Genetika v nefrologii

Souhrn

Pacienti s dědičnými onemocněními ledvin tvoří 10–15 % pacientů s renálním selháním. Genetické faktory přispívají i k vývojovým anomáliím ledvin, které se pak v rodinách mohou vyskytovat opakovaně. Nejčastějším dědičným onemocněním ledvin je autosomálně dominantní polycystická choroba ledvin. V současné době je možné objem polycystických ledvin sledovat relativně přesně magnetickou rezonancí, což i koreluje s prognózou onemocnění. Jsou zmíněny i současné terapeutické možnosti. Dále jsou popsána další dědičná cystická onemocnění ledvin. V další části je diskutováno genetické pozadí Alportova syndromu, nefrotického syndromu a v neposlední řadě současný stav genetiky u nádorů ledvin.

Klíčová slova gen • dědičnost • cysty ledvin • Alportův syndrom • nádory ledvin

Summary

Reiterova, J. Genetics in nephrology The patients with hereditary renal diseases form about 10-15% of patients with renal failure. Genetic factors contribute to developmental kidney anomalies, which can affect multiple members of the respective families. The most common hereditary disease is autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD). Nowadays, the renal volume can be evaluated by magnetic resonance. Higher volume correlates with faster glomerular filtration rate decline. The therapeutic possibilities for ADPKD are mentioned in the article. Other hereditary cystic renal disease are also described. Genetic background of Alport syndrome, nephrotic syndrome and renal tumours is discussed in details.

