Ponovo razumjeti barijeru glomerularne filtracije i srodne bolesti
Jan 12, 2023
Nefron je osnovna jedinica bubrega za obavljanje njegovih funkcija, a barijera glomerularne filtracije je važna linija odbrane za njegove normalne fiziološke funkcije. Barijera glomerularne filtracije sastoji se od endotelnih ćelija, podocita i glomerularne bazalne membrane (GBM), koje su međusobno zavisne i sarađuju kako bi dovršile funkciju barijere glomerularne filtracije. S obzirom na to, bolesti uzrokovane oštećenjem njegovih strukturnih komponenti postale su jedno od važnih područja istraživanja bubrežnih bolesti, kao što su bolest podocita, bolesti povezane s GBM, bolesti povezane s kolagenom tipa IV itd.
Click to ekstrakt cistanche deserticola za bubrežne bolesti
Uz brz razvoj genomske medicine i kontinuirano produbljivanje srodnih istraživanja, posebno uzastopnih otkrića gena povezanih s barijerom glomerularne filtracije, naše razumijevanje regulatornog mehanizma barijere glomerularne filtracije i srodnih bolesti također se stalno ažurira.
Dana 4. avgusta 2022. godine, na godišnjem akademskom sastanku (CSN 2021) Nefrološkog ogranka Kineskog medicinskog udruženja za 2021. godinu, akademik Liu Zhihong, direktor Opće bolnice Eastern Theatre i Nacionalnog kliničkog istraživačkog centra za bubrežne bolesti, održao je prezentaciju o "ponovnom razumijevanju barijera glomerularne filtracije i srodnih bolesti". Akademik Liu Zhihong je istakao da proučavanje ovakvih bolesti koje predstavlja Alportov sindrom treba započeti analizom varijacije gena bolesti, što će nam pružiti novi način za sistematsko razumijevanje abnormalne strukture i interakcije barijere glomerularne filtracije. Složenost varijacije gena bolesti, raznolikost kliničkih fenotipova i važnost genetske dijagnoze donijeli su novo razumijevanje, čime se poboljšava nivo dijagnoze i liječenja takvih bolesti.
Varijacija gena i patogeneza bolesti bubrega
Varijacija gena igra veoma važnu ulogu u nastanku i razvoju bolesti, uključujući regulaciju genskih funkcija/ključnih puteva i funkcionalnih podskupova ćelija, i na kraju dovodi do diferencijacije i aktivacije podskupova patogenih ćelija. U kliničkoj praksi bolesti bubrega povezane s mutacijama gena nisu neuobičajene. Uzimajući stopu detekcije mutacija gena kolagena tipa IV kod pacijenata s kroničnom bubrežnom bolešću (CKD) kao primjer: Celokupno sekvenciranje egzoma je obavljeno na 3315 pacijenata sa CKD, a 307 (9,3 posto) pacijenata imalo je patogene mutacije gena, uključujući 66 različitih patogenih gena. , uključujući 27 slučajeva (9 posto) COL4A3, 21 slučaj (7 posto) COL4A4 i 44 slučaja (14 posto) COL4A5. Pacijenti sa hematurijom su također bili značajno povezani s mutacijama gena za kolagen tipa IV. Analiza podataka UK Biobank je pokazala da je COL4A4 p.Ser969 X bio najznačajnije povezan, a slijede COL4A3 p.Gly695Arg i COL4A4 intron 25 Variant.
Kolagen tipa IV i laminin (laminin) su važne komponente GBM, koje luče endotelne ćelije i podociti tokom razvoja glomerula, a njihove genske mutacije će uzrokovati da proteinski proizvodi ne formiraju normalne trimere, što rezultira GBM mrežom. Gubitak strukture i lako se hidrolizira proteolitičkim enzimima, što ne samo da gubi svoju potpornu funkciju već i direktno utječe na susjedne podocite i endotelne stanice. Podociti su glavne sekretorne ćelije tipa IV kolagena i laminina, a njihovi funkcionalni defekti će uticati na normalno formiranje i funkciju GBM. Na primjer, mutacije WT1 podocita uzrokuju difuzno stanjivanje GBM, praćeno promjenama kidanja i slojevitosti. INF2 mutacije uzrokuju stanjivanje GBM-a i segmentnu delaminaciju, fuziju segmenata procesa stopala, itd. Alportov sindrom je jedna od reprezentativnih bolesti kod kojih gore navedene abnormalnosti dovode do bolesti.
Alportov sindrom
Naše istraživanje o Alportovom sindromu ima dugu povijest, koja se može pratiti još od 1875. godine. Međutim, do 2013. godine nisu izašle odgovarajuće smjernice za dijagnozu i liječenje.
01Genetske karakteristike i dijagnoza
U ranoj fazi razvoja bubrega, 1 1 2(IV) i laminin-111 su glavne komponente GBM. Kako sazrijevaju, postepeno ih zamjenjuju 3 4 5(IV) i laminin-521, na kraju formirajući stabilnu GBM strukturu.
