Frontiers | Update on Hereditary Kidney Stone Disease and Introduction of a New Clinical Patient Registry in Germany | Pediatrics

A vesekőbetegség előfordulása és prevalenciája továbbra is növekszik a lakosság körében. Az akár 10%-os életprevalenciával a nephrolithiasis (NL) és a nephrocalcinosis (NC) ezért jelentős egészségügyi terhet jelent, különösen a nyugati világban (1). Az NL és NC jelentős morbiditással jár, és a kiújulás, az ismétlődő sebészeti/endoszkópos beavatkozások és a kísérő gyulladás miatt krónikus vesebetegséggé alakul. Leegyszerűsítve, a vesekőképződés a vizeletben a kristályosodást gátló (pl. citrát, magnézium, uromodulin és pirofoszfát) és elősegítő (pl. oxalát, kalcium, foszfát, urát és cisztin) anyagok egyensúlyhiányából ered, ami meghaladja a szupertelítettséget, következetes aggregációval, nukleációval és a kő növekedésével a Randall-plakkban (1. ábra). Ez az egyensúlyhiány a promóterek vagy inhibitorok megváltozott enterális és/vagy renális kezelése miatt alakulhat ki, például az oxalát enterális malszekréciója vagy a kalcium renális malreabszorpciója miatt (1. ábra).

1. ábra

1. ábra. A vizeletben lévő kristályosodást gátló és elősegítő anyagok egyensúlyhiánya, ami vesekő kialakulásához vezet. A húgyúti inhibitorok és promotorok koncentrációját mind a bélrendszeri, mind a vese transzporterek befolyásolják és szabályozzák (GI-vese tengely). Ezek a transzporterek és cserélők, mint például az SLC26A1, felelősek a szekrécióért és a felszívódásért. Az oxalát tekintetében az enterális hiperabszorpció, de malszekréció és/vagy a renális hiperszekréció, de malabszorpció a vizelet oxalát szintjének a szupertelítettséget meghaladó szintjéhez vezet, és ezáltal elősegíti a kristályosodást és a konzekvens kőképződést .

A NL mögöttes etiológiája feltehetően multifaktoriális, környezeti, jelentős étrendi, hormonális és genetikai komponenssel. Ikervizsgálatokban a vesekő öröklődését 56%-ra becsülték (3), és a hypercalciurás kőbetegek akár kétharmadának van NL-ben szenvedő rokona (4). Bár a kalciumtartalmú vesekövek több mint 80%-át teszik ki, az ilyen kövek genetikai alapja továbbra is nagyrészt ismeretlen (5). A CLDN14, TRPV5, SLC34A1, ALPL, CASR és UMOD variánsaitól eltekintve a genom-széles körű asszociációs vizsgálatok még nem mutattak ki jelentős genetikai tényezőket (6-8). Rizikóallélokat azonosítottak azonban olyan géneken belül, amelyekről szintén kiderült, hogy a betegséget mendeli alapon továbbítják, mint például a CASR, az SLC34A1 és az SLC2A9 (9, 10). A mai napig több mint 30 olyan egyedi gént azonosítottak, amelyeknek Online Mendelian Inheritance in Man-defined fenotípusa mutáció esetén szerepet játszhat az NL/NC kialakulásában (1. táblázat).

TABLE 1

Táblázat 1. táblázat. Az NL/NC monogénes formáit okozó ismert gének.