Key words genetic heredity • renal cysts • Alport syndrome • renal tumours

Dědičná onemocnění ledvin a vrozené vývojové anomálie ledvin jsou častá ledvinová onemocnění. Pacienti s těmito onemocněními tvoří 10–15 % pacientů v dialyzačním programu.
Zatím bylo identifikováno více než 2000 genů, které způsobují monogenní choroby. U dědičných chorob s mendelovským typem přenosu je dědičnost typu autosomálně dominantní (AD), autosomálně recesivní (AR) či X vázaná (XR). Zvýšené riziko AD typu (50 %) onemocnění lze předpokládat u potomků osob, u ktefocusbylo prokázáno AD onemocnění či u kterých je podezření na AD typ přenosu. Zvýšené riziko onemocnění AR typu lze předpokládat u potomků rodičů, kterým se již dítě s AR chorobou narodilo a v případě pokrevní příbuznosti rodičů. Zvýšené riziko recesivního onemocnění vázaného na X chromosom lze předpokládat u matky, která je známa jako přenašečka vlohy. XR onemocnění se nikdy nepřenáší z otce na syna. Kromě tohoto mendelovského typu dědičnosti mohou být vývojové poruchy také důsledkem chromosomální aberace. Podezření na tuto anomálii může vzbudit abnormální nález při rutinním sonografickém vyšetření nebo abnormální výsledek cytogenetického vyšetření. Většina nejčastějších závažných vrozených malformací je sporadického původu a vykazuje relativně nízkou pravděpodobnost rekurence pro sourozence, nejčastěji 1–5 %. V rodinách, kde se již vyskytlo postižené dítě, může být za této situace odůvodněné provést prenatální diagnostiku. V poslední době je možné provádět preimplantační diagnostiku po oplodnění in vitro. Pokud u chorob s monogenní dědičností bude již před otěhotněním známa mutace v rodině nebo patologický haplotyp, je možné již preimplantačně (z jedné buňky) vazebnou analýzou zjistit, zda plod bude postižený/zdravý. U mnoha nejčastějších a nejzávažnějších geneticky podmíněných onemocnění ledvin a močového traktu lze v současné době užít metody prenatální diagnostiky. Odběry vzorku z plodu se provádí nejčastěji při amniocentéze nebo choriocentéze (s cytogenetickým, biochemickým či molekulárněgenetickým vyšetřením). Sonograficky lze prokázat přítomnost ageneze ledvin, podkovovitou ledvinu, dysplazii ledvin, ledvinné cysty, exstrofii močového měchýře. Anomálie ledvin jsou zjistitelné okolo 20. týdne těhotenství.
Vrozené vývojové vady (VVV) ledvin se mohou projevit abnormální velikostí (zvětšené či malé ledviny), nerovnou konturou či cystickými změnami, případně chyběním ledvin(y) či poruchou umístění. Polovina dětí se selháním ledvin má asymetrické ledviny, nepravidelného tvaru. Tyto jizvy na ledvinách se často vyskytují současně s vezikoureterálním refluxem (VUR). Renální malformace (dysplazie) se často vyskytují současně s vrozenými anomáliemi močovodu, močového měchýře a močové trubice. Dnes se používá nejčastěji termín kongenitální anomálie ledvin a močového traktu (CAKUT). Vylučovací urografie je v diagnostice nahrazována CT a MR.
V Tab. 1 jsou uvedeny geny, jejichž mutace jsou spojeny se syndromy se současným výskytem dysgeneze ledvin a močového traktu. U dětí s renální hypoplazií nebo dysplazií byla popsána vysoká prevalence mutací HNF-1beta (TCF2 genu). Dále byla popsána asociace CAKUT s tranzicí v intronu A1332G AT2 receptoru pro angiotenzin II. Tato tranzice vede ke snížené expresi AT2 receptoru, který se podílí na apoptóze během vývoje ledvin. Dysplazie ledvin – jde o abnormální vývoj ledvinného parenchymu s vývojem abnormálních struktur (včetně primitivních kanálků obklopených pojivem, přítomnosti chrupavčitých struktur) a vznikem řady nespecifických malformací preglomerulárního či fetálního typu a omezeným větvením sběrných kanálků s cystickými dilatacemi a primitivními tubuly.
Chybějící ledviny (ageneze) – chybění jedné ledviny lze pozorovat s frekvencí výskytu zhruba jeden případ na pět set až tisíc porodů. V typickém případě chybí rovněž močovod a příslušná polovina trigona močového měchýře. Zbylá ledvina je obvykle hypertrofická, avšak může být i ektopická, malrotovaná či hydronefrotická s megaureterem. Existují i familiární případy s nekompletní penetrancí od dysplazie ledvin až po bilaterální agenezi ledvin. U některých pacientů byly zjištěny mutace v protoonkogenu RET.(1) Bilaterální ageneze ledvin (prevalence 1 : 10 000) je letální. Riziko výskytu u sourozence 3 %, při anamnéze ageneze ledvin až 20 %.
V rodinách, kde se ageneze ledviny vyskytla, se doporučuje ultrazvuk ledvin u všech sourozenců. Často se současně vyskytují anomálie v pohlavním systému. Intrauterinní selhání funkce ledvin vede k tzv. syndromu Potterové. Je přítomen těžký oligohydramnion, následně se nedostatečně vyvíjejí plíce a dochází ke kompresi plodu v děloze. Charakteristický je pak vzhled obličeje s plochým nosem, nízko položenýma ušima a mikrognatií. K tomuto syndromu může vést nejen renální ageneze, ale často i těžká bilaterální renální dysplazie, polycystické ledviny a zadní uretrální chlopně.
Obstrukce pyelouretrálního spojení (PUS) je jednou z nejčastějších příčin obstrukční uropatie u dětí. Přidružené abnormality jsou běžným nálezem (objevují se až u 50 % případů), např. kontralaterální PUS obstrukce, dysplazie či multicystická choroba ledvin, VUR menšího stupně či kontralaterální ageneze ledvin. Klinicky se postižení u starších dětí nejčastěji projevuje nálezem nádorové masy v dutině břišní nebo bolestí v bedrech, hematurií vznikající po malém traumatu či močovou infekcí.
Refluxová nefropatie (RN) je příčinou až 10 % všech případů chronického selhání ledvin (CHSL) u dospělých a až 50 % přípaTab. CHSL u dětí. Podstatou vezikoureterálního refluxu (VUR) je vývojová abnormalita vyústění močovodu v močovém měchýři, narušující dynamiku odtoku moči z ledvin. Refluxová nefropatie je spojena s výskytem VUR závažnějšího stupně. V některých případech se VUR a dysplazie vyskytují jako familiární či dědičné onemocnění. VUR se dnes řadí mezi širší skupinu tzv. CAKUT chorob (Congenital Anomalies of the Kidney and Urinary Tract). Při pátrání po genovém lokusu odpovědném za vznik VUR se jako nadějný jeví některý genový lokus ze skupiny tzv. PAX genů, jejichž mutace se významně uplatňují při vzniku vývojových abnormit ureterového pupene a ledvin. U těchto pacientů je vždy nutné provést oční vyšetření z důvodu současného výskytu coloboma nervi optici. Dále byla v asociačních studiích u VUR zjištěna i účast dalších genů, jako jsou GREM1, EYA1, ROBO2 a UPK3A, které se jsou zmiňovány i u jiných vývojových anomálií ledvin a močového traktu.
Nejčastější dědičné onemocnění ledvin, které se manifestuje mnohočetným cystami ledvin, je polycystická choroba ledvin autosomálně dominantního typu (PCHLAD). Cysty mohou být vrozené nebo získané. Mohou být přítomné již prenatálně nebo se mohou objevit v dětství či až v dospělosti. Souhrn dědičných cystických onemocnění ledvin je uveden v Tab. 1. Cysty se dále vyskytují u vývojových anomálií, jako jsou houbovitá ledvina, renální cystická dysplazie (multicystická dysplazie, cystická dysplazie spojená s obstrukcí močového traktu), difúzní cystická dysplazie.
Získané cysty se objevují až u starších pacientů především s renální insuficiencí. Jednotlivé prosté cysty jsou běžným nálezem na ultrazvuku ledvin. U 2 % populace do 30 let byly popsány náhodně na ultrazvuku ledvin 1–2 cysty.
Polycystická choroba ledvin autosomálně dominantního typu (PCHLAD) je nejčastější dědičné onemocnění ledvin vyskytující se v populaci s frekvencí 1 : 500–1 : 1000 živě narozených dětí. U 85 % rodin je PCHLAD způsobeno mutací genu PKD1 na krátkých raméncích 16. chromosomu (16p13.3). Mutace genu PKD2 na dlouhých raméncích 4. chromosomu (4q21-q23) jsou odpovědné za onemocnění asi u 14 % rodin. Přibližně 77 % pacientů s PCHLAD dosáhne terminálního renálního selhání (ESRF) nebo zemře do 70 let věku. Při detekci mutací mezi pacienty se selháním ledvin po 63. roce věku byla mutace v PKD2 genu přítomna u 40 %. Informace o mutacích v PKD1 a PKD2 genu umožňuje stanovení funkčně důležitých oblastí genů, a tím přispívá k pochopení patogeneze onemocnění. K selhání ledvin dochází v průměru v 54 letech u PKD1-rodin a v 74 letech u PKD2-rodin.
V genu PKD1 (46 exonů) bylo zatím popsáno téměř 900 unikátních mutací. Asi u třetiny případů je identifikována pravděpodobná mutace (nejčastěji záměna aminokyseliny), o jejíž jednoznačné kauzalitě je obtížné se vyjádřit. V genu PKD2 (15 exonů) bylo zatím popsáno okolo 150 mutací. Genovými produkty PKD genů jsou komplikované proteiny, polycystiny. Během vývoje ledvin se účastní především kontaktu buňka-matrix, kdy je nacházeno maximum polycystinu v bazální části buňky. N-terminální oblast polycystinu-1 hraje zásadní roli v kontaktu s dalšími proteiny a slouží pravděpodobně jako receptor pro zatím nedefinované ligandy. C-konec polycystinu-1 obsahuje několik potenciálních míst fosforylace, uplatňujících se pravděpodobně v přenosu signálu. Polycystiny vytvářejí komplexy s adhezními proteiny E-kadherinem a kateniny, dále jsou intracelulárně ve spojení s aktinem, vimentinem, cytokeratinem i troponinem a tropomyozinem. Polycystin 1 přímo reguluje buněčný cyklus, reaguje intracelulární oblastí (coiled-coil doména) s polycystinem 2. Polycystin 2 je strukturálně podobný neselektivnímu kalcium-vázajícímu iontovému kanálu. V poslední době je stále častěji zmiňována určitá role polycystinů v ciliogenezi. Funkce cilií v ledvinách není zcela jasná, pravděpodobně monitorují tok moči a usnadňují resorpci solutů.