Budući da su gore navedeni mehanizmi kodirani različitim genima, to također dovodi do raznolikosti obrazaca nasljeđivanja, kao što su X-vezani Alportov sindrom, autosomno recesivni Alportov sindrom i autosomno dominantni Alportov sindrom. Među njima, muškarci sa X-vezanim Alportovim sindromom su teško bolesni i skloni su razvoju bolesti bubrega u završnoj fazi (ESKD), dok su žene relativno blage. Genotip autosomno recesivnog Alportovog sindroma je homozigotna ili složena heterozigotna mutacija, a težina mutacije uzrokovane tipom mutacije je u skladu s onom kod X-vezanog Alportovog sindroma. Autosomno dominantni Alportov sindrom ima relativno blage kliničke manifestacije.
Budući da je varijacija gena usko povezana s konačnom kliničkom prognozom, kompleksnost uzročne genske mutacije Alportovog sindroma mora biti prepoznata u kliničkom radu. Na primjer, da li pacijent pripada mutaciji kolagenskog gena tipa IV (način nasljeđivanja, tip mutacije), dvostrukoj mutaciji gena, himernoj mutaciji ili poligenskoj mutaciji. Sa poboljšanjem pristupačnosti tehnologije genetskog testiranja, genetsko testiranje Alportovog sindroma i sumnjivih pacijenata počelo je da privlači pažnju kliničara. Međutim, zbog nedostatka stručne obuke i relevantnih standarda i normi, postoje određeni problemi u podnošenju uzoraka, interpretaciji rezultata, pružanju genetskog savjetovanja i dugoročnom upravljanju. Potrebna su dalja istraživanja kako bi se formulisale norme i smjernice za klinički rad.
02 Patogeni mehanizam
U ranoj fazi razvoja bubrega, 1 1 2(IV) i laminin-111 su glavne komponente GBM. Kako sazrijevaju, postepeno ih zamjenjuju 3 4 5(IV) i laminin-521, na kraju formirajući stabilnu GBM strukturu. U patološkom stanju Alportovog sindroma, mutacije gena COL4A3-COL4A5 ometat će normalan napredak ovog procesa razvojne tranzicije, 1 1 2(IV) i abnormalni podtipovi laminina mijenjaju ekspresiju matriksnih receptora i distribuciju proteini citoskeleta, što rezultira podocitnim procesom fuzije stopala nestaje i stimulira lučenje matriksnih metaloproteinaza (MMP) u podocitima; s druge strane, visoki tlak filtracije stimuliše endotelne ćelije da luče endotelin-1, što zauzvrat aktivira mezangijalne ćelije i na kraju dovodi do abnormalne funkcije barijere glomerularne filtracije. Kompenzatorna ekspresija 1 1 2(IV) ne samo da dovodi do smanjenja stabilnosti GBM-a i lako se hidrolizira od strane MMP-a, već se također vezuje za DDR1 i DDR2 receptore na podocitima, aktivira integrinom posredovane upalne signalne puteve i učestvuje u pokretanju i pojačavanje lokalne upale, kako bi se inducirala aktivacija RAAS sistema. Stoga se inhibiranje aktivacije RAAS-a, smanjenje lokalnog upalnog odgovora i anti-fibroza smatra mogućim tretmanom za odlaganje progresije Alportovog sindroma.
03 Liječenje Alportovog sindroma
Trenutačno se liječenje Alportovog sindroma može podijeliti u četiri aspekta: ① RAAS inhibitori, kao što su inhibitori enzima koji konvertuje angiotenzin/blokatori receptora angiotenzina II (ACEI/ARB) ili antagonisti receptora aldosterona; ② inhibicija inflamatornog odgovora, kao što je agonist Nrf2, inhibitor receptora endotelina A; ③ anti-fibroza, kao što je anti-miRNA-21; ④ genska terapija.
Retrospektivne kohortne studije i RCT studije na životinjskim modelima i kliničkim pacijentima potvrdile su da ACEI/ARB može značajno odgoditi pojavu proteinurije kod pacijenata s Alportovim sindromom i produžiti učinkovitost bubrežne funkcije, te može produžiti vrijeme ESKD-a kod pacijenata s Alportovim sindromom. više od deset godina. I kurativni učinak ranog liječenja je značajniji. Rezultati naše analize pokazali su da je odgovor na terapiju ACEI/ARB u muških pacijenata s X-vezanim Alportovim sindromom bio značajno povezan s genotipom, a ACEI/ARB terapija je odgodila progresiju do ESKD kod pacijenata sa ne-krnjivim mutacijama za 16 godina ( od 24 godine do 40 godina). godine), odgađaju progresiju do ESKD kod pacijenata sa skraćenim mutacijama za 3 godine (od 20 do 23 godine).
