パート1：UMODおよびMUC1の変異による常染色体優性尿細管間質性腎疾患の臨床的および遺伝的スペクトル
Mar 16, 2022
連絡先：Audrey Hu Whatsapp / hp：0086 13880143964メール：audrey.hu@wecistanche.com
Eric Olinger1,2,16,23、Patrick Hofmann1,3,23、Kendrah Kidd4,20,23、Ine`s Dufour1,9、Hendrica Belge5、Ce´line Schaeffer6、Anne Kipp1、Olivier Bonny7、Constantinos Deltas8、Nathalie Demoulin9、 10、Thomas Fehr1,11、Daniel G. Fuster2、Daniel P. Gale12、Eric Goffin9,10、Katerina Hoda nova´ 20、Uyen Huynh-Do2、Andreas Kistler13、Johann Morelle9,10、Gregory Papagregoriou8、Yves Pirson9、Richard Sandford14、 John A. Sayer15,16、Roser Torra17、Christina Venzin18、Reto Venzin19、Bruno Vogt2、Martina Zivna´ 20、Anna Greka21,22、Karin Dahan5、Luca Rampoldi6、Stanislav Kmoch20、Anthony J.Bleyer Sr4,20,24、Olivier Devuyst1 、9,24
常染色体優性尿細管間質性肝臓病気（ADTKD）は末期のますます認識されている原因です肝臓主にUMODとMUC1の突然変異による病気。 臨床的認識の欠如とコホートのサイズの小ささは、疾患オントロジーの理解と診断アルゴリズムの開発を遅らせてきました。 ADTKD-UMODとADTKD-MUC1の遺伝的および臨床的特徴を定義し、遺伝子検査を導くための実用的なスコアを開発するために、ヨーロッパと米国の2つのレジストリを分析しました。 私たちの研究は、臨床的、生化学的、遺伝的、および放射線学的データとともに、ADTKDの推定診断を受けた585家族からの726人の患者を対象としました。 まとめると、ADTKDの家族（303人の患者）の216/562（38.4パーセント）で106の異なるUMOD変異が検出され、UMOD陰性（83人の患者）の家族の72/205（35.1パーセント）で4つの異なるMUC1変異が検出されました。 。 中央値肝臓ADTKD-UMODと比較してADTKD-MUC1の患者の生存期間は有意に短かった（それぞれ46 ys。54年）が、ADTKD-MUC1と比較してADTKD-UMODの患者では痛風のない生存期間の中央値が劇的に減少した（30対。それぞれ67年）。 ADTKD-UMODの患者とは対照的に、ADTKD-MUC1の患者は、尿細管細胞におけるウロモジュリンの正常な尿中排泄とウロモジュリンの分布を示しました。 単純なスコアと尿中のウロモジュリン測定値を組み合わせた診断アルゴリズムにより、ADTKD-UMODの患者とADTKD-MUC1の患者が、感度94.1％、特異度74.3％、UMOD変異の陽性予測値84.2％で分離されました。 、ADTKD-UMODはADTKD-MUC1よりも頻繁に診断され、ADTKDサブタイプは明確な臨床的特徴を示し、尿中のウロモジュリン測定と組み合わせた単純なスコアが遺伝子検査の優先順位付けに役立つ場合があります。
常染色体優性尿細管間質性肝臓疾患（ADTKD）は、尿細管損傷と間質性線維症を特徴とします。肝臓糸球体病変がない場合。 進行性慢性を呈する罹患した個人肝臓疾患（CKD）、正常から軽度のタンパク尿、および正常な大きさの腎臓で、家族歴が陽性であることが多い1,2。この疾患は常に末期に進行する。肝臓病気（ESKD）。 UMODの優性突然変異は、最初にADTKDに関連していました。3,4UMODは、ウロモジュリンをコードします。肝臓-正常な尿に豊富に存在し、腎臓で複数の役割を果たす特定のタンパク質。4MUC1の変異は、ADTKDの原因としてその後特定されました。5MUC1は、上皮バリア機能に重要な糖タンパク質ムチン-1をコードします。細胞内シグナル伝達。6–8まれな形態のADTKDは、転写因子肝細胞核因子1b9,10をコードするHNF1Bの変異とも関連しています。 レニン11の前駆体であるプレプロレニンをコードするREN。 SEC61A1は、小胞体（ER）トランスロコンのコアを形成するSEC61複合体のa1サブユニットをコードします。12
