儿童肾病遗传基因

肾病综合征(nephroticsyndrome，NS)是小儿泌尿系统疾病中的常见病。据国内统计分析，本病占小儿泌尿内科住院患儿的31％。其病因和发病机制尚不清楚。一般认为免疫因素和炎症损伤在发病中起主要作用。治疗药物以肾上腺皮质激素为主。对于儿童肾病综合征而言，尽管大多数病例属于微小病变型，临床上具有对激素敏感、缓解率高、预后好等特点，但仍有10％~20％的患儿经正规肾上腺皮质激素治疗不能缓解，对激素抵抗。近年来随着分子生物学技术的进展，研究发现足细胞相关蛋白编码基因异常和某些肾病综合征发病有关。

肾小球滤过屏障由具有窗孔的内皮细胞、肾小球基底膜(GBM)、以及最外层的足细胞(podocyte)足突及其间的裂孔隔膜(slitdiaphragm，SD)构成。滤过屏障对于分子大小、形状及电荷有选择性通透，严格限制血浆中大分子蛋白的滤过。GBM是一种分子支架，在过去30～40年间，GBM在蛋白尿的发病机制中起主要作用被大家所接受。最近几年足细胞及足细胞裂孔隔膜相关蛋白在蛋白尿中的发病中的作用备受关注，而足细胞相关蛋白编码基因异常和一些肾病综合征发病关系密切。这些基因包括NPHS1、NPHS2、ACTN4、WT1、CD2AP、NEPH1、TRPC6等，现分述如下：

一、NPHS1

1998年，肾小球足突细胞SD上的分子蛋白Nephrin的发现，使我们能够在分子水平上研究肾小球滤过屏障的作用。Nephrin是一种由1241个氨基酸组成的跨膜蛋白，属于细胞黏附分子中的免疫球蛋白超家族成员。编码Nephrin的基因为NPHS1，基因位于19q13.1，长26kb，含29个外显子，编码1214个氨基酸。

NPHS1突变首先发现于芬兰型先天性NS(CNF)患者。CNF是常染色体隐性遗传疾病，常在新生儿期(甚至产前)即出现蛋白尿，并伴快速进展的肾功能衰竭。病理学上以远端小管囊状改变、进行性肾小球硬化和广泛的足突消失为特征。研究提示nephrin缺陷是发生蛋白尿和足突融合的原因之一[1]。NPHS1基因有两个典型的突变：外显子2上2个碱基的缺失(Fin-major)突变和外显子26的无义突变(Fin-minor)。94％的CNF病例有以上两型突变，前者占78％，后者为16％。此外，CNF病人NPHS1基因突变还包括碱基缺失、碱基插入、无义突变、错义突变及剪接突变，导致读框移位、终止密码子提前及mRNA剪接异常。这为CNF的产前诊断提供了一种特异性手段[3]。国内石岩等[2]首次发现中国人CNS存在NPHS1基因突变，并证实致病突变为国际首次报道的3个杂合突变，1个为缺失突变(1893～1900del8)，2个为错义突变(G928A和G2869C)。

nephrin除了在自身分子间相互作用以发挥稳定足突结构、信息传递之外，尚与表达于SD上的其他分子蛋白如podocin、zonula occludens-1(ZO-1)、CD2AP等结合，共同发挥信号传导、转录活化等作用。

二、NPHS2

从1995年起，Fuchshuber等在家族性激素依赖性肾病综合征家系中发现了NPHS2基因突变，到2000年，Boute采用定位克隆的方法成功克隆了NPHS2，并从胎儿肾cDNA文库中分离出来cDNA。该基因定位于1q25-q31，全长3.1kb，具有8个外显子，编码具有383个氨基酸残基的蛋白podocin，定位于裂孔膜插入足突膜的部位，呈发夹样结构，其分子量为42KD，是一种膜内在蛋白，属于band-7-stomatin蛋白。

podocin缺陷小鼠(podocin-/-)表现为出生之前广泛的足细胞受损和蛋白尿，出生几天后死于尿毒症然而，这些podocin-/-小鼠没有进展至FSGS，但在病理学上显示出与CNS相似的足突消失和弥漫性系膜硬化，并伴肾小管扩张。表明在蛋白尿状态下，podocin表达降低导致了足突消失[4]。

