אטיולוגיות גנטיות למחלת כליות כרונית שנחשפו באמצעות פאנל גנים כליות מהדור הבא

Abstract Introduction: Chronic kidney disease (CKD) is a major public health issue in the USA. Identification of monogenic causes of CKD, which are present in ∼10% of adult cases, can impact prognosis and patient management. Broad gene panels can provide unbiased testing approaches, which are advantageous in phenotypically heterogeneous diseases. However, the use and yield of broad genetic panels by nephrologists in clinical practice are not yet well characterized. Methods: Renal genetic testing, ordered exclusively for clinical purposes, predominantly by general and transplant nephrologists within the USA, was performed on 1,007 consecutive unique patient samples. Testing was performed using a commercially available next-generation sequencing-based 382 gene kidney disease panel. Pathogenic (P) and likely pathogenic (LP) variants were reported. Positive findings included a monoallelic P/LP variant in an autosomal dominant or X-linked gene and biallelic P/LP variants in autosomal recessive genes. Results: Positive genetic findings were identified in 21.1% (212/1,007) of cases. A total of 220 positive results were identified across 48 genes. Positive results occurred most frequently in the PKD1 (34.1%), COL4A5 (10.9%), PKD2 (10.0%), COL4A4 (6.4%), COL4A3 (5.9%), and TTR (4.1%) genes. Variants identified in the remaining 42 genes comprised 28.6% of the total positive findings, including single positive results in 26 genes. Positive results in >גן אחד זוהה ב-7.5 אחוז (16/212) מהמקרים. מסקנות: השימוש בפאנל גנטי רחב על ידי נפרולוגים קליניים היה בעל אחוזי הצלחה גבוהים, בדומה לתוצאות שהושגו במרכזים אקדמיים המתמחים בגנטיקה.

לחץ למאקה ג'ינסנג cistanche סוס ים למחלת כליות כרונית

מבוא

מחלת כליות כרונית (CKD) פוגעת ב-37 מיליון מבוגרים בארה"ב [1]. מחקרים אחרונים מצביעים על כך שגרסאות גנטיות הגורמות למחלות ניתנות לזיהוי ב-10% מהמבוגרים וכ-20% מהילדים עם CKD [2, 3], שרובם אינם מודעים לאטיולוגיה הגנטית של תפקוד לקוי הכליות שלהם. זיהוי של גורמים מונוגניים ל-CKD יכול להודיע ​​לפרוגנוזה, להתאים אישית טיפולים, ליידע ייעוץ ובדיקות של קרובי משפחה בסיכון, להשפיע על קבלת החלטות ברבייה ולאפשר הפניות להערכת ביטויים חוץ-כליים. עבור ∼800,000 אנשים בארה"ב עם מחלת כליות סופנית (ESKD), אבחון גנטי עשוי לתת מידע על בחירת תורמי כליה פוטנציאליים, להעריך את הסיכון להישנות המחלה ולהנחות את הטיפול הקליני לאחר ההשתלה . פאנלים גנים רחבים מציעים מספר יתרונות על פני ניתוח מוטציות של גנים בודדים או פאנלים ממוקדים.

השונות הפנוטיפית של הפרעות נדירות ורב-מערכתיות, כולל האינטראקציה הבלתי צפויה של וריאנטים סיבתיים, מסבכת את בחירת המטרות המתאימות [3, 4]. בדיקה לאיתור הפרעות של גנים בודדים בצורה שלבית יכולה למנוע זיהוי של הגרסאות הסיבתיות ויכולה להיות יקרה וגוזלת זמן. פאנלים רחבים של גנים מספקים ניתוח חסכוני ומקיף שיכול להפחית חסמים לבדיקה על ידי ייעול הליכי הבדיקה, החזר כספי, מבנה הדוחות ויכולות הייעוץ הגנטי. עד כה, רוב המחקרים המשתמשים בבדיקות גנטיות למחלת כליות מתמקדים בקבוצות נבחרות עם חשד גבוה להפרעות מונוגניות במסגרת אקדמית או בדקו אוכלוסייה לא נבחרת של אנשים עם CKD כחלק מגישה שיטתית לקביעת השכיחות של הפרעות גנטיות הגורמות מחלת כליות [3, 5-10]. בנוסף, רוב המחקרים הללו מבצעים בדיקות גנטיות תוך שימוש ברצף אקסום שלם (WES) או עם פאנל של גנים שנבחר על סמך הצגה קלינית. מחקר אחד אחרון שבדק 127 חולים עם מחלות כליה עם פאנל גנטי רחב, המורכב מ-177 גנים, זיהה ממצאים חיוביים ב-43% מהחולים [11]. בנוסף למחקרים מכוננים אלו, אפיון תוצאות הבדיקות הגנטיות המבוצעות אך ורק למטרות קליניות והוזמנו על ידי נפרולוגים בתרגול קליני יספק הבנה של הערך האמיתי של בדיקות אלו. הבנת דפוסי הבדיקה והתפוקה וההיקף של ממצאי הבדיקה תספק תובנה טובה יותר לגבי התועלת הקלינית של בדיקות גנטיות וכיצד לשפר את היישום שלה בנפרולוגיה. לאחרונה, פיתחה Natera, Inc. מבחן פאנל רחב המבוסס על הדור הבא (NGS) לזיהוי גורמים מונוגניים ל-CKD.

פאנל זה מקיף גנים הקשורים להפרעות המתפרשות על סוגים רבים של מחלות כליה, כולל הפרעות ציסטיות, tubulointerstitial, glomerular, tubular, ו-structural. בנוסף, פאנל זה מכסה מגוון רחב של מחלות מאלו הפוגעות בעיקר בכליות ועד למחלות רב-מערכתיות עם מרכיבי כליות ידועים. הפאנל, שכלל 382 גנים, תוכנן ללכוד הן מחלות כליות גנטיות מבוססות ונדירות, כמו גם תסמונות מרובות איברים שעלולות להחמיץ באמצעות בדיקות ממוקדות. הפאנל זמין לרופאים בארה"ב, והזמנת בדיקה זו נתונה אך ורק לשיקול דעתם של הנפרולוג הקליני והמטופל. כאן אנו מציגים את הממצאים מ-1,007 הבדיקות הראשונות שבוצעו עם פאנל רחב זה למחלות כליה.

