全基因组测序在 56.1% 早发性激素抵抗型肾病综合征(SRNS)家庭中鉴定出单基因病

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Human Genetics 3.8

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  为探索激素抵抗型肾病综合征(SRNS)遗传病因,研究人员对 41 个埃及 SRNS 家庭的 47 例患者开展全基因组测序。发现 23 个家庭(56.1%)存在致病变异,含 9 个新变异,NPHS2 为最常见致病基因。该研究为临床诊疗和遗传咨询提供重要依据。

  
肾病作为威胁人类健康的重要疾病,其复杂的发病机制一直困扰着医学界。激素抵抗型肾病综合征(SRNS)是其中棘手的类型,患者对糖皮质激素治疗无响应,病情易进展为终末期肾病。目前,全球 SRNS 的遗传诊断率普遍较低,传统基因 panel 或外显子测序的诊断率通常 < 30%,且在高近亲结婚率地区(如中东和北非),单基因隐性遗传病高发,SRNS 的遗传背景亟待深入解析。在此背景下,埃及开罗大学与埃及研究和再生医学中心(ECRRM)的研究人员合作,开展了一项针对早发性 SRNS 的全基因组测序研究,相关成果发表在《Human Genetics》,为 SRNS 的精准诊疗带来新突破。

研究人员从开罗大学儿童医院招募了 47 例早发性 SRNS 患者(来自 41 个无关家庭),包括先天性、婴儿期和儿童期起病者,其中 63.4% 家庭存在父母近亲结婚,56.1% 家庭有多个受累成员。研究采用全基因组测序技术,结合生物信息学分析、变异筛选及蛋白质建模,系统解析患者的遗传变异。

研究技术方法


研究主要采用以下关键技术:

  1. 全基因组测序:对患者 DNA 进行提取和质量评估后,构建 Illumina TruSeq 无 PCR 文库,通过 NovaSeq 6000 测序平台实现平均 30× 覆盖度的全基因组测序。
  2. 生物信息学分析:利用 DRAGEN 平台进行序列比对和变异检测,通过 Ensembl VEP、BaseSpace Variant Interpreter 等多软件注释和优先化变异。
  3. 变异验证与功能分析:采用 Sanger 测序确认新变异的家系共分离情况,结合 ACMG/ACGS 指南进行致病性分类,并通过 AlphaFold、PyMOL 等工具进行蛋白质结构建模和稳定性预测。

研究结果


临床特征与遗传诊断率


  • 患者中位年龄 6 岁,26% 存在肾外表现(如骨骼畸形、神经系统异常)。肾活检显示 51.9% 为局灶节段性肾小球硬化(FSGS),37% 为微小病变(MCD)。
  • 全基因组测序在 23 个家庭(56.1%)中检测到致病 / 可能致病变异,涉及 14 个基因,包括 9 个新变异(如 NPHS1、NPHS2、WT1 等基因的变异)。NPHS2 是最常见致病基因(8/23 家庭,34.8%),其次为 NPHS1、WT1 和 SMARCAL1(各 2/23 家庭)。

新变异与蛋白质建模


  • 新变异经 Sanger 测序验证,均符合相应基因的遗传模式(如常染色体隐性遗传),并提交至 LOVD 数据库。
  • 对 10 个错义变异进行蛋白质建模显示,70% 的变异显著影响蛋白质稳定性和功能,如 NPHS2 的 p.(Arg168Cys) 变异可能破坏离子相互作用,WT1 的 p.(Gly234Arg) 变异影响锌指结构域的 DNA 结合能力。

基因型 - 表型关联


  • 先天性和婴儿期起病患者的遗传诊断率更高(75% 和 80%),而儿童期起病者为 50%。
  • 携带截短变异(如无义、移码变异)的患者起病年龄更小(56±41 个月 vs. 101±53 个月),确诊时慢性肾病(CKD)分期更高,提示截短变异可能与更严重的临床表型相关。

研究结论与意义


本研究首次在非洲 / 中东地区采用全基因组测序作为一线诊断工具,在 56.1% 的 SRNS 家庭中明确单基因病因,显著高于传统测序技术的诊断率。研究扩展了 SRNS 的致病基因谱,证实 NPHS2 在埃及人群中的高频致病性,并发现新的基因型 - 表型关联(如 C12orf57 变异与 Temtamy 综合征、Chr16p11.2 缺失与多系统异常的关联)。

研究结果对临床实践具有多重意义:

  1. 精准诊疗:避免遗传性 SRNS 患者接受不必要的免疫抑制治疗,减少药物副作用。
  2. 遗传咨询与产前诊断:为近亲结婚家庭提供风险评估,通过基因检测筛选合适的肾移植供体,避免显性遗传病(如 WT1、COL4A3 相关疾病)的家族传递。
  3. 研究拓展:全基因组测序数据为未来新致病基因的发现奠定基础,助力开发基于分子分型的靶向疗法。

该研究不仅提升了对 SRNS 遗传机制的认知,也为高近亲结婚地区的遗传病诊疗提供了范例,推动基因组医学在肾病领域的应用,有望改善全球 SRNS 患者的临床结局。

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