Polycystas vesebetegségek klinikuma és genetikája Prof. Dr. Túri Sándor SZTE Gyermekklinika

Az autoszóm domináns polycystas vesebetegség (ADPKD) a leggyakoribb monogénes nephropathia (1-2,5‰), általában felnőttkorban manifesztálódik, de kb. 2%-ban már gyermekkorban is jelentkezhet. elsősorban a vesék érintettek, gyakoriak a máj, pancreas cystak, cerebralis aneurismák. A dializáltak kb. 8-10%-át adják. Kapcsoltsági vizsgálatok genetikai heterogenitást jeleztek. Az autosom recesszív polycystas vesebetegség (ARPKD) egyike a legjelentősebb öröklődő nephropathiáknak gyermekkorban. Klinikai képe változatos, a súlyos korai gyermekkori formától az enyhébb, késői gyermekkori formáig terjedően. Incidenciája 1:20 000 Európában, penetranciája 100%. Génlocusa: 6p21-p12. Újabb neve: PKHD1: polycystic kidney and hepatic disease 1.

PKD1 típus (16p13. 3, 46 exon) a betegek kb. 80-85%-ánál mutatható ki PKD1 típus (16p13.3, 46 exon) a betegek kb. 80-85%-ánál mutatható ki. Korábbi kezdet, agresszívebb klinikai lefolyás jellemzi, veseelégtelenség kb. 45%-nál ~50 év körül jelentkezik. 10% sporadikus, 90% familiáris. A PKD2 típus (4q21-23, 15 exon) kb. 15- 20%-nál igazolódott. Veseelégtelenség gyakran: 70 év. Fehérje termékeik (polycystin-1 és –2) egy receptor/ion-csatorna komplex részei. Néhány esetben eddig ismeretlen gén szerepel. Az autoszóm recesszív polycystas vesebetegség (ARPKD, 6p21-p12) nagyságú, 86 exonból áll, polyductin/fibrocystin.

Adult domináns polycystas vesebetegség (ADPKD)‏ Előfordulás 1:1000, egyik leggyakoribb örökletes betegség Autoszomális domináns öröklődésmenet A tünetek felnőttkorban manifesztálódnak Nagy polycystas vese >50% végstádiumú vesebetegség (ESRD)‏ Több szervet érintő betegség (máj ciszták, cerebrális aneurizmák)‏ Genetikailag heterogén (PKD1, PKD2)‏

Klinikai diagnózis Ultrahang Computer tomographia MRI

ADPKD normál vese polycystas vese

Polycystas vese (ADPKD)‏

ADPKD kétoldali óriás polycystás vese

A polycystin-1 (PC1) és polycystin-2 (PC2) fehérjék lokalizációja A PC1 és PC2 tansmembrán fehérjék Kálcium csatornaként funkcionálnak

A polycystin-1 (PC1) és polycystin-2 (PC2) fehérjék lokalizációja a vesében PC1 PC2

Pathomechanizmus Károsodott intracelluláris Ca homeostasis, fokozott cAMP, MAPK és mTOR szignál fokozott sejtproliferáció és apoptozis adja a terápiás kisérletek alapját. Vasopressin (V2) receptor antagonisták Somatostatin analogok a gerincesek Gs és a Gi receptorain hatva gátolják a cAMP, OPC31260 szintézisét (a gerincesek V2 receptora) Tolvaptan (a human V2 receptor erős antagonistája) effektív volt ezekben a modellekben és a V2 receptor expressziójának csökkentése mellett kevéssé toxikus. A fázis 3 Tolvaptan klinikai trial jelenleg is megy. A hoszú hatású somatostatin analog gátolja a patkányok vese és máj cystás betegségét PCK patkányokban. Egy pilot study szerint hatásos human ADPKD-ban is és további klinikai vizsgálatok vannak folyamatban.