חומרים ושיטות

נושאי לימוד

מחקר זה היה ניתוח רטרוספקטיבי של 1,007 בדיקות רצופות שבוצעו על חולים עם פאנל של 382 גנים כליות NGS (מבחן RenasightTM, Natera, San Carlos, CA, ארה"ב). בדיקות אלו הוזמנו על ידי מושתלים ונפרולוגים כלליים ב-204 מרפאות ברחבי ארה"ב בין מאי לספטמבר 2020. מידע דמוגרפי של החולים שנבדקו, כולל גיל, מוצא אתני, מין, מצב השתלה והתוויות בדיקה (קודי ICD-10) ציון שלב CKD, וקבוצה מוגבלת של אבחנות CKD סופק בטופס הדרישה על ידי המטופל או הרופא. נקבע שהמטופלים מושפעים מקוד ICD-10 או מהמידע הקליני שסופק על ידי הרופא בטופס הדרישה. לפיכך, קיימת אי התאמה בין מספר המקרים המנותחים על סמך קודי ICD-10 ועם המצב המושפע (טבלה 1, תוספת מקוונת טבלה S1). כל החולים או האפוטרופוסים החוקיים (במקרים של קטינים) סיפקו הסכמה מדעת לביצוע בדיקות גנטיות והנתונים בוטלו לפני הניתוח. המחקר בוצע בהתאם להצהרת הלסינקי.

עיצוב פאנלים

הפאנל הגנטי הכלייתי הרחב כלל 382 גנים הקשורים להפרעות ציסטיות וטובולו-אינטרסטיציאליות, הפרעות גלומרולריות, הפרעות כליות הקשורות להשלמה, אנומליות מולדות של הכליות ודרכי השתן (CAKUT) והפרעות מבניות, טובולופתיה והפרעות צינוריות, יתר לחץ דם, סוכרת, נפרופתיה. הפרעות, נפרוליתיאזיס והפרעות אלקטרוליטים (אספקה ​​מקוונת טבלה S2) [3].

רנסייט NGS פאנל רצף וניתוח נתונים

Genomic DNA isolated from the accessioned samples (blood or buccal saliva) was prepared into libraries using a customized hybrid capture enrichment protocol targeting key coding exons and splicing junctions based on IDT xGen Lockdown probe chemistry (Integrated DNA Technologies, Inc., Coralville, IA, USA). Paired-end sequencing was then performed on DNA libraries on the Illumina platform 2,500 HiSeq or NovaSeq 6,000, using 300bp reads. The average coverage across the panel was >150× כאשר 99.6 אחוזים מהאזורים הממוקדים מכוסים בגודל גדול או שווה ל-20×. מספר ההעתקה חושב מנתוני כיסוי NGS באמצעות אלגוריתם מותאם אישית [12], שכלל השוואת כיסוי אקסוני מנורמל לבקרות.

פרשנות וריאנטים

כל הווריאציות שזוהו באזור שניתן לדווח (כלומר, אקסונים מקודדים ואינטרונים אגפים של ±20bp) הוערכו בהתבסס על הנחיית ה-American College of Medical Genetics and Genomics לפירוש וריאנט רצף [13]. וריאנטים סווגו לקטגוריות של חמש שכבות: פתוגניות (P), פתוגניות סבירות (LP), וריאנטים בעלי משמעות לא ברורה (VUS), סביר שפירים ושפירים. גרסאות P ו-LP דווחו וממצאי VUS דווחו אם התבקש על ידי הספק, אך לא נחשבו לתוצאות חיוביות. וריאנט P/LP מונואללי בגן אוטוזומלי דומיננטי (AD) או X-linked, וגרסאות P/LP ביאללי בגן אוטוזומלי רצסיבי (AR) נחשבו לממצאים חיוביים. וריאנט P/LP אחד בגן AR העניק סטטוס נשא. עבור וריאנטים של P/LP שזוהו בגנים הקשורים הן למחלות AD והן למחלות AR, הרלוונטיות הקלינית פורשה על סמך סוג וריאנט, תדירות, המנגנון המולקולרי של המחלה ומקרים קליניים שדווחו בעבר בספרות. גרסאות P/LP הטרוזיגוטיות ב-COL4A3 ו-COL4A4 נחשבו חיוביות, וכך גם גרסאות הטרוזיגוטיות של P/LP ב-COL4A5 במטופלות [14].

ניתוח מאשר

בדיקות מאששות בוצעו עבור כל מקרי ה-P/LP, למעט אירועי מספר העתקים המשתרעים על פני יותר מ-12 אקסונים שאינם חופפים אזורים בעלי מורכבות גנומית. בעת הצורך, בוצעה בדיקת אישור של הגרסאות שזוהו ב-NGS על דגימת ה-DNA המקורית. גרסאות רצף שזוהו על ידי NGS אושרו על ידי רצף Sanger. וריאנטים של רצף שזוהו באזורים עם פסאודוגנים או רצפים הומולוגיים אושרו על ידי PCR ארוך טווח ואחריו רצף Sanger. מחיקות או כפילות אושרו כפי שצוין על ידי ציון איכות בשיטה אורתוגונלית (qPCR או MLPA). מחיקות או כפילות בגנים PKD1 ו-PKD2 אושרו על ידי SALSA® MLPA® Probemix (P351-C1 עבור PKD1, P352-D1 עבור PKD1-PKD2).

