致其他（通常更復(fù)雜的）纖毛病，例如Bardet-Biedl綜合征（BBS）、Joubert綜合征（JS）和Meckel綜合征（MKS）。BBS的表型可能存在異質(zhì)性，但通常表現(xiàn)為腎臟腫大、回聲增強(qiáng)，并伴有皮髓質(zhì)分化缺失。最嚴(yán)重的纖毛病是MKS和JS，其特征是早發(fā)性發(fā)育障礙和神經(jīng)系統(tǒng)問(wèn)題，以及許多纖毛病的特征，例如肝纖維化、多指畸形和囊性腎。
另一個(gè)例子是馮·希佩爾-林道綜合征（Von Hippel-Lindau），這是一種由腫瘤抑制基因VHL突變引起的常染色體顯性遺傳病。該病會(huì)導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管母細(xì)胞瘤，并伴有腎臟腫瘤?；颊哌€很可能出現(xiàn)腎臟和胰腺囊腫。結(jié)節(jié)性硬化癥（TSC）、VHL和多囊腎病（PKD）表現(xiàn)的相似性提示它們之間存在功能聯(lián)系：初級(jí)纖毛和mTOR信號(hào)通路。
ARPKD的致病基因鑒定基因解碼
佳學(xué)基因檢測(cè)之前提到，常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 是由PKHD1基因突變以及最近發(fā)現(xiàn)的DZIP1L 基因突變引起的。PKHD1位于 6 號(hào)染色體 (6p12.3-p12.2)（圖2 A），是人類最大的基因之一，其基因組片段長(zhǎng)約 500 kb。預(yù)計(jì)該基因至少有 86 個(gè)外顯子，以復(fù)雜的可變剪接變體模式組裝，轉(zhuǎn)錄出約 8.5 kb–13 kb 的全長(zhǎng) mRNA 。已在該基因中鑒定出多種類型的致病突變。目前，已鑒定出約 750 種PKHD1突變，其中約一半是錯(cuò)義突變。外顯子 3 的錯(cuò)義突變 (c. 107C>T; p.Thr36Me) 是所描述的最常見突變，占所有病例的 20% 以上 。這種突變已在雜合子的情況下觀察到，具有第二個(gè)不同的突變等位基因。大多數(shù)病例是家族性的，但也有報(bào)道說(shuō)存在新生突變，占病例的 2% 至 5%。有趣的是，在孤立性常染色體顯性多囊肝病 (ADPLD) 的背景下，Besse 及其同事報(bào)道了幾名患有PKHD1突變的雜合子攜帶者，他們隊(duì)列中的 102 名 ADPLD 患者中有 10 名可由PKHD1突變解釋，其中一名出現(xiàn) p.Thr36Me 錯(cuò)義變異。臨床觀察顯示，10% 的 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 患者表現(xiàn)為無(wú)數(shù)無(wú)癥狀肝囊腫，這是一個(gè)遺傳事實(shí)。然而，這些數(shù)據(jù)不足以解釋為什么常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 中的PKHD1會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的肝腎表型，而在 ADPLD 中卻不會(huì)；在這方面，佳學(xué)基因檢測(cè)正在進(jìn)行更多的基因解碼。
圖 2.常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 基因、轉(zhuǎn)錄本和蛋白質(zhì)：( A ) PKHD1和DZIP1L基因及轉(zhuǎn)錄本。圖中標(biāo)出了外顯子的位置和編號(hào)，并顯示了兩者最長(zhǎng)的轉(zhuǎn)錄本：PKHD1有 67 個(gè)外顯子， DZIP1L有 16 個(gè)外顯子；( B ) 纖維囊蛋白/多聚導(dǎo)管蛋白 (FPC) 和 DAZ 相互作用蛋白 1 樣蛋白 (DZIP1L) 的結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)未按比例繪制。
佳學(xué)基因檢則利用全基因組 SNP 分析、全外顯子組測(cè)序和桑格測(cè)序，確定了位于 3 號(hào)染色體 (3q22.1-q23) 上的DZIP1L （圖 2 A），該基因編碼一個(gè)由 767 個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，是一個(gè)與 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 發(fā)病機(jī)制相關(guān)的新基因?；蚪獯a在 7 名具有常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 表型的患者（約占其患者的 0.3%）中發(fā)現(xiàn)了突變，而這些患者沒(méi)有 PKD 基因的其他突變證據(jù)。他們?cè)趦蓚€(gè)家族中發(fā)現(xiàn)了與該疾病分離的純合錯(cuò)義突變（p.Gln91His 和 p.Ala90Val），并在另外兩個(gè)無(wú)關(guān)的近親家系中發(fā)現(xiàn)了純合蛋白截短突變（p.Gln155* 和 p.Glu354Alafs*39）。數(shù)據(jù)表明DZIP1L突變不是該疾病的常見原因，但盡管如此，常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) NGS 診斷多基因面板應(yīng)該針對(duì)該基因，原因有二：DZIP1L突變可能與其他 PKD 或纖毛病基因座相互作用，并有助于拓寬對(duì)該疾病遺傳復(fù)雜性的理解。
基因型-表型相關(guān)性