Základní genetickou diagnostikou zůstává vazebná analýza využívající vysoce polymorfních mikrosatelitních markerů typu cytozin-adenozin (CA) repetitivních sekvencí. Vazebná analýza jako nepřímá diagnostická metoda vyžaduje minimálně dva (lépe tři) postižené členy ve vyšetřované rodině. Limitujícím faktorem je především velikost vyšetřovaných rodin. Dále až u 10 % případů jsou popsány v PKD genech mutace de novo. Přímá diagnostika (detekce mutací) se provádí i v České republice. Nevýhodou mutační analýzy jsou především vyšší cena a časová náročnost. V posledním roce se začíná využívat nové metody sekvenace (NGS-new generation sequencing), která je výrazně rychlejší, avšak interpretace výsledků je někdy ještě složitější. Metody molekulární diagnostiky se využívají v oblasti presymptomatické diagnostiky, v oblasti příbuzenských transplantací ledvin a jako prenatální diagnostika. Presymptomatická diagnostika onemocnění u dětí závisí u nás na rozhodnutí rodičů. Jejím přínosem je především jednoznačně negativní výsledek, kdy pacienti pak nemusí být nadále sledováni a vyšetřováni ultrazvukem. Prenatální diagnostika za použití vazebné analýzy se provádí u PCHLAD pouze ve výjimečných případech. Je možné provádět i preimplantační diagnostiku.
Ultrasonografie (USG) je jako neinvazívní a spolehlivá technika metodou volby v diagnóze PCHLAD (Obr. 1). PCHLAD vázaná na mutaci genu PKD1 může být touto metodou s jistotou stanovena nebo vyloučena po 30. roce věku.(2) Pomocným diagnostickým kritériem může být současná přítomnost cyst v játrech nebo jiných orgánech. Ke zhodnocení progrese onemocnění během kratších period se v posledních letech začala používat magnetická rezonance (MR). Čím větší je objem polycystických ledvin, tím rychlejší je pokles GF.(3) Ke klinickým projevům PCHLAD patří arteriální hypertenze, močové infekce, nefrolitiáza, hematurie (epizoda makroskopichematurie až u 50 % pacientů alespoň 1krát v životě), akutní či chronické bolesti beder nebo břicha (častý příznak), anémie (méně vyjádřená než u jiných renálních onemocnění, buňky přiléhající k cystám mohou vytvářet erytropoetin). Arteriální hypertenze, infekce močových cest (IMC), nefrolitiáza mohou zároveň negativně ovlivňovat prognózu PCHLAD. Hypertenze je časným projevem PCHLAD, vyskytuje se v 50–70 % případů před výraznějším poklesem glomerulární filtrace. Může se vyskytovat již v dětství, k nárůstu dochází mezi adolescenty. Krevní tlak by měl být do 125/75 mmHg. Antihypertenzívy první volby jsou ACEI a blokátory AT1-receptorů. Nyní probíhá mezinárodní studie zahrnující 1020 pacientů (HALT PKD), která srovnává kombinaci ACEI s blokátorem AT1-receptoru pro angiotenzin II (ARB) versus ACEI s placebem a jejich vliv na zpomalení progrese renální insuficience u PCHLAD. Dále bude hodnocen vliv dalšího snížení krevního tlaku (cílová hodnota je 95–110/65–75 mmHg). Hypertrofie levé komory je jeden z rizikových faktorů kardiovaskulární mortality, což je nejčastější příčina úmrtí pacientů s PCHLAD. Hypertrofie levé komory byla nalezena u 40 % 40letých pacientů s polycystickou chorobou ledvin.
Incidence infekce cyst u pacientů s PCHLAD je 0,01 epizoda/ 1 pacient/1 rok. Nejčastějším patogenem jsou gramnegativní enterobaktérie (Escherichia coli v 74 % případů). Problémem je odlišení infekce cysty od krvácení do cysty. Bolesti v bedrech se vyskytují u obou, febrilie a leukocytóza mohou také doprovázet krvácení do cysty i infekci. U krvácení dochází k bolesti většinou náhle, bez průvodní dysurie a polakisurie. Kultivační nález u infekce cyst bývá však často negativní (cysty nejsou ve spojení s vývodným systémem). CT obraz tzv. atypických cyst se nachází u infekce cyst i u staršího krvácení. Nejsenzitivnější metodou k odhalení zánětu v cystách se z posledních studií zdá CT pozitronová emisní tomografie. Při léčbě je důležité použití lipofilních antibiotik pronikajících stěnou cyst, nejčastěji chinolonů. Stěna cyst se zánětem je však více prokrvená, a proto pravděpodobně i další antibiotika pronikají stěnou cyst dobře. U infikovaných cyst nad 5 cm je někdy nutná chirurgická drenáž.
Ledvinné konkrementy se vyskytují u 20–35 % pacientů s PCHLAD. U více než poloviny pacientů s PCHLAD je nefrolitiáza tvořena uráty. Vzhledem k častému výskytu kalcifikací v renálním parenchymu a v cystách u PCHLAD je výrazně vyšší senzitivita CT v diagnostice litiázy v porovnání s USG vyšetřením (95% versus 24%). V poslední době jsou i v léčbě nefrolitiázy u PCHLAD stále častěji používány minimálně invazívní urologické techniky.
U PCHLAD je základním projevem přítomnost cyst v ledvinách, avšak v řadě případů lze nalézt asymptomatické cysty v játrech a pankreatu, které mohou významně přispět k potvrzení diagnózy. Kromě toho mohou být u řady nemocných s PCHLAD přítomny abnormity v pojivových tkáních různých orgánů. Jaterní cysty se téměř nevyskytují u dětí s PCHLAD. Jejich výskyt se zvyšuje s věkem. Podle USG se jaterní cysty vyskytují asi u 10 % pacientů ve věku do 30 let a až u 70 % pacientů okolo 70 let života. Rozsáhlejší jaterní cysty jsou zjišťovány u žen, a to především po opakovaných těhotenstvích a při užívání hormonální antikoncepce. V epitelu cyst byla zjištěna zvýšená exprese estrogenových receptorů. Většina pacientů s cystami v játrech je asymptomatických. U některých pacientů se však objevují tlak a bolest v břiše, vyžadující dekompresi cysty. Příznaky plynou především z velkého objemu jater. Jaterní enzymy bývají dlouho v normě, v pokročilých stadiích dochází k vzestupu cholestatických enzymů. Cysty mohou být komplikovány rozvojem infekce, rupturou, krvácením, portální hypertenzí a jejími komplikacemi, kompresí dolní duté žíly. Výjimečně cysty vyžadují perkutánní drenáž, byly provedeny i částečné resekce jater, transplantace jater i kombinované transplantace jater a ledvin. Laparoskopická fenestrace cyst je účinná hlavně u povrchových cyst.
Z hlediska extrarenálních projevů patří k nejzávažnějším komplikacím PCHLAD mozková aneuryzmata, jejichž ruptura vede k subarachnoidálnímu krvácení. Incidence mozkových aneuryzmat u PCHLAD s vazbou na PKD1 gen se pohybuje od 4 % u mladých dospělých jedinců k 10 % u starších jedinců. Nejvyšší riziko subarachnoidálního krvácení z mozkového aneuryzmatu je u osob s PCHLAD a pozitivní rodinnou anamnézou stran mozkových aneuryzmat a/nebo intrakraniálního krvácení, kde dosahuje až 20 %. Nejběžnějším příznakem subarachnoidálního krvácení je akutně vzniklá bolest hlavy, často spojená s nauzeou a zvracením. MR je metodou volby při screeningu aneuryzmat u pacientů s PCHLAD. Rutinní screening je v současné době doporučen u vysoce rizikových pacientů. Jde o pacienty, u kterých již v minulosti došlo k ruptuře aneuryzmatu a u nichž je pozitivní rodinná anamnéza subarachnoidálního krvácení z aneuryzmatu nebo nejasného intracerebrálního krvácení. Dále je vhodné vyšetřit pacienty s vysoce rizikovým povoláním (kde by ztráta vědomí mohla vést k závažným důsledkům pro pacienta či pro jiné osoby). S preventivním vyšetřením mozku MR se u pacientů s PCHLAD doporučuje začít ve 20 letech. U aneuryzmat větších než 10 mm v průměru je doporučováno chirurgické řešení z důvodu vysokého rizika ruptury.
U pacientů s PCHLAD byl rovněž pozorován ve zvýšené frekvenci výskyt střevních divertiklů, tříselných a pupečních kýl. Abnormity na chlopních lze echokardiograficky prokázat u 25–30 % pacientů s PCHLAD. Nejčastěji se jedná o prolaps mitrální chlopně a aortální regurgitaci (podmíněnou především dilatací kořene aorty a anulu). Dalším orgánem, kde se u mužů s PCHLAD častěji vyskytují cysty, jsou semenné váčky.
Průběh PCHLAD se vyznačuje značnou fenotypovou variabilitou mezi rodinami, ale i mezi jednotlivými členy uvnitř jedné rodiny. Vyskytují se i časné formy PCHLAD. U 2 % pacientů můžeme renální cysty pozorovat již prenatálně při ultrazvukovém vyšetření. Za nejpravděpodobnější genetický mechanismus individuální manifestace onemocnění je v současné době považována alela PKD genu zděděná od zdravého rodiče.(4) Možnost vazebné analýzy onemocnění je nabídnuta všem rodinám s PCHLAD. Je ale vůbec etické vyšetřovat osoby v riziku onemocnění, není-li dostupná kauzální terapie? V posledních letech umožnila metoda MR sledování změn objemu cyst a ledvin v krátkém časovém horizontu. Objem polycystických ledvin negativně koreluje s renální funkcí. Začíná probíhat řada klinických studií s léky, které by mohly zpomalit progresi cytogeneze, zvláště pokud jsou podávány již mladým pacientům s PCHLAD. Pacienti by se měli vyhnout situacím, kde může dojít k úrazu břicha. Krevní tlak by měl být do 125/75 mmHg, preferovanými antihypertenzívy by měly být ACEI (event. s ARB). Doporučovaný příjem tekutin (nejlépe voda) je okolo čtyř litrů denně, což vede ke snížení sekrece vazopresinu a následně tekutiny do cyst. Tekutiny obsahující kofein a metylxantiny (káva, čaj) by měly být také výrazně omezeny, protože blokádou fosfodiesterázy přispívají k zvýšení cAMP.
Z klinických studií vypadá velmi slibně blokátor vazopresinových V2 receptorů (tolvaptan), snižující sekreci cAMP do cyst v ledvinách.(5) U velké skupiny pacientů s PCHLAD došlo ke objemu polycystických ledvin a hlavně ke zpomalení poklesu glomerulární filtrace. Dále cAMP v cystách renálních i jaterních inhibuje somatostatin. Proběhly dvě menší studie s oktreotidem a lantreotidem (stabilní analogy somatostatinu), které vedly ke zmenšení objemu cyst v játrech i ledvinách. Studie s imunosupresivy (sirolimus, everolimus) neprokázaly vliv na změnu glomerulární filtrace a byly spojeny s řadou nežádoucích účinků. Dále nyní probíhají klinické studie s pravastatinem, bosutinibem, somatostatinem a triptolidem