תוצאות

מאפייני המטופל

בדיקה גנטית כלייתית בוצעה על דגימות מ-1,007 אנשים עם גיל חציוני של 46 שנים (טווח 5-91), מתוכם 52.7 אחוזים (531/1,007) היו נשים. מידע על מצב מחלת הכליות של החולה היה זמין עבור 96.5 אחוז (973/1,007) מהמקרים, מתוכם 95.0 אחוז (924/973) נפגעו (טבלה 1). אינדיקציות לבדיקה, כפי שנקבעו בקודי ICD-10, סופקו עבור 933 חולים, מתוכם CKD (שלבים 1-5 או לא מוגדר), או ESKD הוגשו כהתוויה עבור 76.4 אחוז (713/933) מהטיפול בדיקות שהוזמנו (אספקה ​​מקוונת טבלה S1). מוצא אתני דווח עבור 73.2 אחוזים (737/1,007) מהמקרים, מתוכם 51.7 אחוזים (381/737) היו קווקזים, 23.2 אחוזים (171/737) היו אפרו-אמריקאים (AA), ו-16.3 אחוזים (120/737) היו היספנים . בקרב אלו עם ממצאים חיוביים מבדיקות גנטיות (n=260; כולל APOL1), הגיל החציוני היה 44 שנים (טווח: 18-89), והשיעור של כל קבוצה אתנית היה דומה לזה של העוקבה המלאה ( שולחן 1).

ממצאים גנטיים

מתוך 1,007 אנשים שנבדקו, 220 גרסאות P/LP חיוביות זוהו על פני 48 גנים (לא כולל APOL1) ב-212 מקרים (טבלה 2, איור 1). בין גרסאות ה-P/LP החיוביות שזוהו, זוהו 10 וריאציות של מספר העתקים בתשעה גנים, כולל מחיקה גדולה של PKD1 ו-TSC2 (תוספות מקוונות טבלה S3). גרסאות P/LP חיוביות זוהו לרוב בגנים PKD1 (34.1 אחוז), COL4A5 (10.9 אחוז), PKD2 (10.0 אחוז), COL4A4 (6.4 אחוז), COL4A3 (5.9 אחוז) ו-TTR (4.1 אחוז). גרסאות P/LP הגורמות למחלות שזוהו ב-42 הגנים הנותרים היוו 28.6 אחוז מסך הממצאים החיוביים. תוצאת P/LP חיובית אחת זוהתה ב-26 גנים, המייצגים 11.8 אחוזים מכלל 220 התוצאות החיוביות הכוללות (מוצג באיור 1).

מבין 220 ממצאי ה-P/LP החיוביים, האבחנות הגנטיות השכיחות ביותר היו מחלת כליות פוליציסטית ADPKD (ADPKD; 45.0 אחוזים; n=99), תסמונת אלפורט (23.2 אחוזים, n=51), עמילואידוזיס (4.1 אחוז ; n=9), גלומרולוסקלרוזיס מוקדית (FSGS, 2.7 אחוז ; n=6), וציסטינוריה (2.3 אחוז ; n=5 ). יחד, חמשת התנאים הללו היוו 77.2 אחוז מסך ממצאי ה-P/LP החיוביים (מוצג באיור 2). אלל G1 ו-G2 ביאללי בגן APOL1 מעניקים סיכון מוגבר להתפתחות FSGS. בקרב העוקבה זוהתה חיוביות לגנוטיפים אלה בסיכון גבוה של APOL1 (G1/G1, G1/G2, G2/G2) ב-57 אנשים (טבלה 2). האללים G1 ו-G2 נמצאים בתדירות גבוהה בפרטים ממוצא אפריקאי. בין המקרים החיוביים לגנוטיפ בסיכון גבוה בקבוצה שלנו, 77.2 אחוז (44/57) מהמקרים היו AA, 7. 0 אחוזים (4/57) היו היספנים, 1.8 אחוז (1/57) היו קווקזים , ולא נמסרה מוצא אתני עבור 14.0 אחוז (8/57) מהמקרים. יחד, ממצאים חיוביים בווריאציות P/LP הגורמות למחלות וגנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1 זוהו ב-25.8 אחוז (260/1,007) מהאנשים. ממצאים חיוביים ביותר מגן אחד (כולל שני גרסאות P/LP וגנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1) זוהו ב-16 מקרים, 9 מהם היו חיוביים לגנוטיפ בסיכון גבוה של APOL1 (תוספות מקוונות טבלה S6).

הקצה את 220 ממצאי ה-P/LP החיוביים והמצבים הקשורים אליהם לקטגוריות רחבות של מחלת כליות אחת או מרובות שהגדרנו בהתבסס על המסגרת שפותחה על ידי ClinGen Kidney Disease Working Group [15]. ממצאי P/LP חיוביים היו נפוצים ביותר בגנים הקשורים להפרעות ציסטיות ו-tubulointerstitial (51.4 אחוזים, 113/220), מחלות גלומרולריות (35.0 אחוזים, 77/220) וטאואופתיות (10.9 אחוזים, 24/200) (טבלה 2) . בנוסף, 6.4 אחוזים מכלל הממצאים החיוביים היו בגנים ובמצבים נלווים שהוקצו להם קטגוריות מרובות של מחלות כליה, מה שמדגיש את ההצגות המשתנות של הפרעות כליות רבות (טבלה 2; תוספת מקוונת איור S1)

לזיהוי נשאים של וריאנטים בגנים של AR יש השלכות על תכנון הרבייה והמשפחה. נשאים של וריאנט P/LP אחד בגן אחד או יותר של מחלת כליות AR או של אלל G1 או G2 אחד ב-APOL1 זוהו ב-45.3 אחוז (457/1,007) מהמקרים; ל-23.0 אחוזים (105/457) מהמקרים הללו היו גם ממצאים חיוביים בגנים אחרים. בסך הכל, 604 גרסאות נשא זוהו ב-131 גנים (אספקה ​​מקוונת טבלה S1). VUS דווחו ב-100 אחוז (340/340) מהמקרים שבהם התבקש, עם מספר ממוצע של 7 VUS שזוהו (טווח 1-18).