A monogénes formák öröklődési módja az autoszomális domináns, autoszomális-recesszív és X-kromoszómás öröklődés. Érdekes módon számos ilyen gén esetében mind recesszív, mind domináns öröklődési módról beszámoltak: SLC7A9, SLC34A1, SLC34A3, SLC2A9, SLC22A12 és SLC4A1. Míg a legtöbb szindrómás és súlyos veleszületett rendellenesség recesszív öröklődési mintát mutat (Bartter, Lowe, Dent, FHHNC és distalis renális tubuláris acidózis szenzorineurális süketséggel), az enyhébb állapotok inkább domináns gének mutációihoz kapcsolódnak. A kódolt fehérjék többsége veseoldat-transzporter (pl. SLC34A1, SLC34A3 és SLC9A3R1), de kloridcsatornák (CLCN5), tight-junction fehérjék (pl. CLDN16/CLDN19) és metabolizáló enzimek (pl. AGXT, APRT és CYP24A1) defektusát is találták NL/NC-s betegekben. Ezért a mögöttes hiba többnyire magában a vese tubuláris rendszerében található, és ezért tubulopátiának tulajdonítható. Ezzel szemben eleve extrarenális állapotok, mint a primer hyperoxaluria (PH), ahol a májenzimek (AGXT, GRHPR és HOGA1) diszfunkciója oxalát-felhalmozódást okoz másodlagos veseérintettséggel, elképzelhető okai az NL/NC-nek. Bár mindegyik betegségfenotípusról úgy gondolják, hogy viszonylag ritka entitást képvisel, az egygénes okok széles genetikai heterogenitásuk révén jelentős számú beteget jelenthetnek (42). A genetikai heterogenitás mellett létezik allélvariáció is, ahol a csonka variánsok inkább funkcióvesztést eredményeznek, a missense variánsok (hipomorfok) pedig inkább finom defektusokat okozhatnak, amelyek klinikailag áttekinthetőek, különösen a felnőtt kőképzőkben. Egy másik, nemrégiben felismert jelenség a géndózishatásokról szól a fent említett vesekőgének közül több génben. Az SLC34A3 esetében például, amely a proximális tubulus egyik fő foszfáttranszporterét (NaPiIIc) kódolja, kimutatták, hogy a heterozigóta egyének már nem tekinthetők pusztán egészséges hordozóknak, mivel a vad típusú egyéneknél lényegesen gyakrabban mutatnak veseelmeszesedést és/vagy csontkinövést; de még mindig kisebb mértékben, mint a biallelikus (homozigóta és összetett heterozigóta) egyének (43). Hasonló megfigyelésekről számoltak be a CYP24A1 mutációival rendelkező családok esetében (44). A monogén rendellenességek hozzájárulását a vesekőbetegség általános gyakoriságához korábban nem vizsgálták átfogóan. Különösen hiányoznak a genetikai bizonyítékok, amelyek az okozó gének sokaságának széles körű szűrésén alapulnak nagy betegcsoportokban. Az átfogó genetikai vizsgálatok a múltban túl költségesek és nem voltak hatékonyak. A legtöbb NL/NC-ben szenvedő egyén esetében ezért nem volt elérhető az okozó genetikai hibára vonatkozó mutációelemzés, annak ellenére, hogy az NL/NC molekuláris okának ismerete fontos következményekkel járhat a prognózis, a profilaxis és/vagy a kezelés szempontjából. A klinikai megfigyelési vizsgálatokból csak durva becslések születtek: egy hatalmas adatgyűjtés alapján a kőösszetétel elemzéséből arra a következtetésre jutottak, hogy a monogén okok aránya gyermekeknél nem haladja meg a 9,6%-ot, felnőtteknél pedig az 1,6%-ot (45). Az elmúlt évtizedben azonban ez a helyzet a nagy áteresztőképességű szekvenálási technikák megjelenésével változni kezdett.

NL/NC-s betegek nagy áteresztőképességű mutációelemzése

A vesekőbetegségben szenvedő betegek vizsgálatára az ismert betegséggének patogén mutációinak jelenlétére vonatkozóan mikrofluidikus multiplex-PCR-en és konzekvens NextGen szekvenáláson (Fluidigm™/NGS) alapuló génpanelt hoztunk létre (46, 47).