復(fù)合雜合子的存在使得建立可能的基因型/表型關(guān)聯(lián)變得復(fù)雜。最常見的突變是 c.107C>T (T36M)，它僅能解釋約 20% 的突變等位基因，其他突變均未被描述為一個(gè)簇；事實(shí)上，許多變異是單個(gè)譜系所特有的。PKHD1 中存在多種致病變異，包括截短突變、錯(cuò)義突變以及內(nèi)含子/剪接突變。通常，基因型-表型研究更多地關(guān)注突變的類型，而非突變的具體位點(diǎn)。
攜帶兩個(gè)截短突變的患者表現(xiàn)出嚴(yán)重的表型，圍產(chǎn)期或新生兒死亡率較高，而存在一個(gè)或兩個(gè)錯(cuò)義突變的患者通常表現(xiàn)出中等程度的表型。然而，也有例外，Ebner 等人描述的一位攜帶兩個(gè)PKHD1截短突變的患者在未接受腎臟替代治療的情況下存活了出生后 30 個(gè)月；或者相反，幾例攜帶兩個(gè)錯(cuò)義突變的患者病情可能與截短突變一樣嚴(yán)重。
此外，高達(dá) 20% 的兄弟姐妹表現(xiàn)出明顯的表型差異，這意味著基因型不足以解釋常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 的表型變異，其中復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄譜可能發(fā)揮重要作用。此外，有證據(jù)表明，在具有其他基因變異的 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 小鼠模型中，該疾病得到了改變；例如，Pkhd1 和 Pkd1 突變的共同遺傳會(huì)使表型惡化；這在人類中是相關(guān)的，其中另一個(gè) ADPKD 基因（ PKD2 ）的突變也會(huì)使腎臟表現(xiàn)惡化 。人們還認(rèn)為，表觀遺傳學(xué)和環(huán)境因素，以及與 PKD 相關(guān)的其他基因的遺傳變異，可以解釋家庭間和家庭內(nèi)的變異。
通過(guò)基因指導(dǎo)氨基酸聚合形成的ARPKD蛋白：結(jié)構(gòu)和功能
PKHD1的蛋白產(chǎn)物是纖維囊蛋白/多聚導(dǎo)管蛋白/FPC（圖 2 B），它是一種膜蛋白，具有較長(zhǎng)的胞外 N 末端、一個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域和一個(gè)較短的胞質(zhì) C 末端尾巴。胞外結(jié)構(gòu)域含有 12 個(gè) TIG/IPT 結(jié)構(gòu)域（免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域），這些結(jié)構(gòu)域已在細(xì)胞表面受體中描述。此外，在胞質(zhì)尾區(qū)還鑒定出三個(gè)可能與其功能相關(guān)的蛋白激酶 A (PKA) 磷酸化位點(diǎn)。據(jù)報(bào)道，PKHD1同源物PKHD1L的同一性和相似性分別為 25% 和 41.5%，它編碼纖維囊蛋白-L，這是一種可誘導(dǎo) T 淋巴細(xì)胞表達(dá)的受體，尚未發(fā)現(xiàn)與 PKD 有關(guān)。 FPC 最長(zhǎng)的開放閱讀框 (ORF) 預(yù)測(cè)長(zhǎng)度為 4074 個(gè)氨基酸。然而，PKHD1基因的剪接模式復(fù)雜，可編碼多種其他基因產(chǎn)物。同樣，F(xiàn)PC 表現(xiàn)出高度復(fù)雜的 Notch 樣蛋白水解加工模式，該模式已在體外和使用小鼠模型的體內(nèi)得到驗(yàn)證，這使得PKHD1 /FPC的研究尤為困難。
FPC 是一種 440 kDa 膜結(jié)合蛋白，主要在腎臟（皮質(zhì)管和髓質(zhì)管）、肝臟（肝內(nèi)和肝外膽管）和胰腺（胰管）中表達(dá)。檢測(cè)到兩種分別為 ~ 230和~ 140 kDa 的 FPC 產(chǎn)物，更重要的是，在分泌的 FPC 產(chǎn)物的細(xì)胞級(jí)分中發(fā)現(xiàn)了 ~140 kDa 產(chǎn)物。在亞細(xì)胞水平上， FPC在腎上皮細(xì)胞和膽管細(xì)胞的初級(jí)頂端纖毛和纖毛基底體區(qū)中表達(dá)。此外，F(xiàn)PC 也在集合管細(xì)胞的頂端膜和細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)。 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 組織是否缺乏 FPC 表達(dá)存在爭(zhēng)議，一些研究支持這一觀點(diǎn)，但其他證據(jù)則表明并非如此，這表明 FPC 剪接變體在時(shí)間和空間上表達(dá)復(fù)雜。
FPC 的結(jié)構(gòu)提示該細(xì)胞表面受體可能具有一定的功能，其通過(guò) N 端與細(xì)胞外配體相互作用，或通過(guò) C 端將細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞至細(xì)胞核。胞質(zhì)尾部在全長(zhǎng)裂解后可轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核。然而，C 端的內(nèi)在機(jī)制也被佳學(xué)基因檢測(cè)進(jìn)行解碼，因?yàn)樵谛∈竽Ｐ椭校珻 端的缺失并未導(dǎo)致腎臟或肝臟囊性表型，這表明它對(duì) 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 中的囊腫形成并非至關(guān)重要。