Polycystická choroba ledvin autosomálně recesivního typu

Polycystická choroba ledvin autosomálně recesivního typu (PCHLAR) je dědičné onemocnění vyznačující se cystickým postižením ledvin a ektázií žlučových cest.
Onemocnění se přenáší autosomálně recesivně. Incidence se odhaduje na 1 : 20 000 živých porodů.
V roce 1994 byl genový lokus pro PCHLAR lokalizován na 6. chromosom (6p21.1-p22), gen zodpovědný za toto onemocnění je tzv. gen PKDH1 (polycystic and hepatic kidney disease). Nejčastěji se setkáváme se složenými heterozygoty, kde záměna báze na jedné alele vede k záměně aminokyseliny. Mutace vedoucí k záměně aminokyseliny na obou alelách jsou většinou spojovány s mírnějším klinickým průběhem onemocnění. Gen PKDH1 kóduje membránový protein polyduktin (nazývaný také fibrocystin), který je tvořen 4074 aminokyselinami.
Spektrum klinických projevů PCHLAR je pestré a závisí na věku, v němž se klinické projevy objeví. Většina jich se odhalí již in utero či při narození. Nejzávažnější případy postižení plodů se vyznačují zvětšenými ledvinami se zvýšenou echogenitou a přítomností oligohydramnia v důsledku narušeného vylučování moči. U kojenců, kteří přežijí perinatální období, se vyvíjí postupně arteriální hypertenze, selhání ledvin a portální hypertenze. U pacientů, u kterých se PCHLAR manifestuje až během dětství, bývá progrese renální insuficience pomalejší. Byly popsány i případy pacientů s normální renální funkcí v 18 letech. Klinický průběh je však variabilní i v rámci jedné rodiny. Předpokladem pro provedení prenatální diagnostiky je přesná diagnóza u předchozích postižených členů rodiny.

