Wawasan Ke Penyakit Ginjal Polikistik Autosomal Dominan Dari Studi Genetik

Abstrak

polikistik dominan autosomalpenyakit ginjaladalah penyebab monogenik ESKD yang paling umum.Studi genetikdari pasien dan model hewan telah menginformasikan patobiologi penyakit. Sangat mendukung "model ambang batas" di mana pembentukan kista dipicu oleh penurunan dosis polikistin fungsional di bawah ambang batas kritis dalam sel epitel tubular individu karena mutasi germline dan somatik PKD1 dan PKD2, mutasi gen (misalnya, SEC63, SEC61B, GANAB, PRKCSH , DNAJB11, ALG8, dan ALG9) dalam jalur biosintetik protein retikulum endoplasma, atau mosaikisme somatik.Pengujian genetikberpotensi memberikan informasi diagnostik dan prognostik pada kistikpenyakit ginjal. Namun, skrining mutasi PKD1 menantang karena ukurannya yang besar dan kompleksitasnya, membuatnya mahal dan padat karya.

Selain itu, pengujian genetik berbasis sekuensing Sanger konvensional saat ini terbatas dalam menjelaskan penyebab atipikalpenyakit ginjal polikistik, seperti ketidaksesuaian penyakit dalam keluarga, atipikalginjalpola pencitraan, dan keparahan penyakit sumbang antara volume ginjal total dan laju penurunan eGFR. Selain itu, faktor lingkungan,genetikpengubah, dan mosaikisme somatik juga berkontribusi terhadap variabilitas penyakit, selanjutnya membatasi prognostikasi berdasarkan kelas mutasi pada masing-masing pasien. Inovasi terbaru dalam pengurutan generasi berikutnya siap untuk mengubah dan memperluas diagnostik molekuler dengan biaya yang masuk akal. Dengan skrining komprehensif dari beberapa penyakit kistik dan gen pengubah, panel gen yang ditargetkan, sekuensing seluruh eksom, atau seluruh genom diharapkan dapat meningkatkan akurasi diagnostik dan prognostik untuk memajukan pengobatan yang dipersonalisasi pada penyakit ginjal polikistik dominan autosomal.

Klik Ke Cistanche Tubulosa

UNTUK INFORMASI LEBIH LANJUT:david.deng@wecistanche.com

Perkenalan

Penyakit ginjal polikistik dominan autosomal (ADPKD)adalah gangguan multisistem yang ditandai dengan pertumbuhan banyakkista ginjaldan perluasan volume ginjal yang mengarah ke ESKD pada sebagian besar pasien. Hipertensi, gross hematuria, ruptur kista dan infeksi, batu ginjal, dan nyeri panggul adalah komplikasi ginjal yang umum. Pada saat yang sama, manifestasi ekstrarenal meliputi kista hati dan pankreas, aneurisma vaskular, kelainan katup jantung, hernia, dan divertikulosis. Memperkirakan prevalensi dariADPKDtelah menantang karena penetrasi variabel yang bergantung pada usia dan kepastian klinis yang tidak lengkap pada populasi umum. Studi epidemiologi dari kasus ADPKD yang dipastikan secara klinis melaporkan prevalensi titik 2,4–9.0 per 10,000. Sebaliknya, sebuah studi baru-baru ini tentang sekuensing genom pada populasi besar menghasilkan perkiraan minimal 1 per 1000. Identifikasi PKD1 pada tahun 1995 dan PKD2 pada tahun 1996 memfasilitasi pengembangan diagnostik molekuler berbasis urutan DNA. Sejak itu, didorong oleh kemajuan teknologi pengurutan, pemahaman kita tentang kompleksitas dasar genetik penyakit ginjal kistik telah berkembang. Pesan penting yang mendasari tinjauan ini adalah bahwa tidak semua pasien dengan kista ginjal multipel memilikinyaADPKDdan ituADPKDdan penyakit hati polikistik autosomal dominan (ADPLD) mewakili spektrum fenotipik, dengan kedua penyakit tersebut dihasilkan dari perubahan fungsi polikistin. Kami membahas bagaimana studi genetik telah menginformasikan pemahaman kami tentang patobiologi ADPKD. Kami juga membahas indikasi klinis saat ini untuk pengujian genetik pada tersangkaADPKDdan perannya yang berkembang dalam menjelaskan penyebab genetik atipikalpenyakit ginjal polikistik (PKD). Glosarium istilah yang digunakan dalam ulasan ini tersedia di Kotak 1.