DZIP1L編碼 DAZ（無(wú)精子癥缺失）相互作用蛋白 1 樣蛋白，這是一種鋅指蛋白，具有多個(gè)卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域和一個(gè)靠近 N 端的 C2H2 型鋅指結(jié)構(gòu)域。鋅指蛋白 DZ??IP1L 參與初級(jí)纖毛的形成，佳學(xué)基因解碼認(rèn)為它可能在多囊蛋白/PC（ADPKD 蛋白）的運(yùn)輸中發(fā)揮作用。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)纖毛過(guò)渡區(qū)可能是研究 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 發(fā)病機(jī)制的一個(gè)新的關(guān)鍵點(diǎn)。
ARPKD的發(fā)病機(jī)制/分子基礎(chǔ)/疾病機(jī)制
ARPKD嚙齒動(dòng)物模型：從動(dòng)物模型中吸取的教訓(xùn)
迄今為止，已開發(fā)出多種與人類 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 非常相似的動(dòng)物模型（表 1）。早期 PKD 模型是由非直系同源基因的自發(fā)突變引起的，這些基因模擬了該疾病的隱性性狀和表型。1985年報(bào)道的第一個(gè)小鼠模型是先天性多囊腎小鼠，即cpk。對(duì)該模型中疾病的發(fā)展和表現(xiàn)/外顯率以及遺傳學(xué)進(jìn)行了廣泛的研究。cpk模型導(dǎo)致C57BL /6J (B6) 品系發(fā)生自發(fā)突變，該突變與Cys1基因相對(duì)應(yīng)。后來(lái)，在 20 世紀(jì) 90 年代，出現(xiàn)了其他基因座自發(fā)突變的模型，包括已充分研究的pcy小鼠，其Nphp3基因座發(fā)生突變。此外，還描述并表征了BALB/c 多囊腎 ( bpk ) 和幼年囊性腎模型 ( jck ) ，它們分別在Bicc1和Nek8中發(fā)生自發(fā)突變。隨后，通過(guò)化學(xué)誘導(dǎo)設(shè)計(jì)動(dòng)物模型，如使用苯丁酸氮芥誘變程序獲得的幼年先天性多囊腎 ( jcpk ) 。有趣的是，后來(lái)的研究表明，bpk和jcpk模型可以改進(jìn)Bicc1基因中的突變位點(diǎn)。此外，通過(guò)插入誘變，從大規(guī)模插入誘變程序中發(fā)現(xiàn)了Oak Ridge 多囊腎或orpk小鼠。
表 1.常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 的現(xiàn)有動(dòng)物模型列表，或模擬其表型的動(dòng)物模型列表。根據(jù)已發(fā)表的數(shù)據(jù)，動(dòng)物模型按從最早到最新的順序排列。
ARPKD 現(xiàn)有動(dòng)物模型或模擬其表型的動(dòng)物模型（按發(fā)表時(shí)間從舊到新排序）
| 模型名稱 | 物種 | 基因 | 等位基因類型（突變類型） | 肝臟表型 | 腎臟表型 | 其他表型 | 參考文獻(xiàn) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 模擬 ARPKD 的動(dòng)物模型 | |||||||
| cpk (Cys1<sup>cpk</sup>) * | 小鼠 | Cys1 | 自發(fā)性 |
? 肝囊腫 ? 膽管擴(kuò)張 ? 肝纖維化 |
? 腎囊腫 ? 腎腫大 |
? 胰腺囊腫 | [77,93–96] |
| pcy (DBA/2-pcy/pcy) (Nphp3<sup>pcy</sup>) * | 小鼠 | Nphp3 | 自發(fā)性 | 無(wú) |
? 腎囊腫 ? 腎腫大 ? 腎纖維化 |
? 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤 | [79,80,97] |
| bpk (Bicc1<sup>jcpk-bpk</sup>) * | 小鼠 | Bicc1 | 自發(fā)性 | ? 膽管擴(kuò)張 |
? 腎囊腫 ? 腎腫大 |
? 早逝 ? 出生后致死 |
[81] |
| jck (Nek8<sup>jck</sup>) * | 小鼠 | Nek8 | 自發(fā)性 | 無(wú) |
? 腎囊腫 ? 腎腫大 |
? 早逝 | [82] |
| orpk (Ift88<sup>Tg737Rpw</sup>) * | 小鼠 | Ift88 | 轉(zhuǎn)基因（插入） |
? 膽管結(jié)構(gòu)異常 ? 肝纖維化 |
? 腎囊腫 ? 腎腫大 |
? 胰腺囊腫 ? 多指畸形 |
[87,88] |
| jcpk | 小鼠 | Bicc1 | 化學(xué)誘導(dǎo) | ? 膽管擴(kuò)張 |
? 腎囊腫 ? 腎小管擴(kuò)張 |
? 胰腺導(dǎo)管擴(kuò)張 | [85] |
| 模型名稱 | 物種 | 基因 | 等位基因類型（突變類型） | 肝臟表型 | 腎臟表型 | 其他表型 | 參考文獻(xiàn) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ARPKD 動(dòng)物模型 | |||||||
| PCK | 大鼠 | Pkhd1 | 自發(fā)性（剪接突變） |
? 肝囊腫 ? 膽管擴(kuò)張 ? 肝纖維化 |
? 腎囊腫 ? 腎腫大 ? 腎纖維化 |
? 胰腺囊腫 | [89,98] |
| Pkhd1<sup>ex40</sup> | 小鼠 | Pkhd1 | 靶向敲除（插入） |
? 肝囊腫 ? 肝纖維化 |
無(wú) | ? 門脈高壓 | [90] |
