การตรวจหาตัวแปร MUC1 ในผู้ป่วยที่ได้รับการวินิจฉัยทางคลินิกว่ามีโรคไตจากท่อร่วมไต autosomal dominant tubulointerstitial

การแนะนำ

โรคไต autosomal เด่น tubulointerstitial (ADTKD) -MUC1 ส่วนใหญ่เกิดจากการกลายพันธุ์ของเฟรมเนื่องจากการแทรกฐานเดียวในภูมิภาคตัวแปรจำนวนตีคู่ซ้ำ (VNTR) ใน MUC1 เนื่องจากความซับซ้อนของฮอตสปอตตัวแปร การระบุโดยใช้ short-read sequencers (SRS) จึงเป็นสิ่งที่ท้าทาย แม้ว่าการศึกษาล่าสุดได้เปิดเผยถึงประโยชน์ของ long-read sequencers (LRSs) แต่ความชุกของตัวแปร MUC1 ในผู้ป่วยที่สงสัย ADTKD ทางคลินิกยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด เรามีวัตถุประสงค์เพื่อชี้แจงความชุกและลักษณะทางพันธุกรรมและอาการแสดงทางคลินิกของ ADTKD-MUC1 ในประชากรญี่ปุ่นโดยใช้ SRS และ LRS

วิธีการ

ตั้งแต่เดือนมกราคม 2558 ถึงธันวาคม 2562 การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมได้ดำเนินการโดยใช้ SRS ในผู้ป่วย 48 รายที่มีอาการ ADTKD ที่สงสัยทางคลินิก การวิเคราะห์เพิ่มเติมดำเนินการโดยใช้ LRS ในผู้ป่วยที่มีผล SRS เป็นลบ

ผลลัพธ์

ผลการจัดลำดับการอ่านแบบสั้นเผยให้เห็นตัวแปร MUC1 ในผู้ป่วย 1 รายที่มีการแทรกไซโตซีนในหน่วยซ้ำที่สองของภูมิภาค VNTR; อย่างไรก็ตาม SRS ไม่สามารถอ่านภูมิภาค VNTR ที่ลึกกว่าได้ ดังนั้นเราจึงทำการวิเคราะห์ลำดับการอ่านแบบยาวของผู้ป่วย 39 ราย และตรวจพบตัวแปร MUC1 VNTR ในผู้ป่วย 8 ราย (โดยรวมแล้ว 9 รายจากครอบครัวที่ไม่เกี่ยวข้องกัน) เมื่อรวมผู้ป่วยที่ได้รับผลกระทบจากครอบครัว (n ¼ 31) อายุมัธยฐานของการเกิดโรคไตระยะสุดท้าย (ESKD) คือ 45 ปี (95 เปอร์เซ็นต์ CI: 40–40 ปี)

บทสรุป

ในประเทศญี่ปุ่น อัตราการตรวจพบ MUC1 แปรผันในผู้ป่วยที่สงสัยว่าเป็น ADTKD ทางคลินิกคือ 18.8 เปอร์เซ็นต์ ผู้ป่วยมากกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ที่มีผล SRS เป็นลบมีการตรวจพบ MUC1 โดย LRS

คำหลัก

เอดีทีเคดี; ADTKD-MUC1; ลำดับการอ่านแบบยาว เอ็มซีเคดี; เอ็นจีเอส; ลำดับ SMRT

คลิกที่นี่เพื่อรับประโยชน์ของ Cistanche

ADTKD เป็นกลุ่มของโรคไตที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมซึ่งมีลักษณะของการเกิดพังผืดในท่อระหว่างหน้าและท่อฝ่อที่นำไปสู่ ​​ESKD ADTKD สามารถแบ่งออกเป็นประเภทย่อยตามความบกพร่องทางพันธุกรรมที่เป็นสาเหตุ รวมถึงความผิดปกติใน UMOD, MUC1, REN, HNF1B และ SEC61A1 เนื่องจากความไม่เฉพาะเจาะจงของลักษณะการรวมกันทั่วไปของ ADTKD รวมถึงความผิดปกติของตะกอนในปัสสาวะแบบอ่อนโยนและโปรตีนในปัสสาวะเล็กน้อยถึงเป็นลบ ADTKD จึงสันนิษฐานว่าได้รับการวินิจฉัยต่ำเกินไป

MUC1 เป็นไกลโคโปรตีนของเยื่อหุ้มเซลล์ที่แสดงออกอย่างสูงในเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนปลายของส่วนปลายขาขึ้นที่หนาของห่วงเฮนเล ท่อโค้งส่วนปลาย และท่อสะสม สาเหตุทางพันธุกรรมที่พบบ่อยที่สุดของ ADTKD-MUC1 คือการเปลี่ยนแปลงของเฟรมที่เกิดจากการแทรกของเบสเดียวใน VNTR polymorphism ของ MUC1 (OMIM 158340; 1q22) ใน exon 2.5 การกลายพันธุ์นี้จะยุติการสังเคราะห์โปรตีน MUC1 หลังจากภูมิภาค VNTR และ สร้างโปรตีนที่สั้นลงใหม่ (MUC1fs) ที่ไม่มีโดเมน C-terminal (รูปที่ 1a) จากนั้น MUC1fs จะสะสมในไซโตพลาสซึมเนื่องจากการขนส่งโปรตีนภายในเซลล์ที่ผิดปกติ บริเวณ VNTR แสดงการแปรผันระหว่างบุคคลอย่างมาก เนื่องจากประกอบด้วย 60-หน่วยนิวคลีโอไทด์ที่ทำซ้ำ 20 ถึง 125 ครั้ง โดยแต่ละอัลลีลมีการทำซ้ำที่ไม่ซ้ำกัน (รูปที่ 1b) ดังนั้น การตรวจจับตัวแปรของยีนโดยใช้ SRS จึงเป็นสิ่งที่ท้าทายเนื่องจากความซับซ้อนของฮอตสปอตของตัวแปร