Studi Genetik Menginformasikan Mekanisme Penyakit pada ADPKD

Mutasi dua gen, PKD1 dan PKD2 (yang menyandikan dua protein membran integral, polycystin-1, dan polycystin-2 [atau TRPP2], masing-masing), bertanggung jawab atas sebagian besar kasus ADPKD yang diselesaikan secara genetik. Polycystin-1 adalah protein besar dengan fitur fungsional yang menunjukkan reseptor dengan fungsi yang tidak diketahui, sedangkan polycystin-2 adalah saluran kation nonspesifik; keduanya berinteraksi melalui ekor sitoplasma mereka untuk memodulasi jalur pensinyalan baru di silia primer. Ekspresi penyakit variabel adalah fitur penting dari ADPKD. Meskipun cacat germline yang diwariskan ada di semua sel, kista terbentuk di 5 persen tubulus, dan pelebaran kistik terjadi di dalam setiap tubulus. Pengamatan ini, ditambah dengan penemuan mutasi PKD1 atau PKD2 somatik pada kista ginjal dan hati pasien denganADPKD, mengarah pada hipotesis mekanisme seluler resesif untuk sistogenesis di mana inaktivasi kedua salinan PKD1 atau PKD2 dalam sel epitel tubular individu

diperlukan untuk memulai pembentukan kista. Namun, hipotesis ini awalnya ditentang karena rendahnya proporsi mutasi PKD1 somatik yang diidentifikasi dalam kista pasien dengan mutasi germline PKD1, meskipun hanya wilayah PKD1 yang tidak terduplikasi yang diskrining pada penelitian sebelumnya. Dengan menggunakan locus-specific PCR dan next-generation sequencing (NGS), sebuah studi baru-baru ini secara komprehensif menyaring dan mengidentifikasi mutasi PKD1 dan PKD2 somatik pribadi pada 90 persen dari 128 kista dari sembilan pasien, memberikan bukti paling pasti untuk mendukung hipotesis di atas. Namun, inaktivasi lengkap dari kedua salinan PKD1 atau PKD2 tidak diperlukan untuk inisiasi kista karena studi model tikus mutan hipomorfik menunjukkan perkembangan kista dengan tingkat rendah (sekitar 20 persen ) dari polycystin-1. Saat ini, model sistogenesis "ambang" memberikan penjelasan terbaik tentang studi manusia dan hewan hingga saat ini. Dengan demikian, dosis polycystin-1 fungsional berkurang di bawah ambang batas kritis (yaitu, kira-kira 20 persen –30 persen ) dalam sel epitel tubular karena mutasi germline dan PKD1 atau PKD2 somatik, jenisnya (yaitu, protein-truncating versus non-truncating) mutasi, dan faktor stokastik lokal tampaknya memicu pembentukan kista individu. Namun, pemilihan waktu juga tampaknya penting: inaktivasi Pkd1 sebelum 13 hari setelah kelahiran pada model tikus mengakibatkan penyakit kistik yang parah dalam waktu 3 minggu; sebaliknya, inaktivasi Pkd1 setelah usia 14 hari pada model yang sama menghasilkan perjalanan yang lamban dengan perkembangan kista hanya setelah 5 bulan. Lebih-lebih lagi,penyakit ginjal kistikdalam model induksi akhir diperburuk olehcedera ginjal, seperti iskemia-reperfusi dan obstruksi tubular dari pengendapan kristal (juga dikenal sebagai "model serangan ketiga"). Secara kolektif, temuan ini menunjukkan bahwa faktor tambahan di luar "serangan kedua" berkontribusi pada perluasan tubulus yang melebar menjadi makrokista. Menariknya, sebuah studi baru-baru ini terhadap tikus mutan Pkd1 menunjukkan bahwa faktor-faktor lokal yang timbul dari masing-masing kista dapat mendorong tubulus melebar yang berdekatan untuk berkembang menjadi kista dalam kelompok (juga dikenal sebagai "efek bola salju").