Mikor a GFR kezd csökkenni, a kezelésnek már nincs értelme NIH Consortium: MR mérések a vese volumenére a cysták méretére, GFR mérések mutációs analízis A vese volumen jó prediktor a vesefunkció csökkenésére, és a progresszió megítélésére Human PKD Study : ACE gátló ACE gátló+ARB hatás vizsgálata ADPKD-ben a vérnyomásra, a kimenetelre, a kreatininre és a halálozásra

Betegek és Módszer: 32 ADPKD-s család összesen 187 tagja, 2 ARPKD-s család összesen 13 tagja Short Tandem Repeat (STR) marker vizsgálatok perifériás fehérvérsejtekből izolált DNS mintákon. A PCR-t gél-elektroforézis (AlfExpress) követte. PKD1 markerek: D16S663, KG8, D16S291. PKD2 markerek: D4S1563, D4S2462. ARPKD markerek: D6S436, D6S427, D6S1344, D6S245, D6S1714, D6S295. Olyan STR markerekkel végezzük a kapcsoltsági analízist, melyek a betegséget okozó génben vagy szegélyező régiójában találhatók.

A PKD marker vizsgálatok gyakorlati alkalmazása: I A PKD marker vizsgálatok gyakorlati alkalmazása: I. megerősíti a PKD1 klinikai formát KG8: II.1. II.3. III.3. III.2. III.1. IV.1. Két 16-os kromoszóma marker is megerősítette a betegség ezen kromoszómához köthetőségét, a III.2. családtag 32 éves korától dializált.

A PKD marker (D4S2462) vizsgálat gyakorlati alkalmazása: II A PKD marker (D4S2462) vizsgálat gyakorlati alkalmazása: II. megerősítette a PKD2 formát I.2. II.1. II.2. III.1. III.2. III.3. III.4. IV.1. IV.2. IV.3. IV.4. Peritonealis dial. 72 éves kortól!

A PKD marker vizsgálatok gyakorlati alkalmazása: III. A II. 3 A PKD marker vizsgálatok gyakorlati alkalmazása: III. A II.3. anya csak gyermeke (III.3.) genotípusát akarja tudni (etikai kérdés!)‏ D16S291 I.1. II.1. II.2. III.1. III.2. II.3. II.4. III.3. A genetikai vizsgálat jelezte II.3.-nál is a valószínűleg génmutációs 16-os kromoszóma jelenlétét, ezt viszont ő tudni nem szeretné!

A PKD markervizsgálat gyakorlati alkalmazása IV A PKD markervizsgálat gyakorlati alkalmazása IV. a PKD1-es forma miatt fontos: a III.6. is gyanazt a 16-os kr.-át hordozza, mint testvére (de egyelőre „csak” hypertoniás!)‏ D16S291: III.6. III.7. II.5. II.6. D16S663: III.6. III.7. II.5. II.6.

A PKD markervizsgálat gyakorlati alkalmazása A PKD markervizsgálat gyakorlati alkalmazása . a PKD1-es forma miatt fontos: a gravid II.3. hordozza-e ugyanazt a 16-os kr.-át, mint testvére (kiderült, nem!)‏ I.1. I.2. II.1. II.2. II.3. III.1. III.2.

A PKD markervizsgálat gyakorlati alkalmazása a PKD1-es forma miatt: a II. és III. generáció, mivel mindegyik tagja a mutáns 16-os kromoszómát örökölte, in vitro fertilisatiot kér pozitív családtervezéséhez! I.1. II.1. II.2. II.3. II.4. III.1. III.3. III.2.

Autoszomális recesszív polycystas vesebetegség (ARPKD) Az ARPKD ritka genetikai rendellenesség. Gyakorisága populációnként változó, 1/6 000-40 000 lakos közötti. Tünetei születéstől a serdülő korig, ritkán felnőtt korban jelentkeznek. Rendszerint csecsemőkori betegség, ekkor súlyos vese- és májtünetek az okai a morbiditásnak és mortalitásnak (ezért újabb angol neve: PKHD1: polycystic kidney and hepatic disease-1). (A vesék szimmetrikusan megnagyobbodottak, a vese gyüjtőcsatornáinak és a distalis tubulusoknak fusiform dilatatioja, valamint a máj portális triászainak dysgenesise, portalis epeútproliferatio congenitalis fibrosissal kísérve észlelhető.)

