Dent病研究进展

Advances in the Study of Dent Disease

摘要: Dent病(Dent disease)是一种罕见的X连锁隐性遗传肾小管疾病。已被证实CLCN5及OCRL1为其致病基因，另有部分病例致病基因不明。随着Dent病分子遗传学研究的不断深入，关于Dent病的研究有了新的进展，现就Dent病的致病基因及其致病机制、临床表型及治疗进展等方面进行综述。

Abstract: Dent disease is a rare X-linked recessive kidney tubule disease. It has been confirmed that CLCN5 and OCRL1 are the pathogenic genes, but the pathogenic genes are unknown in some cases. With the deepening of the molecular genetics of Dent disease, new progress has been made in the re-search of Dent disease. This article will explore the progress of Dent disease from the pathogenic genes and their pathogenic mechanisms, clinical phenotype and treatment.

1. 引言

Dent病是一种常在儿童时期起病的以肾小管近端功能障碍引起的不完全的Fanconi综合征样疾病，于1964年Dent等人首次报道。Dent病以低分子蛋白尿(Low Molecular Weight Proteinuria, LWMP)、高钙尿、肾钙质沉着、肾结石及进行性的肾功能不全为特征，还可能伴有佝偻病或骨软化症、生长受限和身材矮小等等。根据致病基因的不同可大致分为三类，Dent病I型(CLCN5突变所致，约占已报道病例65%)，Dent病II型(OCRL1突变所致，约占已报道病例10%~15%)，Dent病III型(致病基因不明，约占所有已报道病例25%~35%) [1] 。已有超300个Dent病家系相继被报道 [2] ，人们对Dent病已不陌生，但Dent病具有明显遗传异质性，其仍未被充分认识。近年来，学者们对Dent病进行了进一步探索，在致病机制及致病基因等方面有了新的进展，且对Dent病的诊治提出了新的研究方向。现本综述就Dent病的致病基因及其致病机制、临床表型及治疗进展等方面进行综述如下。

2. 致病基因

2.1. CLCN5基因

CLCN5基因位于Xp11.23染色体带上，由12个外显子组成，编码746个氨基酸长度的氯离子通道蛋白CLC-5。ClC-5属于电压门控氯离子通道家族，是一种2Cl⁻/H⁺交换体，在近端肾小管上皮细胞大量表达，集合管和髓袢升支粗段上皮细胞、远端肾小管细胞也可见低水平表达。近端肾小管对白蛋白和低分子量蛋白等低分子物质的再摄取主要是由megalin和cubilin两个多配体受体组成的内吞复合物主导。CLC-5介导由于V-ATPase激活不足而导致的内吞体酸化缺陷 [3] ，然而Bignon [4] 、Satoh [5] 、Novarino [6] 等建立的携带门控谷氨酸突变的动物或细胞模型显示当CLC-5从2Cl⁻/H⁺交换体转化为单纯cl⁻通道时内吞体酸化正常，仍会诱发Dent病，表明Cl⁻浓度也在内吞过程起着重要作用，而不仅仅依赖于内吞体酸化。CLC-5蛋白也参与构成肾小管上皮细胞内吞体复合体，其功能障碍引起megalin和cubilin转运障碍，megalin和cubilin在刷状缘表达下调，导致肾小管上皮细胞内吞障碍 [7] 。2022年Zhai等人采用免疫组化法检测人肾脏组织中CLC-5和megalin和cubilin的表达，发现在CLCN5基因发生无义突变时，CLC-5表达正常，megalin、cubilin的表达也会减少 [8] 。Lee等人通过蛋白质组学方法进行质谱分析发现天冬氨酰氨基肽酶是ClC-5的新结合伴侣，在培养的肾近端肾小管细胞的白蛋白摄取中起重要作用，这可能成为肾脏疾病的潜在标志物 [9] 。