NPHS2突变最初是在早发的婴儿NS/FSGS中得到证实，表现为常染色体隐性遗传，有家族发病倾向。到目前为止，已发现50余种致病性基因突变，NPHS2全长8个外显子均可发生突变，包括错义、无义、移码、剪切等突变效应。典型的早发型类固醇抵抗型肾病综合征(steroid-resistantnephroticsyndrome,SRNS)NPHS2突变部位遍及NPHS2全长8个外显子，但多集中在氨基端，导致podocin功能丧失，其特征性病理变化为FSGS，其发病年龄较早(3个月至5岁起病)，临床表现较重，对类固醇治疗抵抗，且较快进展为终末期肾病。而晚发型SRNS患者NPHS2突变多累及NPHS2羧基端5～8外显子，导致编码的podocin蛋白肽链缩短或氨基酸序列变化，推测这些羧基端异常的podocin蛋白产物可能保留了podocin的一部分功能，因此发病较晚，病情亦相对较轻。临床研究显示，NPHS2基因突变在家族性儿童隐性遗传SRNS家系中占46％，NPHS2突变也是晚发型隐性遗传性家族性FSGS的致病原因之一[5]。国内余自华等[6]曾对23例散发性SRNS患儿进行了NPHS2基因突变分析，首次证实了中国儿童散发性SRNS存在NPHS2基因突变，突变发生率为4.3％。提示在我国对于<16岁的散发性SRNS患儿，也要考虑有NPHS2突变的可能。

目前发现的NPHS2基因突变的散发性SRNS患者具有发病年龄变异较大，病理类型多样，免疫抑制剂治疗效果差，肾移植后不再复发的特点。所以有学者认为对原发性肾病综合征患者在决定免疫抑制治疗方案前有必要进行NPHS2基因突变的筛选，以便为对NPHS2基因突变的INS患者进行正确的预后估计并选择正确的治疗方案。

三、CD2AP

CD2相关蛋白(CD2associatedprotein，CD2AP)是由Dustin等在小鼠T细胞与抗原递呈细胞(antigenpresentingcell，APC)间的特异性连接中首先发现。CD2AP的发现是肾小球足细胞裂孔膜分子研究中继nephrin发现之后又一新的里程碑。CD2AP是与CD2相互作用的跨膜蛋白，CD2AP基因定位于6q12.3。该基因广泛表达于全身各组织，在肾脏中主要表达于足突细胞。人类CD2AP是分子量为80KD的连接蛋白，含有639个氨基酸残基，属于免疫球蛋白超家族成员。CD2AP基因突变引发FSGS，遗传方式尚不明确。

目前，有众多动物实验表明，CD2AP功能异常和/或基因突变与蛋白尿发生有关。CD2AP基因敲除小鼠在临床和病理方面的表现与人类婴儿期的肾病综合征较为接近，这些患儿在出生第1年中出现蛋白尿和肾病综合征，病理上显示肾小球有广泛的系膜区沉积物并侵犯毛细血管腔，系膜弥漫性硬化，并快速进展至终末期肾衰竭。CD2AP-/-小鼠模型中由于CD2AP缺失所致的肾小球足细胞功能的缺陷，为人类免疫触发性肾小球肾病(immunotactoidglomerulopathy，ITG)中肾小球沉积物的形成进一步提供了证据。Kim等[7]报道了两例FSGS患者的基因突变分析结果，显示CD2AP的一个等位基因不表达，证实了CD2AP异常也是人类肾小球疾病易感性的一个决定因素。

国内潘晓霞等[8]对82例原发性FSGS患者CD2AP基因进行分析，发现2个新的CD2AP基因外显子突变，突变检出率为2.4％，突变患者肾组织内CD2AP、podocin表达明显减少，推测CD2AP可能为中国人散发性FSGS的致病原因之一，CD2AP的突变可能影响其他裂孔膜蛋白的表达。

