5.陈楠-足细胞损伤与FSGS-南京3-final教学文案.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,足细胞相关遗传变异与,FSGS,陈 楠,上海交通大学医学院附属瑞金医院肾脏科,1957,，,RICH,首先报道,1970,，独立命名（国际儿童肾脏病研究）,临床特点：大量蛋白尿（常,NS,），易进展为,ESRD,病理特点：光镜,-,局灶节段性硬化，电镜,-,足突消失，,免疫荧光,-,系膜区,IgM,和,C3,沉积,Vivette DAgati,et al.AJKD,2004,局灶节段肾小球硬化,N Engl J Med 2011;365:2398-411.,不同病因（遗传性，获得性）致足细胞损伤，,进而引起类似肾小球病变，的一组,临床病理综合征,FSGS,病因,FSGS,流行病学特征,美国：,成人,NS,40,；儿童,NS,20,FSGS ESRD,发病率,:,7 pmp,占肾活检,12.2%(Haas M,1995)-18.7%(DAgati,1994),韩国,:,肾活检,5.9%(1997-2001),中国：,北大一院：,3.3%(1998-2002),，,3.8%(2003-2007),南总：,6.4%(1979-1989),，,5.2%(1990-1999),瑞金医院：,16.7%(2003-2005),，,18.5%(2006-2008),N Engl J Med 2011;365:2398-411.,Kidney Int.1994 46(4):1223-41,Am J Kidney Dis 1995,26:740-750,Nephrol Dial Transplant 2009,24:24062410,Nephrol Dial Transplant 2009,24:870876,Chinese Medical Journal 2003,116(9):1377-1381,FSGS,是非洲裔美国人,NS,最常见病因,K,orbet et al.AJKD 1996,种族差异！,%,FSGS,分类,（,Columbia Classification,）,非特异性,（,NOS,）：散在的节段性硬化,塌陷型：节段性或全球性塌陷，及足细胞增生,/,肥大,顶端型：与肾小管腔粘连的肾小球尿极硬化,门周型：门周硬化和玻璃样变,细胞型：毛细血管内细胞增生,DAgati VD et al,AJKD 2004,门周硬化和玻璃样变面积超过小球,50,与肾小球内高压有关,可见于原发性或继发型,FSGS,（糖尿病、肥胖等）,毛细血管内细胞增生及管腔堵塞（,25,）,当细胞较少、硬化较明显时，与,ROS,较难区分,可表现为突发,NS,硬化仅累及肾小球尿极，泡沫细胞常见,任何年龄，,NS,起病,多数激素敏感，预后与,MCD,接近,毛细血管丛节段性或全球性塌陷,脏层上皮细胞增生肥大,多见于非洲裔成年人,与,HIV,病毒感染相关,蛋白尿明显,，,单独激素治疗无效,，,预后差,N Engl J Med 2011;365:2398-411.,T,homas et al,KI 2006,FSGS,分型,-197 UNC,病例分析,（临床）,塌陷型多见黑人,(91%),，年轻患者,(mean=38y),顶端型肾功能较好、小管间质损伤较轻,顶端型激素完全缓解率高（,50,）,T,homas et al,KI 2006,塌陷型预后较差（肾脏存活）,P=0.0016 by the log-rank test,塌陷型,塌陷型预后最差（,1,年及,3,年肾存活率分别,74,和,33,）,Stokes et al,Kidney Int 2006,FSGS,分型,-187,例预后分析,（哥伦比亚大学）,塌陷型缓解率最低（,13.2,）、,ESRD,率最高（,65.3,）,顶端型缓解率最高（,75.8,）、,ESRD,率最低（,5.7,）,FSGS,预后相关因素,临床,蛋白尿,/,肾病综合征,血肌酐,黑人,不是年龄，性别，高血压，血尿等,病理,间质纤维化、顶端型、塌陷型,病程,蛋白尿缓解,FSGS,共同致病机制,滤过屏障破坏,足细胞消耗,遗传易感性,N Engl J Med 2011;365:2398-411.,FSGS,为足细胞病,足细胞,：高度分化的具有极性上皮细胞,足细胞功能,：,肾小球滤过屏障的重要组成,合成裂孔膜、基底膜相关蛋白,调节基底膜的代谢,足细胞损伤与蛋白尿的形成及肾小球硬化密切相关,多种肾脏疾病均伴有足细胞病变,足细胞损伤是导致,FSGS,的重要原因,足细胞损伤的发病机制复杂,感染与炎症,免疫异常,代谢紊乱,遗传变异：越来越受到重视,足细胞相关分子遗传变异是,FSGS,发病的重要因素,FSGS,继发性,特发性,家族性,NPHS2,ACTN4,，,TRPC6,INF2,等,MYH9,APOL1,Kestila