การศึกษาก่อนหน้านี้ได้ใช้วิธีการอื่น ซึ่งรวมถึงแมสสเปกโตรเมทรีและการขยายโพรบตามที่ระบุไว้ เพื่อตรวจหาตัวแปรเชิงสาเหตุ อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้มีความต้องการทางเทคนิค การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้พบประโยชน์ของ LRS ซึ่งใช้วิธีการหาลำดับโมเลกุลแบบเรียลไทม์ (SMRT) เดี่ยวเพื่อระบุตัวแปร MUC1 VNTR อย่างไรก็ตาม ตัวแปร MUC1 VNTR ยังไม่ได้รับการระบุในประชากรญี่ปุ่น นอกจากนี้ยังไม่ทราบความชุกของตัวแปร MUC1 ในผู้ป่วยที่สงสัย ADTKD ทางคลินิก ดังนั้น จุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือเพื่อชี้แจงความชุกนี้ รวมถึงลักษณะทางพันธุกรรมและอาการแสดงทางคลินิกของ ADTKD-MUC1 ในประชากรญี่ปุ่น ที่นี่ เราวินิจฉัยผู้ป่วย 9 รายที่มี ADTKD-MUC1 ซึ่งตรวจพบตัวแปร VNTR โดยใช้ SRS (n ¼ 1) หรือ LRS (n ¼ 8) ในบรรดาผู้ป่วย ADTKD ที่สงสัยทางคลินิก 48 ราย

วิธีการ

1. ผู้เข้าร่วม

ระหว่างเดือนมกราคม 2015 ถึงธันวาคม 2019 เราทำการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมในผู้ป่วย 48 รายที่สงสัย ADTKD ทางคลินิก ผู้เข้าร่วมมีความผิดปกติของไตโดยไม่ทราบสาเหตุ มีความผิดปกติของปัสสาวะเล็กน้อยถึงติดลบ ผู้ป่วยได้รับการวินิจฉัยทางคลินิกว่ามี ADTKD หากมีประวัติครอบครัวที่เป็นบวกเกี่ยวกับโรคไตเรื้อรังและ/หรือภาวะกรดยูริกในเลือดสูง หรือหากผลการตรวจทางพยาธิวิทยาจากการตรวจชิ้นเนื้อไตพบว่าเป็นโรคไตเรื้อรังเกี่ยวกับไขกระดูก โรคไตอักเสบหรือความเสียหายของสิ่งของคั่นระหว่างหน้าเรื้อรัง เราไม่รวมผู้ป่วยที่มีความผิดปกติของไตและ/หรืออาการนอกไต ตัวอย่าง DNA ได้รับการวิเคราะห์ครั้งแรกโดยใช้ SRS จากนั้นทำการตรวจสอบเพิ่มเติมในผู้ป่วยที่มีผล SRS เป็นลบ (n ¼ 39) โดยใช้ LRS ตัวอย่างและข้อมูลทางคลินิกทั้งหมดได้มาจากโรงพยาบาลส่งต่อในญี่ปุ่น การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมดำเนินการหลังจากได้รับความยินยอมเป็นลายลักษณ์อักษรจากผู้ป่วยและ/หรือผู้ปกครอง หากผู้ป่วยเป็นผู้เยาว์ การศึกษานี้ได้รับการอนุมัติจาก Institutional Review Board of the Kobe University School of Medicine (หมายเลขอนุมัติ 301)

