成人激素抵抗性肾病综合征遗传学机制

周琼秀 综述 陈 楠 审校

原发性肾病综合症(PNS)是以大量蛋白尿(＞3.5 g/d)、低白蛋白血症(＜30 g/L)、高脂血症及水肿为主要特征的临床综合征，严重时可危及生命。应用糖皮质激素作为治疗PNS的主要药物已有半个多世纪，2011年KDIGO指南(草案)将儿童经单纯激素［2 mg/(kg·d)］治疗8周或成人经单纯激素治疗［1mg/(kg·d)］16周后仍不缓解的PNS患者定义为激素抵抗性肾病综合征(SRNS)，SRNS患者的治疗往往需要辅以免疫抑制剂。Hass等［1］报道局灶节段性肾小球硬化(FSGS)是成人PNS常见的病理类型(35%)，其中30%～50%FSGS患者对激素治疗无效。

近年来，随着基因组学研究的不断发展，足细胞相 关 蛋 白 基 因 NPHS1、NPHS2、WTl、ACTN4、CD2AP、TRPC6、PLCE1、INF2 和 LAMB2 等逐一被人们发现和认识。目前基因学调查分析显示30%～40%的SRNS患者与该类基因变异有关［2］，但大部分研究主要集中在家族性及儿童散发SRNS患者，随着成人SRNS与足细胞相关蛋白基因变异关系的研究不断深入，加深了人们对SRNS遗传学机制的认识。以下结合国内外最新研究成果，就当前发现与成人SRNS相关的6个主要足细胞相关蛋白基因及其致病变异进行综述。

NPHS1

人类NPHS1基因编码蛋白nephrin属免疫球蛋白超家族分子，在肾、脑、胰腺等器官广泛表达。在肾脏表达的nephrin可组成同源二聚体或与肾小球蛋白NEPH1形成异源二聚体组成了裂孔膜的基本结构［3］，此外，nephrin及 CD2 相关蛋白(CD2AP)与三磷酸肌醇激酶的p85调节亚基相关联，激活足细胞内磷酸肌醇3激酶依赖的AKT信号转导过程，从而调控细胞的增生、迁移及存活［4］。研究发现NPHS1基因敲除的小鼠可出现足突广泛融合，表现为大量蛋白尿［5］，而动物体内注射抗 nephrin抗体可诱导出现足突融合等FSGS特征性改变［6］。

NPHS1基因突变最早发现可导致常染色体隐性遗传芬兰型先天性肾病综合征(CNF)。2008年，Philippe等［7］首先在儿童SRNS患者中报道NPHS1基因14 个突变位点后，Santín等［8］对 52 例西班牙成人SRNS患者进行研究发现，1例27岁起病的女性散发患者(突变率2%)存在NPHS1的复合杂合突变，其中无义突变c.2479C＞A(p.R827X)导致了nephrin蛋白缩短，而c.2928G＞T(p.R976S)错义突变则影响nephrin蛋白的Ⅲ型纤维连接蛋白样结构域，由此提示NPHS1基因突变在成人SRNS起病过程中起一定作用。临床上该患者激素耐药，但加用免疫抑制剂及血管紧张素转化酶抑制剂治疗表现为PNS部分缓解。毛建华等［9］也曾在我国散发儿童SRNS患者中发现NPHS1基因突变，但目前尚未见成人散发SRNS患者中该基因突变的相关报道。因此认为NPHS1基因突变不仅是CNF及部分儿童SRNS的病因，也可能与成人SRNS的发病有关，但由于研究资料有限，目前仍需大样本及不同人种中NPHS1基因的研究加以辅证。

NPHS2

NPHS2基因编码的蛋白质podocin是膜内在蛋白，仅在足细胞作为滤过屏障的裂孔膜上表达，podocin通过其多肽链C端与CD2AP和nephrin蛋白相互作用而锚定在质膜的脂筏区，同时增强了nephrin的信号转导［10］，动物实验发现NPHS2基因敲除小鼠在出生时即出现大量蛋白尿［11］，表明podocin对维持肾小球滤过屏障功能起重要作用。