ClC-5 KO小鼠模型表明，Dent病的高钙尿源自于骨骼和肾脏肾钙排泄的增强，内吞障碍导致钙和磷的重吸收障碍，此外，ClC-5功能障碍引起近端肾小管顶端表面Na⁺/H⁺交换器NHE3表达减少，改变了跨细胞钠的运动，从而抑制细胞旁钙重吸收 [10] [11] 。甲状旁腺激素(Parathyroid Hormone, PTH)受体也在近端肾小管表达，PTH通过megalin介导的内吞作用被重新吸收，PTH可以调节ClC-5的表达，介导肾钙磷的重吸收，PTH受体可激活刷状缘的钠-磷共转运蛋白NaPi-2，导致近端肾小管磷的重吸收减少 [12] 。

2.2. OCRL1基因

OCRL1位于Xq25~26染色体带上，由24个外显子组成，编码多磷酸肌醇-5-磷酸酶OCRL，该酶可水解磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PI(4,5)P₂)。OCRL1是Dent病II型的致病基因，同时也会导致以先天性白内障、中枢性肌张力低下、智力障碍和肾范可尼综合征为临床特征的Lowe综合征。OCRL普遍存在于人体眼睛、肾脏和大脑、皮肤等组织。在肾脏主要存在于肾小球、近端肾小管和集合管，而近端肾小管上皮细胞中主要位于高尔基复合体、溶酶体、初级纤毛、网格蛋白囊泡与早期内小体内，在细胞胞吞过程中起着重要作用。对斑马鱼的研究表明，OCRL的催化活性是肾小管内吞作用所必需的，OCRL功能障碍导致斑马鱼肾小管内吞作用受损，并且OCRL可能也参与近端肾小管细胞内吞和再循环过程 [13] 。2017年Suruda等人使用双夹心法Elisa实验检测OCRL基因突变患者的尿液样本，发现尿中A-megalin异常低，这也支持OCRL参与了内吞过程 [14] 。然而，在OCRL1敲除小鼠模型并未有明显表型出现，有学者提出，可能是一些修饰基因的存在导致表型差异，通过在OCRL1敲除小鼠背景下肾小管中2型肌醇聚磷酸-5-磷酸酶(INPP5B)特异性失活，该模型出现LWMP、磷尿等，这表明OCRL和INPP5B在肾近端小管细胞中的作用部分重叠，OCRL/INPP5B功能的丧失导致了内吞缺陷 [15] ，这为进一步研究Lowe综合征和Dent病II型的致病机制提供了一个新思路。2019年Festa等人的OCRL1敲除小鼠模型进一步证实了OCRL1突变破坏内吞体途径上的肌醇磷酸内平衡，致使内吞体中PI(4,5)P₂累积，驱动F-肌动蛋白的局部超聚合并损害内吞LRP2受体的运输，阻止了megalin循环到质膜导致内吞功能障碍 [16] 。OCRL通过其Rab结合活性控制Ca²⁺通道蛋白TRPV6的转运，并通过其(PI(4,5)P₂)磷酸酶活性介导的Ca²⁺转运来抑制TRPV6，当OCRL存在功能缺陷，对TRPV6抑制减少，Ca²⁺的肠道吸收增加而导致高钙尿 [17] 。OCRL基因不仅是Dent病II型致病基因，还是Lowe综合征的致病基因，与CLCN5基因相比，OCRL基因突变的致病机制更加复杂，有待进一步研究。

