Znovu pochopte bariéru glomerulární filtrace a související nemoci
Jan 12, 2023
Nefron je základní jednotkou ledvin k plnění jejích funkcí a glomerulární filtrační bariéra je důležitou linií obrany pro její normální fyziologické funkce. Glomerulární filtrační bariéra je složena z endoteliálních buněk, podocytů a glomerulární bazální membrány (GBM), které jsou vzájemně závislé a spolupracují na dokončení funkce glomerulární filtrační bariéry. Vzhledem k tomu se onemocnění způsobená poškozením jejich strukturálních složek stala jednou z důležitých oblastí výzkumu onemocnění ledvin, jako je onemocnění podocytů, onemocnění související s GBM, onemocnění související s kolagenem typu IV atd.
Kliknutím zobrazíte extrakt z cistanche deserticola pro onemocnění ledvin
S rychlým rozvojem genomické medicíny a neustálým prohlubováním souvisejícího výzkumu, zejména postupných objevů genů souvisejících s bariérou glomerulární filtrace, se také neustále aktualizuje naše chápání regulačního mechanismu bariéry glomerulární filtrace a souvisejících onemocnění.
4. srpna 2022 na Akademickém výročním zasedání (ČSN 2021) nefrologické pobočky Čínské lékařské asociace v roce 2021 vystoupil akademik Liu Zhihong, ředitel Všeobecné nemocnice východního divadla a Národního centra klinického výzkumu pro onemocnění ledvin o „znovu pochopení glomerulárních filtračních bariér a souvisejících nemocí“. Akademik Liu Zhihong poukázal na to, že studium takových onemocnění reprezentovaných Alportovým syndromem by mělo začít analýzou variace genu onemocnění, která nám poskytne nový způsob, jak systematicky porozumět abnormální struktuře a interakci glomerulární filtrační bariéry. Složitost variace genů onemocnění, rozmanitost klinických fenotypů a význam genetické diagnostiky přinesly nové porozumění, čímž se zlepšila úroveň diagnostiky a léčby takových onemocnění.
Genová variace a patogeneze onemocnění ledvin
Genová variace hraje velmi důležitou roli ve výskytu a rozvoji onemocnění, včetně regulace genových funkcí/klíčových drah a funkčních buněčných podskupin, a nakonec vede k diferenciaci a aktivaci patogenních buněčných podskupin. V klinické praxi nejsou onemocnění ledvin spojená s genovými mutacemi neobvyklá. Vezmeme-li jako příklad míru detekce mutací v genu kolagenu typu IV u pacientů s chronickým onemocněním ledvin (CKD): Sekvenování celého exomu bylo provedeno u 3315 pacientů s CKD a 307 (9,3 procenta) pacientů mělo patogenní genové mutace, včetně 66 různých patogenních genů včetně 27 případů (9 procent) COL4A3, 21 případů (7 procent) COL4A4 a 44 případů (14 procent) COL4A5. Pacienti s hematurií byli také významně spojeni s mutacemi genu kolagenu typu IV. Analýza dat UK Biobank ukázala, že COL4A4 p.Ser969 X byl nejvýznamněji asociován, následovaný COL4A3 p.Gly695Arg a COL4A4 intron 25 Varianta.
Kolagen typu IV a laminin (laminin) jsou důležitými složkami GBM, které jsou vylučovány endoteliálními buňkami a podocyty během glomerulárního vývoje a jejich genové mutace způsobí, že proteinové produkty selžou při tvorbě normálních trimerů, což má za následek GBM mesh Ztráta struktury a snadno hydrolyzovatelný proteolytickými enzymy, čímž ztrácí nejen svou podpůrnou funkci, ale přímo ovlivňuje i sousední podocyty a endoteliální buňky. Podocyty jsou hlavními sekrečními buňkami kolagenu a lamininu typu IV a jejich funkční defekty ovlivní normální tvorbu a funkci GBM. Například mutace WT1 podocytů způsobují difuzní ztenčení GBM, doprovázené trháním a změnami ve vrstvení. Mutace INF2 způsobují ztenčení GBM a segmentální delaminaci, splynutí segmentů výběžku nohy atd. Alportův syndrom je jedním z reprezentativních onemocnění, u kterých výše uvedené abnormality vedou k onemocněním.
Alportův syndrom
Náš výzkum Alportova syndromu má dlouhou historii, kterou lze vysledovat až do roku 1875. Do roku 2013 však nevyšly žádné odpovídající pokyny pro diagnostiku a léčbu.
01Genetické vlastnosti a diagnostika
V rané fázi vývoje ledvin jsou 1 1 2(IV) a laminin-111 hlavními složkami GBM. Jak dozrávají, jsou postupně nahrazovány 3 4 5(IV) a lamininem-521, až nakonec vytvoří stabilní GBM strukturu.
