简介常染色体显性遗传性多囊肾病（ADPKD）是最常见的遗传性肾病，造成大约10%的终末期肾病（ERSD）。ADPKD是一种全身性疾病，其特点是成人发病的双侧囊性肾肿大，导致炎症、高血压和肾功能进行性损害。最主要的肾外表现是多囊肝（PCLD），35岁以上的患者有94%会出现PCLD。ADPKD主要由两个基因异常导致，PKD1（编码多囊蛋白1，PC1）和PKD2（编码PC2），但是其具体机制仍有待发掘。PKD1致病变异导致的ADPKD占总病例数的75-80%，PKD2变异占10-15%。并且携带PKD1变异的病人临床表现更重，发展成ERSD的平均年龄比PKD2的病人要早20年（58vs80岁）。但是据报道仍有约10%的病人不携带PKD1/2的致病变异，提示存在遗传异质性。最近发现了第三个基因GANAB造成主要为多囊肝的表型和轻度肾脏表型。另外一些其他基因，例如HNF1β,PKHD1,DNAJB11或TSC1/2可以造成PKD拟表型。在临床上，ADPKD的诊断主要依靠影像学标准而不需要基因确认。诊断标准包括超声或磁共振成像(MRI)上的肾囊肿数目以及家族史，且此标准被称为具有约%的敏感度和特异度。然而，这些标准早在发现新的遗传形式和提高对ADPKD拟表型的认识之前就被引入了(例如ADPKD-GANAB和非典型ADPKD-DNAJB11)。目前这些标准对于区分ADPKD和拟表型的能力还没有系统评估。在精准治疗的时代，早期发现快速进展疾病对于可以从新疗法中获益的患者至关重要。在这个单中心研究中作者的目的是通过基因检测证实一个临床诊断为ADPKD患者队列的诊断正确性。方法入组了自年11月至年11月所有在莱比锡大学医学中心诊断ADPKD的患者。这些患者的ADPKD诊断依据是临床病史，家族史和影像学资料（包括超声和MRI/CT）。总共入组了来自个家系的个病人，主要是高加索人（德国人n=92，意大利人n=2,叙利亚人n=2,阿富汗人n=1,法国人n=1,美国人n=1）。使用NGSpanel对病人进行基因检测，panel包括PKD1,PKD2,GANAB,PKHD1,HNF1B和其他可能造成PKD拟表型的基因。之后对PKD1,PKD2,PKHD1和HNF1B基因进行MLPA检测。对未发现致病变异的患者进行外显子测序（exomesequencing,ES）。对检测到的变异进行分类，无义突变、移码突变、剪切变异和大缺失/插入定义为截短变异；错义突变和小框内缺失/重复定义为非截短变异。变异的分级根据ACMG标准：1级—良性；2级—可能良性；3级—意义未明（VUS）；4级—可能致病；5级—致病。在本文中4级和5级为诊断性变异。结果临床诊断ADPKD队列的整体特征本研究中的队列包含个临床诊断ADPKD的患者，5名女性，71名男性，来自个家庭，主体为高加索人（97%）。94%的病人（61/69）有阳性家族史，31例家族史不明。病人的平均年龄为56.7岁，BMI26.0kg/m2，平均eGFR为34.3ml/min/1.73m2。56%的病人（68/）为ESRD。多囊肝是最为常见的肾外表现（76%;93/）。临床诊断ADPKD队列的基因分析NGSpanel的平均覆盖度为X，ES的平均覆盖度为X，两种方法的深度都达到了诊断标准。通过panel和MLPA在81个家系（81%）中明确了ADPKD的遗传学诊断，其中包括70个PKD1变异和11个PKD2变异。另外，9个家系（9%）携带了可能致病但是以往被认为是VUS的PKD1变异。在剩下的10%（10/）家系中，没有发现PKD1或PKD2中有任何ACMG分级为3-5的变异，被定义为”PKD1/2阴性”（图1）。但是，NGSpanel在这些家系中的一个发现了PKHD1的双等位基因复合杂合变异，PKD为通过常染色体隐性遗传模式遗传；另外9个未明确发现致病变异的家系（9%）进行了ES，其中2个家系发现了ALG9和PLCN的致病变异（图1）。（图1）总而言之，在此队列中发现了95个可能和疾病相关的变异：82个位于PKD1，9个位于PKD2，2个位于PKHD1，1个位于ALG9，1个位于FLCN。其中总共有40个（42%，40/95）是既往PKD文献中没有报道过的位点。