【佳學(xué)基因檢測】腎性尿崩癥基因檢測: 正確診斷和治療的新途徑

腎性尿崩癥(Nephrogenic Diabetes Insipidus, NDI)是一種罕見的遺傳性疾病,其特征是腎臟對抗利尿激素(AVP)的作用不敏感,導(dǎo)致患者無法適當(dāng)濃縮尿液。這種疾病會引起嚴(yán)重的脫水和電解質(zhì)失衡,如果不及時(shí)診斷和治療,可能導(dǎo)致生長發(fā)育遲緩和智力障礙。隨著基因檢測技術(shù)的進(jìn)步,我們對腎性尿崩癥（NDI)的遺傳學(xué)基礎(chǔ)有了更深入的了解,這為精確診斷和個(gè)性化治療開辟了新的途徑。

一、腎性尿崩癥的基因原因

腎性尿崩癥（NDI)主要由兩種遺傳模式引起:X連鎖隱性遺傳和常染色體遺傳。

1. X連鎖隱性腎性尿崩癥（NDI) (X-腎性尿崩癥（NDI))

X-腎性尿崩癥（NDI)約占腎性尿崩癥（NDI)病例的90%,由位于X染色體Xq28位點(diǎn)的AVPR2基因突變引起。AVPR2基因編碼V2型血管加壓素受體(AVPR2),這是一種G蛋白偶聯(lián)受體,對維持正常的水平衡至關(guān)重要。

據(jù)人類基因突變數(shù)據(jù)庫(HGMD)統(tǒng)計(jì),截至2017年9月,已發(fā)現(xiàn)274種AVPR2基因突變可導(dǎo)致功能喪失。這些突變可分為五類:

• 第I類:影響正常轉(zhuǎn)錄、mRNA處理或翻譯,導(dǎo)致蛋白質(zhì)截短。
• 第II類:錯(cuò)義突變或插入/缺失,產(chǎn)生全長但錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì),通常滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。
• 第III類:產(chǎn)生表達(dá)在細(xì)胞膜上但與Gs蛋白親和力降低的受體。
• 第IV類:對血管加壓素的親和力降低。
• 第V類:導(dǎo)致受體錯(cuò)誤定位到不同的細(xì)胞器。

1. 常染色體腎性尿崩癥（NDI)

約10%的腎性尿崩癥（NDI)病例由位于12q13染色體上的AQP2基因突變引起。AQP2基因編碼水通道蛋白2(AQP2),這是一種在集合管主細(xì)胞中介導(dǎo)水重吸收的關(guān)鍵蛋白。

AQP2突變可以是常染色體隱性遺傳(大多數(shù)情況)或顯性遺傳。截至2017年9月,已發(fā)現(xiàn)65種AQP2基因突變,其中:

• 50種為隱性突變,主要影響蛋白質(zhì)的跨膜結(jié)構(gòu)域,導(dǎo)致錯(cuò)誤折疊。
• 11種為顯性突變,影響蛋白質(zhì)的羧基末端,干擾AQP2的磷酸化或頂端分選。

二、基因檢測的位點(diǎn)

基于上述遺傳學(xué)知識,腎性尿崩癥（NDI)的基因檢測主要針對AVPR2和AQP2基因。

1. AVPR2基因檢測

對于男性或女性先證者,首先進(jìn)行AVPR2基因的測序和缺失/重復(fù)分析。重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域包括:

• 編碼七個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域的外顯子
• 與G蛋白結(jié)合相關(guān)的細(xì)胞內(nèi)環(huán)
• 配體結(jié)合位點(diǎn)
• 信號肽序列
• 剪接位點(diǎn)

1. AQP2基因檢測

如果AVPR2基因檢測結(jié)果陰性,或者患兒來自近親婚配家庭,則優(yōu)先進(jìn)行AQP2基因測序。重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域包括:

• 編碼六個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域的外顯子
• 羧基末端調(diào)控序列
• 磷酸化位點(diǎn)(特別是S256和S269)
• 剪接位點(diǎn)

三、基因檢測所需技術(shù)

腎性尿崩癥（NDI)的基因檢測通常采用以下技術(shù):