Vzhledem k tomu, že výše uvedené mechanismy jsou kódovány různými geny, vede to také k rozmanitosti vzorců dědičnosti, jako je Alportův syndrom vázaný na X, autosomálně recesivní Alportův syndrom a autozomálně dominantní Alportův syndrom. Mezi nimi jsou muži s X-vázaným Alportovým syndromem vážně nemocní a jsou náchylní k rozvoji konečného stádia onemocnění ledvin (ESKD), zatímco ženy jsou relativně mírné. Genotyp autozomálně recesivního Alportova syndromu je homozygotní nebo složená heterozygotní mutace a závažnost mutace způsobené typem mutace je v souladu se závažností X-vázaného Alportova syndromu. Autosomálně dominantní Alportův syndrom má relativně mírné klinické projevy.
Vzhledem k tomu, že genová variace úzce souvisí s konečnou klinickou prognózou, musí být v klinické práci uznána složitost kauzativní genové mutace Alportova syndromu. Například zda pacient patří k mutaci genu kolagenu typu IV (dědičný režim, typ mutace), dvojité genové mutaci, chimérické mutaci nebo polygenní mutaci. Se zlepšením dostupnosti technologie genetického testování se pozornost lékařů začala věnovat genetickému testování Alportova syndromu a podezřelých pacientů. Vzhledem k nedostatku odborné přípravy a příslušných standardů a norem však existují určité problémy při předkládání vzorků, interpretaci výsledků, poskytování genetického poradenství a dlouhodobém řízení. K formulaci norem a pokynů pro klinickou práci je zapotřebí dalšího výzkumu.
02 Patogenní mechanismus
V rané fázi vývoje ledvin jsou 1 1 2(IV) a laminin-111 hlavními složkami GBM. Jak dozrávají, jsou postupně nahrazovány 3 4 5(IV) a lamininem-521, až nakonec vytvoří stabilní GBM strukturu. V patologickém stavu Alportova syndromu budou mutace genu COL4A3-COL4A5 bránit normálnímu postupu tohoto vývojového přechodového procesu, 1 1 2(IV) a abnormální podtypy lamininu mění expresi matricových receptorů a distribuci cytoskeletální proteiny, což vede k podocytu Fúze Foot process mizí a stimuluje sekreci matrixových metaloproteináz (MMP) v podocytech; na druhé straně vysoký filtrační tlak stimuluje endoteliální buňky k sekreci endotelinu-1, který následně aktivuje mezangiální buňky a nakonec vede k abnormální funkci bariéry glomerulární filtrace. Kompenzační 1 1 2(IV) exprese vede nejen ke snížení stability GBM a je snadno hydrolyzovatelná MMP, ale také se váže na receptory DDR1 a DDR2 na podocytech, aktivuje zánětlivé signální dráhy zprostředkované integriny a účastní se spouštění a amplifikace lokálního zánětu, k indukci aktivace systému RAAS. Za možnou léčbu k oddálení progrese Alportova syndromu se proto považuje inhibice aktivace RAAS, snížení lokální zánětlivé reakce a antifibróza.
03 Léčba Alportova syndromu
V současnosti lze léčbu Alportova syndromu rozdělit do čtyř hledisek: ① inhibitory RAAS, jako jsou inhibitory angiotenzin-konvertujícího enzymu/blokátory receptoru angiotenzinu II (ACEI/ARB) nebo antagonisté aldosteronových receptorů; ② inhibice zánětlivé reakce, jako je agonista Nrf2, inhibitor receptoru endotelinu A; ③ anti-fibróza, jako je Anti-miRNA-21; ④ genová terapie.
Retrospektivní kohortové studie a RCT studie na zvířecích modelech a klinických pacientech potvrdily, že ACEI/ARB může významně oddálit výskyt proteinurie u pacientů s Alportovým syndromem a prodloužit účinnost renálních funkcí a může prodloužit dobu ESKD u pacientů s Alportovým syndromem více než deset let. A léčebný efekt včasné léčby je výraznější. Výsledky naší analýzy ukázaly, že odpověď na léčbu ACEI/ARB u mužů s X-vázaným Alportovým syndromem významně souvisela s genotypem a léčba ACEI/ARB oddálila progresi do ESKD u pacientů s nezkracujícími se mutacemi o 16 let ( od 24 let do 40 let). let), oddaluje progresi do ESKD u pacientů se zkracujícími se mutacemi o 3 roky (z 20 na 23 let).