Juvenilní nefronoftíza

Juvenilní nefronoftíza je geneticky heterogenní onemocnění s autosomálně recesivním typem dědičnosti, onemocnění je podmíněno defekty genu NPH1 (na chromosomu 2q). Přibližně u 70–80 % členů postižených rodin a asi u 65 % sporadických případů lze prokázat rozsáhlé homozygotní delece v tomto genu. Gen NPH1 kóduje protein označovaný jako nefrocystin. Ten se uplatňuje jak v adhezích s okolními buňkami, tak s cytoskeletem buňky. Dále bylo popsáno dalších 13 NPH genů, které mohou nefronoftízu způsobovat.
Nefronoftíza je příčinou chronického selhání ledvin u dětí a adolescentů zhruba v 6–15 % případů. Klinická symptomatologie se objevuje kolem 4. roku věku. Obvykle se projevuje polyurií a polydipsií. U většiny pacientů s renální nedostatečností se vyvíjejí výrazné ztráty soli močí, u třetiny pacientů se vyvíjí anémie ještě před vznikem renální insuficience, pravděpodobně v důsledku poruchy produkce erytropoetinu peritubulárními fibroblasty. Dále bývá přítomna těžká hypertenze. Asi v 10–15 % případů bývá u juvenilní formy přítomna retinitis pigmentosa podmíněná tapetoretinální degenerací (Seniorův-Lokenův syndrom), která se projevuje nystagmem a může vést ke slepotě. Dále může být přítomna okulomotorická apraxie (Coganův syndrom) a aplazie vermis mozečku (Joubertův syndrom). Na kostech bývá kuželovitý tvar epifýz. U části pacientů může být přítomna kongenitální fibróza jater. Vyskytují se i mírnější klinické formy, které se většinou manifestují až u adolescentů.

Dřeňová cystická choroba ledvin autosomálně dominantního typu (MCKD)

Nefropatie, která má histologický nález prakticky totožný s obrazem recesivní NPH, byla pozorována v několika generacích s přenosem naznačujícím autosomálně dominantní dědičnost. Zatím byly popsány desítky rodin s MCKD, přestože dříve bylo toto onemocnění považováno za vzácné; pravděpodobně je relativně často příčinou selhání ledvin. Pro heterogenitu nespecifických symptomů zůstává však často nediagnostikováno. Zatím jsou známy dva lokusy způsobující toto onemocnění. Tzv. gen UMOD na chromosomu 16p12, který je zodpovědný za typ 2 této choroby, kóduje glykoprotein uromodulin, jenž je ve značném nadbytku v normální ledvině. Mutace v genu mění pravděpodobně terciární strukturu proteinu. Dále byly identifikovány mutace v preproreninovém signálním peptidu na chromosomu 1q32.(6) U velkého procenta rodin s MCKD zatím nebyl zodpovědný gen nalezen.
Hypertenze a hyperurikémie jsou časté, hlavně u mužů. Kortikomedulární a medulární cysty se nacházejí asi u 40 % pacientů, především pokud je již přítomna renální insuficience. Histologický nález v ledvinách je neodlišitelný od nefronoftízy. K selhání ledvin dochází nejčastěji ve 4.–5. dekádě života. Hyperurikémie může již u mladých pacientů vést ke dně.

Tuberózní skleróza

Výskyt tuberózní sklerózy (TS) se odhaduje na 1 : 10 000 obyvatel. TS je autosomálně dominantní onemocnění s multiorgánovým postižením, vyznačujícím se přítomností tumorózních útvarů charakteru hamartomů. Spontánní mutace se vyskytují s vysokou frekvencí a zodpovídají přibližně za 70 % případů TS. Tuberózní skleróza je geneticky heterogenní onemocnění, genovým podkladem jsou jednak mutace genu TSC1 v oblasti chromosomu 9q34, druhý gen pro TS (TSC2) je lokalizován v oblasti 16p13 v blízkosti genu pro PKD1. Geny TSC1 a TSC2 působí jako tumor-supresorové geny. Genový produkt genu TSC1 je označován jako hamartin, genový produkt TSC2 jako tuberin.
Zásadní význam pro diagnostiku onemocnění má hlavně podrobné fyzikální vyšetření především kožních lézí (u 80 % pacientů nacházíme hypomelanotické skvrny, obličejové angiofibromy, plastické světlé névy, pendulující fibromy, fibromy nehtových lůžek), z vyšetřovacích metod dále sonografie (event. CT, MR) ledvin k diagnostice angiomyolipomů, EEG (epileptické záchvaty u 65 % pacientů), MR mozku (výskyt subependymálních hamartomů, kortikálních tuberkulí, subenpendymálního obrovskobuněčného astrocytomu), oftalmoskopie (u 50 % postižených retinální hamartomy s pigmentovými defekty v okolí), EKG (otázka arytmií u rabdomyomů) a echokardiografie (60 % pacientů má v dětském věku rabdomyom), u žen s dechovými obtížemi CT hrudníku (možná přítomnost lymfangiomyomatózy). Pacienty většinou nejvíce limituje neurologické postižení projevující se epilepsií, poruchami chování a většinou určitou mentální retardací. Postižení ledvin v rámci TS je běžné. K hlavním projevům patří angiomyolipomy, cysty (3–5 %) a maligní tumory ledvin (1–3 %). Méně často byla popsána přítomnost jiných maligních tumorů, intersticiálních změn, fokálně segmentální glomerulosklerózy, glomerulárních mikrohamartomů či jiných útvarů. Pokud je přítomna polycystóza ledvin, manifestuje se často již v dětském věku a vede k selhání ledvin. Jedná se o pacienty s delecí jak částí PKD1 genu, tak TSC2 genu. Angiomyolipomy jsou hlavními představiteli hamartomů u TS a jsou u pacientů s TS obvykle mnohočetné a bilaterální. Nachází se až u 80 % pacientů po 10. roce věku. Klinicky se mohou projevit především krvácením (makroskopická hematurie, krvácení do nádoru či retroperitoneální krvácení). Proto se doporučuje parciální nefrektomie u angiomyolipomů nad 3 cm. Nyní se začíná s imunosupresivní terapií everolimem.(7) Dále postupně nahrazují funkční tkáň ledvin a dochází k rozvoji renální insuficience. Asi 1 % pacientů s TS s normálním intelektem vyžaduje dialyzační léčbu.