NPHS2基因突变最早报道与儿童常染色体隐性遗传SRNS相关［12］，此后相继发现其存在于散发SRNS 及迟发性 FSGS 患者［13，14］，目前该基因突变已被认为是SRNS发病最重要的机制之一。成人SRNS中家族性患者该基因突变检出率(4%～24%［15，16］)高于散发性患者(0～ 11%［15-19］)，其中报道最多的为R229Q，该变异是散发成人SRNS中最为常见的一个足细胞相关蛋白基因突变位点，与种族关系密切，欧洲高加索人(5%～10%)较非洲黑人(1%～ 2.5%) 多 见［15，20，21］。余自 华等［22］报道，我国散发性SRNS患儿NPHS2基因突变的检出率与国外报道类似，但目前尚无我国散发成人SRNS患者NPHS2突变的相关数据。与儿童SRNS患者R229Q的突变可为复合杂合突变或者纯合突变不同，成人起病的散发激素抵抗FSGS多见复合杂合突变［23］，若同时存在另一个NPHS2编码区非同义变异，则FSGS的发病率显著增加［14］。研究显示，突变的podocin降低了与nephrin等蛋白的结合效能，不能将其招募至脂筏区，使得裂孔膜上nephrin的数量下降，同时丧失了促进 nephrin信号转导功能［24，25］。由于有 NPHS2 基因纯合或杂合突变的PNS患者大部分激素耐药，应用免疫抑制剂等亦不能诱导完全缓解［26］，且多项研究显示，NPHS2基因突变的患者肾移植后移植肾复发FSGS的危险性明显降低［27］，因此检测NPHS2基因突变，特别是欧洲人群R229Q突变的检测对成人SRNS患者避免不必要的免疫抑制剂治疗及预测肾移植复发有重要价值。

INF2

INF2基因是最近几年新发现的可能与FSGS发病相关的足细胞相关蛋白基因，其编码的蛋白质为成蛋白家族成员——INF2蛋白。INF2能够调节肌动蛋白，在肾小球足细胞中，它通过与细胞微丝骨架调节蛋白mDia的相互作用，负向调节Rho/mDia活化引起的异构及足细胞表型改变，从而维持足细胞的正常功能；而INF2致病突变则通过干扰这种相互作用而导致足细胞对损伤信号的易感性［28］。

2010年，Brown等［29］首次报道 INF2基因突变可导致常染色体显性遗传的FSGS，Boyer等［30］在随后研究中验证了该结果。迄今为止相继发现该基因的24个突变位点，几乎所有突变均集中在2、3、4号外显子，这些外显子编码INF2的DID结构域，与DAD结构域互相作用影响INF2的功能。INF2突变在欧洲人中检出率最高，此外还在非洲、南美及中东人群中发现。除了家族性FSGS，成人散发性FSGS中INF2基因突变是否起到致病作用?Gbadegesin等［31］对31例散发FSGS患者的INF2基因筛查研究中未发现相关突变，而Boyer等［30］在84例散发患者中仅发现一例欧洲FSGS患者在4号外显子上存在突变，该突变在另一独立FSGS家系得到证实。目前国内外对INF2基因突变所导致的SRNS致病机制研究尚少，但考虑到FSGS是成人PNS最主要的病理类型，且大部分FSGS患者对激素治疗不敏感，因此INF2基因突变可能在成人SRNS发病中亦有重要的作用。虽然这些研究显示INF2突变在成人散发性FSGS中检出率较低，这些研究的样本量均较小，且尚无亚洲人的相关报道，故仍有待进一步的研究。