M Molecular Cell.1998(1):575-582,P,utaala H.,H,um Mol Genet 10:1-8,Nat Genet.2000 Apr;24(4):349-54.,Nat Genet.2000 Mar;24(3):251-6,Science.2005 Jun 17;308(5729):1801-4,Nat Genet.2010 Jan;42(1):72-6.Epub 2009,芬兰新生儿,(10000:1),合并肌张力减退，运动障碍，听力损害等,90,CNF,合并,NPHS1(19q13.1),突变,Nephrin,功能：,足细胞裂孔膜主要成分,N,ephrin,敲除小鼠,:,蛋白尿、足突消失,给小鼠注射抗,Nephrin,抗体可致足突消失,Kestila M Molecular Cell.1998(1):575-582,P,utaala H.,H,um Mol Genet 10:1-8,O,rikasa M.,J I,mmunol 141:807-814,NPHS1,-,先天型肾病综合征芬兰型,NPHS2,-,儿童激素抵抗肾病综合征,2000,年连锁分析（,9,个欧洲和北非家系）,儿童,SRNS,致病基因定位于,NPHS2,（,1q25-31,）,编码位于裂孔膜上,Podocin,进一步发现：,NPHS2,突变与儿童散发性激素抵抗,NS,相关（,30%,）,NPHS2,突变亦可导致成人,FSGS,NPHS2,突变患儿肾移植复发率低（,0 vs 45%,）,Hum Mol Genet.1995 Nov;4(11):2155-8.,Nat Genet.2000 Apr;24(4):349-54.,J Am Soc Nephrol 13:388393,2002,J Am Soc Nephrol.2000 Sep;11(9):1674-80,J Am Soc Nephrol.2011 Mar;22(3):579-85.Epub 2011 Feb 25.,ACTN4,成人迟发性,FSGS,连锁分析（,3,个家系）将成人迟发性,FSGS,致病基因定位在,19q13,，,2,个家系,LOD,值分别为,:12.28,4.44,ACTN4,发现,3,个突变,(Lys228Glu,Thr232lle,Ser235Pro),-actinin,在足细胞中高表达,-actinin-4,敲除小鼠可导致严重肾小球疾病,3.5,cM,19,q13,J.Clin.Invest.111:16831690(2003),Nat Genet.2000 Mar;24(3):251-6,TRPC6,成人迟发性,FSGS,新西兰大家系，迟发性,FSGS,，,AD,，,60%,ESRD,1998,，连锁分析定位于,11q21-22,LOD 9.89,18cM,2005,，发现,TRPC6,的,P112Q,突变,TRPC6,编码瞬时感受器电位蛋白,(TPR)C6,介导,Ca2+,内流，参与细胞多项生理功能,Genomics 58,113120(1999),Science.2005 Jun 17;308(5729):1801-4,INF2,成人迟发性,FSGS,2,个欧洲迟发,FSGS,家系，定位,14q32,R218Q,和,S186P,均位于,INF2,在,9/91,（,9.8%,）家系中发现,INF2,突变,INF2,编码形成素家族成员,INF2,Nat Genet.2010 Jan;42(1):72-6.Epub 2009,Proc Natl Acad Sci U S A.2011 Feb 15;108(7):2933-8,J Am Soc Nephrol 22:239245,2011,14,q32,INF2,在,FSGS,的验证研究,Gbadegesin RA et.al:248,美国,FSGS,患者（,31,散发，,64,家系）,49,个,AD,家系中,8,个（,16,）发现错义突变,所有突变位于,4,号外显子,Boyer O et.al:54,个,FSGS,家系（,AD,）和,84,个散发进行,INF2,检测,54,个,AD,家系中,9,个（,17%,）检测到突变,1/84,散发,FSGS,检测到突变,所有功能突变均位于透明抑制区域（,DID,），参与肌动蛋白调节,J Am Soc Nephrol 2011 22:239245,Kidney Int.2012 Jan;81(1):94-9,Charcot-Marie-Tooth