2.3. 候选致病基因

2018年Anglani等人报道了2例具有典型Dent病表现的患者，伴有视力及听力受损、白内障、面容畸形、胼胝体发育不全等肾外表现，全外显子测序仅发现LRP2基因突变 [18] 。LRP2基因编码一种大型的跨膜多配体受体Megalin。Megalin是内吞复合物的重要组成部分，故LPR2基因突变可能出现内吞障碍，导致患者出现LWMP等典型的Dent病表现。此外，CFTR基因编码的CFTR蛋白是ABC转运蛋白类的氯离子通道，CFTR基因的突变会引起气道、消化道和生殖道上皮细胞的氯离子分泌失调，最终导致囊性纤维化。Jouret等人发现CFTR在肾脏中高水平表达，并且与ClC-5和V-ATPase共同分布在近端肾小管内小体中，在CFTR-KO小鼠和囊性纤维化患者出现LMWP，表明CFTR蛋白可能参与了近端肾小管的内吞作用 [19] 。2017年，Zhang等人在9例Dent病患者中检测到CFTR、SCNN1A和SCNN1B基因的杂合子变异 [20] 。这些研究表明，涉及囊性纤维化疾病的基因可能与Dent病相关，需要进一步研究来验证这种关联。2020年，Gianesello等人对6名Dent病III型患者进行全外显子测序，提出可能的致病性变异的基因LRP2、CUBN、SLC9A3和PDZK1、SLC17A1也许决定了Dent病III型的表型 [7] 。CUBN、SLC9A3、LRP2这三个基因分别编码cubilin、NHE3和megalin，它们与ClC-5蛋白等一起位于近端肾小管上皮细胞，形成其内吞复合体。SLC17A1基因编码的Na⁺依赖磷酸盐转运蛋白体NPT1与PDZK1基因编码的近端肾小管上皮细胞刷状缘的支架蛋白NHE-RF3相互作用，影响尿酸转运。另外，NHE-RF3还是与NaPi-2相互作用的几种蛋白之一。总之，目前并无研究发现明确的Dent病III型致病基因，Dent病III型更像是已知遗传性肾病的非典型表型或混合表型。

3. 临床表型

Dent病具有明显的表型异质性，尚无研究证实Dent病基因型与表型的关系。目前普遍的采用的诊断标准为：1) LMWP，即尿蛋白电泳提示低分子蛋白 > 50%，或尿α1微球蛋白、β2微球蛋白和/或视黄醛结合蛋白升高至少高于正常上限5倍，且以低分子蛋白为主；2) 高钙尿症，即24 h尿钙 > 4 mg/kg或随机尿钙/尿肌酐比 > 0.25 mg/mg；3) 至少有下列情况之一：肾钙化、肾石症、血尿、低磷血症或肾功能不全。满足条件(1)~(3)者可临床确诊Dent病，最后结合基因检测确诊。

3.1. 肾内表现

2020年Gianesello等人总结了Dent病I型(n = 772)与II型(n = 143)的表型特征，发现LMWP发病率为100%，而上述第二条诊断标准中的高钙尿症发病率为80%左右，已有学者提出高钙尿症不应是必要的诊断标准，因为Dent病患者尿钙的排泄具有波动性，且与年龄相关。血尿约在一半的人群中出现，可能提示肾小球损伤。关于低钾血症、低磷血症、肾钙质沉着/肾结石的发病率Dent病I型明显高于II型，且差异具有统计学意义 [1] 。

Dent病还可出现Batter综合征样罕见表型。Batter综合征是由肾小管电解质转运体或离子通道功能障碍引起的常染色体遗传性肾小管疾病，表现为肾盐消耗、低钾代谢性碱中毒和高血肾素及醛固酮增多症等。Barttin和ClC-5都在髓袢的上升肢和集合管中表达，2018年Wojciechowski等人发现Barttin蛋白调节ClC-5转运蛋白的亚细胞定位，并且在表达Barttin的肾小管段中发挥作用 [21] ，这可能导致Dent病和Batter综合征有表型重叠。2022年Drosataki等人报道了一例伴Batter综合征样表现Dent病II型的病例 [22] ，但并未进行实验探索具体机制。

3.2. 肾外表现

Dent病患者可出现肾外表现。2020年，Sakakibara等人的队列研究发现Dent病II型患者较I型患者LDH、CK水平明显升高，其肌肉受累表现更加明显 [23] 。白内障、神经系统损害、智力障碍、生长发育迟缓等肾外症状在Dent病II型更为常见 [1] [23] 。2017年，De Matteis等人研究发现大部分与Lowe综合征相关的OCRL1突变位点都位于外显子8~23，而导致Dent病2型的大多数突变位于外显子1~7中 [24] 。近年两个队列研究将Dent病II型的致病区域扩大至1~15外显子，并发现8~24号外显子上的严重突变往往引起更严重的肾外表型，考虑是Lowe综合征的常见致病区域 [25] [26] 。Lowe综合征患者和Dent病II型患者中都发现了OCRL蛋白磷酸酶结构域的突变，但Dent病II型患者的这种突变总是错义突变，推测这些轻度的突变可能保留了部分OCRL蛋白的功能，从而表现出更轻的肾外表型，但这需要进一步实验验证 [27] 。