CD2AP

CD2AP基因编码与CD2黏附分子胞内区域相互作用的衔接蛋白，在肾脏主要定位在裂孔膜上，可与肌动蛋白丝(F-actin)，突触极蛋白等细胞骨架蛋白及nephrin、podocin等裂孔膜蛋白相互作用，将裂孔膜蛋白锚定在细胞骨架上［32］。动物实验研究显示肾小球CD2AP的表达缺乏可导致系膜细胞增生、细胞外基质增多、肾小球硬化及足突广泛融合等病理改变［33］，完全敲除CD2AP等位基因(CD2AP-/-)的小鼠出生后不久即可出现严重的NS，死于大量蛋白尿，而敲除一个 CD2AP等位基因的小鼠(CD2AP+/-)肾脏病理表现类似于人类FSGS，因此推测可能和人类FSGS发病有关。

Kim等［34］首先在2例原发性FSGS患者中报道了CD2AP基因杂合突变后，越来越多的研究证实CD2AP突变与常染色体隐性遗传的家族性FSGS相关。成人散发SRNS中CD2AP突变检出率较低(0～3.3%)［35-37］。2009 年，Gigante 等［36］在 80 例散发意大利SRNS患者中发现1例成人杂合突变(c.904A＞T)，并验证了该患者外周血单个核细胞经凝血红素刺激后未出现正常情况下的CD2/CD2AP的相互作用和凝集，且凋亡率明显增高。陈楠等［37］对82例汉族成人散发性FSGS患者研究中发现2个杂合突变，分别为2号外显子(160G＞A)及4号外显子(358A＞G)，同时对此2例患者的肾组织CD2AP和podocin表达研究发现两者表达均明显降低。因此推测CD2AP基因突变与儿童家族性FSGS发病相关性较大，成人SRNS发病与该基因突变间的相关性需待更深的探索跟研究。

ACTN4

ACTN4基因编码的辅肌动蛋白4(α-actinin-4)是足细胞骨架结构的重要组成部分，它将F-actin捆扎成束，并与β1整合素等相连，有利于足细胞黏附于肾小球基膜［38］。ACTN4在多种人类组织中都高度表达，但仅在肾脏才出现与ACTN4突变相关的临床表型。体外研究发现nephrin和podocin与actin存在着相互作用，突变α-actinin-4分子与F-actin的结合能力增强，从而影响足细胞甚至裂孔膜的动力学结构，最终导致以蛋白尿和FSGS为特征的肾脏疾病。

现有的研究表明ACTN4基因突变与成人常染色体显性遗传相关，临床上表现为低于NS范围的蛋白尿及缓慢进展至终末期肾病(ESRD)，激素治疗无效［39］，迄今报道FSGS患者中ACTN4的突变均位于8号外显子。而在散发的FSGS患者，仅见1例疾病相关突变(c.175C ＞T)的报道［40］，也有报道认为ACTN4启动子的突变可能与散发 FSGS相关［41］，目前对于成人SRNS中ACTN4基因突变的作用尚不明确。

TRPC6

TRPC6基因编码的蛋白属于瞬时受体电位阳离子通道C家族(TRPC)的成员，TRPC6是一个非选择性阳离子通道蛋白，介导钙离子进入细胞内从而调节信号转导影响细胞功能［42］，在动物及人类的研究中发现TRPC6广泛表达在肾小管及肾小球上，新近发现其在足细胞胞体内也有表达，邻近裂孔膜，从而与裂孔膜蛋白nephrin和podocin间存在相互作用。

TRPC6基因突变可引起成年时期起病的常染色体显性遗传FSGS。TRPC6基因突变最初仅报道见于家族性 FSGS，成人散发SRNS中仅在 Santin等［43］对TRPC6基因突变筛查的130例西班牙患者中确定了3个与疾病相关的错义突变，该研究肯定了TRPC6基因突变与散发SRNS的关系，其报道TRPC6突变约占成人散发SRNS患者的0～2%。