ממצאי בדיקות גנטיות לכליות בקרב אפרו-אמריקאים (AA)

בארה"ב, השכיחות לפתח ESKD גבוהה פי {{0}} בקירוב בקרב AAs בהשוואה לקווקזים [16]. פער זה מיוחס במידה רבה לשיעור הגבוה של חיוביות לגנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1. בקבוצה שלנו זוהו גרסאות P/LP חיוביות או גנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1 ב-34.5% (59/171) מחולי AA, על פני 12 גנים. חיוביות לגנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1 זוהתה ב-74.6 אחוזים (44/59) ממקרי ה-AA החיוביים (טבלה 2). בין שאר הממצאים באנשים עם AA, 5 מקרים היו חיוביים עבור וריאנטים ב-PKD1 (6.7 אחוזים מכלל המקרים החיוביים ל-PKD1), 4 ב-TTR (44.4 אחוזים מכלל מקרי ה-TTR) ו-3 ב-COL4A4 (21.4 אחוזים מכלל המקרים של COL4A4). ממצאים חיוביים ייחודיים זוהו בגנים CASR, COL4A1, CUBN, HBB, PKD2, PTPN11 ו-SLC3A1 (אספקה ​​מקוונת טבלה S5). דיווחים הצביעו על כך שאנשים עם תכונה חרמשית (SCT) בגן HBB עשויים להיות בסיכון מוגבר להתפתחות CKD [17]. נשאים של הגן HBB זוהו ב-15.2 אחוז (26/171) מחולי AA, המהווים 66.7 אחוז (26/39) מכלל נשאי ה-HBB בקבוצה שלנו. חמישה נשאי HBB (4 AA; מוצא אתני לא ידוע) היו חיוביים גם לגנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1, המהווים 7.0 אחוז מכל המקרים החיוביים של APOL1-.

מקרים לא מושפעים עם חיובי

ממצאים מבין המקרים שבהם זוהו גרסאות P/LP חיוביות או גנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1, 3.8 אחוזים (10/260) לא היו מושפעים קלינית בזמן הבדיקה, ול-1.5 אחוז (4/260) היה מצב מחלה לא ידוע. מבין המטופלים שלא הושפעו, חמישה היו תורמי כליה קודמים או פוטנציאליים, לארבעה מהם היו גנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1, ושניים היו חיוביים עבור וריאנטים ב-PKD1 או PKD2 ודיווחו על היסטוריה משפחתית של PKD. חולה אחד עם וריאנט גן LP CD2AP, הקשור ל-FSGS, שעבורו לא היה מידע היסטוריה משפחתית, בוצע בדיקה גנטית טרום-קונספציה כדי להעריך את הסיכון לרבייה.

ממצאים חיוביים בקרב חולי CKD ו-ESKD, ומושתלי כליה

אינדיקציות לבדיקה, המבוססות על קודי ICD-10, סופקו עבור 243 מקרים עם ממצאים חיוביים (או גרסאות P/LP או גנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1). מידע על מצב השתלת כליה סופק על ידי רופאים עבור 202 מהמקרים החיוביים הללו. חקרנו את הממצאים החיוביים בקרב תת-קבוצה של מקרים אלו שעבורם הצביעו על חומרת התקדמות מחלת הכליות (שלבי CKD 1-5 או לא מוגדר, ESKD או מושתל כליה [KTR]). CKD או ESKD הצביעו על 78.2 אחוזים (190/243) מהמקרים עם תוצאות חיוביות, מתוכם ל-35.2 אחוזים (67/190) היו ממצאים חיוביים בגנים PKD1 או PKD2, 23.2 אחוז (44/190) היו חיוביים עבור APOL1 גנוטיפ בסיכון גבוה ול-15.3 אחוזים (29/190) היו ממצאים חיוביים ב-COL4A3, COL4A4 או COL4A5 (תוספות מקוונות טבלה S1, S7).

KTR היוו 8.1 אחוז (82/1,007) מהמטופלים בקבוצה. גרסאות P/LP חיוביות או גנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1 זוהו ב-29.3% (24/82) מ-KTR ב-13 גנים, כולל 2 מקרים עם ממצאים חיוביים במספר גנים. הממצאים כללו חיוביות לגנוטיפ APOL1 בסיכון גבוה (4.2 אחוזים; 10/24) וגרסאות בגנים COL4A3, CO L4A4 או COL4A5 (16.7 אחוזים; 4/24), הקשורים לתסמונת אלפורט (טבלה מקוונת S8). בקרב הקבוצה שלנו, 24 אנשים נבדקו לתרומת איברים פוטנציאלית. ממצאים חיוביים (כולל גרסאות P/LP וגנוטיפים בסיכון גבוה APOL1) זוהו ב-29.2 אחוזים (7/24) מהמקרים הללו, המשתרעים על פני מספר ז'אנרים, כולל 4 חולים עם גנוטיפים בסיכון גבוה ב-APOL1 (תוספות מקוונות טבלה S7) .

דיון/מסקנה

כאן אנו מדווחים על הממצאים הגנטיים שנצפו במהלך השימוש הקליני בפאנל רחב להפרעות כליות מונוגניות על ידי נפרולוגים כלליים ומושתלים. יישום זה בעולם האמיתי של הבדיקה הגנטית של הפאנל הרחב הזה הביא לשיעור ממצא גנטי חיובי של 21.1 אחוז. לשם השוואה, שיעורי הממצאים החיוביים שדווחו בעבר נעו בין 9.3 אחוזים בקבוצה של חולי CKD/ESKD שלא נבחרו [3] ל-51 אחוזים בקבוצות שנבחרו על סמך היסטוריה משפחתית, התחלה מוקדמת של מחלה או חשד גבוה לכליה גנטית מחלה [6, 7, 10]. במחקר שלנו, סדר הבדיקות נקבע אך ורק על פי שיקול דעתו של הרופא והמטופל, וסביר להניח שהקריטריונים השתנו בין הרופאים.