ARPKD (PKHD-1) Terápia: oki egyelőre nincs (génterápia?)! A legtöbb csecsemő újszülöttkorban meghal. Azoknak, akik túlélik a csecsemőkort, esélyük van elfogadható életmódra a serdülőkorban gondos orvosi felügyelet mellett!

ARPKD (PKHD-1) Az ARPKD foetalis jelei: Az újszülött/csecsemőkorban diagnosztizált esetek kb. 50%-ánál már a magzati UH is jelezte a kórképet (nagy vesék, a 13. héttől hyperechogenitás). A 20. héttől: az amniális folyadék kevés, ill. hiányozhat (oligohydramnion), akárcsak a magzati hólyag feltöltődése. Korrekt ARPKD magzati diagnosztika: direkt mutációs analízissel: jelenleg nem lehetséges, indirekt kapcsoltsági vizsgálattal: igen!

ARPKD (PKHD-1) Újszülöttkorban: Potter sy (mélyen ülő szemek, ellaposodott orr, kórosan rövid állkapocs csontok, alacsonyan ülő fülek, esetleg: végtag rendellenességek, és a kevés amniális folyadék miatti egyéb elváltozások). 30-50%-uk születéskor, vagy röviddel azután meghal. Újszülöttkori halálokok: elsősorban a fejletlen tüdővel (pulmonális hypoplasia) kapcsolatosak, nem a veseelégtelenséggel (a tüdő növekedéséhez elegendő amniális folyadék szükséges!). Súlyos légzési distress, igen nagy vesék miatti korlátozott diaphragma mozgás. Egyéb komplikációk: pneumothorax, atelectasia, meconium aspiratio, bacterialis pneumonia, surfactant deficiencia.

ARPKD (PKHD-1) Megnövekedett intraabdominális nyomás miatti csökkent táplálék felvétel, a kóros gastro-intestinális motilitás miatti kisebb absorptio és a krónikus, progresszív veseelégtelenség. Vese növekedési csúcs: 1-2 éves korban, stabilizálódás: 4-5 évesen! Az újszülöttkort túlélő ARPKD-s gyermekek: A ventilláció sikeres elősegítése szignifikánsan megnöveli a túlélés esélyeit! Az 5 éves életben maradési arány 80-95% is lehet az első 4 élethetet túlélőknek. A vesék gondozása, a hypertonia kezelése gyakran a felnőttkorig segítheti elő a túlélést!

Kidney of a 2-year-old ARPKD child Kidney of a 2-year-old ARPKD child. Macroscopically, the organ displays multiple small cysts on its surface and is severely enlarged, measuring ~15 cm in its longitudinal axis . B, Drawing representing the diffuse and radial distribution of dilated collecting ducts throughout the cortex and medulla. C, Renal histology, showing dilation of collecting ducts

ARPKD (PKHD-1) ARPKD-s veseműködési rendellenességek: Nagy mennyiségű, nem koncentrált vizelet, polyuria, polydipsia. A dehydratio nagyobb a kockázata: Elhúzódó lázas állapotokban, hányás, hasmenés esetén Ugyanezt okozzák: forró nyári napok, sport aktivitás, ez megelőzhető megfelelő vizfogyasztással! Hypertonia: kb. 80%-uknál, néhány hónapos kortól, gyakran súlyos. Ok: nem pontosan ismert (csökkent vese vérátáramlás? RAS aktiválódás?) Az életkilátást rontja! Hyponatraemia (a szabad víz kiválasztás zavara miatt?)