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臨床的、生物学的、および病理学的所見の非特異的な性質のために、ADTKDは過小診断されています。 CKDのw3000患者を対象とした全エクソームシーケンシングに関する最近の研究では、CKDの単一遺伝子原因を有する患者の3％でUMOD変異が検出され、CKDで6番目に一般的な遺伝子診断となっています13。 ESKD患者の最大2％がADTKD-UMOD、つまり最も一般的な単一遺伝子を持っていたと推定されています肝臓常染色体優性多発性嚢胞腎後の疾患肝臓疾患14。MUC1の変異は次世代シーケンシングでは検出されず、特殊な遺伝子検査が必要なため、ADTKD-MUC1の有病率は不明なままです5,13。ただし、以前の研究では、ADTKD-MUC1とADTKD-UMODが最も一般的であると特定されています。 ADTKDのサブタイプ8,15ADTKD-UMODの病態生理学には、ERストレス（「毒性機能の獲得」）と、炎症性細胞浸潤、尿細管機能障害、および間質性線維症につながるカスケードを伴う、ERにおける変異UMODの保持が含まれます。 –18 ADTKD-MUC1は、MUC1の可変数のタンデムリピート（VNTR）領域の変異によって引き起こされ、細胞内小胞に蓄積して尿細管間質性損傷を引き起こすフレームシフト変異型タンパク質（MUC1fs）の形成につながります。
現在までに、ADTKD-UMODの最大の臨床分析は、ADTKD-UMODのフランス人およびベルギー人患者のコホート（38家族からn¼70）で実施され、中央値を示しています。腎臓54年の生存と痛風の66パーセントの有病率20。ADTKD-MUC1の表現型は、24家族からの95人の患者のコホートで報告され、ESKDの発症年齢は16歳から80歳の範囲であり、24パーセントの有病率gout.8 ADTKD-MUC1の90人の患者（16家族）のスペインのコホートは、ESKDでより早い年齢に向かう傾向を示し、ADTKD-UMODの患者（9家族からn¼41）と比較して痛風の有病率が低かった。 これらのコホートのサイズが小さいため、ADTKDサブタイプ間の有意差の検出が妨げられました。15
非特異的な症状と相対的な希少性のために、ADTKDサブタイプの臨床的特徴と疑わしいADTKDの遺伝子検査を導くための実用的なツールが欠けています。 ここでは、最大の多施設ADTKDコホート（726人の患者）を表すヨーロッパ（Belgo-Swiss ADTKDレジストリ）と米国（US ADTKDレジストリ）の2つの大きなコホートにおけるADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1サブグループの表現型を比較しました。 585家族から）現在まで。 これらのADTKDサブタイプ間で明確な特徴を観察し、診断を方向付け、ADTKDでの遺伝子検査に優先順位を付けるための単純なスコアを確立しました。
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結果
ADTKD患者の臨床的および遺伝的特徴
国際ADTKDコホートには、585家族からの726人の患者が含まれていました：米国ADTKDレジストリからの429家族からの451人の患者とBelgo-Swiss ADTKDレジストリからの156家族からの275人の患者（図1）。 CKDで、43％がESKDに達しました。 痛風の全体的な有病率は66％であり、CKDおよび/または痛風の家族歴が全症例の92％で報告されました（表1）。 Belgo-Swissと米国のレジストリの主な違いは、提示時の年齢が古かったことと、ESKDの有病率が米国のレジストリで高かったことです。これは、おそらく疾患が症候性になったときの患者の自己紹介率が高かったためです。