כתוצאה מכך, הקוהורט שנבדק כלל ככל הנראה שילוב של חולי CKD/ESKD עם חשדות נמוכים וגבוהים למחלת כליות גנטית, כמו גם אנשים אסימפטומטיים שייתכן שנבדקו כחלק מבדיקה משפחתית או הערכת תורם. לפיכך, שיעור הממצאים החיוביים בקבוצה שלנו משקף סקר סלקטיבי וזיהוי של חולים בסיכון על ידי נפרולוגים.

הווריאציות הגנטיות שזוהו בקבוצה זו הקיפו מגוון גדול של גנים ומחלות כליה קשורות. רוב הממצאים החיוביים זוהו בשישה גנים מרכזיים; עם זאת, 28.6% הנותרים מהממצאים כללו 42 גנים שבהם וריאנטים נצפו רק ב-1 עד 4 חולים. השיעור הגבוה של הממצאים הכוללים בזנב הארוך הזה של גנים מדגיש את הערך של פאנל רחב. הגנים שבהם זוהו ממצאים חיוביים כקשורים למצבים המשתרעים על פני מספר סוגי מחלות, כולל הפרעות ציסטיות, גלומרולריות, tubulointerstitial והפרעות אלקטרוליטים. בנוסף, לרבים מהמצבים הללו יכולים להיות פנוטיפים שניתן לסווג למספר קטגוריות של מחלות כליות.

ההטרוגניות בין המצבים שעבורם זוהו ממצאים חיוביים בקרב קבוצה זו, מצביעה על כך שבדיקות גנטיות עם פאנל רחב יכולות לסייע באבחון מדויק כאשר הכלים הקליניים אינם מספיקים. קבוצות המחלה הגדולות ביותר שעבורן זוהו ממצאים גנטיים חיוביים שגורמי מחלה היו ADPKD ותסמונת אלפורט (הפרעות קולגן 4A), המשקפות ממצאים בקבוצות אחרות של חולי CKD שהופנו לבדיקות גנטיות [3, 10]. בדיקה של גורמים מונוגניים ל-ADKPD יכולה לאפשר אבחנה כאשר קריטריונים של אולטרסאונד לבדם אינם יכולים לשלול אנשים ללא היסטוריה משפחתית, באנשים עם מצג לא טיפוסי, או בחולים צעירים יותר עם פחות או יותר ציסטות [18]. מכיוון שווריאציות של גנים נוספים, כגון GANAB ו-DNAJB11 היו מעורבים בהצגה לא טיפוסית של ADPKD או שיכולה להיות להם חפיפה פנוטיפית עם הפרעות שאינן ADPKD, אבחנות המבוססות על אולטרסאונד בלבד הפכו מסובכות יותר [18]. הידע על המרכיב הגנטי הבסיסי יכול להשפיע על הפרוגנוזה והטיפול ב-ADPKD [19]. לדוגמה, חולים עם מוטציות ב-PKD1 צפויים לירידה מהירה יותר ב-eGFR ולהפיק תועלת מטיפולים חדשים כמו tolvaptan [20]. יתר על כן, ההצגה או הטיפול במחלה יכולים להיות מסובכים על ידי נוכחות של גרסאות P/LP בגנים נוספים, אשר נצפתה ב-5.1 אחוז (5/99) מהמקרים החיוביים ל-PKD1, PKD2 או GANAB בקבוצה שלנו.

ממצאים חיוביים בגרסאות הקשורות לתסמונת אלפורט היו נפוצים מאוד גם בקבוצה שלנו. הפרעות קולגן כגון תסמונת אלפורט עשויות להיות קשות לאבחון קליני, מכיוון שמאפיינים קרדינליים כגון אובדן שמיעה והמטוריה מופיעים באופן משתנה. בקרב חולי CKD שהופנו לבדיקות גנטיות, ל-62 אחוזים מאלה עם מוטציות COL4A אין אבחנה קלינית של תסמונת אלפורט [3]. בנוסף, תסמונת אלפורט יכולה להתבטא לעתים קרובות כ-FSGS, שעבורה בדיקה גנטית יכולה לגרום לסיווג מחדש של האבחנה הקלינית [21]. כתוצאה מהשונות במצגים הקליניים של תסמונת אלפורט, הנחיות אחרונות המליצו על מערכת סיווג לתסמונת אלפורט והפרעות קולגן 4 אחרות הכוללות שילוב של אישור גנטי [22]. לבדיקות יש פוטנציאל להשפיע על ניהול של מספר רב של מחלות כליה גנטיות פחות שכיחות שזוהו בקרב הקבוצה שלנו. גרסאות ב-INF2, CD2AP, PAX2 ו-WT1 יכולות להיות קשורות ל-FSGS ולתסמונת נפרוטית. מכיוון ש-FSGS גנטי ותסמונת נפרוטית הם לעתים קרובות עמידים לסטרואידים [23], בדיקה יכולה לגרום להימנעות משימוש מיותר בגלוקוקורטיקואידים, והרעילות הנלווית להם. גרסאות ב-HNF1B יכולות להיות קשורות להיפומגנזמיה, הפרעות בבדיקות תפקודי כבד אסימפטומטיות, גאוט ומחלת כליות מתקדמת, שניתן לטפל בה אם מתגלים.