| Pkhd1<sup>del2/del2</sup> (Pkhd1<sup>tm1Cjwa</sup>) * | 小鼠 | Pkhd1 | 靶向敲除（缺失） |
? 肝囊腫 ? 膽管擴(kuò)張 ? 肝纖維化 |
? 腎囊腫 ? 腎小管擴(kuò)張 |
? 胰腺囊腫 ? 胰腺導(dǎo)管異常 |
[99] |
| Pkhd1<sup>del3–4</sup> (Pkhd1<sup>tm1.1Ggg</sup>) * | 小鼠 | Pkhd1 | 靶向敲除（缺失） |
? 肝囊腫 ? 肝纖維化 |
? 腎囊腫 ? 腎纖維化 |
? 胰腺囊腫 ? 膽總管囊腫 ? 上行性膽管炎 |
[60] |
| Pkhd1<sup>del4/del4</sup> (Pkhd1<sup>tm1Som</sup>) * | 小鼠 | Pkhd1 | 靶向敲除（缺失） |
? 肝囊腫 ? 膽道囊腫 ? 肝纖維化 |
無(wú) |
? 胰腺囊腫 ? 胰腺纖維化 ? 脾腫大 |
[100] |
| Pkhd1<sup>e15GFPΔ16</sup> (Pkhd1<sup>tm1Gwu</sup>) * | 小鼠 | Pkhd1 | 靶向敲除（缺失） |
? 肝囊腫 ? 肝纖維化 |
? 腎囊腫 ? 腎小管擴(kuò)張 ? 腎纖維化 |
? 胰腺囊腫 ? 胰腺導(dǎo)管擴(kuò)張 ? 胃腸道潰瘍 |
[101] |
| Pkhd1<sup>lacZ</sup> (Pkhd1<sup>tm1Sswi</sup>) * | 小鼠 | Pkhd1 | 靶向敲除（缺失） |
? 膽管擴(kuò)張 ? 肝纖維化 |
? 腎囊腫 ? 腎小管擴(kuò)張 ? 腎纖維化 |
? 胰腺囊腫 | [102] |
| Pkhd1<sup>LSL(-)</sup> (Pkhd1<sup>tm2Cjwa</sup>) * | 小鼠 | Pkhd1 | 靶向敲除（插入） |
? 肝囊腫 ? 肝纖維化 |
? 腎囊腫 ? 腎小管擴(kuò)張 |
? 未知 | [103] |
| Pkhd1<sup>Δ67</sup> | 小鼠 | Pkhd1 | 靶向敲除（缺失） | 無(wú) | 無(wú) | 無(wú) | [67] |
| Dzip1l<sup>wpy/wpy</sup> (Dzip1l<sup>warpy</sup>) * | 小鼠 | Dzip1l | 靶向敲除（點(diǎn)突變） | ? 膽管結(jié)構(gòu)異常 |
? 腎囊腫 ? 腎小管擴(kuò)張 |
? 多指畸形 ? 眼部結(jié)構(gòu)異常 ? 上唇裂 ? 腭裂 |
[37] |
| Pkhd1<sup>C642*</sup> (Pkhd1<sup>em1Mrug</sup>) * | 小鼠 | Pkhd1 | 靶向敲除（缺失） |
? 肝囊腫 ? 膽道囊腫 ? 肝纖維化 |
? 腎小管擴(kuò)張 ? 近端腎小管擴(kuò)張 |
? 未知 | [67] |
* 模型名稱根據(jù) MGI (小鼠基因組信息學(xué)) 。Ref. = 參考。KO = 敲除。
21 世紀(jì)，隨著PKHD1作為 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 主要基因被發(fā)現(xiàn)，首個(gè) 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 動(dòng)物模型出現(xiàn)。多囊腎大鼠或 PCK 大鼠因其緩慢進(jìn)展的腎臟和肝臟疾病而被最初提議作為 ADPKD 模型，但后來(lái)證實(shí)PCK 大鼠的Pkhd1基因被破壞。首個(gè)基于Pkhd1的轉(zhuǎn)基因小鼠模型是Pkhd1 ex40，后來(lái)出現(xiàn)了許多其他模型，以及基于Dzip1l的模型（表 1）。值得注意的是，肝臟 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 樣表型始終存在于所有基于Pkhd1的模型中，但腎臟表型通常缺失。有趣的是，與 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 患者不同，這些模型中經(jīng)常出現(xiàn)胰腺囊腫 [ 6 ]。
常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 中囊腫形成的關(guān)鍵或主要分子機(jī)制仍不清楚。盡管如此，動(dòng)物模型使我們能夠擴(kuò)展對(duì)該疾病不同階段的理解，從囊腫形成到囊腫進(jìn)展。在這個(gè)復(fù)雜的過(guò)程中，已經(jīng)描述了幾種改變的分子通路，例如液體分泌、細(xì)胞異常增殖（如 mTOR、RAS-RAF-ERK 和 AKT）、由 PKA 激酶和 AC6 調(diào)控的 cAMP 通路、細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 改變等。因此，近幾十年來(lái)，由于存在多種動(dòng)物模型，對(duì) 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 病理生理學(xué)的理解有所提高。然而，常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 中囊腫形成的關(guān)鍵內(nèi)在分子機(jī)制仍然未知，導(dǎo)致人們對(duì)了解該疾病的機(jī)制和開發(fā)新的治療策略越來(lái)越感興趣。接下來(lái)，我們回顧一下 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 中的主要分子通路。
