【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?。ˋRPKD）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?。‥SRD），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?。ˋRPKD）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病（ADPKD）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)。患者可能在腎臟、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。患者還很可能出現(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?，C 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。
7.2. 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)[ 105 ]。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[ 106 ]。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)[ 107 ]。逐漸地，其他證據(jù)也表明 EGFR 在體外[ 108 ]、小鼠模型[ 88,109,110 ]和 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 患者[ 111,112 ]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[ 113 , 114 ] 和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 α (TGFα)[ 115 ] 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)[ 72 , 116 ]（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 [ 92 ]。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[ 117 ]。
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[ 118 ]，結(jié)果顯示囊腫形成顯著減少，腎功能改善[ 110 ]。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[ 119、120、121 ] 。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[ 122 ]。
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) [ 123 , 124 ]。然而，關(guān)于這一主題的研究數(shù)據(jù)相互矛盾 [ 116 ]。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 [ 125 ]。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 [ 125 , 126 , 127 ]。
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[ 128,129 ]。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[ 130 ]。這些數(shù)據(jù)表明，ADPKD和ARPKD中Cl−和液體分泌的機(jī)制不同。
7.3. 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 [ 122 , 131 , 132 , 133 ]。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 [ 134 , 135 , 136 ]，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 [ 133 ]。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) [ 137、138、139、140、141 ]。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) [ 142、143、144 ]。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 [ 143 ]。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) [ 136 , 138 ]，從而激活 cAMP/PKA 級(jí)聯(lián) [ 145 , 146 ]。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 [ 137 ]（圖 3 A）。這一事實(shí)已在 ADPKD 的臨床前 [ 147 , 148 ] 和臨床水平 [ 149 ] 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 [ 150 ]，并且目前正在進(jìn)行針對(duì) ADPKD 兒童的試驗(yàn)（托伐普坦 ( NCT02964273 )）[ 151 ]。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。
7.4. 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[ 152,153 ]、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)[ 139 ]、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)[ 154,155 ]或代謝改變[ 156 ]。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[ 127 ]（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)[ 157 ]。然而，后來(lái)的研究卻得出了相反的結(jié)果[ 158 ]。
7.5 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) [ 159 ]。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 [ 160 ]。PC2 和 PC1 形成受體-通道復(fù)合物，參與鈣通路和纖毛反應(yīng) [ 161，162，163 ]（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 [ 101，164，165 ]。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) [ 101 ]。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 [ 165 ]。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 [ 67 ]。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 [ 67 , 166 ]。
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 [ 60 ]。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 [ 38,167 ] 。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[ 30,167 ]。
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 [ 168 ]。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) [ 169 ]。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 [ 170 ]。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 [ 37 ]。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) [ 171 ]，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)。
8.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)。
| 標(biāo)識(shí)符 | 干涉 |
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 [ 149 , 172 , 173 ]，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?。┖蛢和ㄐ∮?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 [ 174 ]，并且其抑制可改善腎囊腫形成 [ 144 ]。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[ 175 ]。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）。
9.結(jié)論
ARPKD領(lǐng)域在遺傳學(xué)、診斷學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。首先，PKHD1基因（多年來(lái)一直被認(rèn)為是唯一的ARPKD基因）的鑒定，以及最近DZIP1L基因的鑒定，并將其應(yīng)用于基于新一代測(cè)序（NGS）的基因診斷。其次，對(duì)纖維囊蛋白/多聚導(dǎo)管蛋白的功能和定位的理解也取得了進(jìn)展。最后，各種研究，尤其是在動(dòng)物模型中，開始闡明該疾病發(fā)病機(jī)制中涉及的途徑，并尋找可能的治療方法。
然而，許多懸而未決的問(wèn)題有待解答。DZIP1L 作為 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 的第二個(gè)基因位點(diǎn)的新發(fā)現(xiàn)，為出現(xiàn)導(dǎo)致 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 的新基因提供了可能性。在這方面，有必要應(yīng)用基因未解析的全外顯子組測(cè)序 (WES) 家族 (GUR) 來(lái)研究 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 表型。FPC 的確切功能仍然未知，其所有亞型的正確表征也尚不清楚。重要的是，驅(qū)動(dòng) PKD 囊腫形成的關(guān)鍵因素尚不清楚。由于這些原因，人們對(duì) 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 的致病性知之甚少，即使在今天，也沒(méi)有獲批的替代療法。為了解釋 常染色體隱性多囊腎病 (ARPKD) 的遺傳和細(xì)胞基礎(chǔ)，對(duì)該主題的研究成為擺脫這種困境的唯一出路。