Von Hippelova-Lindauova choroba

Von Hippelova-Lindauova choroba (VHL) je multisystémové neoplastické onemocnění s autosomálně dominantní dědičností, které se vyznačuje karcinomem ledvin, tumory očí, mozku, míchy, nadledvin a pankreatu. Prevalence VHL se pohybuje mezi 1 : 30–50 000.
Rozlišuje se VHL typ I, kdy genový produkt má charakter kratšího VHL proteinu a je způsoben rozsáhlými delecemi (detekce pomocí FISH), a VHL typ II. U typu I jsou mutace spojeny s řadou orgánových projevů, z nichž nejdůležitější jsou angiomy sítnice, hemangioblastomy páteře a mozečku, cysty v pankreatu a ledvinách a karcinom ledvin. Není přítomen feochromocytom. U VHL typu II se kromě uvedených orgánových projevů vyskytuje právě i feochromocytom. Typ II se dále dělí na IIA – bez nádoru ledvin, IIB – s nádory ledvin a IIC – pouze feochromocytom. U pacientů s tumorem ledvin je až v 77 % přítomna mutace vedoucí ke kratšímu proteinu, missense mutace jsou asi u 50 % pacientů. Genový produkt genu pro VHL hraje klíčovou úlohu v regulaci genové transkripce. Mutace VHL proteinu vedou tedy k neregulovanému růstu buněk a neoplastické transformaci. Karcinom ledvin typicky postihuje obě ledviny a bývá mnohočetný. Bývá prokázán v průměrném věku kolem 35–40 let. Cysty v ledvinách se nacházejí v obou ledvinách, jsou jen vzácně mnohočetné a jen výjimečně mají charakter cystického postižení, které lze pozorovat u PCHLAD. Sledování stran možného vývoje karcinomu v ledvinách je nyní doporučeno pomocí MR, jednou ročně u pacientů starších 16 let. Cysty se mohou vyskytovat i v pankreatu, v nadvarlatech mužů (mohou vést k infertilitě) a širokém ligamentu žen, kde může dojít ke vzniku papilárního kystadenomu. U pacienta s pozitivní diagnózou podle genetického vyšetření se provádí každý rok vyšetření moči, stanovení metanefrinu a normetanefrinu a oftalmoskopické vyšetření, každé tři roky MR mozku.

Alportův syndrom

Alportův syndrom (AS) je generalizovaná, vrozená porucha bazálních membrán postihující kolagen IV, s dědičným přenosem vázaným obvykle na X chromosom a projevující se především glomerulárním postižením (glomerulonefritida s hematurií a posléze proteinurií, progredující do stadia CHSL), senzoneurálním typem hluchoty a typickými patologickými změnami na očích.
Prevalence AS se odhaduje na 1 : 5000 živě narozených dětí. Na podkladě molekulární genetiky byly odlišeny dvě formy AS. Nejčastější forma AS (80 %) s přenosem přes X chromosom (AS-X) je podmíněná mutacemi genu COL4A5. Projevuje se primárně poruchou tvorby ?5-řetězce. Přímou sekvenací je záchytnost mutací až 90 %. Další forma AS s AR přenosem (AS-AR) je podmíněná mutací genů COL4A3 nebo COL4A4 a projevuje se primárně poruchou tvorby řetězců ?3 či ?4. U malého procenta případů AS se předpokládá AD forma přenosu, tzv. AS-AD (Tab. 2).
Základním projevem AS je mikroskopická hematurie. Postižení muži mají trvalou mikroskopickou hematurii, obvykle od narození, nezřídka s epizodickými projevy makroskopické hematurie, podmíněnými respiračními infekty. Postupně se vyvíjí proteinurie, někdy nefrotický syndrom. Dále dochází k rozvoji chronické renální insuficience s renálním selháním ve 2. až 3. dekádě života. Prakticky u všech mužů s AS-X se vyvíjí chronické selhání ledvin. Klinický průběh závisí na typu mutace COL4A5 genu. Pacienti s rozsáhlými delecemi genu mají těžší průběh onemocnění.(8) Vývoj onemocnění u postižených žen bývá obvykle mírnější. Postižení sluchu se vyskytuje přibližně u 80 % mužů a 30 % žen s AS. Jedná se o nejčastější extrarenální anomálii u pacientů s AS. Významnější oční abnormalitou je přední lentikonus (obvykle oboustranný), který je prakticky patognomický pro diagnózu AS. Diagnózu lze rovněž potvrdit nebo vyloučit provedením renální biopsie. V elektronové mikroskopii je nejčasněji prokazatelnou změnou ztenčení bazální membrány, při pokročilejších fázích nemoci je v některých úsecích prokazatelný i její rozštěp a rozšíření (Obr. 2). Z renální biopsie však nelze jednoznačně odlišit X-vázané formy a AR formy. Proto se provádí i kožní biopsie, z které je možné diagnostikovat X-vázanou formu asi se 70% senzitivitou. Metody molekulární genetiky umožňují v současné době relativně přesnou diagnostiku u AS-X (dostupná i v České republice), obtížněji lze tyto metody použít i u AS-AR. V současné době lze pacientům s AS poskytnout pouze symptomatickou léčbu a ve stadiu selhání ledvin metody náhrady funkce ledvin. Inhibice systému renin-angiotenzin-aldosteron u dětí i u žen přenašeček byla spojena se zpomalením progrese renální insuficience. Jiné studie naznačují možnost příznivě ovlivnit progresi nefrotického syndromu u AS podáváním cyklosporinu.
Izolovaná glomerulární hematurie může vzniknout jako familiární či sporadické onemocnění vyznačující se nálezem pouze ztenčené bazální membrány glomerulů při renální biopsii. V případě, že je postiženo několik členů rodiny, bývá onemocnění označováno jako „benigní familiární hematurie“ (BFH). Genetický přenos se děje autosomálně dominantně. Tzv. BFH se vyskytuje u 1 % populace. Na rozdíl od Alportova syndromu nejsou u BFH přítomny extrarenální projevy onemocnění (sluchové a oční postižení). V případech BFH je důležitá především podrobná rodinná anamnéza s důrazem na klinický průběh u ostatních členů rodiny. Tito pacienti jsou dispenzarizováni v nefrologických ambulancích, sledováni především stran možného rozvoje proteinurie. Dále u nich bylo popsáno vyšší riziko kardiovaskulárního postižení.