585家族のうち562家族からのほとんどの患者（726人中7 0 3人）は、最初の診断テストとしてUMOD遺伝子の突然変異スクリーニングを受けました。 UMOD変異は、テストされた562人の家族のうち216人（38.4パーセント）で検出されました。これは、テストされた703人の患者のうち3 0 3人（43.1パーセント）に相当します（図1）。 UMOD変異の検出率は、米国のレジストリで40.0パーセント、ベルゴ-スイスのレジストリで34.6パーセントでした（表1）。 次に、MUC1の変異は、UMOD陰性であった205家族から、主に米国の登録から、UMOD陰性であった218人の患者でスクリーニングされました。 これらのうち、72家族からの83人の患者がMUC1突然変異について陽性をスクリーニングし、UMOD陰性ADTKDの家族の中でADTKD-MUC1の家族の35.1パーセント（205の72）の割合をもたらしました。 注目すべきことに、ADTKDの23家族からの23人の患者のサブセット（それらのほとんどは以前に染色体1q22にリンクされていた）が最初にMUC1についてスクリーニングされ、MUC1の変異がこのグループの21人の患者で検出されました（図1）。 スクリーニングプロセスの最後に、133家族からの135人の患者がUMODとMUC1の両方の突然変異について陰性でした（図1）。 これらの遺伝的結果に基づくと、ADTKD-UMODの有病率は37.1パーセント½ð216陽性Þ=ð585 2Þテストされた家族であり、ADTKD-MUC1の有病率は21.0パーセント½ð93陽性Þ=ð{{58 }}Þこの実生活のコホートでADTKDファミリーの中でファミリーをテストしました。
UMODおよびMUC1変異のスペクトル
ADTKD-UMODの216家族で、合計106の異なるUMOD変異が検出されました（図2a;補足表S1）。 バリアントの呼び出しは、インシリコ予測ツール、以前のレポート、および/または説明されていないバリアントの家族分離分析に基づいていました。 ミスセンス変異は、UMOD変異の最も一般的なタイプでした（106のうち101、95.3パーセント）。 4つの異なる欠失（H 177- R185del、E 188- L221del、K 246- S252del、Y272del）および1つのインデル（V 93- G97del4ins）変異が見つかりました。 106の突然変異のうち、95（89.6パーセント）がUMOD遺伝子のエクソン3にクラスター化されました。 101のミスセンス変異のうち、57（56.4％）は、システイン残基を別のアミノ酸で置換するか、新しいシステインを挿入することにより、システイン結合に関与していました（図2b）。 以前に記載されていない17の突然変異（補足表S1）のうち、6つは以前に報告されたアミノ酸（N85S、C92G、C120R、C135W、V273L、C300S）を含みます。 2（Y272del、G201D）は、分離分析で検証されました。 1（L284P）は、家族歴（CKDと痛風を伴う3世代、無刺激の尿沈澱）とともに、パラダイム変異C150S（補足図S1）と同様に、機能研究におけるER保持と明確に関連しており、ゲノムアグリゲーションデータベース。 インシリコ予測ツールを使用して、残りの8つの突然変異が病気の原因であると予測されました（補足表S2）。
図1| 国際ADTKDコホートにおける突然変異検出の設計とフローチャート。 常染色体優性尿細管間質性腎の臨床的特徴肝臓病気（ADTKD）はに基づいています肝臓疾患：グローバルアウトカムコンセンサスレポートの改善2; 詳細については、メソッドを参照してください。 CKD、慢性肝臓疾患; n、患者数; N、家族の数。
We detected 2 families with genetically proven de novo UMOD mutations c.855C>A (p.A285E) and c.707C>T (p.P236L) and 1 family with clinically suspected neo- mutation c.707C>T（p.P236L）。 ホモ接合状態のUMOD変異は検出されませんでした。
このコホートでは、MUC1のVNTRドメインで4つの異なるタイプのMUC1変異（27dupC、28dupA、26_27 insG、23delinsAT）が検出されました（識別された正規の60ヌクレオチド長の野生型VNTRリピート内の変異位置に基づく命名法） MUC1 VNTRシーケンスによる7）。
MUC1 VNTR内でのそれらの局在化、およびMUC1構造に対するそれらの影響を図2cに示します。 これらの変異はすべて、同じフレームシフト変異と早期停止コドンにつながると予測されています7。ADTKD-MUC1の93家族のうち、87家族がシトシン重複（27dupC、93.5％）、3家族がアデニン重複（28dupA、3.2％）を示しました。 、2つはグアニン挿入（26_27 insG、2.2パーセント）、1つは小さなインデル（23delinsAT、1.1パーセント）です（図2d）。