SRNS为难治性NS，常发展至ESRD，但其机制仍不明确。近年来随着研究深入，人们发现足细胞相关蛋白基因变异可解释部分成人SRNS的病因，同时由于存在该类基因突变的SRNS患者一般对环磷酰胺、环孢素A等免疫抑制剂治疗亦不敏感，因此进行基因突变检测可避免不必要的治疗，且可帮助预测ESRD患者肾移植的预后。然而，目前成人SRNS中该类基因突变检出率不高(表1)，基因检测研究开展较少，基因筛查耗时较长且较昂贵，因此目前除了R229Q突变筛查在欧洲成人患者中具有重要的价值外，不建议在散发人群中进行常规筛查。由于不同人种相关突变的检出率的差异，我国在该领域的研究仍有不足，因此还需要在中国人中开展更多调查研究足细胞相关蛋白基因变异与成人SRNS发病与预后的关系。

表1 足细胞相关蛋白编码基因与功能

1 Haas M，Meehan SM，Karrison T，et al.Changing etiologies of unexplained adult nephrotic syndrome：a comparison of renal biopsy findings from 1976-1979 and 1995-1997.Am J Kidney Dis，1997，30(5)：621-631.

2 Davin JC，Rutjes NW.Nephrotic Syndrome in Children：From Bench to Treatment.Int J Nephrol，2011，2011：372304.

3 Gerke P，HuberTB，Sellin L，etal.Homodimerization and heterodimerizationof the glomerular podocyte proteins nephrin and NEPH1.J Am Soc Nephrol，2003，14(4)：918-926.

4 Huber TB，Hartleben B，Kim J，et al.Nephrin and CD2AP associate with phosphoinositide 3-OH kinase and stimulate AKT-dependent signaling.Mol Cell Biol，2003，23(14)：4917-4928.

5 Putaala H，Soininen R，Kilpeläinen P，et al.The murine nephrin gene is specifically expressed in kidney，brain and pancreas：inactivation of the gene leads to massive proteinuria and neonatal death.Hum Mol Genet，2011，10(1)：1-8.

6 Orikasa M，Matsui K，Oite T，et al.Massive proteinuria induced in rats by a single intravenous injection of a monoclonal antibody.J Immunol，1988，141(3)：807-814.

7 Philippe A，Nevo F，Esquivel EL.Nephrin Mutations Can Cause Childhood-Onset Steroid-Resistant Nephrotic Syndrome.J Am Soc Nephrol，2008，19(10)：1871-1878.

8 Santín S，García-Maset R，Ruíz P，et al.Nephrin mutations cause childhood-and adult-onset focal segmental glomerulosclerosis.Kidney Int，2009，76(12)：1268-1276.

9 Mao J，Zhang Y，Du L，et al.NPHS1 and NPHS2 Gene Mutations in Chinese Children With Sporadic Nephrotic Syndrome.Pediatr Res，2007，61(1)：117-122.

10 Huber TB，Kottgen M，Schilling B，et al.Interaction with podocin facilitates nephrin signaling.JBiolChem，2001，276(45)：41543-41546.

11 Roselli S，Heidet L，Sich M，et al.Early glomerular filtration defect and severe renal disease in podocin-deficient mice.Mol Cell Biol，2004，24(2)：550-560.

12 Boute N，Gribouval O，Roselli S，et al.NPHS2，encoding the glomerular protein podocin，is mutated in autosomal recessive steroidresistant nephrotic syndrome.Nat Genet，2000，24(4)：349-354.

13 Caridi G，BertelliR，Carrea A，et al.Prevalence，genetics，and clinical features of patients carrying podocin mutations in steroid-resistant nonfamilial focal segmental glomerulosclerosis.J Am Soc Nephrol，2001，12(12)：2742-2746.

14 Tsukaguchi H，Sudhakar A，Le TC，et al.NPHS2 mutations in lateonset focal segmental glomerulosclerosis：R229Q is acommon disease-associated allele.J Clin Invest，2002，110(11)：1659-1666.

15 Machuca E，Hummel A，Nevo F，et al.Clinical and epidemiological assessment of steroid-resistant nephrotic syndrome associated with the NPHS2 R229Q variant.Kidney Int，2009，75(7)：727-735.