Studi genetik terbarutelah mengidentifikasi mekanisme baru di mana mutasi pada banyak gen yang mengkode protein yang berfungsi dalam jalur biosintetik protein retikulum endoplasma (ER) menyebabkan ADPLD dengan memodulasi dosis polycystin-1 (Tabel 1). Secara khusus, protein translokasi yang dikodekan oleh SEC63 dan SEC61B diperlukan untuk masuknya protein yang baru lahir ke dalam ER, sedangkan protein yang dikodekan oleh ALG8, ALG9, dan PMM2 diperlukan di ER untuk N-glikosilasi protein yang baru lahir. Glucosidase II, terdiri dari subunit a yang dikodekan oleh GANAB dan subunit b yang dikodekan oleh PRKCSH, menghilangkan molekul glukosa dari protein yang baru lahir setelah kontrol kualitas oleh siklus calnexin/calreticulin sebelum diekspor ke kompleks Golgi (Gambar 1). Selain itu, kofaktor protein binding-Ig yang dikodekan oleh DNAJB11 berfungsi sebagai pendamping di UGD untuk mengontrol pelipatan, perdagangan, dan degradasi protein, termasuk polycystin-1 dan polycystin-2. Mutasi dari salah satu gen di atas dapat mengurangi dosis polikistin-1 fungsional dengan merusak modifikasi pasca-translasi dan perdagangannya ke membran sel dan dengan demikian, dapat mengubah tingkat keparahan penyakit kistik dalam pengaturan ADPKD.

Gambar 1.|Representasi skematis dari pematangan retikulum endoplasma dan N-glikosilasi dari polycystin yang baru lahir-1 (PC-1) dan polycystin-2 (PC-2). Mutasi pada PKD1 dan PKD2 menyebabkan penyakit ginjal polikistik autosomal dominan (ADPKD); mutasi pada SEC61B, SEC63, ALG8, GANAB, dan PRKCSH menyebabkan penyakit hati polikistik dominan autosomal; mutasi pada PKHD1 menyebabkan penyakit ginjal polikistik resesif autosomal; dan mutasi pada ALG9 dan GANAB menyebabkan ADPKD atipikal. Semua kondisi memiliki tumpang tindih fenotipik dan termasuk beberapa derajat kista ginjal dan hati, dan mereka terkait dengan perubahan dalam dosis fungsional kompleks PC-1/PC-2 dewasa.

Mekanisme penurunan pensinyalan polikistin pada silia primer sel epitel tubular menyebabkan penyakit kistik masih belum sepenuhnya dipahami. Terapi eksperimental yang menargetkan peningkatan cAMP, aktivasi target mamalia kompleks rapamycin 1 (mTORC1), dan pengurangan pensinyalan protein kinase teraktivasi 5ʹ-AMP telah terbukti memperlambat perkembangan penyakit kistik (Gambar 2). Tolvaptan, antagonis reseptor vasopresin 2, telah berhasil memperlambat perkembangan ADPKD pada manusia dengan mengurangi pensinyalan cAMP. Yang menarik, studi model PKD murine baru-baru ini menunjukkan bahwa ablasi silia primer dengan inaktivasi gen silia (baik Kif3 atau Ift20) mengakibatkan penyakit ringan, sedangkan inaktivasi baik Pkd1 atau Pkd2 mengakibatkan penyakit parah. Tanpa diduga, ablasi silia primer selain inaktivasi Pkd1 atau Pkd2 dalam model ini mengakibatkan pelemahanpenyakit ginjaldibandingkan dengan inaktivasi Pkd1 atau Pkd2 saja. Secara keseluruhan, data ini mengimplikasikan keberadaan jalur pensinyalan berbasis silia yang belum teridentifikasi yang berinteraksi dengan kompleks polikistin untuk memodulasi keparahan penyakit kista dan hilangnya fungsi silia tampaknya menjadi pelindung dalam konteks ADPKD.