2. ลำดับการอ่านสั้น ๆ

Genomic DNA was extracted from peripheral blood leukocytes using the QuickGene Mini 80 system (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Tokyo, Japan). For targeted sequencing using an SRS, samples were prepared using HaloPlex (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) according to the manufacturer's instructions. Paired-end sequencing was performed on the MiSeq platform (Illumina, San Diego, CA). HaloPlex was used for targeted sequencing of 128 genes (version 2, Supplementary Table S1), 172 genes (version 4, Supplementary Table S2), 159 genes (version 5, Supplementary Table S3), 164 genes (version 6, Supplementary Table S4), 181 genes (version 7, Supplementary Table S5), and 183 genes (version 8, Supplementary Table S6) associated with congenital anomalies of the kidney and urinary tract, cystic kidneys, ADTKD, and nephronophthisis. The HaloPlex version used for each patient is found in Supplementary Table S7. Reads were aligned to the reference human genome (GRCh37/Hg19) using SureCall 4.0, which is a desktop application combining algorithms for end-to-end next-generation sequencing data analysis from alignment to categorization of mutations (Agilent Technologies). We excluded called variants with minor allele frequencies >1 เปอร์เซ็นต์ในฐานข้อมูลความแปรปรวนของมนุษย์ที่เปิดเผยต่อสาธารณะ เช่น ฐานข้อมูลความแปรปรวนทางพันธุกรรมของมนุษย์ (http://www.genome.med.kyoto-u.ac.jp/SnpDB/), gnomAD (https://gnomad.broadinstitute .org/) และฐานข้อมูลโครงการ 1,000 จีโนม (1,000G) (https://www. internationalgenome.org/data) ตัวแปรของผู้สมัครถูกเลือกโดยใช้ซอฟต์แวร์การทำนายเชิงคำนวณ, SIFT (https://sift.bii.astar.edu.sg/), PolyPhen-2 (http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/) , Mutation Taster (http://www.mutationtaster.org/) และ CADD (https://cadd.gs.washington.edu/snv) แล้วจัดประเภทเป็นก่อโรค มีแนวโน้มก่อโรค หรือมีนัยสำคัญที่ไม่แน่นอน ตาม แนวปฏิบัติของ American College of Medical Genetics and Genomics9

3. การเตรียมห้องสมุดและการจัดลำดับการอ่านแบบยาว (ลำดับ SMRT)

แอมพลิคอนถูกรวมเข้าด้วยกันในอัตราส่วนที่เท่ากันและเตรียมไว้สำหรับไลบรารีลำดับ SMRTbell โดยใช้ SMRTbell Express Template Prep Kit 20 (Pacific Biosciences, Menlo Park, CA) ตามคำแนะนำของผู้ผลิต ต่อจากนั้น เทมเพลตลำดับถูกสร้างขึ้นโดยการติดซีเควนซ์ไพรเมอร์เวอร์ชัน 2 และ DNA โพลิเมอเรสเข้ากับอะแด็ปเตอร์ที่ปลายทั้งสองของไลบรารีลำดับ และเทมเพลตถูกโหลดไปยังเซลล์ SMRT การจัดลำดับ SMRT ดำเนินการโดยใช้ PacBio Sequel II System พร้อมด้วย Sequel II Sequencing Kit 20 ข้อมูลลำดับถูกวิเคราะห์ด้วย SMRT Link เวอร์ชัน 9.0.0 และได้รับลำดับที่สอดคล้องกันที่มีความแม่นยำสูง หลังจากนั้นจึงทำการจัดกลุ่มลำดับโดยใช้เครื่องมือวิเคราะห์ "pbaa" ซึ่งเหมาะสำหรับการวิเคราะห์ลำดับซ้ำๆ การเตรียมห้องสมุด การจัดลำดับ และการวิเคราะห์ชีวสารสนเทศของการจัดลำดับ SMRT ดำเนินการโดย Takara Bio (Kusatsu, Shiga, Japan) ลำดับนิวคลีโอไทด์ จำนวนการอ่าน และความถี่อัลลีลถูกรวบรวมเป็นไฟล์ Excel สำหรับผู้ป่วยแต่ละราย (ไม่เปิดเผยข้อมูล) สำหรับแต่ละลำดับที่ระบุ เราสร้างลำดับขึ้นใหม่ด้วยตนเองทุกๆ 60 ฐานต่อบรรทัด ตามที่อธิบายโดย Kirby และคณะ 5 (รูปที่ 1b) เนื่องจากข้อผิดพลาด PCR ที่อาจเกิดขึ้นในลำดับ VNTR ที่ซับซ้อน จึงตรวจพบหลายลำดับในผู้ป่วยแต่ละราย ระบุลำดับที่ถูกต้องโดยการเปรียบเทียบผลลัพธ์ LRS กับอิเล็กโทรฟีโรแกรมของแอมพลิคอนที่ได้รับโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ทางชีวภาพ (ตารางเสริม S8) ในกรณีส่วนใหญ่ ลำดับ 2 อันดับแรกที่มีจำนวนการอ่านสูงสุดจะถูกพิจารณาว่าถูกต้อง อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี ลำดับที่มีจำนวนการอ่านที่พบมากที่สุดเป็นอันดับสามหรือต่ำกว่านั้นถูกกำหนดว่าถูกต้องหากขนาดของลำดับนั้นตรงกับพีคของอิเล็กโตรโฟรีซิสที่ตรวจพบโดยเครื่องวิเคราะห์ทางชีวภาพ (SC449, SC511, SC534, SC560, SC566, SC593, SC616, และ SC639) เนื่องจากความไม่มีประสิทธิภาพของการขยาย PCR ของอัลลีลยาวเมื่อขนาดของพื้นที่ VNTR ของ 2 อัลลีลแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

ผง Cistanche และสารสกัดจาก Cistanche

การอภิปราย

ตามความรู้ของเรา นี่เป็นรายงานฉบับแรกของการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมของตัวแปร MUC1 VNTR ที่ตรวจพบโดยใช้การรวมกันของ SRS และ LRS ในกลุ่มประชากรญี่ปุ่น เราระบุการกลายพันธุ์ของ MUC1 VNTR ในผู้ป่วย 9 รายจากครอบครัวที่ไม่เกี่ยวข้องกัน นอกจากนี้ อัตราการตรวจจับของตัวแปร MUC1 ในผู้ป่วยที่สงสัย ADTKD ทางคลินิกคือ 18.8 เปอร์เซ็นต์