ARPKD (PKHD-1) genetikája Az ARPKD-s betegek >99%-ánál egyetlen gén mutációi felelősek a tünetekért. Recesszív: vagyis mindkét szülőtől kell egy-egy mutációt örökölni a betegség jelenkezéséhez. A gén (helye: 6p21- p12) egyike a legnagyobb emberi géneknek, mely minimum 86 kódoló exonból áll membránprotein, a polyductin/fibrocystin. A gén mutációk szinte családonként változhatnak! Az egy-egy génmutációt hordozó „carrier” szülők egészségesek!

A polyductin/fibrocystin fehérje sematikus ábrája

ARPKD (PKHD-1) genetikája Recesszív öröklődés sematikus ábrázolása: Egy génmutációt hordozó, egészséges apa anya A szülői 6-os kromoszómák tovább öröklődésének lehetőségei: A magzat/újszülött lehetséges genotípusai N=normál PKHD-1 gént hordozó 6-os kromoszóma jele n =mutáns PKHD-1 gént hordozó 6-os kromoszóma jele

ARPKD (PKHD-1) genetikája Recesszív öröklődés esélyei: Ha mindkét szülő hordozza az ARPKD gén 1-1 mutációját (carrierek): 25% az esélye annak, hogy ARPKD-s gyermekük foganjon, 50% az esélye, hogy egy génmutációt hordozó, egészséges magzatuk legyen, 25% az esélye, hogy egy génmutációt sem hordozó, egészséges legyen az utód

ARPKD (PKHD-1) genetikája Ha ARPKD-s beteg társa carrier lenne 1 génmutációra, 50%-os valószínűséggel foganna egy génmutációs carrier és 50%-os valószínűséggel ARPKD-s beteg utód. Két ARPKD-s betegnek csak ARPKD-s gyermekük lehet! Ha ARPKD-e betegnek születne utóda olyan személytől, aki nem hordoz ARPKD-a génmutációt, mindegyik leszármazottuk egy génmutációt hordozó carrier lenne.

Magzati diagnosztika ARPKD-s beteg családjában III.1 kislány újszülöttkorban exitált ARPKD miatt, első beteg a családban! Családvizsgálat kérésükre a gén STR markereivel, mely jelzi a génmutációs 6. kromoszóma öröklődését a családban mindkét ágon (carrierek). Kiderül, hogy a beteg kislány nővére nem hordoz ARPKD génmutációt. A szülők újabb gyermekvállalásukhoz kérik a magzati diagnosztikát (12. gestacios héten chorion boholy vétel, DNS extrakció.

Magzati diagnosztika eredménye ARPKD-s beteg családjában D6S436 (5’-végi) D6S1344 (intragenikus, 3’-vég felé) D6S1714 (intragenikus, 5’-vég felé) II.2. II.3. III.1. III.2. III.3. II.2. II.3. III.1. III.2. III.3. II.2. II.3. III.1. III.2. III.3. Az 5’-végi D6S436-os és a két intragenikus marker (D6S1344 és D6S1714) informatívnak bizonyult a családban, és lehetővé tette a magzati diagnosztika elvégzését. Az anya újabb terhessége kapcsán mind a három informatív marker azt jelzi, hogy a magzati mintából izolált DNS ugyanazt az apai és anyai 6-os kromoszóma öröklődését mutatja, mint amelyiket az ARPKD miatt elhunyt kislányuk esetében láthattunk. Ezért a magzat nagy valószínűséggel (>99%) szintén ARPKD-t örökölt.

Polycystás vese MRI felvétele

Polycystás vese pathologiai képe

A polycystás vesebetegségben érintett gének és fehérje termékeik PKHD1 PKD2 PKD1 hibás gén 6p21-23 4q21 16p13.3 locus receptor (?)‏ ioncsatorna receptor funkció 4074 As 968 As 4302 As méret fibrocystin polycystin-2 polycystin-1 fehérje 8.5-13 kb 5.6 kb 14.5 kb mRNS 86 15 46 exon 469 kb 110 kD 462 kD