Evolusi Teknologi Skrining Mutasi di ADPKD

Skrining mutasi PKD1 menantang karena ukurannya yang besar, kompleksitas, dan konten GC yang tinggi. Gen tersebut terdiri dari 46 ekson dan menyandikan transkrip 12,912-bp, yang mencakup wilayah genomik 50-kb. 33 ekson pertamanya digandakan dalam enam pseudogen dengan sekitar 98 persen identitas urutan DNA. Tingkat identitas sekuens DNA yang tinggi dengan pseudogen menciptakan kemungkinan untuk panggilan genotipe positif palsu dan negatif karena mutasi pseudogen dapat salah disebut sebagai yang ada dalam PKD1, dan mutasi PKD1 dapat terlewatkan jika sinyal dibanjiri oleh sekuens normal. dalam pseudogen ketika tes penangkapan DNA digunakan. Protokol pertama untuk layar mutasi PKD1 yang komprehensif mengeksploitasi ketidakcocokan yang jarang terjadi antara wilayah duplikat PKD1 dan pseudogennya untuk menghasilkan templat spesifik lokus untuk reaksi pengurutan bersarang berikutnya. Diperlukan lima PCR jarak jauh untuk menghasilkan amplikon1-spesifik PKD dari wilayah duplikat diikuti oleh 65 PCR bersarang untuk menyaring seluruh gen. Protokol ini memberikan perlindungan yang kuat terhadap amplifikasi genomik palsu dari pseudogen PKD1 dan menghasilkan tingkat diagnostik yang tinggi sekitar 80 persen -90 persen dalam kohort klinis terpilih, tetapi padat karya dan mahal.

Gambar 2.|Wawasan tentang patobiologi ADPKD dari studi genetik manusia dan hewan. AMPK, protein kinase yang diaktifkan 5ʹ-AMP; ER, retikulum endoplasma; ERK, kinase yang diatur sinyal ekstraseluler; JAK-STAT, transduser sinyal Janus kinase dan aktivator jalur pensinyalan transkripsi; mTOR, target mamalia rapamycin.

Protokol selanjutnya menghasilkan amplikon PCR spesifik lokus jarak jauh untuk kedua gen (yaitu, delapan untuk PKD1 dan enam untuk PKD2) dan memultiplekskannya dari masing-masing sampel pasien sebagai pustaka berkode batang untuk pengurutan throughput tinggi. Pendekatan terakhir ini secara signifikan mengurangi beban dan biaya kerja laboratorium dan saat ini digunakan oleh beberapa laboratorium penelitian; namun, masih membutuhkan keahlian teknis yang cukup. Baru-baru ini, pengurutan exome yang ditargetkan oleh panel gen yang disesuaikan menggunakan penangkapan DNA atau pengurutan seluruh genom telah diterapkan untuk skrining mutasi PKD1 dan PKD2, dengan hasil yang menjanjikan dan akurasi 0,95 persen untuk kasus yang diselesaikan sebelumnya; namun, diperlukan analisis bioinformatika yang canggih.

Kelas Mutasi Memprediksi Keparahan Penyakit Ginjal Rata-Rata pada ADPKD

Skrining mutasi pasien dengan ADPKD diperkaya dengan fitur klinis berisiko tinggi untuk perkembangan melaporkan bahwa 75 persen kasus membawa mutasi PKD1, sekitar 15 persen membawa mutasi PKD2, dan setidaknya 10 persen kasus tidak terdeteksi mutasi. Sebaliknya, skrining mutasi pasien dipastikan normal atau mendekati normalfungsi ginjalmelaporkan bahwa 60 persen kasus membawa mutasi PKD1, 25 persen membawa mutasi PKD2, dan 15 persen tidak terdeteksi mutasi. Lebih dari 1250 mutasi PKD1 dan 200 mutasi PKD2 telah diarsipkan di Mayo PolycysticDatabase Penyakit Ginjal, dan tidak ada mutasi tunggal yang menyumbang 0,2 persen kasus. Berbagai penelitian telah mengkonfirmasi korelasi yang kuat antara kelas mutasi dan tingkat keparahan penyakit ginjal: rata-rata, mutasi PKD1 pemotongan protein (yaitu, pergeseran bingkai, omong kosong, dan mutasi situs sambatan kanonik dan penghapusan besar) dikaitkan dengan penyakit yang paling parah (usia rata-rata dari ESKD: 50–55 tahun), diikuti oleh mutasi PKD1 yang tidak terpotong (yaitu, penyisipan/penghapusan missense dan in-frame) dan mutasi PKD2 (usia rata-rata ESKD: sekitar 75–80 tahun). Namun, variabilitas penyakit yang signifikan dalam keluarga kerabat yang terkena dampak dengan mutasi efek utama yang sama didokumentasikan dengan baik dan sangat menyarankan efek pengubah. Selain itu, dengan tidak adanya uji in vitro yang kuat, ada ketidakpastian untuk penugasan patogenisitas pada varian yang tidak terpotong. American College of Medical Geneticists telah mengembangkan pedoman untuk interpretasi varian urutan langka yang mencakup evaluasi frekuensi alel dalam basis data populasi, kehadiran sebagai patogen dalam basis data penyakit, karakterisasi fungsional in vitro atau in vivo, evaluasi bioinformatik, dan kosegregasi dengan penyakit. dalam beberapa terpengaruh atau tidak adanya anggota keluarga yang tidak terpengaruh. Varian kemudian dilaporkan sebagai "patogen", "kemungkinan patogenik", "varian dengan signifikansi yang tidak pasti", atau "jinak". Namun, frekuensi populasi kumulatif varian "kemungkinan patogen" di PKD1 dan PKD2 melebihi perkiraan epidemiologi dari prevalensi ADPKD, menyebabkan penetrasi beberapa varian ini dipertanyakan.