เนื่องจากความซับซ้อนของฮอตสปอตของตัวแปร การตรวจหาตัวแปร MUC1 VNTR โดยการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมตามปกติโดยใช้ SRS จึงเป็นสิ่งที่ท้าทาย และโดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้วิธีอื่นๆ เช่น วิธีสแนปช็อตหรือแมสสเปกโตรเมตรี น่าเสียดายที่วิธีการเหล่านี้มีความต้องการทางเทคนิคและดำเนินการในห้องปฏิบัติการเพียงไม่กี่แห่งทั่วโลกเท่านั้น 5,6 Wenzel และคณะ ดำเนินการจัดลำดับ SMRT และยืนยันการวินิจฉัยทั้งหมดในผู้เข้าร่วมชาวยุโรปจาก 9 ตระกูลที่ตรวจพบตัวแปร MUC1 VNTR ก่อนหน้านี้โดยใช้วิธีสแน็ปช็อต Wang และคณะ 8 ยังเปิดเผยถึงประโยชน์ของการจัดลำดับ SMRT เพื่อตรวจหาการกลายพันธุ์ของ MUC1 VNTR ในครอบครัวชาวจีนขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการออกแบบการศึกษาของพวกเขา การศึกษา 2 ชิ้นนี้ไม่ได้ระบุอัตราการตรวจพบของตัวแปร MUC1 VNTR ในผู้ป่วยที่สงสัย ADTKD ทางคลินิก ในการศึกษานี้ เราชี้แจงว่าอัตราการวินิจฉัยของตัวแปร MUC1 ในผู้ป่วยที่สงสัยว่าเป็น ADTKD ทางคลินิกคือ 18.8 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งอาจช่วยให้มีความน่าจะเป็นที่แม่นยำมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการให้คำปรึกษาทางพันธุกรรม

ข้อมูลเกี่ยวกับความชุกของ ADTKD-MUC1 มีจำกัด แม้ว่าการศึกษาก่อนหน้านี้จะเปิดเผยความชุกของ 0.7 ถึง 4 ต่อล้านในสหรัฐอเมริกาและไอร์แลนด์ 3,13 การศึกษาในอังกฤษเปิดเผยความชุกโดยประมาณของ ADTKD -UMOD 9 ต่อล้าน แสดงว่า ADTKD-UMOD เป็นโรคไตที่พบบ่อยที่สุดที่ไม่ใช่ถุงน้ำ 14 ในการศึกษาของเรา ผู้ป่วย 9 รายมี MUC1 แปรปรวน ในขณะที่ 6 รายมี UMOD แปรปรวน บ่งชี้ว่า ADTKD-MUC1 อาจเป็น 1 ในชนิดย่อยของโรคที่พบบ่อยที่สุดของ เอดีทีเคดี.

แม้จะมีความซับซ้อนทางโครงสร้างของบริเวณ MUC1 VNTR แต่ SRS ก็สามารถตรวจพบความแปรปรวนในผู้ป่วย 3 ราย ซึ่งทุกคนมีการกลายพันธุ์ที่เหมือนกัน: ไซโตซีนที่ใส่เข้าไปในไซโตไซน์ 7 ตัวติดต่อกันที่ส่วนท้ายของหน่วยนิวคลีโอไทด์ 60-ในการทำซ้ำครั้งที่สองของ วทน. สันนิษฐานว่าตัวแปรในส่วนตื้นของ MUC1 VNTR (จนกระทั่งทำซ้ำครั้งที่สามของ VNTR) จะสามารถตรวจจับได้แม้ว่า DNA จะถูกแยกส่วน (100–200 คู่เบสต่อการอ่าน) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเตรียมตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ SRS Yamamoto et al.15 ระบุการกลายพันธุ์ของเฟรมชิฟต์อื่นที่อยู่ก่อนภูมิภาค MUC1 VNTR โดยใช้ SRS (ลำดับที่แปลกใหม่ทั้งหมด) การกลายพันธุ์นี้ยังสร้างโปรตีนที่ถูกตัดทอนอย่างผิดปกติในลักษณะเดียวกับการกลายพันธุ์ที่จัดตำแหน่งภายใน VNTR15 ผลลัพธ์เหล่านี้เสนอแนะว่าการวิเคราะห์ SRS อาจมีประโยชน์สำหรับการตรวจจับแวเรียนต์ที่ตำแหน่งก่อนหรือภายในบริเวณตื้นของ VNTR