表1| ADTKD患者の臨床的および遺伝的特徴
ADTKD、常染色体優性尿細管間質性肝臓疾患; BE-CH、ベルン-スイス; CKD、慢性肝臓疾患; eGFR、推定糸球体濾過率; ESKD、最終段階肝臓疾患。
定量的パラメーターは、中央値（四分位範囲）または平均SDとして表されます。 定性的パラメータは、パーセンテージ付きの分数として表示されます。 n（BE-CH / US）
それぞれのパラメータについて分析されたBelgo-SwissおよびUSレジストリの患者数を示します。
ADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1の臨床的特徴
国際ADTKDコホートの規模により、ADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1サブタイプの臨床的特徴を分析することができました（図3）。 発表時の年齢（最初の患者との接触）は早かった（中央値：42歳[四分位範囲（IQR）：27、53]対47歳[IQR：37、57]、P¼{{1 0}} 。0{{3 0}} 5）およびCKDおよび/または痛風の陽性の家族歴がより頻繁であった（95パーセント対86パーセント、P¼{{45} }。007）ADTKD-MUC1の患者よりもADTKD-UMODの患者の方が。 CKDの全体的な有病率はADTKD-UMODの患者で有意に高かったが、ESKDは有意に有病率が高く（44％対58％、P¼0.04）、発症が早かった（中央値：46年[IQR：39、57] vs .36歳[IQR：30、46]、P <0.001）adtkd-muc1患者（図3b、上のパネル）。 逆に、痛風の有病率は有意に高く（79％対26％、p=""><0.001）、痛風の発症は有意に早かった（中央値：27年[iqr：19、37]対45年[iqr：29、51] 、p¼0.001）adtkd-umodの患者（図3b、下のパネル）。="" これらの発見は、一般的に男女ともに一貫していた。="">
の主な違い腎臓機能と尿酸の取り扱いは、ESKDと痛風からの解放を示す生存曲線によって実証されました（図4）。腎臓ADTKD-MUC1の生存率はADTKD-UMODよりも有意に短かった（中央値：54年、95％信頼区間[CI]：ADTKD-UMODで51.5〜56.5対46年、95％CI：ADTKD-MUC1で39.3〜52.7 、ログランク検定：P¼0。0 13）（図4a）。 逆に、痛風のない生存率は、ADTKD-MUC1よりもADTKD-UMODの方が劇的に短かった（中央値：30年、95パーセントCI：ADTKD-UMODで27.3〜32.7対67年、95パーセントCI：ADTKDで57.9〜76.1- MUC1、ログランク検定：P <>
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ADTKD-UMODの患者では、システインが関与するミスセンス変異の保因者（システイン残基を別のアミノ酸で置換するか、新しいシステインを挿入することによる）は、ESKDの発症または痛風の発症年齢に関して比較した場合に悪い予後を経験しませんでしたシステインを含まないADTKD-UMODの患者の場合（補足図S2）。
米国のADTKDレジストリでADTKD-UMODとADTKD–NOS（特に指定されていない、つまり変異が検出されていない）を比較すると、CKD（94. 0パーセント対82.7パーセント、P <0）であることがわかりました。 。00=""><0。001）がより一般的であり、推定糸球体濾過率（egfr） adtkd-umodとadtkd-nosの診断では、それぞれ低い値（34.7="" ml/min対48.1ml/="" min、p=""><0.001）でした。 同様に、ckdとeskdはadtkd-nosよりもadtkd-muc1でより一般的でした（86。4パーセント対82.7パーセント、p=""><0.001および54.8パーセント対26.2パーセント、p><0.001）（補足表s3）。>肝臓ADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1の表現型は、遺伝子診断のないADTKDの場合よりも、Belgo-Swissレジストリで確認されています。
ADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1のUMOD生物学