disease(,腓骨肌萎缩症,),进行性神经性肌萎缩征（,CMT,），,1967,）,进行性肌肉萎缩，感觉障碍，常见足、踝、下肢,可合并有肾脏损伤（多见,FSGS,）,发病率：,1:23000(UK),1:125000(USA),以往报道,PMP22,和,MPZ,基因突变可导致该病,N Engl J Med 2012,方法：,16,例,CMT,合并,FSGS,的法国患者（,7,例,AD,遗传，,9,例散发）,排除,PMP22,和,MPZ,基因突变,对,INF2,的,2,、,3,和,4,号外显子测序,主要结果：,16,个患者中有,12,个患者存在,INF2,的基因突变,阳性检出率达,75%,，,突变位点均位于,2,号和,3,号外显子，编码,INF2,蛋白,DID,结构域,N Engl J Med 2012,Charcot-Marie-Tooth disease(,腓骨肌萎缩症,),Myo1e,儿童肾病综合征,2,个意大利,FSGS,家系,近亲婚配,激素抵抗,验证组,28,个有家族史,FSGS,患者,24,个儿童起病散发性,FSGS,N Engl J Med 2011,全基因组连锁分析和测序,2141,个纯合子变异，其中,3,个具有潜在功能的变异,提示其可能为致病遗传变异,N Engl J Med 2011,筛查,112,个基因,15q21,Myo1e,儿童肾病综合征,Myo1E,在足细胞浆膜分布，主要分布在,片状伪足,野生型和对照变异（,E753K,）的,Myo1E,分布在足细胞浆膜，,A159P,突变型则在细胞浆内分布,Myo1e,基因敲除小鼠表现为蛋白尿、血红蛋白尿、肾小球硬化和肾功能不全,wild-type Myo1E,control E753K Myo1E,mutant A159P,N Engl J Med 2011,Clin J Am Soc Nephrol.2011 May;6(5):1139-48,激素抵抗,NS,的基因检测,-,儿童和成人,方法,：,125,例,(110,家系,)SRNS,患者,28,例,AR-SRNS,10,例,AD-SRNA,86,例,散发性,测序：,NPHS1(29),NPHS2(8),TRPC6(13),PLCE1(34),INF2(22),ACTN4(1-10),WT1(8-9),CD2AP,结果,：,突变率,34,(37,o,f 110),NPHS1,13.5%(15 of 110),；,NPHS2,12%(13 of 110),WT1,杂合突变,4.5%,；,TRPC6,杂合突变,3%,INF2,：,only 1 mutation,ACTN4,CD2AP,和,PLCE1,：,0,Clin J Am Soc Nephrol.2011 May;6(5):1139-48,100%,57%,24%,36%,25%,14%,NPHS2:8%,TRPC6:4%,NPHS1:2%,家族性检出突变率,67,散发性检出突变率,25,检出突变率,34%,（呈年龄依赖）,激素抵抗,NS,的基因检测,-,儿童和成人,Clin J Am Soc Nephrol.2011 May;6(5):1139-48,激素抵抗,NS,的基因诊断,-,儿童和成人,CD2AP,WT1,INF2,ACTN4,NPHS1,MYH9,APOL1,TRPC6,PLCE1,NPHS2,MYO1E,Name,Disorders,Location,Pat,Clinical features,function,Nephrin(NPHS1),Congenital NS of,the Finnish type,19q13.1,AR,Massive proteinuria,in neonatal with high mortality rate,Transmembrane adhesion protein localizes,to lipid rafts,Podocin(NPHS2),SRNS,1q25-q31,AR,Neonatal to adult,.,S,R,NS or proteinuria and progressive CKD,Structural protein recruits,nephrin and CD2AP in the slit diaphragm,Alpha-actinin 4(FSGS1-ACTN4),FFSGS,19q13,AD,Adult,moderate proteinuria,progressive CKD,Actin-binding protein binds actin to cell