ในการศึกษาของเรา ผู้ป่วย 7 ใน 9 รายที่มีตัวแปร MUC1 VNTR มีลำดับหน่วยนิวคลีโอไทด์ 60-เหมือนกันซึ่งมีไซโตซีนที่ใส่เข้าไป (ตารางที่ 2) ในการศึกษาก่อนหน้านี้ซึ่งดำเนินการวิเคราะห์ลำดับพันธุกรรมแบบอ่านยาวสำหรับ MUC1 VNTR ตรวจพบตัวแปรเดียวกันใน 9 ตระกูลในกลุ่มยุโรป 7 และครอบครัวจีนขนาดใหญ่ 8 นอกจากนี้ ตรวจพบการกลายพันธุ์นี้โดยใช้วิธีสแน็ปช็อตและถูก กำหนดเป็น "27dupC."12 Olinger et al.16 รายงานว่าความชุกของตัวแปร 27dupC คือ 93.5 เปอร์เซ็นต์ใน 2 การลงทะเบียนของ ADTKD ในยุโรปและสหรัฐอเมริกา จากการค้นพบเหล่านี้ ข้อมูลของเราระบุว่าตัวแปร 27dupC เป็นการกลายพันธุ์ของ MUC1 ที่พบมากที่สุดในกลุ่มชาวญี่ปุ่น

อาหารเสริม Cistanche

มีการรายงานจำนวนการทำซ้ำ VNTR เป็น 20 ถึง 253 ; อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาของเรา จำนวนซ้ำของ VNTR อยู่ระหว่าง 30 ถึง 82 โดย 80 เปอร์เซ็นต์ของอัลลีลมีการทำซ้ำ 30 ถึง 36 ครั้ง การศึกษาก่อนหน้านี้ในยุโรปรายงานว่าเปอร์เซ็นต์ของอัลลีลที่มีการทำซ้ำ 30 ถึง 36 ครั้งคือ 39 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งอาจได้รับการสนับสนุนจากความเป็นเนื้อเดียวกันทางชาติพันธุ์ของประชากรญี่ปุ่น การศึกษาปัจจุบันพบว่าอายุเฉลี่ยในการพัฒนา ESKD คือ 45 ปี (95 เปอร์เซ็นต์ CI: 40–50 ปี) ในผู้ป่วย ADTKD-MUC1 รวมถึงผู้ป่วยที่ได้รับผลกระทบจากครอบครัวในกลุ่มชาวญี่ปุ่น (9 ครอบครัว, n ¼ 31) การศึกษาก่อนหน้านี้ประเมินบุคคล 147 คน รวมถึงผู้ป่วยที่มีการกลายพันธุ์ของ MUC1 และสมาชิกในครอบครัวที่ได้รับผลกระทบ และเปิดเผยว่าอายุเฉลี่ยในการพัฒนา ESKD คือ 44.9 15.4 ปี17 ในทางตรงกันข้าม งานวิจัยล่าสุดที่ใช้กลุ่มที่แตกต่างกันระบุว่าเวลามัธยฐานของการรอดชีวิตของไตใน ผู้ป่วย 104 รายที่มี ADTKD-MUC1 อายุ 36 ปี (ช่วงระหว่างควอไทล์: 30–46 ปี) ซึ่งอาจอธิบายได้โดยการยกเว้นสมาชิกในครอบครัวที่ได้รับผลกระทบซึ่งไม่ได้รับการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม 16 นอกจากนี้ยังมีรายงานความแปรปรวนระหว่างครอบครัวและภายในครอบครัวในผู้ป่วย ด้วยตัวแปร MUC1, 8,17,18 แม้ว่าจะยังไม่ทราบการมีอยู่ของยีนดัดแปลงหรือปัจจัยอื่น ๆ ในช่วงเวลาการศึกษาเดียวกัน เรายังตรวจพบการกลายพันธุ์ใน HNF1B ซึ่งเป็นยีนที่ก่อให้เกิด ADTKD ในผู้ป่วย 19 ราย อย่างไรก็ตาม ผู้ป่วยที่มีการกลายพันธุ์ของ HNF1B ที่สงสัยในทางคลินิกไม่รวมอยู่ในการศึกษาของเราเมื่อลงทะเบียน เนื่องจากผู้ป่วยเหล่านี้ส่วนใหญ่มีความแตกต่างทางคลินิกจากผู้ที่มี ADTKD-MUC1 เนื่องจากความผิดปกติทางสัณฐานวิทยาในระบบทางเดินปัสสาวะของไต และ/หรือประวัติครอบครัวที่โดดเด่นของ autosomal โรคเบาหวานที่เริ่มมีอาการในระยะเริ่มต้นและ/หรือภาวะแม่เหล็กในเลือดต่ำ และก่อนหน้านี้เราได้รายงานเกี่ยวกับประชากรผู้ป่วยรายนี้19 แท้จริงแล้ว โรคไต: รายงานฉันทามติของผลลัพธ์ระดับโลกที่ดีขึ้น และการทบทวนล่าสุดเกี่ยวกับ ADTKD แนะนำว่าควรสงวนคำว่า ADTKD-HNF1B ไว้สำหรับกรณีเหล่านั้น ซึ่งภาวะพังผืดในท่อไตเป็นอาการแสดงนำ เนื่องจากมีเพียงไม่กี่กรณีเท่านั้นที่เป็นโรคทูบูโลคั่นระหว่างหน้าเท่านั้น1,20 ภาวะโลหิตจางในเด็ก ความดันเลือดต่ำเล็กน้อย และภาวะโพแทสเซียมสูงเล็กน้อยถือเป็นคุณสมบัติเฉพาะของ ADTKD-REN อย่างไรก็ตาม การศึกษากลุ่มระหว่างประเทศเมื่อเร็วๆ นี้เกี่ยวกับลักษณะทางคลินิกของผู้ป่วย ADTKD-REN 111 ราย รายงานว่าประมาณร้อยละ 70 ของผู้ป่วยที่เข้ารับการรักษาในสถาบันทางการแพทย์สำหรับโรคไตเรื้อรังหรือโรคเกาต์21 จากรายงานนี้ ภาวะโลหิตจางในเด็กมีอยู่ในร้อยละ 75.8 ของ ผู้ป่วยแต่ความรุนแรงค่อนข้างน้อย ระดับฮีโมโกลบินเฉลี่ยอยู่ที่ 9.6, 10.1 และ 10.5 g/dl สำหรับอายุ<10 years, 10 to <15 years, and 15 to <20 years, respectively.21 Although hypotension was not reported in the article, the severity of hyperkalemia was mild and the mean serum potassium level in patients who were not taking fludrocortisone was 4.8 mEq/l.21 Childhood anemia, hypotension, or hyperkalemia may often be overlooked, and they are not always specific to ADRKD-REN; thus, we did not exclude participants with these findings. ADTKD-SEC61A1 is much rare than other ADTKD subtypes, with 6 families reported as of date.22 Patients harboring SEC61A1 mutation present with specific features, such as intrauterine growth retardation, cleft palate, congenital anemia, neutropenia, and immunodeficiency.3,22 Although the clinical manifestations of ADTKD-REN have not been completely clarified owing to the small number of reported cases, patients presenting with these specific features can be clearly distinguished from those with ADTKD-MUC1.