MUC1とUMODの共局在を考えると肝臓カンカニクジュヨウとMUC1fsが腎外を引き起こすことなくいくつかの組織に蓄積するという事実 症状7、MUC1fsがADTKD-MUC1の太い上肢（TAL）でUMOD処理と相互作用する可能性があるという仮説を検証しました。 検証済みの酵素結合免疫吸着測定法21を使用して、
図2| UMODおよびMUC1の変異のスペクトル。 （a）ドメインの局在化に関連して描かれた国際コホートで報告された106のUMOD変異を伴うUMOD遺伝子およびタンパク質ドメイン構造。 システイン残基を含む変異は、各ボックスの上部に斜体で示されています。 （b）さまざまなUMOD突然変異の有病率：ミスセンス突然変異（106の101; 95.3パーセント）、システイン（[Cys];106の57;53.8パーセント）または非システイン（106の44; 41.5パーセント）アミノ酸およびインデル（ 106の5;4.7パーセント）。 （c）MUC1遺伝子のエクソン-イントロン構造（中央のパネル）と正常なタンパク質構造（上）、可変数タンデムリピート（VNTR）ドメインで4つの検出された変異（赤）とタンパク質構造への影響（下）。 （d）常染色体優性尿細管間質性腎を有する報告された家族における同定されたMUC1突然変異の有病率肝臓病気（ADTKD）–MUC1。 SEA、自己切断モジュール; 用語、ターミナル; TM、膜貫通ドメイン。
人口ベースのコホート（コホートローザンノイズ）における尿中UMODのレベル。尿中UMOD（mg / gクレアチニン）とeGFRの間に1.73 m2あたり15〜9 0 ml / minの正の相関関係があることを確認します（線形傾向のテスト：P¼{{1 0}}。001）（補足図S3A）、前述のとおり。22eGFRの尿中UMODを正規化すると（UMOD濃度を尿中クレアチニンおよびeGFRで除算することにより）、線形依存性が緩和されました（テスト線形傾向の場合：P¼0.54）（補足図S3B）、患者と対照の間の尿中UMODレベルのより堅牢な比較を可能にします。 次に、ADTKD-MUC1およびADTKD-UMODの患者の尿中UMODレベルを、eGFR（1.73 m2あたり45〜60 ml / min）に厳密に一致する集団ベースのコホートのコントロール（n¼180）のレベルと比較して測定しました。 尿中UMODレベルの大幅な低下を示したADTKD-UMODの患者とは対照的に（中央値：2.8 vs. 14.7 mg / gクレアチニン、P <>
14.7 mg / gクレアチニン、P¼0 .99）（図5a、左パネル）。 尿中UMODレベルをeGFR[（mg / gクレアチニン）/ eGFR]に正規化すると、ADTKD-UMODの患者では、eGFRが15〜9 0 ml / minのコントロール（n¼2717）と比較してレベルが大幅に低下することが確認されました。 1.73 m2あたり{[（0。05対0。23mg / gクレアチニン）/ eGFR]、P<0。0001 、それぞれ}、adtkd-muc1患者と対照の変化しないレベルとは対照的に{[（0.29="" vs.="" 0.23="" mg="" gクレアチニン）/="">
次に、UMODの免疫蛍光染色を行いました。肝臓健康な個人（正常な人間）からの生検肝臓）、ADTKD-UMODの2人の患者から、およびADTKD-MUC1の2人の患者から。 ADTKD-UMODの患者では特徴的な細胞内UMOD沈着物を見ることができましたが、UDTKD-MUC1の患者では、通常のパターンと同様に、UMOD染色は主に頂端膜に限定されていました。肝臓（図5b）。 TALにおける変異UMODの蓄積
図3| 常染色体優性尿細管間質性腎の臨床的特徴肝臓疾患（ADTKD）–UMODおよびADTKD-MUC1。 （a）定量的パラメーターは、中央値および四分位範囲または平均SDとして表されます。 定性的パラメータは、パーセンテージ付きの分数として表示されます。 カテゴリ変数のc2検定、マンホイットニーU検定、および定量的パラメーターの対応のないt検定を使用しました。 それぞれADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1内の＃、$Sex比較。 n（UMOD / MUC1）列は、それぞれのパラメーターについて分析されたADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1の患者数を示します。 （b）末期の年齢の散布図肝臓ADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1の患者の疾患（ESKD）および痛風の発症。 バーは平均SDを示します。 *** P<><0.0001。>肝臓疾患; eGFR、推定糸球体濾過率。