membrane,TRPC6(FSGS2),FFSGS,11q21-22,AD,Adult,moderate proteinuria,progressive CKD,Cation channel associates,with nephrin,podocin and CD2AP at the slit diaphragm,CD2AP(FSGS3),F,FSGS,6q12,FSGS,Scaffold protein,that interacts with the cytoplasmic domain of nephrin,PLCE1(NPHS3),Diffuse mesangial sclerosis/FSGS,10q23,AR,Childhood,Nephrotic syndrome,encodes a phospholipase enzyme that catalyzes the hydrolysis of,PIP2,Inverted formin 2(INF2),14q32,AD,Adult,NS,Localizes to the cytoplasm,intracellular movement and membrane trafficking,Myosin1E(MYO1E),FFSGS,SRNS,15q21-q22,AR,Childhood NS,Localizes mainly on the plasma membrane,stabilize the podocyte cytoskeleton,转录调节因子基因：,WT1,、,PAX2,、,Lmx1b,，调节足细胞早期的发育、分化,裂孔膜的结构蛋白基因：,NPHS1,、,NPHS2,、,CD2AP,，维持肾小球滤过屏障的正常功能,细胞骨架相关蛋白基因：,ACTN4,、,INF2,，通过肌动蛋白调控足细胞骨架结构及收缩性,细胞膜表面离子通道蛋白基因：,TRPC6,，参与受体介导的钙离子内流,研究对象（非洲裔）,iFSGS 190,HIV-FSGS 53,HPT-ESRD 241,DM-ESRD 284,AMLD,（混合作图连锁不平衡）,最强信号为,MHY9,，,L,OD 12.4,Nat Genetic 2008,NIDDK,确定一条单倍型（,E1,）：,iFSGS,，,OR,4.7,（,3.1-7,）,HIV-FSGS,，,OR,5.9,（,2.9-12.9,）,HPT-ESRD,，,OR,2.2,（,1.5-3.5,）,DM-ESRD,，,OR,1.03,（,0.55,1.94,）,（,NS,）,该风险单倍型可解释散发,FSGS,的,4.7%,以及,HIV-FSGS,的,12,在非洲裔美国人频率为,60,，白人为,4,（,common variation,）,Nat Genetic 2008,研究对象：对照,806,例,FSGS-ESRD 87,例,HPT-ESRD 347,例,DM-ESRD 703,例,HIV-ESRD 69,例,GN-ESRD 126,例,AMLD,（混合作图连锁不平衡）,最高信号为,Chr22q12,非,DM-ESRD,，,LOD 5.7,DM-ESRD,，,LOD 0.5,Nat Genetic 2008,John Hopkins University,以上研究,未发现,MYH9,功能变异,该区段的,LD,结构提示功能变异可能存在较大的区域内,假设功能变异或其,taqSNP,存在于,1000Genome,数据库中,挑选黑人和白人频率差异大的,SNP,205,个黑人,FSGS,和,180,个健康对照,关联分析,Genovese G et al Science 2010,G1,（,rs73885319_S342G,，,rs60910145_I384M,）,risk allele,的单倍型,G1,在病人中频率,0.52,，在对照中,0.18,，,p,1.07*10,-23,G2(rs71785313),，,2,个,aa,缺失（,N388,和,Y389,）,G1,和,G2,互相抵消，二者之间重组的可能性很小,OR=10.5(CI 6.0-18.4),，符合,AR,模型,除,iFSGS,，,G1,和,G2,也与,H-ESRD,相关,校正前,以,G1,校正，,G2,明显减弱，但仍与,FSGS,独立相关,以,G1,和,G2,校正，不再有阳性信号,条件,Logistic,回归,Logistic,回归结果提示,Apol1,的,G1,和,G2,可解释该区域（包括,MYH9,）的所有阳性信号,有趣的是，该危险等位基因,所在,的APOL1可杀灭引起非洲人昏睡病的锥虫（布氏锥虫罗得西亚亚种）,作者猜测，在非洲人中的一种关键性的存活因子的演化,（阳性自然选择）,可能促成了在非洲裔美国人中,FSGS,的,高发生率,APOL1 or MYH9,？