ซิสแทนเช ตูบูโลซา

การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้เกี่ยวกับกลไกระดับโมเลกุลและเซลล์ของ ADTKD-MUC1 ได้เปิดเผยว่าภาวะนี้เป็นโปรตีนพิษที่เกิดจากการสะสมภายในเซลล์ของโปรตีน MUC1 ที่ไม่ถูกพับ 11,23 Dvela-Levitt et al.24 รายงานการใช้ BRD4780 ซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก เพื่อเปลี่ยนเส้นทางการหลั่งไปยังไลโซโซม การเปิดเผยว่า MUC1fs ถูกกำจัดในหนูที่น็อคอินและออร์แกนอยด์ของผู้ป่วย และเน้นศักยภาพในการรักษาของ BRD4780 ดังนั้น การวินิจฉัยที่แม่นยำของตัวแปร MUC1 อาจมีความสำคัญต่อการพัฒนาสารรักษาโรคที่มีประสิทธิภาพ การศึกษาของเรามีข้อจำกัดหลายประการ ประการแรก ผู้เข้าร่วมการศึกษาของเราทั้งหมดเป็นชาวญี่ปุ่น และขนาดตัวอย่างของเรามีขนาดเล็กเนื่องจากระยะเวลาการศึกษาสั้น ด้วยลักษณะย้อนหลังของการศึกษานี้ เรายังไม่สามารถรับข้อมูลทางคลินิกระยะยาว เช่น การพยากรณ์โรคของไต ประการที่สอง มีการสังเกตการแทรกฐานเดี่ยวแม้ในอัลลีลที่ไม่มีการกลายพันธุ์ เนื่องจากมีอัตราข้อผิดพลาดสูง จึงเป็นเรื่องยากที่จะได้ชุดประกอบคุณภาพสูงเพื่อตรวจหาตัวแปรนิวคลีโอไทด์เดี่ยวหรือ indels โดยใช้ LRS จำเป็นต้องรวมเทคโนโลยีการจัดลำดับเพื่อตรวจจับการแปรผันทางพันธุกรรมประเภทต่างๆ ทั้งหมด ซึ่งจะเพิ่มต้นทุนและความซับซ้อนของโครงการ ดังนั้น PacBio จึงคิดค้นระบบการจัดลำดับใหม่ ซึ่งมีชื่อว่า Circular Consensus Sequencing การจัดลำดับฉันทามติแบบวงกลมทำให้การอ่านมีความเที่ยงตรงสูงด้วยความแม่นยำ 99.8 เปอร์เซ็นต์ และความยาวเฉลี่ย 13.5 กิโลเบส ซึ่งช่วยลดอัตราข้อผิดพลาดในการจัดลำดับได้อย่างมาก 25 วิธีการจัดลำดับนี้ยังนำไปใช้ในการศึกษาของเราด้วย ดังนั้น เมื่อพิจารณาถึงการปรับปรุงความแม่นยำในการจัดลำดับ การแทรกฐานเดี่ยวอาจเกิดจากข้อผิดพลาด PCR แม้ว่า KOD Hot Start DNA polymerase ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการขยายของเป้าหมายที่ยากที่สุด แต่ DNA polymerases อื่นๆ 26 ชนิด ซึ่งมีความเที่ยงตรงสูงกว่า KOD (เช่น Phusion) อาจมีส่วนช่วยลดอัตราความผิดพลาดของ PCR27 ล่าสุด การศึกษาได้พบโปรโตคอลที่ปราศจากการขยายสำหรับการเพิ่มคุณค่าเป้าหมายโดยใช้การทำซ้ำแบบพาลินโดรมิกสั้น ๆ แบบคลัสเตอร์อย่างสม่ำเสมอแบบเว้นวรรค / ระบบ Cas928,29 วิธีการใหม่นี้น่าจะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า ประการที่สาม เรายังไม่ได้ตรวจสอบวิธีการอื่นที่สามารถอำนวยความสะดวกในการวินิจฉัย เช่น การตรวจภูมิคุ้มกันของตัวอย่างไตหรือเซลล์ที่ได้จากปัสสาวะ Kirby et al., 5 คนแรกที่รายงานการกลายพันธุ์เชิงสาเหตุของ ADTKD-MUC1 ได้ทำการวิเคราะห์อิมมูโนฮิสโตเคมีของตัวอย่างไตจากผู้ป่วยที่มีการกลายพันธุ์ของ MUC1 พวกเขารายงานว่าแม้ว่าการสร้างภูมิคุ้มกันในการควบคุมปกติจะส่งผลให้เกิดการย้อมสีที่ไม่เฉพาะเจาะจง แต่ผู้ป่วยที่มีการกลายพันธุ์ของ MUC1 แสดงรูปแบบการย้อมสีภายในเซลล์ที่เฉพาะเจาะจงในวง Henle, ท่อส่วนปลายและท่อรวบรวม 5 มีรายงานการวิเคราะห์การสร้างภูมิคุ้มกันที่คล้ายคลึงกันของโปรตีน MUC1 ที่กลายพันธุ์ 11,13,18,30 Yamamoto และคณะ ตรวจพบโปรตีน MUC1 กลายพันธุ์ใน exosomes ของปัสสาวะ แม้ว่าอาการทางคลินิกของ ADTKD-MUC1 จะไม่เฉพาะเจาะจง แต่การวิเคราะห์ที่ไม่เกี่ยวกับพันธุกรรมเหล่านี้อาจสนับสนุนการวินิจฉัยทางคลินิก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบประโยชน์ของการวิเคราะห์ที่ไม่ใช่พันธุกรรมร่วมกับผลการศึกษาของเรา โดยสรุป การศึกษาของเราเผยให้เห็นว่าการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมแบบผสมผสานกับ SRS และ LRS นั้นมีประโยชน์สำหรับการตรวจหา MUC1 VNTR ที่แปรปรวนในกลุ่มประชากรญี่ปุ่น และความชุกของ ADTKD-MUC1 อาจสูงในประชากรกลุ่มนี้ การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมแบบผสมผสานโดยใช้ SRS และ LRS มีแนวโน้มที่จะปรับปรุงอัตราการวินิจฉัยของ ADTKD-MUC1 และอาจนำไปสู่การพัฒนาแนวทางการรักษาที่เหมาะสมที่สุด