16 Tonna SJ，Needham A，Polu K，et al.NPHS2 variation in focal and segmental glomerulosclerosis.BMC Nephrol，2008，9：13.

17 Aucella F，De Bonis P，Gatta G，et al.Molecular analysis of NPHS2and ACTN4 genes in a series of 33 Italian patients affected by adult onset nonfamilial focal segmental glomerulosclerosis.Nephron Clin Pract，2005，99(2)：c31-c36.

18 McKenzie LM，Hendrickson SL，Briggs WA，et al.NPHS2 variation in sporadic focal segmental glomerulosclerosis.J Am Soc Nephrol，2007，18(11)：2987-2995.

19 He N，Zahirieh A，Mei Y，et al.Recessive NPHS2(Podocin)mutations are rare in adult-onset idiopathic focal segmental glomerulosclerosis.Clin J Am Soc Nephrol，2007，2(1)：31-37.

20 Franceschini N，North KE，Kopp JB，et al.NPHS2 gene，nephrotic syndrome and focal segmental glomerulosclerosis：A HuGE review.Genet Med，2006，8(2)：63-75.

21 Chernin G，Heeringa SF，Gbadegesin R，et al.Low prevalence of NPHS2 mutations in African American children with steroid-resistant nephrotic syndrome.Pediatr Nephrol，2008，23(9)：1455-1460.

22余自华，丁 洁，黄建萍，等.散发性儿童激素耐药型肾病综合征NPHS2 基因突变.中华肾脏病杂志，2004，20(6)：413-417.

23 Santín S，Tazón-Vega B，Silva I，et al.Clinical Value of NPHS2 Analysis in Early-and Adult-OnsetSteroid-ResistantNephrotic Syndrome.Clin J Am Soc Nephrol，2011，6(2)：344-354.

24 Huber TB，Simons M，Hartleben B，et al.Molecular basis of the functional podocin-nephrin complex：mutations in the NPHS2 gene disrupt nephrin targeting to lipid raft microdomains.Hum Mol Genet，2003，12(24)：3397-3405.

25 Roselli S，Moutkine I，Gribouval O，et al.Plasma membrane targeting of podocin through the classical exocytic pathway：effect of NPHS2 mutations.Traffic，2004，5(1)：37-44.

26 Ruf RG，Lichtenberger A，Karle SM，et al.Patients with mutations in NPHS2(podocin)do not respond to standard steroid treatment of nephrotic syndrome.J Am Soc Nephrol，2004，15(3)：722-732.

27 Jungraithmayr TC，Hofer K，Cochat P，et al.Screening for NPHS2 mutations may help predict FSGS recurrence after transplantation.J Am Soc Nephrol，2011，22(3)：579-585.

28 Sun H，Schlondorff JS，Brown EJ，et al.Rho activation of mDia formins is modulated by an interaction with inverted formin 2(INF2).Proc Natl Acad Sci USA，2011，108(7)：2933-2938.

29 Brown EJ，Schlöndorff JS，Becker DJ，et al.Mutations in the formin gene INF2 cause focal segmental glomerulosclerosis.Nat Genet，2010，42(1)：72-76.

30 Boyer O，Benoit G，Gribouval O，et al.Mutations in INF2 are a major cause of autosomal dominant focal segmental glomerulosclerosis.J Am Soc Nephrol，2011，22(2)：239-245.

31 Gbadegesin RA，Lavin PJ，Hall G，et al.Inverted formin 2 mutations with variable expression in patients with sporadic and hereditary focal and segmental glomeruloscerosis.Kidney Int，2012，81(1)：94-99.

32 Schwarz K，Simons M，ReiserJ，et al.Podocin，a raft-associated component of the glomerular slit diaphragm interacts with CD2AP and nephrin.J Clin Invest，2001，108(11)：1621-1629.

33 Shih NY，Li J，Karpitskii V，et al.Congenital nephrotic syndrome in mice lacking CD2-associated protein.Science，1999，286(5438)：312-315.