Penyebab Genetik PKD di luar PKD1 dan PKD2

Meskipun skrining komprehensif, 10 persen –15 persen pasien yang mencurigai ADPKD tidak memiliki mutasi yang terdeteksi di PKD1 atau PKD2. Dengan menggunakan pengurutan seluruh exome, mutasi telah diidentifikasi pada beberapa gen penyakit kistik langka tambahan pada pasien yang awalnya diberi label sebagai "tidak ada mutasi yang terdeteksi". Seperti dijelaskan di atas, banyak gen (yaitu, ALG8, ALG9, GANAB, PRKCSH, SEC61B, dan SEC63) yang mengkode protein yang berfungsi dalam jalur biosintetik ER telah terbukti menyebabkan ADPLD, dan gambaran klinis yang tumpang tindih dengan ADPKD. Mutasi resesif autosomal pada PMM2 menyebabkan gangguan multisistem pediatrik yang menghancurkan, tetapi mutasi promotor langka yang mengurangi ekspresi PMM2 telah diidentifikasi menyebabkan hipoglikemia hiperinsulinemia onset masa kanak-kanak dan ginjal polikistik pada lima belas keluarga. Mutasi pada DNAJB11 telah terbukti menyebabkan PKD atipikal dengan kista ginjal kecil, ukuran ginjal kecil atau normal, dan gagal ginjal onset lambat terkait dengan atrofi tubular dan fibrosis interstisial—gambaran klinis dari keduanyaADPKDDanpenyakit ginjal tubulointerstitial dominan autosomal (ADTKD). Perbedaan ukuran ginjal dengan fungsi ini sangat tidak biasa untuk ADPKD tetapi juga terlihat pada ADPLD yang terkait dengan mutasi ALG9.

Mosaikisme somatik adalah penyebab penting ADPKD lainnya pada pasien tanpa mutasi terdeteksi. Mosaikisme mengacu pada keberadaan dua populasi sel yang berbeda secara genetik dalam satu individu yang dihasilkan dari mutasi somatik selama embriogenesis. Bergantung pada jenis sel dan tahap perkembangan saat mutasi terjadi, tiga sindrom klinis dapat menimbulkan mosaik germline, yang hanya melibatkan sel germinal; mosaikisme somatik, hanya melibatkan sel-sel tubuh; dan mosaikisme gonad dan somatik, yang melibatkan sel germinal dan sel somatik. Kehadiran PKD de novo dengan pola pencitraan ginjal atipikal (yaitu, pola asimetris, unilateral, miring) adalah temuan klinis yang mencurigakan dari mosaikisme somatik. Diagnosis mosaikisme menantang karena keterlibatan variabel sel yang terkena menghasilkan rasio sinyal-ke-noise mutasi yang rendah, dan sering terlewatkan oleh pengurutan Sanger. Namun, sekitar 10 persen dari kasus yang tidak terselesaikan secara genetik dari tiga kohort yang dipastikan secara klinis ditemukan mengandung mosaik somatik oleh NGS. Semua mutasi somatik yang teridentifikasi ditemukan pada PKD1 yang diurutkan dari DNA darah tepi pada varian fraksi alel antara 5 persen dan 20 persen. Studi masa depan menggunakan "barcoding molekuler" DNA template dari jaringan yang berbeda (misalnya, mukosa bukal dan epitel urin) dapat meningkatkan tingkat deteksi kasus mosaik dengan fraksi alel varian yang lebih rendah (yaitu, 2 persen dari membaca).