EGFR軸表達(dá)和液體分泌異常
1992 年，通過(guò)證明 PKD 患者原代培養(yǎng)細(xì)胞可增加囊腫擴(kuò)張，首次發(fā)現(xiàn)了 PKD 中表皮生長(zhǎng)因子受體 (EGFR) 軸發(fā)生改變的證據(jù)。隨后，在從 ADPKD 患者分離的原代細(xì)胞中，表皮生長(zhǎng)因子 (EGF) 刺激了囊腫形成。在 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 中，第一批數(shù)據(jù)來(lái)自cpk小鼠模型腎臟提取物，結(jié)果顯示 EGF 表達(dá)上調(diào)。逐漸地，其他證據(jù)也表明 EGFR 在體外、小鼠模型和 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 患者中發(fā)揮了重要作用，其中 EGFR 上調(diào)位于囊性上皮表面。同樣，已證實(shí) 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 患者存在EGF 和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 α (TGFα)的異常表達(dá)，且 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 嚙齒動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn) EGFR 受體家族的幾個(gè)成員（EGFR1、ErbB2 和 ErbB4）過(guò)表達(dá)（圖 3 A）。這種過(guò)表達(dá)包括 mRNA、蛋白質(zhì)和受體活性或磷酸化的增加。此外，動(dòng)物模型的證據(jù)表明 EGFR 軸的肝囊腫形成中存在類似的異常。
圖 3.ARPKD分子發(fā)病機(jī)制：( A ) ARPKD腎上皮細(xì)胞中可能上調(diào)、下調(diào)或失調(diào)的通路及可能的潛在治療方法；( B ) ARPKD蛋白在腎上皮細(xì)胞纖毛中的定位示意圖。FPC位于纖毛的初級(jí)頂端及基體區(qū)域，而DZIP1L位于纖毛基體的過(guò)渡區(qū)。 （FPC—纖維囊蛋白/多聚導(dǎo)管蛋白；DZIP1L—DAZ 相互作用鋅指蛋白 1 樣；PC1—多囊蛋白 1；PC2—多囊蛋白 2；TGF—轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子；ENaC—上皮鈉通道；Na + —鈉陽(yáng)離子；EGFR—表皮生長(zhǎng)因子受體；VEGF—血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子；Cl − —氯陰離子；SMURF—SMAD 特異性 E3 泛素蛋白連接酶；Nedd4-2—E3 泛素蛋白連接酶 Nedd4-2；SRC—原癌基因酪氨酸蛋白激酶 Src；AKT—RAC-alpha 絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶；Ca + —鈣陽(yáng)離子；PDE—磷酸二酯酶；mTOR—雷帕霉素哺乳動(dòng)物靶蛋白；MAPK—絲裂原活化蛋白激酶；RAF—快速加速纖維肉瘤；MEK—絲裂原活化蛋白激酶激酶；ERK—細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶；Rhoa—Ras 同源物家族成員 A；ER—內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；PKA—蛋白激酶 A；cAMP—環(huán)磷酸腺苷（環(huán) AMP）；ATP—三磷酸腺苷；AC6—腺苷酸環(huán)化酶 6 型；AQP2—水通道蛋白 2；V2R—加壓素受體 2；AVP—精氨酸加壓素；MMPs—基質(zhì)金屬蛋白酶）。
EGFR信號(hào)傳導(dǎo)與囊腫形成相關(guān)，EGFR酪氨酸激酶活性上調(diào)與囊腫生長(zhǎng)之間存在相關(guān)性。改良的orpk模型（wa2小鼠）通過(guò)點(diǎn)突變降低EGF酪氨酸激酶活性，結(jié)果顯示囊腫形成顯著減少，腎功能改善。此外，使用EGFR特異性酪氨酸激酶抑制劑進(jìn)行藥物抑制可降低EGFR活性，從而顯著減緩囊腫進(jìn)展 。有爭(zhēng)議的是， PCK大鼠的EGFR酪氨酸激酶抑制劑并未減緩腎囊腫的進(jìn)展。
上皮分泌是囊腫形成的關(guān)鍵病理生理學(xué)組成部分。常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 凈液體分泌中鈉攝取量的減少被認(rèn)為與上皮細(xì)胞鈉通道 α 亞基中 EGF 的減少有關(guān)。然而，關(guān)于這一主題的研究數(shù)據(jù)相互矛盾。在源自 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 患者囊腫的細(xì)胞中，有人認(rèn)為鈉的吸收是由上皮細(xì)胞鈉通道 (ENaC) 介導(dǎo)的。此外，該機(jī)制被認(rèn)為是 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 高血壓的調(diào)節(jié)劑。
另一方面，數(shù)據(jù)顯示，在ADPKD中，Cl−分泌是通過(guò)囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)器（CFTR）進(jìn)行的。然而，在ARPKD中，這種機(jī)制似乎沒(méi)有相關(guān)性。在bpk小鼠模型中，CFTR的缺失并未減緩腎臟和肝臟囊腫的進(jìn)展。這些數(shù)據(jù)表明，ADPKD和ARPKD中Cl−和液體分泌的機(jī)制不同。