זיהוי וריאנטים של CUBN, הגורם לתסמונת Imerslund-Grasbeck, יכול לספק פרוגנוזה של המחלה, מכיוון שלאנשים אלו יש תפקוד כליות תקין ואינם זקוקים לטיפול, למרות נוכחות פרוטאינוריה [24]. יתרה מזאת, מכיוון שביופסיית כליות היא יקרה ויש לה סיכונים רציניים, זיהוי של וריאנטים בגנים מסוימים, כולל UMOD ו-APOL1 יש פוטנציאל למנוע או להשלים ביופסיית כליה אשר עשויה שלא לספק אבחנה סופית. יחידי AA היוו 23.3 אחוזים מהקבוצה שלנו, מתוכם, הממצאים הגנטיים השכיחים ביותר היו גנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1. האללים G1 ו-G2 נמצאים ב-11%-13% מאנשים ממוצא אפריקאי [25, 26], שיש להם שיעור שכיחות גבוה פי 3.5- של ESKD בהשוואה לקווקזים [27]. נהוג לחשוב שדרוש גורם גנטי או סביבתי שני להתפתחות מחלה אצל אנשים עם גנוטיפים בסיכון גבוה של APOL1. במחקר שלנו, גרסאות P/LP בגן שני זוהו ב-5.8 אחוז (9/57) מהמקרים החיוביים של APOL1-. בנוסף, 44.4 אחוז (4/9) מהווריאציות החיוביות ב-TTR היו בחולי AA, בהתאם לדיווחים קודמים על סיכון מוגבר למוטציות TTR בקרב אוכלוסייה זו [28, 29]. עדויות תומכות גם בקשר בין SCT, הנפוץ בקרב אנשים AA, לבין CKD וירידה ב-eGFR [17, 30]. בקבוצה שלנו, 15.2 אחוזים מחולי AA היו נשאים של HBB, מתוכם 92.3 אחוזים נפגעו, הרבה יותר מאשר 8 אחוז -9 אחוזים מכלל AA עם SCT [31]. אינדיבידואלים של AA עוברים סקר נמוך למחלות כליה גנטיות בהשוואה לגזעים אחרים [32] אך מהווים באופן לא פרופורציונלי את אוכלוסיית ה-CKD.

השיעורים הגבוהים של ממצאים שאינם APOL1 בקרב ה-AA בקבוצה שלנו (30.5 אחוזים; 18/59) מדגישים את החשיבות של בדיקת AA עם פאנל גנים רחב כדי לזהות גורמים דו-קיום למחלת כליות תורשתית. המגבלות של מחקר זה כוללות היעדר מידע מפורט לגבי אבחנות קליניות, מטרת הבדיקה או מעקב קליני. אינדיקציות בדיקה המבוססות על ICD-10 עשויות שלא לשקף אבחנה קלינית מדויקת, מכיוון שקודים אלה נדרשים לחיוב, והרופאים אינם מחויבים להיות ספציפיים עם הקידוד שלהם. בשל היעדר היסטוריה רפואית נוספת, איננו יכולים לקבוע אם מטופלים הנחשבים "לא מושפעים" הם בריאים או שיש להם מצבים רפואיים בסיסיים אחרים שאולי לא תועדו. זה מגביל את הערכת התועלת של אבחנות גנטיות בקבוצה זו. שנית, בדיקה זו הייתה זמינה בתחילה רק למטופלים מבוגרים, וכתוצאה מכך תת דיווח של מטופלים ילדים.

שלישית, למרות שפאנל גנים זה מקיף מגוון רחב של גנים ופנוטיפים הקשורים לכליות, תוצאות הבדיקה מוגבלות להיקף הפאנל ועשויות להחמיץ את הזיהוי של גרסאות P/LP מסוימות. מחקרים קליניים עתידיים הכוללים קבוצות גדולות יותר, מידע מעקב ובקרות בריאות יוכלו להעריך עוד יותר את התועלת של בדיקות גנטיות עם פאנל גנים בכליות רחב על ניהול חולים עם CKD. ככל הנראה המחקר שלנו אינו מייצג פחות את השכיחות האמיתית של הפרעות גנטיות באוכלוסייה זו עקב VUS וגורמים גנטיים לא ידועים להפרעות מסוימות. בנוסף, גרסאות מסוימות הגורמות למחלה, כמו אלו בגן MUC1, המהוות 1 אחוז ממקרי ESKD [33], לא ניתנות לזיהוי על ידי פאנלים מולטיגנים או WES. מכיוון שווריאציות שזוהו באמצעות בדיקה גנטית זו מסווגים על סמך קריטריונים של American College of Medical Genetics ו-Genomics, קיימים VUS רבים.

לדוגמה, וריאנטים של missense הם השינויים הנפוצים ביותר שזוהו בגנים של COL4A, ומכיוון שרבים מהווריאציות הללו הן חדשות, הם עלולים להיות קשים לסיווג [14]. לפיכך, יתכנו וריאנטים רבים הגורמים למחלה שאין להם כרגע מספיק ראיות להגיע לרמה של P או LP. ככל שהמידע על וריאנטים גנטיים גדל באמצעות מחקרים תפקודיים נוספים, סביר להניח שחלק מה-VUS יסווגו מחדש כגורמי מחלה בעתיד. בנוסף, ככל שיזוהו גורמים מונוגניים יותר למחלת כליות בעתיד, הרחבת הפאנלים הגנטיים יכולה לאפשר שיעורי חיוביות גבוהים יותר בקרב החולים. לפיכך, כמו במחקרים אחרים בתחום זה, שיעור הממצאים החיוביים במחקר זה הוא ככל הנראה חוסר הערכה של השכיחות האמיתית של הפרעות כליות מונוגניות בקבוצה זו. פאנלים ממוקדים מונעי פנוטיפ ו-WES שניהם מקנים את היכולת לזהות הפרעות גנטיות של הכליה אך יש להם חסרונות. לוחות גנים מסחריים רבים מוגבלים לקבוצות של גנים הידועים כגורמים לסוגים מסוימים של מחלת כליות (כלומר, ציסטיקה או גלומרולופתיה).