Dent病还可能出现一些罕见的肾外表型。肾小管内吞障碍导致低分子量蛋白视黄醇及视黄醇结合蛋白的从尿液大量丢失，血液中其浓度下降，视网膜色素上皮的视黄醇供应减少和视杆照明阈值增加，从而导致Dent病患者出现夜盲症表现 [28] 。2018年Marzuillo等人提出Dent病II型和化脓性汗腺炎之间可能存在联系。OCRL1突变降低了OCRL的活性，使质膜中的PI(4,5)P₂水平升高。成纤维细胞上PI(4,5)P₂水平升高可能促进葡萄球菌的侵袭。此外，OCRL与连接成分形成复合物，在极化上皮细胞的成熟过程中发挥作用，并结合网格蛋白，控制膜运输和肌动蛋白细胞骨架。OCRL水平低，真皮与表皮连接处网格蛋白包被囊泡积累，进而导致该连接处的损伤 [29] 。生长激素缺乏在Dent病中被相继报道，虽然Dent病中生长激素缺乏的原因尚不明确，但低钾血症通过降低GH和IGF-1的循环水平来诱导生长迟缓已被证实，并且Batter综合征与生长激素缺乏独立相关 [30] 。重组人生长激素治疗可能对Dent病和低磷佝偻病儿童的最终身高有积极影响，但文献样本量小，目前尚无法得出明确的结论 [31] 。2014年报道一例伴有生长激素缺乏的Dent病患儿，接受了重组生长激素的治疗后出现肝左右静脉血栓闭塞，并发了急性Budd-Chiari综合征，猜测生长激素和去氨加压素可能与此有关 [32] 。生长激素过量或缺乏已被证明对凝血和纤溶过程有影响 [33] ，可能是血栓形成事件的一个危险因素。

3.3. 肾脏病理

Dent病虽然是一种肾小管疾病，也会有肾小球的受累。其肾脏病理主要表现为FSGS/FGGS及MsPGN、MCD。肾小管损伤主要表现为肾小管萎缩及间质纤维化。足细胞节段性融合可在大部分患者中所见，2016年Wang等人提出足细胞损伤与肾功能相关，是Dent病肾脏损害的早期表现 [34] 。2012年Ceol等人首次证实CLC-5在人类足细胞中表达 [35] ，表明足细胞损伤可能与CLC-5功能障碍相关。2020年，Preston等人发现成人肾脏组织和斑马鱼幼虫的肾小球上表达OCRL，在培养的足细胞中发现OCRL与对于维持足细胞狭缝隔膜十分重要的接头蛋白IPIP27A和CD2AP相关 [36] 。此外，Dent病可有基底膜厚度的改变，以增厚常见，近年来有报道发现Dent病患者出现弥漫性的基底膜变薄 [37] [38] ，这是合并了薄基底膜肾病亦或是Dent病的罕见表型，目前并无研究证实。Dent病患者肾小球硬化的机制仍旧不清，肾小球足细胞及基底膜方面值得进一步研究。