cAMP與增殖
多項(xiàng)研究表明，腺苷酸環(huán)化酶腺苷3′,5′-環(huán)磷酸腺苷 (cAMP) 通路可刺激ARPKD和ADPKD患者腎臟上皮細(xì)胞增殖。囊腫上皮細(xì)胞中 cAMP 生成異常，導(dǎo)致囊液中 cAMP 含量高。cAMP 可激活 ADPKD 患者腎臟囊腫上皮細(xì)胞中的 B-Raf、MEK 和 ERK 通路，以及培養(yǎng)的 ADPKD 和 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 細(xì)胞中的 B-Raf、MEK 和 ERK 通路。同樣，這些結(jié)果與一些數(shù)據(jù)相輔相成，這些數(shù)據(jù)顯示在幾種 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 嚙齒動(dòng)物模型中，MAPK 和 AKT/mTOR 通路在蛋白質(zhì)水平上調(diào)。這些事實(shí)與細(xì)胞內(nèi) Ca 2+的減少和 SCR 蛋白的磷酸化相關(guān)。尤其是，阻斷細(xì)胞內(nèi) Ca 2+可提高培養(yǎng) 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 細(xì)胞中的 AKT 和增殖活性。這項(xiàng)研究為將細(xì)胞內(nèi)鈣水平恢復(fù)作為 PKD 的治療方法提供了機(jī)會(huì)。
PKD 中鈣失調(diào)導(dǎo)致加壓素 V2 受體上調(diào)，從而激活 cAMP/PKA 級(jí)聯(lián)。在臨床前試驗(yàn)中，V2 受體拮抗劑已證明其在 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 大鼠模型中有效，可降低腎臟 cAMP 水平并改善囊性腎病 （圖 3 A）。這一事實(shí)已在 ADPKD 的臨床前 和臨床水平得到進(jìn)一步研究、審查和理解，以至于托伐普坦（一種加壓素 V2 受體抑制劑）被批準(zhǔn)用于人類患者，并且目前正在進(jìn)行針對(duì) ADPKD 兒童的試驗(yàn)（托伐普坦 ( NCT02964273 )）。常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 相關(guān)的臨床試驗(yàn)將在稍后進(jìn)行審查。
ARPKD病理生理學(xué)涉及的其他途徑
在 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 中還發(fā)現(xiàn)了其他致病特征，以及細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 和金屬蛋白酶 (MMP) 表達(dá)的改變、Pkhd1缺陷細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 (VEGF) 和缺氧誘導(dǎo)因子-1α (HIF-1α) 的上調(diào)、動(dòng)物模型中過(guò)氧化物酶體增殖激活受體-γ (PPAR-γ) 的上調(diào)或代謝改變。在一項(xiàng)大型有趣的研究中，Kaimori 及其同事發(fā)表了有關(guān) FPC 與 C2-WWW-HECT 結(jié)構(gòu)域 E3 泛素連接酶家族成員之間的新功能關(guān)系的信息。作者將 FPC 定位在同時(shí)存在 Ndfip2 的囊泡中，Ndfip2 是一種泛素連接酶相互作用蛋白，參與運(yùn)輸和調(diào)節(jié) Nedd4-2 泛素連接酶家族以及 SMURF1 和 SMURF2。這些數(shù)據(jù)可能通過(guò) TGF-β 信號(hào)通路解釋 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 和腎臟和肝臟纖維化中的不同普遍表型，通過(guò) ENaC 介導(dǎo)的鈉重吸收解釋高血壓，通過(guò) RhoA 泛素化和細(xì)胞骨架組織解釋囊腫形成（圖 3 A）。在其他研究中，PKD 中的管狀形態(tài)發(fā)生與平面細(xì)胞極性 (PCP) 異常有關(guān)。然而，后來(lái)的研究卻得出了相反的結(jié)果。
纖毛的作用
圖 3顯示 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 蛋白（鋅指蛋白 DZ??IP1L 和 FPC）位于纖毛中。纖毛是從哺乳動(dòng)物細(xì)胞表面發(fā)出的長(zhǎng)而微管的結(jié)構(gòu)。初級(jí)纖毛的軸絲包含 9 個(gè)外周微管束（9 + 0 模式）。與正常纖毛功能喪失相關(guān)的病理稱為纖毛病，包括 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 。PC2 也稱為 TRPP2，是瞬時(shí)受體通道 (TRP) 家族的成員，是一種鈣通透性非選擇性通道。PC2 和 PC1 形成受體-通道復(fù)合物，參與鈣通路和纖毛反應(yīng)（圖 3B）。已證實(shí) FPC 能與初級(jí)纖毛中的 PC2 相互作用并調(diào)節(jié) PC2 通道活性。此外，據(jù)報(bào)道，在體內(nèi)和體外，F(xiàn)PC 的 C 端與 PC2 的 N 端會(huì)發(fā)生物理相互作用，并且Pkhd1缺陷細(xì)胞表現(xiàn)出 PC2 通道活性失調(diào)。然而，Wang 等人發(fā)現(xiàn)，在 FPC 水平降低的細(xì)胞中，PC2 水平?jīng)]有差異。使用新型Pkhd1小鼠模型的其他數(shù)據(jù)顯示，刪除Pkhd1的最后一個(gè)外顯子、PC2 結(jié)合位點(diǎn)和核定位信號(hào)對(duì)小鼠沒(méi)有明顯的病理影響。此外，研究人員無(wú)法在轉(zhuǎn)基因小鼠模型的腎臟樣本中共沉淀 FPC-PC2。這些結(jié)果表明，F(xiàn)PC 的 PC2 結(jié)合域?qū)w維囊蛋白功能并非至關(guān)重要。