,研究对象：非洲裔美国人,FSGS(44),HIVAN(21),IgAN(32),Controls(74),检测,6,个最强关联的,SNP,，,3,个位于,APOL1(G1,G2),，,3,个位于,MYH9,所有,6,个,SNP,均与,FSGS,和,HIVAN,相关，,OR1.8-3.0,，但与,IgAN,无关联,G1,G1+G2,APOL1,的,2,个单倍型可解释几乎所有的,22q13,的信号，支持,APOL1,与,FSGS,和,HIVAN,相关,Pepeta N et al JASN 2011,足细胞相关蛋白遗传变异在中国人,FSGS/SRNS,中作用？,新的,FSGS,致病基因？,除罕见变异，是否有常见变异参与,FSGS,致病？,问 题,研究内容,家族性,FSGS,患者致病基因的研究,家系连锁分析,选择汉族人家族性FSGS家系,排除已知FSGS致病基因突变,对入选家系家族成员进行全基因组扫描,参数法及非参法连锁分析及单倍型分析,STR,进行验证,外显子测序,Fine mapping,基因功能研究,FSGS family,Profile of the family:Total 103(I:2;II:24;III:52;IV:25),Affected:11,biopsy:FSGS*2,家系研究,Unpublished data,全基因组连锁分析显示最强信号位于,Chr14q32,最高,Lod,值为,3.5,单点参数法,多重参数法,单倍型分析确定易感单倍型范围约,7.4cM,含有基因,232,个,结合外显子测序和,Sanger,测序结果,发现,INF2,的,p.S85W,为候选致病突变,首次发现,INF2,导致汉族人,FSGS,！,S85W,INF2,Mutation,INF2 substitutions,p.S85W,m.253CG,Ployphen prediction,1.0(Probably damaging),SIFT predicted tolerated,0.02(DAMAGING),p.S85W,位于,INF2,的,DID,功能域，其翻译产物在不同物种高度保守,400,条对照染色体排除了该变异为罕见单核甘酸多态性,预测软件（,sift,，,ployphen,）均提示,该突变高度可能为功能变异,进一步功能研究正在进行中,对,60,个,FSGS,家系,INF2,筛查发现另一个高度可疑的插入突变,发现另一个新的,INF2,突变！,Q889K(2664C A in exon 13),TRPC6,突变在,FFSGS,的研究,31,个汉族迟发性,FSGS,家系,平均发病年龄,34.3,对,TRPC6,编码区进行测序,发现,1,个新的突变,Q889K,位于,13,号外显子保守区,Zhu B et al,Mutation Res 2009,检测,HEK 293,细胞,Ca2,浓度，刺激后，带有,Q889K,的细胞内钙浓度较野生型较高并且下降较慢，该“,gain of function,”突变改变肌动蛋白的功能导致足细胞损伤,C,末端缠绕区,Zhu B et al,Mutation Res 2009,TRPC6,突变在,FFSGS,的研究,目前正在进行的家系,方法：二步法,GWAS,（,GWAS,组,1000,例患者，验证组,1000,例患者）,多中心研究（瑞金医院、四川省人民医院,、,南总等）,2,GWAS,分析散发性,FSGS,致病基因,病例组：,入选标准,：,原发性,FSGS,汉族人,年龄,65,岁,签署知情同意书,排除标准,：,家族行,FSGS,继发型,FSGS,（病毒、肥胖、,DN,等）,健康对照组,：,入选标准,：,与入选病例相同地理区域的健康人,汉族人,年龄,75,岁,签署知情同意书,尿常规：,Pro,，,RBC,（）,肾功能：,Scr=60ml/min.1.73m,2,小 结,FSGS,是以,足细胞损害,为特征的一组临床病理综合征,一系列足细胞分子及相关功能变异的发现，有助于我们不断深入认识,FSGS,的发病机制,需要紧密合作，加强对中国人,FSGS,遗传背景的研究,致 谢,孔祥银，胡靛兰，朱于非（国家重点实验室孔祥银组）,宋怀东，潘春鸣（医学基因组国家重点实验室）,刘志红，章海涛，秦卫松（南京军区总医院）,王莉，李贵森（四川省人民医院）,Ali Gharavi,Krzysztof Kiryluk,Yifu Li,（美国哥伦比亚大学肾脏科）,Cijiang He,（美国西奈山医院肾脏科）,瑞金医院肾脏科全体同仁,973,课题组及顾问专家,所有患者及健康志愿者,谢 谢！,