4. 治疗

Dent病患者的治疗重点是对症，延缓肾功能进展。噻嗪类利尿剂已被证实可以减少尿钙排泄，防止肾结石的复发，但利尿剂会加重低钾血症，且Dent病患儿血钾随着年龄的增长而下降，50%的18岁以上的患者存在低钾血症 [39] ，因此，噻嗪类利尿剂使用时应谨慎。国内研究发现Dent病患儿使用氢氯噻嗪联合枸橼酸钾治疗，尿钙/肌酐和24 h尿钙均明显下降，差异均有统计学意义 [40] [41] 。ACEI及ARB可减少蛋白尿，还可能延缓肾功能进展，2020年Deng等人的队列研究中13例患者接受了ACEI和/或ARB治疗(超过3月)，中位随访时间1.7年，发现54%的儿童的尿微量白蛋白/肌酐比值下降 [42] 。低磷酸盐血症性佝偻病补充磷酸盐和维生素D补充剂是有效的，虽然CKD患者中推荐补充骨化三醇，但在Dent病患者中应用有加重高钙尿和肾钙沉着症的风险，同时持续的低磷血症会刺激骨化三醇合成，骨化三醇的使用存在争议 [39] 。此外，高枸橼酸饮食可保护CLC-5 KO小鼠的肾功能并延缓肾脏疾病的进展，ClC-5基因敲除小鼠在零枸橼酸饮食时肾小球滤过率(0.13 ± 0.02)显著降低，在高枸橼酸饮食时肾功能(0.27 ± 0.03)正常(P < 0.01)。与喂食高枸橼酸饮食的ClC-5敲除小鼠相比，喂食零枸橼酸饮食的ClC-5敲除小鼠的肾小管萎缩、间质纤维化、囊性改变和肾钙质沉着症显著增加 [43] 。

另有学者对Dent病的治疗有新的见解。2015年，Oltrabella等人研究显示PIP5K能挽救内吞功能障碍，这可作为Lowe综合征和Dent病II型的潜在治疗靶点 [13] 。2016年，Santucci等人发现Dent患者高表达金属蛋白酶抑制剂TIMP1、TIMP2，致使基质金属蛋白酶MMP2活性下降，小鼠MMP2超表达导致肾纤维化，这为延缓Dent病患者肾脏纤维化过程提供了新方向 [44] 。2017年Gabriel等人的小鼠模型首次证明移植的骨髓来源细胞与病变的近端小管细胞直接接触，可挽救遗传性内吞体缺陷导致的上皮表型 [45] 。Berquez等人于2020年发现磷酸肌醇3-激酶抑制剂Alpelisib在Dent病II型小鼠模型可以恢复肾小管细胞骨架和胞吞作用异常，并改善近端小管功能障碍 [46] 。2021年，Liu等人通过全细胞膜片钳和Western blot等方法发现在Dent病1型中突变的CLC5蛋白可以通过小分子治疗-4-苯基丁酸及其类似物2-萘乙基乙酸得到功能挽救 [47] 。虽然这些研究尚在基础阶段，但为Dent病的治疗提供了新的研究方向。

5. 预后

研究发现Dent病I型患者中，肾小球滤过率随着年龄的增长而下降，每年下降约1.0~1.6 ml/min/1.73m² [39] 。而高钙尿随肾小球滤过率下降而降低，目前尚未发现高钙尿症是否对肾功能有影响 [25] [39] 。2018年，一项纳入18例Dent病II型患者的研究显示，患者约平均在19岁达到CKD 3期 [25] ，2020年，Sakakibara等人研究发在Dent病I型中CKD的患病率为8% (6/71)，而在Dent病II型中患病率为58% (7/12) [23] 。这些结果表明Dent病II型的肾功能进展可能快于I型。Zaniew等人进行多因素分析显示Dent病患者的肾功能与年龄相关，与肾钙质沉着症或蛋白尿等无关 [25] 。总的来说，30%~80% Dent病患者约在30~50岁时进展到慢性肾脏病时期 [1] 。由于Dent病是常在儿童时期发病的罕见病，肾功能进展相对缓慢，其多为散发病例，样本量小，随访时间短，失访率高，目前尚无其他研究发现其他影响预后的因素。

6. 总结

Dent病是一种罕见的肾小管疾病，目前对于其致病机制仍不十分明确。由于各类肾小管疾病存在表型重叠，临床诊断存在误诊漏诊的可能，仍需要结合基因检测确诊。Dent病无特殊治疗方法，近年来国外学者们针对内吞机制的挽救提出的潜在靶点为Dent病治疗带来新的思路。另外，在肾小球层面，特别是足细胞及基底膜的研究很少，值得进一步深入研究。

NOTES

^*通讯作者Email: [e-mail]