我們已描述了Pkd1和Pkhd1之間的遺傳相互作用，將 ADPKD 和 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 聯(lián)系在一起。因此，更多數(shù)據(jù)報(bào)道了其他嚙齒動(dòng)物模型中Pkd1和Pkhd1之間的這種遺傳相互作用，描述了Pkd1和/或Pkhd1的輕度囊性疾病表型結(jié)合起來(lái)會(huì)增強(qiáng)其嚴(yán)重程度 。這些研究以及其他研究擴(kuò)展了 FPC 和 PC1 之間的關(guān)系。使用體外模型，F(xiàn)PC 的缺失不會(huì)影響 PC1 的生物合成和定位，這表明 Pkd1 和 Pkhd1 之間的遺傳相互作用是間接的。
這些研究結(jié)果似乎與以下觀點(diǎn)一致：PKD 蛋白在纖毛中形成功能性復(fù)合物，并具有共同的下游信號(hào)通路。有趣的是，纖毛丟失可抑制 ADPKD 小鼠模型和常染色體顯性多囊肝病 (ADPLD) 小鼠模型中的腎囊腫生長(zhǎng)。然而，在最近的一項(xiàng)研究中，Gallagher 和 Somlo 報(bào)告稱，纖毛的丟失并不能減緩 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 肝病的進(jìn)展。這些數(shù)據(jù)表明，至少在肝囊性表型中，ADPKD 和 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 沒(méi)有共同的纖毛相關(guān)通路。
另一方面，根據(jù)多項(xiàng)細(xì)胞培養(yǎng)研究、斑馬魚和小鼠的發(fā)現(xiàn)，DAZ 相互作用蛋白 1 樣蛋白 (DZIP1L) 定位于中心粒和纖毛過(guò)渡區(qū)初級(jí)纖毛。Lu 等人證明了 DZIP1L 與 septin 2 (SEPT2) 之間的相互作用，SEPT2 是一種參與維持過(guò)渡區(qū)纖毛周圍擴(kuò)散屏障的蛋白質(zhì)，并且 DZIP1L 與纖毛過(guò)渡區(qū)蛋白 tectonic 1 (TCTN1) 共定位。在DZIP1L突變細(xì)胞中，多囊蛋白-1 和 -2 從基體到纖毛軸絲的運(yùn)輸發(fā)生改變；當(dāng)它們正常分布在纖毛軸絲中時(shí)，兩者都保留在基體中。然而，DZIP1L缺乏不會(huì)改變 FPC 的定位或表達(dá) [ 37 ]。這些發(fā)現(xiàn)表明DZIP1L在多囊蛋白的運(yùn)輸中發(fā)揮著作用，并提供了將 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 與 ADPKD 聯(lián)系起來(lái)的新證據(jù)。
臨床試驗(yàn)
正如我們之前所指出的，PKD囊腫形成的核心或關(guān)鍵機(jī)制尚不清楚。細(xì)胞和動(dòng)物研究表明，PKD的發(fā)病機(jī)制涉及多種途徑。這些事實(shí)使得多種藥物得以進(jìn)入臨床階段（表2）。
表 2.目前正在進(jìn)行或已完成 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 臨床試驗(yàn)。
| 編碼 | 藥物 |
研究設(shè)計(jì) 和特征 |
研究描述 | 贊助 |
|---|---|---|---|---|
| NCT04782258 | 托伐普坦 |
?研究類型：介入性 ?主要目的：治療 ?時(shí)間：2021年4月-2025年6月（預(yù)估） ?患者：20人（預(yù)估，尚未招募） ?分配：非隨機(jī) ?干預(yù)模式：平行分配 ?掩蔽：無(wú)（開放標(biāo)簽） |
?本項(xiàng)三期臨床試驗(yàn)的主要目的是評(píng)估托伐普坦 (OPC-41061) 對(duì) 8 天至 18 歲以下 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 嬰兒和兒童的安全性。 ?本研究的參與者將被分配服用托伐普坦 18 個(gè)月，并在研究期間接受密切監(jiān)測(cè)。 |
大冢 制藥開發(fā)與商業(yè)化公司， 美國(guó)新澤西州普林斯頓。 |
| NCT04786574 | 托伐普坦 |
?研究類型：干預(yù) ?主要目的：治療 ?時(shí)間：2021 年 4 月 - 2025 年 7 月（預(yù)計(jì)） ?患者：20 名（預(yù)計(jì)，尚未招募） ?分配：N/A ?干預(yù)模式：?jiǎn)谓M分配 ?掩蔽：無(wú)（開放標(biāo)簽） |
?本項(xiàng)3期試驗(yàn)的主要目標(biāo)是評(píng)估托伐普坦 (OPC-41061) 對(duì)28天至12周齡ARPKD患兒的安全性、耐受性和有效性。 ?本試驗(yàn)的受試者將被分配接受托伐普坦治療24個(gè)月，并在研究期間接受密切監(jiān)測(cè)。 |
大冢 制藥開發(fā)與商業(yè)化公司， 美國(guó)新澤西州普林斯頓。 |
| NCT03096080 | 替塞瓦替尼 |