在基因和等位基因组成方面，70%为PKD1,11%为PKD2相关疾病(图2a)，9例PKD1-VUS病例被严格排除。而在PKD1中，63%的诊断变异为截短变异，而在PKD2中，截短变异、错义突变、剪接变异和插入缺失之间几乎均等分布（图2a）。在10个个体（8%，10/）中检测到了多于1个分级为3-5的PKD1杂合变异。在所有的病例中，第二个等位基因都是在一个（可能）致病变异的同时存在一个VUS。病人ID.2携带反式复合杂合的3级变异和一个可能致病变异，这可能解释了他的临床症状要更重。ID31.1有最重的进展性肾病（在39岁出现ESRD），他携带了三个不同的PKD1变异（1个致病变异，2个VUS）。病人12.1/12.4和37.1/37.2证明了临床表型存在家系内变异，尽管有相同的PKD1发现，但肾脏存活率有明显差异。PKD1vsPKD2vsPKD1/2阴性病例的基因型-表型联系通过基因学诊断给病人分为PKD1,PKD2和PKD1/2阴性三组，作者分析了其中的表型差异。三组病人有相似的BMI，但是他们eGFR和按身高调整后的肾总体积(height-adjustedtotalkidneyvolume，htTKV)平均值在三组间存在显著差异。PKD1和PKD2病人的多囊肝发病率要显著高于PKD1/2阴性病人，其他肾外表现没有差异（图3a）。但是，PKD1携带者的预后显著差于PKD2变异携带者，ESRD的平均年龄为52.4vs65.5岁（图3b.c）。另外，PKD1截短变异的携带者比非截短变异携带者的ESRD年龄要早7年，比PKD2变异携带者早了几乎15年（图3b-d）。PKD1的男性患者预后显著更差，与既往研究一致（图3e.f）。识别不携带诊断性PKD1/2变异病人的ADPKD拟表型在不携带3-5级PKD1/2变异的10个病人中，有3个病人得到了新的诊断：常染色体隐性遗传多囊肾病（ARPKD）（MIM），ALG-9相关PKD和Birt–Hogg–Dubé综合征（BHDS,MIM）（图4）。重要的是，6/10个PKD1/2阴性的病人有阳性家族史且符合影像学诊断标准；但是，这个组通常没有PCLD（6/10）（图4）。诊断为ARPKD的女性没有家族史，在儿童早期出现多囊肾，30岁出现ESRD。她携带两个既往报道过的致病变异（c.CT,p.ArgTrp和c.CT,p.HisTyr）。这个病人没有任何肝脏表现。病人ID87.1是一个31岁女性，没有家族史，表现为肾功能保存的双侧肾囊肿，她携带一个杂合的ALG截短变异（c.CT,p.Arg*）（图4）。超声检测未发现肝脏异常。有趣的是最近的研究发现ALG9单等位基因变异编码内质网酶α-1,2-甘露醇转移酶，造成不典型ADPKD，其中也包括了一个同样的截短突变，被发现与轻度双侧PKD相关。最后是ID29.1的病人，他是一个66岁的男性，家族史阳性，双侧多囊肾，在56岁出现ESRD。ES发现了一个既往报道过的杂合FLCN错义变异（c.AG,p.LysArg），同时诊断为BHDS（图4）。回顾分析病人表型，可以发现散在囊性肺病的表现，但没有气胸、肾、真皮或胃肠道恶性肿瘤的迹象（图4）。这个病人的儿子临床诊断为ADPKD，从30岁起开始透析。panel分析显示他携带同样的FLCN错义变异，并且排除了PKD1/2变异。但是他还携带一个GANAB/PKD3的VUS（c.AG,p.AspGly），这可能解释了他肾脏疾病进展加重（ESRD在30岁出现vs56岁）。剩下的7个双侧PKD的病人的ES没有发现诊断性变异。但是挑选PKD相关的基因进行分析，作者发现了一个新的GLI2杂合变异（c.GA,p.ValMet），影响转录因子的DNA结合锌指结构域（ID20.1）。ID20.1没有家族史，表现为双侧PKD不伴肝囊肿，ESRD年龄64岁。另一个女性PKD1/2阴性病例（ID97.1）68岁出现ESRD，因为严重PCLD进行了肝移植，作者发现了两个ALG6的稀有错义变异（c.TG,p.PheVal和c.AG,p.AsnSer）。此外，通过回顾分析表型或基于cDNA的剪接位点分析，对已知肾脏疾病基因中的几种VUS进行了分析，以证明其致病性。