อ้างอิง

1. Eckardt KU, Alper SL, Antignac C และอื่น ๆ โรคไตจากท่อคั่นระหว่างหน้า autosomal เด่น: การวินิจฉัย การจำแนก และการจัดการ—รายงานฉันทามติของ KDIGO โรคไต 2558;88:676–683. https://doi.org/10. 1038/ki.2015.28

2. โบลาร์ NA, Golzio C, Zivná M และอื่น ๆ การกลายพันธุ์ของ SEC61A1 ที่สูญเสียการทำงานแบบเฮเทอโรไซกัสทำให้เกิดโรคท่อไตและถุงน้ำในไตที่มี autosomal-dominant และโรคโลหิตจาง Am J Hum Genet. 2559;99:174–187. https://doi.org/ 10.1016/j.ajhg.2016.05.028

3. Devuyst O, Olinger E, Weber S และอื่น ๆ โรคไต autosomal เด่น tubulointerstitial Nat Rev Dis ไพรเมอร์ 2019;5:60. https://doi.org/10.1038/s41572-019-0109-9

4. Patton S, Gendler SJ, Spicer AP เมือกเยื่อบุผิว MUC1 ของน้ำนม ต่อมน้ำนม และเนื้อเยื่ออื่นๆ Biochim Biophys แอคต้า 2538;1241:407–423. https://doi.org/10.1016/0304-4157 (95)00014-3

5. Kirby A, Gnirke A, Jaffe DB และอื่นๆ การกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคไตเรื้อรังชนิดที่ 1 อยู่ใน VNTR ขนาดใหญ่ใน MUC1 ที่พลาดไปโดยการจัดลำดับขนานอย่างหนาแน่น ณัฐ เจนเนตร. 2556;45:299–303. https://doi.org/10.1038/ng.2543

6. Ekici AB, Hackenbeck T, Morinière V และอื่น ๆ พังผืดที่ไตเป็นลักษณะทั่วไปของโรคไตในท่อคั่นระหว่างหน้า autosomal ที่เกิดจากการกลายพันธุ์ใน mucin 1 หรือ uromodulin โรคไต 2014;86:589–599. https://doi.org/10.1038/ki. 2014.72

7. Wenzel A, Altmueller J, Ekici AB และคณะ การจัดลำดับตามเวลาจริงของโมเลกุลเดี่ยวใน ADTKD-MUC1 ช่วยให้สามารถประกอบ VNTR ได้อย่างสมบูรณ์และวางตำแหน่งที่แน่นอนของการกลายพันธุ์เชิงสาเหตุ ตัวแทนวิทยาศาสตร์ 2018;8:4170. https://doi.org/10.1038/s41598-018-22428-0