Genetické formy idiopatického nefrotického syndrom

V posledních letech je velká pozornost věnována tzv. genetickým formám idiopatického nefrotického syndromu (INS). Histologicky se nejčastěji jedná o FSGS (fokálně segmentální glomerulosklerózu), eventuálně o MCD (minimální změny) a difúzní mezangiální sklerózu u dětí. V posledních letech se zvyšuje incidence FSGS u dospělých pacientů. U černé populace je FSGS jednoznačně nejčastější příčinou NS. Přibližně 50 % pacientů nereaguje na imunosupresivní terapii a následně dochází k progresi renální insuficience do konečného selhání ledvin. Dle věku nástupu INS se NS dělí na kongenitální NS (CNS), kdy NS je přítomen již při narození nebo se manifestuje do tří měsíců věku kojence, dále na infantilní (věk nástupu v rozmezí čtyř měsíců až jednoho roku života) a NS s nástupem během dětství.
Geneticky podmíněné formy NS jsou zodpovědné asi za třetinu případů kortikorezistentních INS (SRNS). Jsou popsány autosomálně dominantní (AD) formy přenosu a autosomálně recesivní (AR) formy přenosu. Dále jsou INS ve spojení s různými vrozenými syndromy. Celkem bylo zatím identifikováno 7 genů (NPHS1, NPHS2, CD2AP, PLCE1, ACTN4, TRPC6 a INF2), jejichž mutace vedou k INS. Za podocytopatie, jak jsou tyto choroby také nazývány, jsou zodpovědné mutace v proteinech exprimovaných v podocytech – nefrin, podocin, CD2AP (CD2 asociovaný protein), které přispívají ke slit diaphragma (membrána mezi výběžky podocytů), a dále alfa-aktinin 4, který je v cytoskeletu podocytů. K abnormální funkci podocytů vedou i mutace v kalcium-permeabilním kationtovém kanálu TRPC6. Též byly popsány mutace v genu kódujícím fosfolipázu C-?1 (PLCE1). Nedávno byl u FSGS s AD přenosem identifikován nový gen INF2 na 14. chromosomu.
Autosomálně recesivní formy FSGS (způsobené mutacemi v NPHS1,2, CD2AP a PLCE1 genech) jsou spojené s těžším průběhem onemocnění, s nástupem nefrotického syndromu často již v raném dětství a často i s renálním selháním již v dětském věku. Autosomálně dominantní formy FSGS (způsobené mutacemi v ACTN4, TRPC6 a INF2 genech) vedou k nástupu proteinurie většinou až v adolescenci a progrese renální insuficience je pomalejší, s renálním selháním ve 3.–4. decenniu. FSGS, která se manifestuje v dospělosti, je jen řídce genetickou formou FSGS.(9)

Tumory ledvin a genetická predispozice Wilmsův tumor

Wilmsův tumor (WT) představuje nejčastější maligní tumor močového traktu u dětí (87 % ledvinných nádorů). V devíti případech z deseti se objevuje ještě před dovršením věku 7 let, nejčastěji v průměrném věku 3–4 let. Výjimečně lze WT diagnostikovat i u dospělých osob. Jde o nejčastější nádor u dětí (1 : 10 000). Předmětem zvláštního zájmu je role tzv. WT1 genu (genový lokus 11p13). Chromosomální abnormity postihující krátké raménko 11. chromosomu byly nalezeny u 25 % pacientů. WT1-protein bývá exprimován především v období vývoje v ledvinách, varlatech a vaječnících, což naznačuje pravděpodobnou účast tohoto proteinu v diferenciaci struktur močopohlavního ústrojí. U familiárního WT se předpokládá, že pacient zdědí zárodečnou mutaci a k rozvoji onemocnění stačí poté již jen jedna somatická mutace. K somatické mutaci může však dojít i na jiných chromosomech (16q, 1p, 7p). Dědičnost u familiárního WT má charakter autosomálně dominantní s variabilní penetrancí a expresivitou. Gen WT1 kóduje nukleární protein, který se zinkovými prsty váže na DNA v jádře. Tento protein působí tedy jako regulační faktor transkripce. Germinální mutace ve WT1 genu byla zjištěna pouze u 5 % dětí s WT (u těchto dětí byl tumor přítomen bilaterálně a zároveň se vyskytovaly urogenitální abnormity). Asi u 15 % dětí bývá postižení WT spojeno s výskytem přidružených vrozených abnormit. Zvýšený výskyt WT byl popsán i u dětí s gigantismem (Beckwithův-Wiedemannův syndrom, Sotosův syndrom). Nejtypičtějším klinickým projevem WT je nález objemné masy tumoru v břiše. K dalším projevům patří především hematurie, anémie, hypertenze a bolest. Z hlediska diagnostiky jde o ostře ohraničený a obvykle opouzdřený solitární nádor, který se vyvíjí v kterékoliv části ledviny. Velké nádory utlačují sousední intaktní tkáň, ischemizují ji, což vede k produkci reninu (event. s vývojem hypertenze). WT metastazuje především do jater, plic a kostí. Díky integrovanému léčebnému postupu se podařilo v posledních letech významně zvýšit léčebnou úspěšnost. Prognóza závisí na velikosti, stupni a stadiu tumoru.
V posledních letech byly popsány čtyři hereditární syndromy se zvýšeným rizikem epitelových nádorů ledvin – von Hippel-Lindau syndrom, dědičný papilární renální karcinom, Birt-Hogg-Dubé syndrom a dědičná leiomyomatóza s renálním karcinomem.(8) U všech hereditárních tumorů se doporučuje observace, operují se až tumory větší než 3 cm a je snaha zachovat část ledviny. Byly popsány rodiny s predispozicí k papilárním tumorům ledvin. V těchto rodinách se vyskytují takové nádory v každé generaci (autosomálně dominantní přenos). Většinou u pacientů dochází k rozvoji bilaterálních, mnohočetných tumorů, většinou po 4. dekádě. Onemocnění je způsobeno mutacemi v MET genu na 7. chromosomu, které následně vedou k aktivaci tyrozinkinázy, která je normálně aktivována jaterním růstovým faktorem. Dalším tumorem s familiárním výskytem je renální onkocytom. U pacientů s tímto nádorem se častěji nacházejí i cysty v plicích a může u nich dojít k spontánnímu pneumotoraxu. U některých pacientů dominují změny na kůži, tzv. fibrofolikulomy, jejichž počet narůstá po 30. roce věku. Mluví se pak o tzv. Birtově-Hoggově-Dubého syndromu (BHD), u kterého se častěji vyskytují i karcinom tlustého střeva a onkocytom příušní žlázy. Gen BHD na 17. chromosomu (17p.11.2) byl identifikován v r. 2002 a kóduje protein folikulin. Jedná se opět o autosomálně dominantně přenášené onemocnění. Dále byl popsán dědičný výskyt leiomyomatózy kůže a dělohy a současně papilárního nádoru ledvin. Gen zodpovědný za toto onemocnění se nachází na 1. chromosomu a kóduje fumaráthydratázu, mitochondriální enzym Krebsova cyklu. Tumor ledvin se objevuje nejčastěji okolo 3. decennia a bývá velmi agresivní.