?研究類型：介入 ?主要目的：治療 ?時(shí)間：2017 年 3 月 - 2019 年 10 月（已完成） ?患者：10 例 ?分配：非隨機(jī) ?干預(yù)模型：序貫分配 ?掩蔽：無(wú)（開放標(biāo)簽） |
?本項(xiàng)1期試驗(yàn)評(píng)估了Tesevatinib (KD019, XL647) 液體制劑單次遞增劑量給藥于ARPKD患兒（5-12歲兒童）的安全性和耐受性。 ?為確定Tesevatinib液體制劑對(duì)ARPKD患兒的安全性，所有受試者在入組第一天均接受活性研究藥物治療。 |
Kadmon Corporation, LLC 美國(guó)賓夕法尼亞州費(fèi)城。 美國(guó)威斯康星州密爾沃基。 |
| NCT01401998 | 觀察性 |
?研究類型：觀察性 ?時(shí)間：2011 年 7 月 - 2022 年 12 月（招募） ?患者：200 名（預(yù)計(jì)） ?觀察模型：隊(duì)列 ?時(shí)間視角：回顧性任務(wù) |
?本研究收集ARPKD患者的臨床和遺傳信息，以拓展對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)。 ?本試驗(yàn)的主要目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)臨床和突變數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包含所有參與研究患者的臨床信息和基因突變識(shí)別信息。 ?突變數(shù)據(jù)庫(kù)將有助于促進(jìn)遺傳學(xué)研究，例如基因型-表型相關(guān)性、新發(fā)病基因研究或修飾基因研究。 ?創(chuàng)建包含受累個(gè)體和對(duì)照個(gè)體的人體組織的組織資源。 |
Lisa M. Guay-Woodford （合作者： 美國(guó)國(guó)家糖尿病、消化和腎臟疾病研究所 (NIDDK)）。 美國(guó)華盛頓哥倫比亞特區(qū)。 |
| NCT00068224 | 觀察性 |
?研究類型：觀察性 ?時(shí)間：2003 年 9 月 - 2021 年 2 月（已完成） ?患者：374 例 ?觀察模型：隊(duì)列 ?時(shí)間視角：前瞻性 |
?本研究評(píng)估了纖毛?。òˋRPKD）患者。 ?研究的目的是更好地了解這些疾病的醫(yī)學(xué)并發(fā)癥，并找出有助于設(shè)計(jì)新療法的特征。 |
美國(guó)國(guó)家人類基因組研究所（NHGRI）。 美國(guó)馬里蘭州貝塞斯達(dá)。 |
狀態(tài)根據(jù)https://clinicaltrials.gov/，于 2021 年 4 月 6 日訪問(wèn)。
根據(jù) 3 期和 4 期臨床試驗(yàn)的結(jié)果，目前正在進(jìn)行兩項(xiàng)使用托伐普坦藥物干預(yù)的臨床試驗(yàn)。這些試驗(yàn)的主要目的是評(píng)估托伐普坦對(duì)嬰兒（8 天或更小）和兒童（小于 18 歲）（NCT04782258）以及兒科患者（28 天至 12 周齡）（NCT04786574）的安全性。另一方面，PKD 表現(xiàn)出異常的 c-Src 活性，連接 cAMP 和 EGFR 分子途徑，并且其抑制可改善腎囊腫形成。這些數(shù)據(jù)促使 Sweeney 等人。研究EGFR軸、c-Src和VEGFR多激酶抑制劑特塞瓦替尼（TSV）作為ARPKD臨床前研究中的潛在療法的效果，并獲得了良好的結(jié)果。這些積極且有希望的結(jié)果促使ARPKD的TSV I期和II期臨床試驗(yàn)獲得批準(zhǔn)（NCT03096080）。最后，正在進(jìn)行兩項(xiàng)觀察性試驗(yàn)，以擴(kuò)大對(duì)該疾病的了解（基因型-表型相關(guān)性、臨床方面），并創(chuàng)建更精確的突變和臨床數(shù)據(jù)庫(kù)（NCT01401998和NCT00068224）。
佳學(xué)基因觀點(diǎn)
在ARPKD研究領(lǐng)域，遺傳學(xué)、診斷學(xué)以及分子生物學(xué)方面均取得了重要進(jìn)展。首先，PKHD1基因作為長(zhǎng)期以來(lái)唯一與ARPKD相關(guān)的基因被成功鑒定，近期DZIP1L基因也被發(fā)現(xiàn)與該病密切相關(guān)，并被納入基于新一代測(cè)序（NGS）技術(shù)的基因診斷流程中。其次，科研人員對(duì)纖維囊蛋白/多聚導(dǎo)管蛋白的定位與功能有了更深入的理解。此外，通過(guò)對(duì)動(dòng)物模型的研究，ARPKD的發(fā)病機(jī)制也逐步被揭示，并推動(dòng)了潛在治療策略的探索。
與此同時(shí)，佳學(xué)基因正在持續(xù)深入推進(jìn)對(duì)ARPKD的基因解碼工作。作為ARPKD的第二個(gè)已知致病基因，DZIP1L的發(fā)現(xiàn)，提示仍可能存在尚未識(shí)別的新致病基因。在這一背景下，亟需借助“基因未解析家系的全外顯子組測(cè)序”（GUR-WES）方法，對(duì)呈現(xiàn)ARPKD表型的個(gè)體進(jìn)行系統(tǒng)解碼。目前FPC蛋白的確切功能尚不明朗，各亞型的特征也未被完全解析。此外，導(dǎo)致囊腫形成的關(guān)鍵分子機(jī)制仍不清楚。
正因如此，關(guān)于ARPKD的致病基礎(chǔ)仍存在諸多未知。目前仍缺乏獲批的替代性治療手段。因此，為了深入理解ARPKD的遺傳機(jī)制與細(xì)胞病理基礎(chǔ)，加強(qiáng)對(duì)該疾病的研究是推動(dòng)診斷與治療突破的關(guān)鍵途徑。