8. Wang GQ, Rui HL, Dong HR และอื่นๆ การจัดลำดับ SMRT เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับการวินิจฉัย ADTKD-MUC1 ผ่านการวิเคราะห์ติดตามผลของครอบครัวชาวจีน ตัวแทนวิทยาศาสตร์ 2020;10:8616 https://doi.org/10.1038/s41598-020-65491-2

9. Richards S, Aziz N, Bale S และคณะ มาตรฐานและแนวทางสำหรับการตีความตัวแปรของลำดับ: คำแนะนำที่เป็นเอกฉันท์ร่วมกันของ American College of Medical Genetics and Genomics และ Association for Molecular Pathology เจเน็ท เมด. 2558;17:405–424. https://doi.org/10.1038/ gim.2015.30

10. Kanda Y. การตรวจสอบซอฟต์แวร์ "EZR" ที่ใช้งานง่ายและให้บริการฟรีสำหรับสถิติทางการแพทย์ การปลูกถ่ายไขกระดูก 2556;48:452–458. https://doi.org/10.1038/bmt.2012.244

11. Robinson JT, Thorvaldsdóttir H, Winckler W และอื่น ๆ โปรแกรมดูจีโนมเชิงบูรณาการ แนท ไบโอเทคอล. 2011;29:24–26. https://ดอย. org/10.1038/nbt.1754

12. Zivná M, Kidd K, P ristoupilová A และอื่น ๆ การวินิจฉัยอิมมูโนฮิสโตเคมีที่ไม่รุกล้ำและการกลายพันธุ์ของ MUC1 แบบใหม่ที่ก่อให้เกิดโรคไตในท่อคั่นระหว่างหน้า autosomal ที่เด่น [การแก้ไขที่ตีพิมพ์ปรากฏใน J Am Soc Nephrol 2563;31:892]. เจ แอม ซ็อก เนฟรอล 2018;29:2418–2431. https://doi.org/ 10.1681/ASN.2018020180

13. Cormican S, Connaughton DM, Kennedy C และอื่น ๆ โรคไต autosomal เด่น tubulointerstitial (ADTKD) ในไอร์แลนด์ เรน ล้มเหลว 2019;41:832–841. https://doi.org/10.1080/ 0886022X.2019.1655452

14. Gast C, Marinaki A, Arenas-Hernandez M และอื่น ๆ โรคไต autosomal เด่น tubulointerstitial—UMOD เป็นโรคไตทางพันธุกรรมที่ไม่ใช่ polycystic ที่พบบ่อยที่สุด บีเอ็มซี เนฟรอล 2018;19:301. https://doi.org/10.1186/s12882-018- 1107-ย

15. Yamamoto S, Kaimori JY, Yoshimura T และอื่น ๆ การวิเคราะห์ตระกูล ADTKD ที่มีการกลายพันธุ์ของเฟรมชิฟต์แบบใหม่ใน MUC1 เผยให้เห็นลักษณะเฉพาะของโปรตีน MUC1 ที่กลายพันธุ์ การปลูกถ่าย Nephrol Dial 2017;32:2010–2017. https://doi.org/10. 1093/ndt/gfx083

16. Olinger E, Hofmann P, Kidd K และอื่น ๆ สเปกตรัมทางคลินิกและพันธุกรรมของโรคไตในท่อคั่นระหว่างหน้า autosomal เนื่องจากการกลายพันธุ์ใน UMOD และ MUC1 โรคไต 2020;98:717–731. https://doi.org/10.1016/j.kint.2020.04.038

17. Bleyer AJ, Kmoch S, Antignac C และอื่น ๆ การนำเสนอทางคลินิกที่แปรปรวนของการกลายพันธุ์ของ MUC1 ทำให้เกิดโรคไตเรื้อรังชนิดที่ 1 Clin J Am Soc Nephrol 2014;9:527– 535. https://doi.org/10.2215/CJN.06380613

18. Ayasreh N, Bullich G, Miquel R และอื่น ๆ โรคไต autosomal เด่น tubulointerstitial: การนำเสนอทางคลินิกของผู้ป่วยที่มี ADTKD-UMOD และ ADTKD-MUC1 Am J โรคไต 2018;72:411–418. https://doi.org/10.1053/j.ajkd.2018.03. 019

Eri Okada1,2 , Naoya Morisada1,3 , Tomoko Horinouchi1 , Hideki Fujii4 , Takayuki Tsuji5 , Masayoshi Miura6 , Hideyuki Katori7 , Masashi Kitagawa8 , Kunio Morozumi9 , Takanobu Toriyama10 , Yuki Nakamura11 , Ryuta Nishikomori12 , Sadayuki Nagai1 , Atsushi Kondo1 , Yuya A oto1 ชินยะ Ishiko1, Rini Rossanti1, Nana Sakakibara1, China Nagano1, Tomohiko Yamamura1, Shingo Ishimori1, Joichi Usui2, Kunihiro Yamagata2, Kazumoto Iijima13,14, Toshiyuki Imasawa15 และ Kandai Nozu1