Indikasi Saat Ini untuk Pengujian Genetik di ADPKD

Untuk sebagian besar subjek berisiko dengan riwayat keluarga yang positif, diagnosis ADPKD dapat dikonfirmasi dengan ultrasonografi atau pencitraan resonansi magnetik menggunakan kriteria bergantung usia yang divalidasi dengan baik berdasarkan jumlah kista ginjal (Tabel 2). Namun, eksklusi penyakit dengan kepastian yang lengkap mungkin tidak dapat dilakukan pada subjek berisiko yang berusia kurang dari 40 tahun dengan USG. Sebaliknya, dengan resolusi yang lebih tinggi untuk mendeteksi kista kecil, pencitraan resonansi magnetik dapat digunakan untuk eksklusi penyakit dengan tingkat kepastian yang tinggi. Klinispengujian genetikuntukADPKDsaat ini diindikasikan dalam kasus di mana ada keraguan tentang diagnosis (mis., kurangnya riwayat keluarga atau temuan pencitraan yang samar-samar) atau di mana ada kebutuhan untuk eksklusi penyakit dengan kepastian yang tinggi pada usia dini, seperti dalam kasus pemeriksaan untuk donor ginjal hidup potensial atau diagnosis genetik prenatal dan preimplantasi (Tabel 3). Pengecualian awal ADPKD pada subjek berisiko dapat dilakukan dengan pengujian genetik untuk mutasi keluarga tertentu. Kami tidak merekomendasikan skrining anak di bawah umur yang berisiko ADPKD di luar pemantauan BP karena pengobatan pemodifikasi penyakit kurang pada populasi ini, dan mendapatkan diagnosis dalam keadaan tanpa gejala dapat menyebabkan stres psikologis. Semua subjek yang menjalani tes genetik untuk ADPKD harus diberi tahu tentang konsekuensi potensial dari tes genetik, yang bervariasi dari satu negara ke negara lain, dan harus menerima konseling sebelum dan sesudah tes oleh seorang konselor genetik.

Indikasi Berkembang untuk Pengujian Genetik di ADPKD

Kemajuan dalam NGS siap untuk merevolusi pengujian genetik dalam ADPKD dengan menyediakan skrining mutasi simultan dari beberapa penyakit kistik dan gen pengubah potensial dengan akurasi tinggi dan biaya yang masuk akal (28). Dengan demikian, kami berharap bahwa beberapa indikasi baru akan berkembang dengan memajukan metodologi pengurutan throughput tinggi yang menargetkan bentuk PKD atipikal (Gambar 3, Tabel 3); mereka termasuk (1) penyakit dini dan parah, (2) variabilitas penyakit intrafamilial yang nyata, (3) tidak ada riwayat keluarga yang jelas, (4) atipikalpencitraan ginjal, dan (5) presentasi sindromik. Prevalensi kumulatif dari skenario atipikal ini mungkin setinggi sepertiga pasien dengan ADPKD. Kami menyarankan agar pasien atau keluarga yang menunjukkan salah satu dari skenario ini harus dirujuk ke pusat khusus untuk pengujian lebih lanjut.

(1) Penyakit Awal dan Berat

PKD parah yang muncul dalam rahim atau anak usia dini adalah entitas klinis yang dijelaskan dengan baik. Misalnya, penghapusan PKD1 dan TSC2 yang berdekatan adalah sindrom langka yang terkait dengan ginjal kistik yang membesar, tanda-tanda kompleks tuberous sclerosis complex (TSC), dan, biasanya, ESKD pada usia remaja. Studi yang lebih baru telah menunjukkan kompleksitas genetik yang mendasari beberapa kasus parah ini. , termasuk heterozigositas majemuk (misalnya, karena satu mutasi PKD1 pemecah protein dalam trans dengan mutasi PKD1 nonpemotongan kedua) atau penyakit digenik (misalnya, karena satu mutasi PKD1 dan mutasi kedua pada gen penyakit kistik lainnya, seperti PKD2, COL4A1 , atau HNF1B). Mutasi kehilangan fungsi PKD1 atau PKD2 homozigot diyakini secara embrionik mematikan pada manusia. Meski jarang, identifikasi keluarga dengan ADPKD bilineal memiliki implikasi penting untuk konseling genetik. Meskipun mungkin disarankan dari riwayat keluarga, hal ini seringkali tidak terjadi karena salah satu orang tua yang terkena mungkin memiliki bentuk ADPKD yang ringan (yaitu, karena mutasi PKD1 atau PKD2 yang tidak terpotong). Petunjuk klinis untuk penyakit bilineal potensial pada ADPKD mungkin termasuk ditandaipenyakit ginjalketidaksesuaian antara anggota keluarga dan rasio segregasi penyakit yang tinggi mempengaruhi sekitar 75 persen anak-anak dalam silsilah besar, dibandingkan dengan 50 persen yang diperkirakan dalam kondisi dominan autosomal, karena dua mutasi yang terpisah secara independen.