Prohlášení: autor v souvislosti s tématem práce nespolupracuje s žádnou farmaceutickou firmou.

Literatura

1. CHATTERJEE, R., RAMOS, R., HOFFMAN, M., et al. Traditional and targeted exome sequencing reveals common, rare and novel functional deleterious variants in RET-signaling complex in a cohort of living US patients with urinary tract malformations. Hum Genet, 2012, 131, p. 1725–1738.
2. PEI, Y., OBAJI, J., DUPUIS, A., et al. Unified criteria for ultrasonographic diagnosis of ADPKD. J Am Soc Nephrol, 2008, 20, p. 205–212.
3. GRANTHAM, J., TORRES, VE., CHAPMAN, A., et al. Volume progression in polycystic kidney disease. N Engl J Med, 2006, 354, p. 2122–2130.
4. BERGMANN, C., von BOTHMER, J., ORTIZ BRUCHLE, N. Mutations in multiple PKD genes may explain early and severe polycystic kidney disease. J Am Soc Nephrol, 2011, 22, p. 2047–2056.
5. TORRES, VE., CHAPMAN, AB., DEVUYST, O.; TEMPO 3:4 Trial Investigators. Tolvaptan in patients with autosomal dominant polycystic kidney disease. N Engl J Med, 2012, 367, p. 2407–2418.
6. ŽIVNÁ, M., HULKOVA, H., MATIGNON, M., et al. Dominant renin gene mutations associated with early-onset hyperuricemia, anemia, and chronic kidney failure. Am J Hum Genet, 2009, 85, p. 204–213.
7. SOORIAKUMARAN, P., ANDERSON, CJ. Everolimus for renal angiomyolipoma in tuberous sclerosis. Lancet, 2013, Jan 10. pii: S0140-6736(12)61954-0. doi: 10.1016/ S0140-6736(12)61954-0. [Epub ahead of print].
8. ARTUSO, R., FALLERINI, C., DOSA, L. Advances in Alport syndrome diagnosis using next-generation sequencing. Eur J Hum Genet, 2012, 20, p. 50–57.
9. BUSCHER, AK., KONRAD, M., NAGEL, M. Mutations in podocyte genes are a rare cause of primary FSGS associated with ESRD in adult patients. Clin Nephrol, 2012, 78, p. 47–53.
10. CHAN-SMUTKO, G. Genetic testing by cancer site: urinary tract. Cancer J, 2012, 18, p. 343–349.
e-mail: jreiterova@seznam.cz

**

1 Dědičné choroby manifestující se mnohočetnými renálními cystami

Onemocnění Dědičnost Klinická charakteristika
Prevalence
tuberózní skleróza AD kožní léze – angiofibromy, často mentální postižení, křeče, rabdomyomy, v ledvinách
(TSC1, TSC2) 1 : 10 000 angiomyolipomy, při deleci TSC2 a PKD1 genů – cysty v ledvinách se selháním v dětství
von Hippel-Lindau AD hemangioblastomy sítnice, mozečku, pankreatické cysty, feochromocytom,
choroba (VHL) 1 : 50 000 až u 45 % karcinom v cystách ledvin
polycystická choroba AR často manifestace prenatálně nebo v raném dětství, četné menší cysty, často i fibróza jater
ledvin autosomálně 1 : 20 000
recesivního typu (PCHLAR)
medulární cystická AD hypertenze, často hyperurikémie (nízká exkreční frakce kyseliny močové)
choroba ledvin neznámá a výrazná anémie, medulárně cysty
(MCKD1, MCKD2)
nefronoftíza (NPHP1-6) AR manifestace v dětství, polyurie, polydipsie, selhání ledvin, u 10 % retinitida, pigmentóza
1 : 40 000
oro-facio-digitální XD u mužů letální, mnohočetné rozštěpy rtů, patra, čelisti, široký kořen nosu, anomálie prstů
syndrom vzácný
houbovitá ledvina vzácně dědičné medulární nefrokalcinóza, obraz štětce na vylučovací urografii
1 : 5000

Tab. 2 Molekulární genetika Alportova syndromu

Dědičnost Mutovaný gen Genový produkt
X-vázané formy COL4A5 ?5-řetězec kolagenu IV
X-vázané formy s leiomyomatózou COL4A5+COL4A6 ?5- +?6-řetězec kolagenu IV
AR formy COL4A3 ?3-řetězec kolagenu IV
COL4A4 ?4-řetězec kolagenu IV
AD formy COL4A3 ?3-řetězec kolagenu IV
COL4A4 ?4-řetězec kolagenu IV

O autorovi| Doc. MUDr. Jana Reiterová, Ph. D. Univerzita Karlova v Praze, 1. lékařská fakulta a Všeobecná fakultní nemocnice, Klinika nefrologie

Obr. Obraz ztenčení a rozštěpení bazální membrány glomerulů v elektronovém mikroskopu u pacienta s Alportovým syndromem

Ohodnoťte tento článek!