在DCHS1和COL4A3中观察到的三种致病性或可能的致病性变体要么与表型不匹配，要么没有在家系中表现共分离。ID.1虽然有阳性家族史和20岁出现的严重PKD，却也出现了不分离，尽管她的外婆和母亲均携带一个新发现的可能致病的PKD1框内缺失(c._delCCT,p.Serdel)。最终发现她是一个PKD1/2阴性的病人，携带一个新发现且非常保守的LRP5错义变异（c.TG,p.TrpGly），遗传自她未发病的父亲。被影响的氨基酸残基位于Wnt共受体LRP5的第二个WD40-repeat，这个结构域最近被报道与多囊肾和肝疾病相关（MIM）。最后，ID35.1是一个64岁的男性，有阳性家族史，双侧少囊性肾病，胰腺囊肿和肾功能中度受损。作者发现他携带一个新发现的TSC2杂合变异（c.CT,p.ProSer）。但是回顾他的临床症状没有发现TSC的诊断性症状，例如颅内或皮肤表现。他不能提供家族成员的样本进行共分离分析。所以我们把这个变异分类为不能诊断的VUS。讨论本研究发现了ADPKD队列中存在79%PKD1变异携带者（包括9%PKD1-VUS携带者）和11%PKD2变异携带者，反映在较大的ADPKD队列研究中发现的遗传分布。重要的是，肾存活率的基因型差异证实了先前的报道，尽管PKD2患者似乎受到更严重的影响，表现为此队列中PKD2携带者中多囊性肝病的比例很高。尽管这个中等规模的队列在PKD2病人存在严重程度增加的潜在偏倚，本研究仍旧能够证明PKD基因分型对肾脏疾病预测的重要预后价值。ADPKD基因分析的一个主要障碍是，由于16号染色体上的假基因区域，基于非定制NGS的方法在可靠检测PKD1变异方面的敏感性降低。值得注意的是，ES最近被证明在构成该基因大部分的外显子1-32的重复区域中漏掉了相当数量的PKD1变异。为了应对这一挑战，我们的PKD基因panel专门设计来丰富PKD1的这些重复区域，以保证足够的测序深度和较低的假阳性和假阴性率。10%的PKD1/2阴性患者数量与来自印度（15%）、意大利（20%）、法国（10%）、中国（14%）和日本（17%）的其他种族差异人群的比例相似。综合来看，这些数据表明至少10%的病例中临床ADPKD诊断不准确，如果将VUS携带者严格算作非诊断携带者，则诊断的不准确率大约是前者的两倍。由于近年来基因鉴定的进展，越来越多的病症被发现有与ADPKD相似的临床表现，但存在不同的潜在遗传原因和机制。这些ADPKD拟表型的例子包括DNAJB11相关多囊肝和肾疾病（MIM/MIM），常染色体阴性多囊肾病（ARPKD，MIM），TSC（MIM191/），VonHippel–Lindau(VHL)病（MIM),LRP5(MIM)和HNF1B相关多囊肾（MIM）.与以往的研究不同，PKD1/2阴性的病例促使我们进行进一步的基因分析，以揭示潜在的原因。通过扩大基因诊断，我们在10个家系中的3个（30%）改变了PKD诊断。事实上，双等位基因PKHD1错义变异体的发现强调了ARPKD在家族史阴性的成人PKD中的鉴别诊断作用。然而，我们没有检测到GANAB/PKD3、DNAJP11或HNF1B中的致病性变异，而是在FLCN和ALG9中发现了致病性变异，将ADPKD表型谱扩展到Birt-Hogg-Dubé综合征（BHDS）和ALG9相关PKD。诊断算法的准确性至关重要，不仅在临床试验中如此，在决定哪些患者应该接受新的靶向治疗中也是如此。尽管ADPKD仍被认为是一种基于其相对特征性表型的临床诊断，但治疗应在早期开始，此时囊肿生长仍然中等，表现通常不如疾病后期明显。此外，最近在CKD队列中进行的无偏倚遗传试验结果显示，许多遗传性肾脏疾病的临床谱有望扩大；最突出的例子是COL4A3-5基因突变引起的遗传性局灶节段性肾小球硬化，这组基因以前只被认为与Alport综合征相关。PKD的遗传和临床异质性越来越明显，特别是考虑到ARPKD拟表型的最新发现，如DZIP1L和ANKS6。张梦娜zmn
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