Egy “pilot-tanulmányban” 268 genetikailag rendezetlen egyént toboroztunk konzekvensen tipikus veseköves klinikákról; 102 gyermek- és 166 felnőtt próbaidős személyt. Ennek eredményeként 30 elemzett génből 14-ben 50 károsító variánst azonosítottunk, ami az esetek 15%-ában molekuláris diagnózishoz vezetett. A gyermekkori alcsoportban 21%-ban mutattunk ki okozó mutációt, míg a felnőttek körében 11%-ban volt jelen delétező variáns (2A ábra) (48). Az SLC7A9 cystinuria-gén mutációit a felnőtt kohorszban találtuk a leggyakrabban (2B ábra). Két követéses vizsgálat is meg tudta erősíteni ezeket az eredményeket. Először is, egy 143 NL/NC-betegből álló, kizárólag gyermekkori kohorszban az esetek 17%-át 14 különböző gén mutációjával magyarázták (49). Másodszor, egy 51 családból álló kohorszban, ahol az NL/NC 25 éves kor előtt manifesztálódott, a célzott WES segítségével csaknem 30%-ban sikerült genetikai okot kimutatni (50). Nem meglepő módon a recesszív mutációkat gyakrabban találták újszülötteknél és veleszületett betegség esetén, míg a domináns állapotok általában az élet későbbi szakaszában manifesztálódtak. Ezek az adatok azt jelzik, hogy a genetikai eredetű vesekőbetegség aluldiagnosztizált állapot, annak ellenére, hogy a molekuláris diagnózis potenciálisan befolyásolja a prognózist, a profilaxist és/vagy a kezelést. Említésre méltó korlátozás azonban a lehetséges szelekciós torzítás, amely abból adódik, hogy mindhárom említett vizsgálatban veseköves szakrendelőkből toborozták a résztvevőket.

2. ábra

2. ábra. A 30 ismert monogénes nephrolithiasis (NL)/nephrocalcinosis (NC) gén mutációjának elemzése 268 NL/NC-s betegnél. (A) A monogén okok aránya a gyermek és felnőtt alkohortban. (B) A monogén okok száma a gének között (piros a felnőtteket, narancssárga a gyermekbetegeket jelöli). Megjegyzendő, hogy az SLC7A9-et találták a leggyakrabban mutálódottnak, különösen a fiatal felnőtteknél.

Identification of Novel Human Disease Genes by Candidate-Gene Approach

A nagy áteresztőképességű mutációelemzést különböző jelölt gének patogén variánsainak szűrésére is használják. A közelmúlt egyik legérdekesebb eredménye az SLC26A1 humán mutációinak felfedezése volt (32). Amióta Dawson és munkatársai 2010-ben először leírták a Ca-oxalát (CaOx) vesekő-képződést és NC-t Slc26a1 (Sat1)-knockout egerekben, az SLC26A1 jóhiszeműen NL-jelölt génnek számít (51). Az SLC26A1 egy anioncserélőt kódol, amely a proximális vesetubulusok, az ileum és a jejunum basolaterális membránján expresszálódik. Következésképpen a jelölt gén megközelítést alkalmazva patogén variánsokat azonosítottak olyan emberekben, akiknél a CaOx-NL korai kezdetben jelentkezett, nevezetesen két nem rokon személynél, akiknél biallelikus miszenzváltozatokat találtak (32). Funkcionálisan az azonosított variánsok patogenitását in vitro bizonyították, ami intracelluláris félrevezetéshez és károsodott transzportaktivitáshoz vezetett (32). A hibás SLC26A1 tehát a CaOx-NL új okát képezi, és figyelembe kell venni, amikor egyének vizsgálatát végezzük a visszatérő CaOx-kő képződés okainak feltárásakor.