Gambar 3.|Skenario klinis dari presentasi ADPKD atipikal dan penjelasan genetik potensial.

(2) Variabilitas Penyakit Intrafamilial yang Ditandai

Ditandaipenyakit ginjalketidaksesuaian (yaitu, dengan volume ginjal total atau eGFR, disesuaikan dengan usia) pada pasangan relatif yang terkena relatif umum, mempengaruhi setidaknya 12 persen keluarga dengan ADPKD, dan dapat terjadi akibat kebetulan keduapenyakit ginjal(misalnya, diabetes atau GN) pada anggota yang terkena lebih parah atau adanya dasar genetik yang tidak biasa (yaitu, mosaik somatik atau pengubah genetik, termasuk penyakit digenik seperti yang dibahas di atas). Penyakit digenik atau bialelik yang terkait dengan efek genik atau alelik yang berbeda pada pasien dengan ADPKD telah dilaporkan dan sangat mendukung "model ambang" sistogenesis di mana dosis polikistin fungsional seluler berkorelasi terbalik dengan tingkat keparahan penyakit (Gambar 4). Selain itu, penyakit penyerta (seperti hipertensi dan obesitas) dan faktor lingkungan (seperti merokok dan asupan air) juga dapat berkontribusi terhadap ketidaksesuaian penyakit dalam keluarga.

（3） Tidak Ada Riwayat Keluarga yang Jelas

Hingga 28 persen pasien yang diduga memiliki ADPKD melaporkan tidak ada riwayat keluarga yang jelas. Dalam pengaturan ini, pengujian genetik dapat diindikasikan, dan diagnosis diferensial perlu diperluas untuk mencakup penyebab kistik genetik dan nongenetik lainnya.penyakit ginjal, terutama dalam kasus dengan fitur atipikal atau sindrom. Diagnosis banding lainnya termasuk mutasi de novo, tidak tersedianya rekam medis orang tua, mosaik somatik atau germline, atau ADPKD ringan yang tidak dikenali pada orang tua yang terkena. Dalam kasus dugaan mosaikisme somatik, skrining dengan kedalaman baca yang tinggi juga dapat membantu mengatasi penyebab genetik.

Gambar 4.|Efek penyakit digenik pada dosis polikistin fungsional dan tingkat keparahan penyakit kistik. hp, varian hipomorfik.

(4) Pencitraan Ginjal Atipikal

Pola pencitraan ginjal atipikal (yaitu, Mayo Clinic Imaging Class 2) terdapat pada 16 persen pasien yang diduga menderita ADPKD. Pasien tanpa riwayat keluarga ADPKD yang menunjukkan penyakit kistik unilateral, asimetris, segmental, atau miring curiga terhadap mosaikisme somatik. Sebaliknya, pasien dengan riwayat keluarga positif dan pencitraan ginjal atipikal cenderung menunjukkan penyakit kistik ringan yang terkait dengan mutasi PKD1 atau PKD2 yang tidak terpotong. Pasien dengan gagal ginjal sedang hingga lanjut tetapi pencitraan ginjal menunjukkan penyakit kistik ringan tanpa pembesaran ginjal harus meningkatkan kecurigaanpenyakit ginjal, seperti nefropati diabetik, GN, atau penyakit kistik lainnya. Dalam pengaturan ini, diagnosis banding juga harus mencakup PKD karena mutasi pada DNAJB11 atau ALG9, penyakit membran basal tipis (karena mutasi COL4A3 atau COL4A4 heterozigot), atau penyakit ginjal apoL1 pada pasien kulit hitam dengan proteinuria.