לפיכך, תוצאה שלילית עלולה להוביל לאי גילוי של סיבה גנטית או עלולה להוביל לבדיקות עוקבות עם פאנלים שונים של מחלות. האופי המקיף של WES מאפשר זיהוי של וריאנטים בגנים הקשורים להפרעות כליות נפוצות ונדירות כאחד, כמו גם חקר מחלות שההשלכות הכלייתיות לגביהן אינן מוגדרות היטב. עם זאת, WES יקר ויש לו זמן אספקה ​​ארוך יותר. פאנל גנים רחב, כמו מבחן RenasightTM, משלב את היתרונות של שתי הגישות ומונע את החסרונות. לשימוש בפאנל רחב לאבחון גנטי של מחלות כליה יש יתרונות מרובים עבור רופאים, תוך מזעור הצורך לזהות את הפאנל הגנטי הנכון או לתעדף פאנלים עבור אנשים עם חפיפה של סימפטומים. השימוש בבדיקה בודדת למגוון רחב של חולים מאפשר לרופאים להכיר תהליך אחד להזמנה, בירור ביטוח, עלות ודיווח תוצאות, אשר זוהו בעבר כמכשולים לשימוש בבדיקות גנטיות בקרב נפרולוגים [4, 34]. בנוסף, ממצאים בלתי צפויים למחלות נדירות שלא נלקחו בחשבון ישפרו את דיוק האבחון. מחקר שנערך לאחרונה באמצעות פאנל של 177 גנים המתפרש על מחלות ciliopathies/tubulointerstitial, CAKUT, הפרעות תחבורה צינורית וגלומרולופתיות לבדיקת קבוצה קטנה של אנשים, היה בעל תשואה אבחנתית של 43 אחוזים [11].

תשואה גבוהה זו היא ככל הנראה תוצאה של בחירת רופאים חולים עם חשד גבוה למחלת כליות גנטית, כמו גם גודל העוקבה הקטן. סביר להניח שהתשואות יהיו נמוכות יותר כאשר נעשה שימוש בבדיקות גנטיות כחלק מטיפול קליני שגרתי בחולי CKD. לסיכום, תוצאות גנטיות של אנשים שנבדקו בבדיקת רנסייט, פאנל גנים רחב להערכת CKD, נפרוליטיאסיס ואלקטרוליטים, גילו שיעור גבוה של ממצאים חיוביים המייצגים מגוון של אבחנות גנטיות נפוצות ונדירות כאחד. המחקר שלנו חשף מקרים שבהם זוהו ממצאים חיוביים ביותר מגן אחד. ממצאים אלו מצביעים על כך שפאנל גנים רחב של מחלות כליה יעיל מאוד בזיהוי וריאנטים מונוגניים העומדים בבסיס מחלות כליה תורשתיות ויש לו תועלת לאבחונים גנטיים בסביבה הנפרולוגית.

הפניות

1 מרכזים לבקרת מחלות ומניעתן: מחלת כליות כרונית בארצות הברית, 2019

2 Vivante A, Skorecki K. מציגה בדיקות גנטיות שגרתיות עבור חולים עם CKD. נט ר' נפרול. 2019;15(6):321–2.

3 Groopman EE, Marasa M, Cameron-Christie S, Petrovski S, Aggarwal VS, Milo-Rasouly H, et al. תועלת אבחון של רצף אקסומים למחלת כליות. N Engl J Med. 2019;380(2): 142–51.

4 Jayasinghe K, Quinlan C, Mallett AJ, Kerr PG, McClaren B, Nisselle A, et al. עמדות ופרקטיקות של נפרולוגים אוסטרלים כלפי יישום גנומיקה קלינית. Kidney Int Rep. 2021;6(2):272–83.

5 Lata S, Marasa M, Li Y, Fasel DA, Groopman E, Jobanputra V, et al. רצף אקסום שלם במבוגרים עם מחלת כליות כרונית: מחקר פיילוט. אן מתמחה מד. 2018; 168(2):100–9.

6 Connaughton DM, Kennedy C, Shril S, Mann N, Murray SL, Williams PA, et al. גורמים מונוגניים למחלת כליות כרונית במבוגרים. כליות אינט. 2019;95(4):914–28.

7 Snoek R, van Jaarsveld RH, Nguyen TQ, Pe ters EDJ, Elferink MG, Ernst RF, et al. גישת Genet ics-first משפרת את האבחון של חולי ESKD מתחת לגיל 50. השתלת חוגה של Nephrol. 2022;37(2):349–57.

8 Murray SL, Dorman A, Benson KA, Connaughton DM, Stapleton CP, Fennelly NK, et al. תועלת של בדיקה גנומית לאחר ביופסיה כלייתית. Am J Nephrol. 2020;51(1):43–53.

9 Schrezenmeier E, Kremerskothen E, Halleck F, Staeck O, Liefeldt L, Choi M, et al. הנטל המועט של מחלת כליות מונוגנית במבוגרים המופיעים ברשימת המתנה להשתלת כליה. ג'נט מד. 2021;23(7):1219–24.

10 Jayasinghe K, Stark Z, Kerr PG, Gaff C, Martyn M, Whitlam J, et al. השפעה קלינית של בדיקות גנומיות בחולים עם חשד למחלת כליות מונוגנית. ג'נט מד. 2021; 23(1):183–91.

11 Mansilla MA, Sompallae RR, Nishimura CJ, Kwitek AE, Kimble MJ, Freese ME, et al. בדיקות גנטיות ממוקדות רחבות על ידי רצף הדור הבא מודיעות לאבחון ומקלות על הטיפול בחולים עם מחלות כליה. השתלת חוגה של Nephrol. 2021; 36(2):295–305.

12 Lee CY, Yen HY, Zhong AW, Gao H. Resolv ing imalignment interference עבור אבחון קליני מבוסס NGS. המהם ג'נט. 2021;140(3): 477–92. 13 Richards S, Aziz N, Bale S, Bick D, Das S, Gastier-Foster J, et al. תקנים והנחיות לפרשנות של וריאנטים של רצף: המלצת קונצנזוס משותפת של הקולג' האמריקאי לגנטיקה וגנומיקה רפואית והאגודה לפתולוגיה מולקולרית. ג'נט מד. 2015;17(5): 405–24.