1. Sanger測序 用于檢測點(diǎn)突變、小片段插入或缺失。這是一種精確度高的方法,適用于已知突變位點(diǎn)的靶向檢測。
2. 多重連接探針擴(kuò)增(MLPA) 用于檢測大片段缺失或重復(fù)。特別適用于檢測AVPR2基因的大片段缺失,這些缺失可能同時(shí)影響鄰近的L1CAM基因。
3. 下一代測序(NGS) 包括靶向基因組測序和全外顯子組測序,可同時(shí)檢測多個(gè)基因的變異。這種方法特別適用于檢測新的或罕見的突變。
4. 定量PCR(qPCR) 用于驗(yàn)證大片段缺失或重復(fù)的結(jié)果。
5. 長片段PCR 用于檢測大片段插入或復(fù)雜的基因重排。

四、基因檢測的準(zhǔn)確性

基因檢測的準(zhǔn)確性取決于多個(gè)因素,包括所選技術(shù)、檢測范圍和實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制。總體而言,腎性尿崩癥（NDI)的基因檢測準(zhǔn)確性較高:

• Sanger測序的準(zhǔn)確性可達(dá)99.9%以上。
• NGS的準(zhǔn)確性通常在95-99%之間,但需要通過Sanger測序驗(yàn)證陽性結(jié)果。
• MLPA的準(zhǔn)確性在90-95%左右,通常需要qPCR確認(rèn)。

然而,基因檢測仍存在一些局限性:

• 無法檢測到所有的基因變異,特別是深層內(nèi)含子或調(diào)控區(qū)域的變異。
• 對于新發(fā)現(xiàn)的變異,可能難以判斷其致病性。
• 基因檢測可能無法解釋部分腎性尿崩癥（NDI)患者的臨床表現(xiàn),提示可能存在未知的致病基因。

五、基因檢測對診斷與治療的幫助

1. 診斷方面

基因檢測為腎性尿崩癥（NDI)的診斷提供了重要支持:

• 確診:在臨床表現(xiàn)不典型或生化檢查結(jié)果不確定的情況下,基因檢測可以確診腎性尿崩癥（NDI)。
• 鑒別診斷:幫助區(qū)分先天性腎性尿崩癥（NDI)和獲得性腎性尿崩癥（NDI),以及與其他多尿癥的鑒別。
• 攜帶者篩查:識別X-腎性尿崩癥（NDI)的女性攜帶者,為遺傳咨詢提供依據(jù)。
• 產(chǎn)前診斷:為高風(fēng)險(xiǎn)家庭提供產(chǎn)前或植入前遺傳學(xué)診斷的可能性。

1. 治療方面

基因檢測結(jié)果可以指導(dǎo)個(gè)體化治療策略:

• 針對AVPR2突變:
  • 對于第II類突變(最常見),可考慮使用化學(xué)伴侶或非肽類AVPR2拮抗劑(如vaptans)來促進(jìn)受體從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放。
  • 對于其他類型突變,可探索激活cAMP或cGMP通路的替代方法,如使用分泌素、降鈣素或前列腺素受體激動(dòng)劑。
• 針對AQP2突變:
  • 對于錯(cuò)誤折疊的AQP2突變,可致病基因鑒定基因解碼使用化學(xué)伴侶來促進(jìn)蛋白質(zhì)正確折疊。
  • 對于定位錯(cuò)誤的AQP2突變,可探索調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架或膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方法。
• 基因治療:雖然目前尚未應(yīng)用于臨床,但基因檢測結(jié)果為未來的基因治療提供了靶點(diǎn)。

此外,基因檢測結(jié)果還可以幫助預(yù)測疾病的嚴(yán)重程度和預(yù)后。例如,部分AVPR2和AQP2突變可導(dǎo)致部分腎性尿崩癥（NDI),這些患者可能保留部分尿液濃縮能力,預(yù)后相對較好。

關(guān)于腎性尿崩癥基因檢測的共識性意見

基因檢測已成為腎性尿崩癥（NDI)診斷和致病基因鑒定基因解碼的重要工具。它不僅提高了診斷的準(zhǔn)確性,還為個(gè)體化治療和新型治療策略的開發(fā)提供了方向。隨著測序技術(shù)的進(jìn)步和對基因功能認(rèn)識的深入,我們有望在腎性尿崩癥（NDI)的早期診斷、精準(zhǔn)治療和預(yù)防方面取得更大突破。然而,基因檢測結(jié)果的解讀仍需結(jié)合臨床表現(xiàn)和功能致病基因鑒定基因解碼,這要求醫(yī)生、遺傳學(xué)家和致病基因鑒定基因解碼人員密切合作。未來,整合基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù),可能會為我們揭示腎性尿崩癥（NDI)更復(fù)雜的發(fā)病機(jī)制,為這種罕見但嚴(yán)重的疾病帶來新的希望。