(5) Presentasi Sindroma

Tabel 1 memberikan daftar gen yang dapat menyebabkan penyakit ginjal kistik saat bermutasi. Sebagai catatan, manifestasi sindromik pada gangguan ini sering memberikan petunjuk

untuk diagnosis mereka. Misalnya, PKD resesif autosomal dapat muncul pada usia dewasa muda dengan fibrosis hati bawaan atau sindrom Caroli. Kehadiran hamartoma di organ yang ditargetkan biasanya memungkinkan diagnosis TSC yang tidak ambigu. Namun, diferensiasi TSC (termasuk sindrom penghapusan gen bersebelahan PKD1-TSC2) dari ADPKD mungkin sulit dilakukan dengan adanya mosaikisme somatik. kistik tambahanpenyakit ginjaltidak terkait dengan pembesaran ginjal ginjal, seperti yang disebabkan oleh mutasi pada DNAJB11 atau ALG9, harus dipertimbangkan. ADTKD mencakup beberapa kelainan yang ditandai dengan CKD progresif yang terkait dengan proteinuria derajat rendah dan urinalisis hambar. Kista ginjal kecil dapat berkembang pada akhir perjalanan klinis, dan gambaran klinis tambahan dapat membantu membedakan kondisi ini. Sebagai contoh, keberadaan asam urat dan hiperurisemia menunjukkan ADTKD terkait dengan mutasi uromodulin, sedangkan adanya diabetes onset maturitas pada malformasi saluran genitourinari muda dan/atau genitourinari menunjukkan ADTKD terkait dengan mutasi HNF1B. Bentuk PKD langka lainnya dengan ciri khas sindrom termasuk penyakit von Hippel-Lindau; nefronoftisis; sindrom orofasiodigital dominan terkait-X; angiopati herediter, nefropati, aneurisma, dan sindrom kram otot; dan hipoglikemia hiperinsulinemia dengan PKD. Dengan menyaring secara komprehensif daftar gen penyakit kistik yang diketahui dan potensial, pengujian genetik dengan urutan hasil tinggi diharapkan dapat meningkatkan akurasi diagnostik pada pasien dengan penyakit ginjal kistik.

Studi genetik dari pasien dan model hewan telah menginformasikan patobiologi penyakit pada ADPKD. Kami sekarang memahami bahwa pengurangan dosis polisistin fungsional di bawah ambang kritis, melalui mekanisme genetik dan nongenetik, memicu pembentukan kista dalam sel epitel tubular individu. Namun, mekanisme molekuler yang mendasari pertumbuhan kista dan perkembangan penyakit masih belum lengkap. Pengujian genetik berbasis NGS diharapkan dapat meningkatkan akurasi diagnostik penyakit ginjal kistik dan juga dapat memberikan informasi prognostik untuk ADPKD. Pengujian genetik berbasis urutan Sanger konvensional terbatas dalam menjelaskan penyebab PKD atipikal yang muncul dalam skenario klinis, seperti ketidaksesuaian penyakit dalam keluarga, pola pencitraan ginjal atipikal, keparahan penyakit yang tidak sesuai antara penurunan eGFR dan volume ginjal total, dan ginjal kistik sindromik lainnya penyakit. Inovasi dalam pengurutan throughput tinggi akan mengubah dan memperluas diagnostik molekuler di ADPKD. Melalui skrining komprehensif dari beberapa penyakit kistik dan gen pengubah dan peningkatan deteksi mosaik somatik, panel gen yang ditargetkan, sekuensing seluruh exome, atau seluruh genom diharapkan dapat meningkatkan akurasi diagnostik dan prognostik untuk memajukan pengobatan yang dipersonalisasi dalam ADPKD.

Pengungkapan

MB Lanktree telah menerima kompensasi atas partisipasi sebagai pembicara dan anggota dewan penasehat Otsuka Pharmaceuticals. Dia juga menerima hibah dari Kidney Foundation of Canada selama melakukan penelitian. Y. Pei telah menerima kompensasi atas partisipasinya dalam dewan penasehat untuk Otsuka, Reata Pharmaceuticals, dan Sanofi-Genzyme. Semua penulis yang tersisa tidak memiliki apa pun untuk diungkapkan.

Pendanaan

Pekerjaan ini didukung sebagian oleh Canadian Institute of Health Research Strategy for Patient-Oriented Research Program Grant in Chronic Kidney Disease Can-SOLVE CKD Network Program. MB Lanktree adalah penyelidik baru dalam program Pendidikan Inti dan Pelatihan Nasional Ilmuwan Penelitian Ginjal (KRESCENT) yang didanai oleh Institut Penelitian Kesehatan Kanada, Yayasan Ginjal Kanada, dan Masyarakat Nefrologi Kanada.

UNTUK INFORMASI LEBIH LANJUT:david.deng@wecistanche.com