14 Savige J, Storey H, Watson E, Hertz JM, Deltas C, Renieri A, et al. הצהרת קונצנזוס על תקנים והנחיות לאבחון מולקולרי של תסמונת אלפורט: חידוד הקריטריונים של ACMG. Eur J Hum Genet. 2021;29(8): 1186–97.

15 משאב הגנום הקליני: מחלת כליות CDWG 2021

16 Albertus P, Morgenstern H, Robinson B, Sa run R. Risk of ESRD בארצות הברית. Am J Kidney Dis. 2016;68(6):862–72.

17 Naik RP, Derebail VK, Grams ME, Franceschini N, Auer PL, Peloso GM, et al. קשר של תכונה חרמשית עם מחלת כליות כרונית ואלבומינוריה אצל אפרו-אמריקאים. JAMA. 2014;312(20):2115–25.

18 Mallawaarachchi AC, Lundie B, Hort Y, Schonrock N, Senum SR, Gayevskiy V, et al. אבחון גנומי במחלת כליות פוליציסטית: הערכה של שימוש בעולם האמיתי של רצף גנום שלם. Eur J Hum Genet. 2021;29(5):760–70.

19 Cornec-Le Gall E, Audrezet MP, Rousseau A, Hourmant M, Renaudineau E, Charasse C, et al. ציון PROPKD: אלגוריתם חדש לניבוי הישרדות כלייתית במחלת כליות פוליציסטית אוטוזומלית דומיננטית. J Am Soc Nephrol. 2016;27(3):942–51.

20 Chebib FT, Perrone RD, Chapman AB, Dahl NK, Harris PC, Mrug M, et al. מדריך מעשי לטיפול ב-ADPKD מתקדם במהירות עם טולפטן. J Am Soc Nephrol. 2018;29(10):2458–70.

21 Warady BA, Agarwal R, Bangalore S, Chap man A, Levin A, Stenvinkel P, et al. סיווג וניהול תסמונת אלפורט. כליות מד. 2020;2(5):639–49.

22 Kashtan CE, Ding J, Garosi G, Heidet L, Massella L, Nakanishi K, et al. תסמונת אלפורט: סיווג מאוחד של הפרעות גנטיות של קולגן IV alpha345: נייר עמדה של קבוצת העבודה לסיווג תסמונת אלפורט. כליות אינט. 2018;93(5):1045–51.

23 Vivante A, Chacham OS, Shril S, Schreiber R, Mane SM, Pode-Shaked B, et al. מוטציות PAX2 דומיננטיות עלולות לגרום לתסמונת נפרוטית עמידה לסטרואידים ול-FSGS בילדים. רופא ילדים נפרול. 2019;34(9):1607–13.

24 Bedin M, Boyer O, Servais A, Li Y, Villoing Gaude L, Tete MJ, et al. גרסאות CUBN אנושיות מתקשרות עם פרוטינוריה כרונית ותפקוד כליות תקין. J Clin Invest. 2020;130(1):335–44.

25 Foster MC, Coresh J, Fornage M, Astor BC, Grams M, Franceschini N, et al. גרסאות APOL1 קשורות לסיכון מוגבר ל-CKD בקרב אפרו-אמריקאים. J Am Soc Nephrol. 2013;24(9):1484–91.

26 Naik RP, Irvin MR, Judd S, Gutierrez OM, Za kai NA, Derebail VK, et al. תכונת תאי מגל והסיכון של ESRD אצל שחורים. J Am Soc Nephrol. 2017;28(7):2180–7.

27 מערכת נתונים לכליות בארצות הברית. דוח נתונים שנתי USRDS לשנת 2020: אפידמיולוגיה של מחלת כליות בארצות הברית. Bethesda, MD, ארה"ב: מכונים לאומיים לבריאות, המכון הלאומי לסוכרת ומחלות עיכול וכליות; 2020.

28 Jacobson DR, Pastore RD, Yaghoubian R, Kane I, Gallo G, Buck FS, et al. טרנסטירטין ברצף וריאנטי (איזולאוצין 122) בעמילואידוזיס לבבי מאוחרת באמריקאים שחורים. N Engl J Med. 1997;336(7):466–73.

29 Lobato L, Rocha A. Transthyretin amyloidosis והכליה. Clin J Am Soc Nephrol. 2012;7(8):1337–46.

30 Olaniran KO, Allegretti AS, Zhao SH, Achebe MM, Eneanya ND, Thadhani RI, et al. ירידה בתפקוד הכליות בקרב חולים שחורים עם תכונה חרמשית ומחלת תאי חרמש: מחקר עוקבה תצפיתי. J Am Soc Nephrol. 2020;31(2):393–404.

31 מרכזים לבקרת מחלות ומניעתן: נתונים וסטטיסטיקות על מחלות מגל 2020

32 Bleyer AJ, Kidd K, Robins V, Martin L, Taylor A, Santi A, et al. תוצאות של הפניה עצמית של מטופל לאבחון של מספר מחלות כליה תורשתיות נדירות. ג'נט מד. 2020;22(1): 142–9.

33 Devuyst O, Olinger E, Weber S, Eckardt KU, Kmoch S, Rampoldi L, et al. מחלת כליות tubulointerstitial דומיננטית אוטוזומלית. Nat Rev Dis Primers. 2019;5(1):60.

34 Mrug M, Bloom MS, Seto C, Malhotra M, Tabriziani H, Gauthier P, et al. בדיקה גנטית למחלות כליה כרוניות: תועלת קלינית וחסמים הנתפסים על ידי נפרולוגים. כליות מד. 2021;3(6):1050–6. 35 Landrum MJ, Lee JM, Benson M, Brown GR, Chao C, Chitipiralla S, et al. ClinVar: שיפור הגישה לפרשנויות שונות וראיות תומכות. Nucleic Acids Res. 2018; 46(D1): D1062–7.

למידע נוסף:ali.ma@wecistanche.com