Új klinikai betegregiszter az örökletes vesekőbetegséghez

A nyugati országokban növekvő prevalenciára vonatkozó legtöbb epidemiológiai adat amerikai adatbázisokból származik. Bár sürgősen szükség lenne rá, központosított európai adatbázisok jelenleg nem állnak rendelkezésre. Mivel az örökletes vesekőbetegség prevalenciájáról szóló, fent említett genetikai vizsgálatokat mind Európában, mind az USA-ban specializált központokból származó kis kohorszokkal végezték, az európai általános helyzetre való lefordítás nem érvényes. Míg az Egyesült Államokban a Ritka Vesekő Konzorcium olyan platformot alkot, amely integrálja és koordinálja az olyan ritka betegségekkel kapcsolatos nyilvántartási, alaptudományi és klinikai kutatási tevékenységeket, mint a cisztinúria, a PH, az APRT-hiány, a Dent- és a Lowe-kór, addig sem Európában, sem Németországban nem valósult meg hasonló adatgyűjtés az örökletes vesekőbetegségben szenvedő betegekről. A már létező európai PH-regiszterrel, az OxalEurope-pal (Prof. Bernd Hoppe, Bonni Egyetem) együttműködve, valamint a Deutsche Forschungsgemeinschaft és az Else Kröner-Fresenius Stiftung finanszírozásával a közelmúltban létrehoztuk a Lipcsei Egyetemen az “örökletes vesekőbetegség klinikai betegregiszterét”. A regisztert országos szinten a Német Felnőttnefrológiai Társaság (DGfN) és a Gyermeknefrológiai Társaság (GPN) támogatja. Továbbá a német klinikai vizsgálati regiszterbe is be van jegyezve (DRKS-ID: DRKS00012891). A vizsgálat toborzásának alapvető részeként az ismert és új vesekőgének nagy áteresztőképességű mutációelemzését kutatási alapon kínálják fel olyan betegek számára, akiknek nincs megalapozott molekuláris diagnózisa, de a klinikai kép alapján genetikai hajlamra utal: pl. korai életkor (<40 év), pozitív családi anamnézis, indikatív fenotípusok, mint NC, cisztinúria vagy RTA, és súlyosan visszatérő NL (>3×) (2. táblázat). Míg a már megállapított genetikai diagnózissal rendelkező betegeket általában bevonják, a másodlagos NL/NC okokkal, például malignitással, szarkoidózissal és primer hyperparathyreoidizmussal járó eseteket nem veszik be a genetikai elemzésbe. A betegek aktív felvételéhez egy klinikai központnak általában a helyi intézményi felülvizsgálati bizottság jóváhagyására van szüksége; ehhez a folyamathoz segítséget és támogatást nyújtunk a megfelelő sablonok biztosításával. Az etikai jóváhagyást követően a beleegyező nyilatkozat és a klinikai adatlapok (pl. klinikai kérdőív) letölthetők a regiszterünk honlapjáról (http://www.mks-registry.net). Az alapos klinikai fenotipizálás biztosítása érdekében olyan lényeges betegadatokat fogunk kérni, mint többek között az etnikai hovatartozás, a vérrokonság, a családi anamnézis, a betegség kezdetének kora, a kiújulás (minden feltételezett új veseköves eseményként definiálva), a napi folyadékbevitel, a sebészeti beavatkozások és a vesén kívüli érintettség. A dokumentumokat a beteg a beiratkozó orvos segítségével töltheti ki. Ezenkívül biokémiai szérumparamétereket, beleértve a kreatinin, eGFR, PTH, D-vitamin, elektrolitok, húgysav és vizeletvizsgálat (pH, kalcium, foszfát, magnézium, húgysav, citrát, oxalát és cisztin, lehetőleg 24 órás vizeletből, ha nem spot vizeletből), valamint a kőösszetétel elemzésének adatait kérik a beiratkozáskor. Figyelembe véve, hogy a 24 órás vizeletgyűjtést és a kőösszetétel-elemzést nem minden intézményben végzik rutinszerűen, ezeket a paramétereket a rendelkezésre állástól függően vesszük fel. Kívánatos, de nem kötelező a felvett betegek 2 éves klinikai utánkövetése. A regisztrációt követően a toborzó klinikai központok személyre szabott bejelentkezési lehetőséget kapnak a betegek adatainak a nyilvántartási honlapunkon (http://www.mks-registry.net) keresztül történő megadásához. Alternatívaként felajánljuk az adatok elektronikus úton történő bevitelét, ha azokat papír alapon küldik el nekünk. A bevitt adatokat egy biztonságos szerveren tároljuk, és a részt vevő klinikai központok hozzáférhetnek saját betegadataik megtekintéséhez. A következő weboldalakon további információk találhatók:

https://www.dgfn.eu/hereditaere-nierensteinleiden.html

https://www.drks.de/drks_web/navigate.do?navigationId=trial.HTML&TRIAL_ID=DRKS00012891

TÁBLA 2

Táblázat 2. táblázat. A mutációelemzés felvételi kritériumai a klinikai betegregiszterben.

Összefoglalva, a vesekőbetegség egyre gyakoribb állapot, amely klinikailag heterogén és kevéssé ismert, különösen a genetikai mozgatórugói. Amint azt egy sor közelmúltbeli tanulmány jelezte, a monogén állapotok prevalenciáját nagy valószínűséggel alábecsülik. Az örökletes vesekőbetegségre vonatkozó központi betegnyilvántartás bevezetésével hozzájárulunk ahhoz, hogy legalább részben felszámoljuk a vesekőbetegség genetikájával kapcsolatos hatalmas ismerethiányt. Ebben az összefüggésben a klinikai regiszterek több okból is értékes források: először is, a fenotípus-genotípus összefüggések jobb meghatározása kulcsfontosságú lesz a betegek pontosabb rétegzéséhez a jövőbeli klinikai kutatások során. Másodszor, új betegséggének azonosítása új betegségmechanizmusokkal csökkenti az ismeretlen NL/NC etiológia hiányát; és harmadszor, az új molekuláris célpontok megfejtése segít a súlyosan érintett családokban a kiújulást megelőző gyógyszerek kifejlesztésében.

Etikai nyilatkozat

Ezt a vizsgálatot az “Ethikkommission an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig” ajánlásainak megfelelően, valamennyi alany írásbeli beleegyezésével végeztük. Minden alany a Helsinki Nyilatkozatnak megfelelően írásos beleegyezését adta. A protokollt az “Ethikkommission an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig” hagyta jóvá.”

Author Contributions

JH fogalmazta meg és írta a kéziratot. BH, AS, LM és RS szerkesztették a kéziratot, és felépítették a regiszter infrastruktúráját, amelyet bemutatnak az olvasónak.

Enyilatkozat az összeférhetetlenségről

A szerzők kijelentik, hogy a kutatást olyan kereskedelmi vagy pénzügyi kapcsolatok hiányában végezték, amelyek potenciális összeférhetetlenségként értelmezhetők.

Finanszírozás

A kutatást a DFG (HA 6908/2-1) és az EKFS (2016_A52) által JH-nak nyújtott projekttámogatás finanszírozza. Ezt a munkát továbbá a németországi Szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium (BMBF) támogatta, FKZ: 01EO1501 JH-nak.

1. Scales CD Jr., Smith AC, Hanley JM, Saigal CS. A vesekövek prevalenciája az Egyesült Államokban. Eur Urol (2012) 62:160-5.

Google Scholar

2. Pfau A, Knauf F. Update on nephrolithiasis: core curriculum 2016. Am J Kidney Dis (2016) 68:973-85. doi:10.1053/j.ajkd.2016.05.016

CrossRef Full Text | Google Scholar

3. Goldfarb DS, Fischer ME, Keich Y, Goldberg J. A twin study of genetic and dietary influences on nephrolithiasis: a report from the Vietnam Era Twin (VET) Registry. Kidney Int (2005) 67:1053-61. doi:10.1111/j.1523-1755.2005.00170.x