Na základě významného renálního protektivního efektu ACEI/ARB konsenzus relevantních odborníků doma i v zahraničí doporučuje ACEI/ARB jako standardní léčbu Alportova syndromu. Mužům s X-vázaným Alportovým syndromem a pacientům s autozomálně recesivním Alportovým syndromem se doporučuje zahájit léčbu ACEI/ARB od okamžiku diagnózy a ženám s X-vázaným Alportovým syndromem a pacientům s autozomálně dominantním syndromem zahájit léčbu ACEI/ARB při mikroalbuminurii se vyskytuje. Je třeba zdůraznit, že v současné době v Číně stále chybí takový klinický výzkum a pozorování. Je zapotřebí více velkého vzorku vysoce kvalitního klinického výzkumu, aby bylo možné poskytnout důkazy o klinické účinnosti, která je více v souladu s čínskými pacienty, a formulovat standardy a normy pro diagnostiku a léčbu onemocnění.
Kromě toho inhibice zánětlivé odpovědi agonistou Nrf2 (Bardoxolone), antifibróza sloučeninou Anti-miRNA{3}} (Lademirsen), inhibitor receptoru endotelinu A (Atrasentan) a duální inhibitor receptoru angiotensinu II a endotelinu A New multi -léky kanálů, jako je (Sparsentan) ke snížení glomerulárního tlaku, jsou v klinických studiích, stejně jako potenciální programy genové terapie, jako je technologie úpravy genů CRISPR/Cas9 a terapie přeskočením exonu, které také přinesou výhody při léčbě pacientů s Alportovým syndromem v budoucnu. nová naděje.
onemocnění ledvin spojené s lamininem
Například mutace genu lamininu 2 (LAMB2) vedou k abnormální struktuře lamininu 521, která brání normální polymeraci molekul lamininu 521, nebo je laminin 521 nahrazen jinými typy lamininu, což vede k poruchám vývoje a dozrávání GBM. Abnormální, zvýšená permeabilita, s poškozením podocytů a masivní proteinurií, jmenovitě Piersonův syndrom.
Piersonův syndrom je autozomálně recesivní onemocnění charakterizované klinicky nefrotickým syndromem s neurovývojovými abnormalitami (např. hypotonie, svalová slabost) a očními abnormalitami.
Navíc při renální biopsii při fluorescenční detekci nedochází k ukládání imunitního komplexu a u typických pacientů lze pozorovat ztrátu lamininu 2; světelná mikroskopie ukazuje zvýšenou mezangiální matrici a podocyty jsou krychlové změny, které mohou být doprovázeny fokální segmentální glomerulosklerózou (FSGS) podobnou lézí, tubulointersticiální atrofií a fibrózou; zvýšená mezangiální matrice na elektronové mikroskopii, difúzní proces na noze splynutí podocytů, nepravidelné ztluštění a ztenčení GBM, viditelné zhutnění vrstvy GBM.
V klinické praxi lze u některých pacientů s Alportovým syndromem detekovat mutaci LAMB2 a mutace LAMB2-S580R urychlí progresi dominantního Alportova syndromu vázaného na X.
Jiná onemocnění ledvin typu IV související s kolagenem
U pacientů s FSGS se také často vyskytují genové mutace související s IV kolagenem a podocyty. Po cíleném panelovém sekvenování 135 sporadických dospělých pacientů se steroid-rezistentním nefrotickým syndromem (SRNS) bylo zjištěno, že 14 pacientů (10,4 procenta) neslo 2 Mezi dalšími patogenními mutacemi tvořily geny související s podocyty 56,3 procenta a gen kolagenu typu IV. mutace představovaly 43,7 procenta. Nositelé mají horší prognózu než ti, kteří genovou mutaci nenesou.
Mutace genu pro kolagen typu IV se mohou vyskytovat také u familiární IgA nefropatie. Po sekvenování celého exomu 46 rodin IgA nefropatie byly mutace genu kolagenu typu IV detekovány v 9 případech (20 procent) a heterozygotní mutace COL4A3/A4 byla častější.
Kromě výše uvedených onemocnění ledvin, protože 1 1 2(IV) je distribuován ve všech bazálních membránách těla, může mutace genu COL4A1/A2 ovlivnit více systémů. Kromě hematurie a ledvinových cyst u lézí ledvin, cerebrovaskulárních onemocnění (jako je cerebrální perforující deformita, cerebrovaskulární onemocnění atd.), očních lézí (jako je šedý zákal, krvácení do sítnice atd.), svalové léze a srdeční léze. Proto, když se zjistí, že pacient má variantu COL4A1/A2, neměli bychom se soustředit pouze na onemocnění ledvin.
Závěrem lze říci, že genové mutace mají velkou referenční hodnotu pro diagnostiku a léčbu onemocnění ledvin a systémových symptomů. Genetické vyšetření se doporučuje provádět u pacientů s následujícími stavy: rezistentní FSGS na steroidy, familiární IgA nefropatie, fraktura glomerulární GBM Layer, nerovnoměrná tloušťka, nepravidelná struktura a nevysvětlitelné selhání ledvin.
další informace:ali.ma@wecistanche.com
