APOL1与儿童慢性肾脏病：一项来自生物样本库与整合基因组学倡议(Biorepository and Integrative Genomics Initiative, BIG)的研究

《Pediatric Nephrology》：APOL1 and chronic kidney disease in pediatrics: a study from the Biorepository and Integrative Genomics Initiative

　　

摘要 背景：APOL1基因变异赋予非洲裔个体更高的肾脏疾病风险，尤其在纯合或复合杂合状态下。错义变异p.N264K已被证实在与G2等位基因共遗传时可减弱此风险。上述关联在成人中已确立，但儿童人群数据仍有限。研究人员利用田纳西大学健康科学中心生物样本库与整合基因组学倡议(BIG)，评估了多样化儿童队列中APOL1高危(high-risk, HR)基因型相关的慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)风险及p.N264K潜在的保护作用。 方法：本研究为2014–2022年纳入Le Bonheur儿童医院BIG倡议中非裔美国儿童的病例–对照研究。复合型CKD定义为间隔≥90天的两次检测均满足估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate, eGFR)<90 mL/min/1.73 m2或尿白蛋白肌酐比值(urine albumin-to-creatinine ratio, UACR)>30 mg/g。在APOL1 HR患者中评估p.N264K变异状态。采用校正年龄、性别及5个祖先主成分(principal components of ancestry)的逻辑回归模型评估CKD及蛋白尿的关联。 结果：CKD病例携带APOL1 HR基因型的优势升高8%（比值比(Odds Ratio, OR): 1.08，95%置信区间(Confidence Interval, CI): 0.88–1.33）。伴蛋白尿且携带APOL1 HR基因型的关联更强(OR: 1.41，95% CI: 1.02–1.92，p=0.03)。p.N264K变异在病例中检出率4.3%，对照组4.5%；其在HR个体中似可减弱CKD风险，但受样本量限制统计效能不足。 结论：APOL1 HR基因型与非裔美国儿童蛋白尿相关。p.N264K变异可能修饰此风险，值得进一步研究。

论文解读：APOL1与儿童慢性肾脏病——来自BIG倡议的研究

本研究发表于《Pediatric Nephrology》。

一、研究背景与立项依据

载脂蛋白L1基因（apolipoprotein L1 gene, APOL1）的G1和G2风险变异（kidney risk variants, G1/G2）在非洲裔人群中可抵抗锥虫感染，但也使纯合（G1/G1、G2/G2）或复合杂合（G1/G2）即高危（high-risk, HR）状态的个体罹患慢性肾脏病（chronic kidney disease, CKD）、局灶节段性肾小球硬化（focal segmental glomerulosclerosis, FSGS）及人类免疫缺陷病毒相关肾病（HIV-associated nephropathy, HIVAN）的风险显著升高。近年研究发现罕见错义变异p.N264K（rs73885316）可与G2等位基因共遗传并阻断APOL1孔形成功能，在成人中明显削弱G2相关的肾脏病风险。然而，APOL1 HR基因型及p.N264K保护性修饰效应对儿童CKD影响的研究十分有限。儿童CKD病因异于成人，早期识别遗传风险有助于靶向筛查与管理。为此，研究人员利用美国孟菲斯Le Bonheur儿童医院附属田纳西大学健康科学中心生物样本库与整合基因组学倡议（Biorepository and Integrative Genomics Initiative, BIG），开展病例–对照研究以明确APOL1 HR基因型与非裔美国儿童CKD/蛋白尿的关联，并探索p.N264K的潜在保护作用。

二、主要研究方法概述

研究人员开展回顾性病例–对照研究，样本队列来源于2014–2022年BIG倡议中自我报告非裔美国儿童（n=4039），其中CKD病例1077例、对照2962例。复合型CKD诊断要求间隔≥90天的两次检测符合eGFR<90 mL/min/1.73 m²（采用CKiD U25公式）或UACR>30 mg/g；UPCR及尿蛋白试纸结果按已发表公式转换为UACR。全外显子测序数据由Regeneron Genetics Center采用Illumina NovaSeq 6000平台产生，比对至GRCh38参考基因组，用DeepVariant进行变异识别，Variant Effect Predictor（VEP v110）注释；据此将APOL1基因型分为低风险（零或一个风险等位基因：G0/G0、G1/G0）和高风险（两个风险等位基因：G1/G1、G2/G2、G1/G2），同时判定p.N264K变异状态。统计学上分类变量采用卡方检验、连续变量采用Mann–Whitney U检验，Logistic回归校正年龄（线性+三次项）、性别及5个祖先主成分（principal components, PCs）计算OR及95% CI，p<0.05为差异有统计学意义，按p.N264K状态分层分析。

三、研究结果

General description of patient characteristics（患者基线特征描述）

从BIG倡议13382名参与者中筛选4039名非裔美国儿童，最终纳入1077例CKD病例与2962例对照。病例组年龄更大（中位6.1岁 vs 4.5岁），平均eGFR更低，高血压比例更高（11.8% vs 0.9%, p<0.001）。CKD病例中APOL1 HR基因型携带率为14.4%（155/1077），对照组为13.4%（396/2962）；p.N264K在病例中检出4.3%、对照中4.5%。

Association between APOL1 and CKD（APOL1与CKD的关联）

以复合CKD定义为结局，APOL1 HR状态与CKD的OR=1.08（95% CI: 0.88–1.33），未达显著性。当采用更严格eGFR切点（<60、<45 mL/min/1.73 m²）时OR分别升至1.30（95% CI: 0.90–1.83）和1.57（95% CI: 0.97–2.44）。以蛋白尿（UACR>30 mg/g）定义的病例中，APOL1 HR与蛋白尿显著相关（OR=1.41，95% CI: 1.02–1.92，p=0.032）。

将APOL1 HR结果按p.N264K分层显示：复合CKD模型中，p.N264K阳性者APOL1 HR的OR=0.94（95% CI: 0.20–2.98），p.N264K阴性者为OR=1.22（95% CI: 0.94–1.55）；蛋白尿模型中p.N264K阳性者OR=0.80（95% CI: 0.03–6.44，p=0.47），p.N264K阴性者OR=1.45（95% CI: 1.04–1.99，p=0.03）。提示p.N264K存在时APOL1 HR相关CKD/蛋白尿的OR数值降低，但因p.N264K携带者少（亚组样本量小）未能获统计学显著性的交互作用证据。

四、讨论与结论翻译

讨论指出，本研究利用大规模基因型–表型关联证实了APOL1 HR基因型与非裔美国儿童CKD尤其是蛋白尿的相关性，p.N264K变异存在时此关联的OR数值减弱，但因亚组样本量小未能得出统计学显著的保护效应；儿童中关联强度低于成人可能反映APOL1介导疾病有时间累积效应及儿童CKD病因异质性。研究局限性包括回顾性设计、CKD评估指标不完全统一（部分仅有血清肌酐或部分仅有尿检）、p.N264K携带者少致交互作用检验效能不足。优势在于大型临床–基因组链接的儿童队列及非洲裔人群代表性。

结论：APOL1 HR基因型与非裔美国儿童蛋白尿相关。p.N264K变异可能修饰此风险，值得进一步研究。