34 Kim JM，Wu H，Green G，etal.CD2-associated protein haploinsufficiencyn is linked to glomerular disease susceptibility.Science，2003，300(5623)：1298-1300.

35 Löwik MM，Groenen PJ，Pronk I，etal.Focalsegmental glomerulosclerosis in a patient homozygous for a CD2AP mutation.Kidney Int，2007，72(10)：1198-1203.

36 Gigante M，Pontrelli P，Montemurno E，et al.CD2AP mutations are associated with sporadic nephrotic syndrome and focal segmental glomerulosclerosis(FSGS).Nephrol DialTransplant，2009，24(6)：1858-1864.

37潘晓霞，陈 楠，周 伟，等.原发性局灶节段性肾小球硬化患者CD2AP基因突变的研究.中华肾脏病杂志，2006，22(1)：R692-R696.

38 Dandapani SV，Sugimoto H，Matthews BD，et al.Alpha-actinin-4 is required for normal podocyte adhesion.J BiolChem，2007，282(1)：467-477.

39 Kaplan JM，Kim SH，North KN，et al.Mutationsin ACTN4，encodingαactinin-4，causefamilialfocalsegmentalglomerulosclerosis.Nat Genet，2000，24(3)：251-256.

40 Weins A，Kenlan P，Herbert S，et al.Mutational and biological analysis ofα-actinin-4 in focal segmental glomerulosclerosis.J AmSoc Nephrol，2005，16(12)：3694-3701.

41 Dai S，Wang Z，Pan X，et al.Functional analysis of promoter mutations in the ACTN4 and SYNPO genes in focal segmental glomerulosclerosis.Nephrol Dial Transplant，2009，25(3)：824-835.

42 Reiser J，Polu KR，MöllerCC，et al.TRPC6 is a glomerular slit diaphragm-associated channel required fornormal renal function.Nat Genet，2005，37(7)：739-744.

43 Santín S，Ars E，Rossetti S，et al.TRPC6 mutational analysis in a large cohort of patients with focal segmental glomerulosclerosis.Nephrol Dial Transplant，2009，24(10)：3089-3096.

44 Gbadegesin R，Hinkes B，Vlangos C，et al.Mutational analysis of NPHS2 and WT1 in frequently relapsing and steroid-dependent nephrotic syndrome.Pediatr Nephrol，2007，22(4)：509-513.

45 Cho HY，Lee JH，Choi HJ，et al.WT1 and NPHS2 mutations in Korean children with steroid-resistant nephrotic syndrome.Pediatr Nephrol，2008，23(1)：63-70.

46王晶晶，付荣，叶礼燕，等.汉族散发性激素耐药型肾病综合征15例NPHS2和WT1基因遗传学变异.中华儿科杂志，2009，47(3)：221-223.

47 Hinkes B，Vlangos C，Heeringa S，et al.Specific Podocin Mutations Correlate with Age of Onset in Steroid-Resistant Nephrotic Syndrome.J Am SocNephrol，2008，19(2)：365-371.

48 Löwik M，Levtchenko E，Westra D，et al.Bigenic heterozygosity and the development ofsteroid-resistantfocalsegmentalglomerulosclerosis.Nephrol Dial Transplant，2008 ，23(10)：3146-3151.

49 Benoit G，Machuca E，Nevo F，et al.Analysisof recessive CD2AP and ACTN4 mutations in steroid-resistant nephrotic syndrome.Pediatr Nephrol，2010，25(3)：445-451.

50 Aucella F，De Bonis P，GattaG，et al.Molecular analysis of NPHS2 and ACTN4 genes in a series of 33 Italian patients affected by adultonset nonfamilial focal segmental glomerulosclerosis.Nephron Clin Pract，2005，99(2)：c31-36.

51 Gigante M，Caridi G，Montemurno E，et al.TRPC6 mutations in children with steroid-resistantnephrotic syndrome and atypical phenotype.Clin J Am Soc Nephrol，2011，6(7)：1626-1634.