Na osnovu značajnog zaštitnog efekta ACEI/ARB na bubrege, konsenzus relevantnih stručnjaka u zemlji i inostranstvu preporučuje ACEI/ARB kao standardni tretman za Alportov sindrom. Preporučuje se da muškarci sa X-vezanim Alportovim sindromom i pacijenti sa autosomno recesivnim Alportovim sindromom započnu terapiju ACEI/ARB od trenutka postavljanja dijagnoze, a žene sa X-vezanim Alportovim sindromom i pacijentima sa autosomno dominantnim sindromom započnu terapiju ACEI/ARB-om kod mikroalbuminurije. javlja. Treba istaći da u Kini još uvijek nedostaje ovakvih kliničkih istraživanja i opservacija. Potrebno je više velikog uzorka visokokvalitetnih kliničkih istraživanja kako bi se pružili dokazi o kliničkoj učinkovitosti koji su više u skladu s kineskim pacijentima i da bi se formulirali standardi i norme za usmjeravanje dijagnoze i liječenja bolesti.
Osim toga, inhibicija upalnog odgovora agonistom Nrf2 (Bardoxolone), anti-fibroza anti-miRNA-21 jedinjenjem (Lademirsen), inhibitorom endotelina A receptora (Atrasentan) i dvostrukim inhibitorom receptora angiotenzina II i endotelina A New multi -kanalni lijekovi kao što je (Sparsentan) za smanjenje glomerularnog tlaka su u kliničkim ispitivanjima, kao i potencijalni programi genske terapije kao što su CRISPR/Cas9 tehnologija za uređivanje gena i terapija preskakanjem egzona, što će također donijeti koristi u liječenju pacijenata sa Alportovim sindromom u budućnosti. nova nada.
bolest bubrega povezana s lamininom
Na primjer, mutacije gena laminina 2 (LAMB2) dovode do abnormalne strukture laminina 521, što sprječava normalnu polimerizaciju molekula laminina 521, ili je laminin 521 zamijenjen drugim tipovima laminina, što rezultira poremećajima u razvoju i sazrijevanju GBM. Abnormalna, povećana permeabilnost, sa oštećenjem podocita i masivnom proteinurijom, odnosno Piersonov sindrom.
Piersonov sindrom je autosomno recesivni poremećaj koji se klinički karakterizira nefrotskim sindromom s neurorazvojnim abnormalnostima (npr. hipotonija, slabost mišića) i očnim abnormalnostima.
Osim toga, u biopsiji bubrega, pod detekcijom fluorescencije, nema taloženja imunološkog kompleksa, a gubitak laminina 2 se može vidjeti kod tipičnih pacijenata; svjetlosna mikroskopija pokazuje povećan mezangijalni matriks, a podociti su kuboidne promjene, koje mogu biti praćene lezijom nalik fokalnoj segmentnoj glomerulosklerozi (FSGS), tubulointersticijskom atrofijom i fibrozom; povećan mezangijalni matriks na elektronskoj mikroskopiji, difuzna fuzija stopala podocita, nepravilno zadebljanje i stanjivanje GBM, vidljivo zbijanje GBM sloja.
U kliničkoj praksi, LAMB2 mutacija se može otkriti kod nekih pacijenata sa Alportovim sindromom, a LAMB2-S580R mutacija će ubrzati napredovanje X-vezanog dominantnog Alportovog sindroma.
Druge bolesti bubrega povezane s kolagenom tipa IV
Genske mutacije povezane sa IV kolagenom i podocitima se takođe često javljaju kod FSGS pacijenata. Nakon ciljanog panelnog sekvenciranja 135 sporadičnih odraslih pacijenata sa nefrotskim sindromom otpornim na steroide (SRNS), otkriveno je da 14 pacijenata (10,4 posto) ima 2 Među ostalim patogenim mutacijama, geni povezani s podocitima čine 56,3 posto, a gen za kolagen tipa IV mutacije su činile 43,7 posto. Nosioci imaju lošiju prognozu od onih koji ne nose mutaciju gena.
Mutacije gena za kolagen tipa IV mogu se pojaviti i kod porodične IgA nefropatije. Nakon sekvenciranja kompletnog egzoma 46 porodica IgA nefropatije, mutacije gena kolagena tipa IV su otkrivene u 9 slučajeva (20 posto), a heterozigotna mutacija COL4A3/A4 bila je češća.
Pored gore navedenih bolesti bubrega, budući da je 1 1 2(IV) raspoređen u svim bazalnim membranama tijela, mutacija gena COL4A1/A2 može utjecati na više sistema. Pored hematurije i bubrežnih cista u lezijama bubrega, cerebrovaskularne bolesti (kao što je cerebralni perforirajući deformitet, cerebrovaskularna bolest, itd.), očne lezije (kao što su katarakta, krvarenje u retini, itd.), lezije mišića i srčane lezije. Stoga, kada se utvrdi da pacijent ima varijantu COL4A1/A2, ne treba se fokusirati samo na bubrežnu bolest.
U zaključku, mutacije gena imaju veliku referentnu vrijednost za dijagnozu i liječenje bolesti bubrega i sistemskih simptoma. Preporučuje se izvođenje genetskog testiranja kod pacijenata sa sljedećim stanjima: FSGS otporan na steroide, porodična IgA nefropatija, fraktura glomerularnog GBM sloja, neujednačena debljina, nepravilna struktura i neobjašnjivo zatajenje bubrega.
za više informacija:ali.ma@wecistanche.com