基于目前的研究推测，CD2AP的主要功能有：(1)作为结构蛋白参与细胞骨架组装;(2)作为信号分子参与信号转导;(3)与蛋白质降解有关;(4)免疫辅助功能。

尽管1999年就发现CD2AP基因缺陷可能与蛋白尿发生有关，但近年来进展不多。CD2AP是一个免疫分子，其基因缺陷不仅引起免疫功能的异常，同时还引起蛋白尿和肾小球病变，因此，CD2AP基因突变、功能变化与蛋白尿发生关系的研究可能把NS发病机制中的遗传缺陷因素与免疫功能紊乱联系起来，把先天和后天因素联系在一起研究有助于深刻揭示NS发生的遗传基础、作用机制和可能的影响因素。

四、ACTN4

ACTN4定位于19q13染色体上，ACTN4编码蛋白α-actinin-4是α-actinins同分异构体之一。属于肌动蛋白交联蛋白，是足突细胞骨架的重要成份。国外学者发现经典FSGS的致病基因为ACTN4。表现为常染色体显性遗传肾病综合征。ACTN4基因突变小鼠也出现类似人类的表现。目前在FSGS患者中发现突变均为ACTN4第8外显子的替代突变。关于散发性FSGS患者是否也存在ACTN4突变目前还缺乏足够研究。目前，对于ACTN4突变的研究仅限于极少数的病人中。因此，和CD2AP一样，明确ACTN4在人类NS/FSGS中的作用还有很多工作要做。

五、WT1

Wilms'tumorgene(WT1)定位在11p13染色体上，表达于足细胞。WT1最初是作为失活肿瘤抑制基因从Wilms'瘤的亚型中发现的。WT1基因包含10个外显子，编码具有4个锌指的蛋白。WT1具有几个不同的亚型，WT1中两个主要的选择性结合位点可以产生4个不同的亚型，而且通过转录后修饰和RNA编码能增加至少24种WT1蛋白亚型。WT1的调节表达对维持肾脏和生殖器的发育起重要作用，但如何调节其机制仍然不清。WT1基因突变往往与孤立性弥漫系膜硬化、Frasier综合征和Denys-Drash综合征有关。孤立性弥漫系膜硬化表现为早发的肾病综合征，进展至终末期肾病的时间快，不伴性腺异常。Frasier综合征主要表现为进行性肾小球病变伴男性假两性畸形，病理表现为FSGS。Denys-Drash综合征主要表现为弥漫性系膜硬化的进行性肾病、男性假两性畸形和高发的Wilms'瘤三联征。这两个综合征在儿童早期发病时表现有生殖腺功能障碍和FSGS或弥漫性系膜硬化的进行性肾病是其特征。孤立性弥漫性系膜硬化和Wilms'瘤或泌尿系畸形相关SRNS患儿中存在WTI外显子8和9基因突变已经得到证实，WT1致病性突变亦有可能存在于内含子中。尽管这方面的资料仍然有限，但是，目前的研究提示对散发性SRNS病人WT1外显子8和9筛查，仍能充分检测出致病性WT1突变，并为SRNS提供不同的治疗方案[9]。

六、NEPH1

NEPH1是一种新发现的在足细胞裂孔隔膜上表达的跨膜蛋白，由Donoviel等[10]在2001年从小鼠实验中最先报道的，其编码基因被命名为NEPH1，具有组成滤过屏障和信号转导等功能。人NEPH1基因位于1q21～q25。这一区域是一个已知与儿童期肾病综合征有关的基因区域。

动物实验表明，NEPH1基因敲除小鼠中出现蛋白尿，并且有较高的出生后死亡率，存活超过一周的小鼠均体弱、瘦小，但无水肿。所有NEPH1基因敲除小鼠均在出生后3～8周内死亡。研究表明，NEPH1包含有Grb-SH2结合位点和PDZK1结合位点。这提示其很可能与信号瀑布效应有关，参与细胞信号转导。

NEPH1作为裂孔隔膜上的重要的组成蛋白和信号分子，它与裂孔隔膜上的其他的组成蛋白nephrin、podocin、CD2Ap、ZO-1有着密切的结构和功能上的联系，由于NEPH1是一个全新的分子,目前对于它的研究还不够深入,对于它与其他裂孔隔膜组成成分的关系、信号转导的上下游分子及动物实验方面的研究还很欠缺。