ADTKD-UMODの患者の細胞は、折りたたまれていないタンパク質応答レギュレーターであるグルコース調節タンパク質78（[GRP78]、結合Igタンパク質としても知られる）との共局在によって示されるように、ERストレスを誘発しました。 逆に、GRP78はADTKD-MUC1の患者のTALでは検出できませんでした（図5b;補足図S4）。
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Belgo-SwissADTKDレジストリでの臨床UMODスコアの確立
詳細な表現型を備えたBelgo-SwissADTKDレジストリに基づいており、UMOD陽性の54家族（n¼132患者）とUMOD陰性の1 0 2家族（n¼143患者）が含まれます（図1;補足図S5）、ADTKD-UMODの確率を推定するための臨床スコアを設計しました。 UMOD変異の有無にかかわらずADTKDの患者の臨床的特徴は、スコアリングシステムを導きました（補足図S6）。 UMOD陰性の患者と比較して、UMOD変異のある患者は、CKDおよび/または痛風の家族歴がより頻繁でした（9 0パーセント対76パーセント、P<0。{{26 }}="" {{3="" 0}}="" 1）;="" ckd（83％対75％、p¼0。0="" 3）およびeskd（33％対20％、p¼0.02）の有病率が高く、ckdの発症が早い（中央値：32年対42年、p¼0.002）およびeskd（中央値：42年対48年、p¼0.007）;="" より高いレベルの血清尿酸（平均：507。0="" 131対454.5±153.4mmol="" l、p¼0.017）;="" 痛風の早期発症（中央値：24年対33年、p¼0.001）。="" 注目すべきことに、超音波検査および/またはコンピューター断層撮影または磁気共鳴画像法によって検出された腎嚢胞の有病率は、umod陰性の患者と比較してadtkd-umodの患者で低かった（36％対57％、p¼0.001="">
The weighted UMOD-score was developed on 8 items using these discriminative clinical, biochemical, histological, and imaging characteristics of ADTKD-UMOD (Figure 6a). The maximal item value of þ3 points was attributed to gout before 30 years and uricemia >5 0 0 mmol / l、これは最も特異的な判別式です（補足図S6）。 CKDおよび常染色体優性遺伝の有病率はADTKD-UMODの方が高かったため、これらの基準はþ2ポイントで重み付けされました。 代替診断（例えば、タンパク尿、管理されていない高血圧）を示唆する臨床所見は、陰性点に起因した。 利用可能な各項目の値を加算して、各患者の最終的な加法スコアを取得します。 臨床UMODスコアは、Belgo-SwissレジストリのADTKD患者に適用され、8項目のうち少なくとも5項目の情報が存在しました（n¼211患者：1 06UMOD陽性および1{ {21}} 5 UMOD陰性）。 UMOD変異状態を従属変数とする受信者動作特性曲線は、曲線下面積（AUC）が0.72（95パーセントCI：0.66–0.79、P <0.001）でした（図6b）。 5ドルのumodスコアカットオフが選択され、94.3パーセントの負の予測値（npv）と94.3パーセントの正の予測値（ppv）に対応する、正のumod突然変異テストに対して98.1パーセントの感度と41.4パーセントの特異度が得られました。="" 59.1パーセント（図6c;補足表s4）。="">
1）0 .395（補足表S4）の。
図4| 末期からの自由肝臓常染色体優性尿細管間質性疾患（ESKD）と痛風肝臓疾患（ADTKD）–UMODおよびADTKD-MUC1。 （a）ADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1患者の腎生存のカプランマイヤー曲線。 腎生存期間の中央値は、ADTKD-UMODで54年（95％信頼区間[CI]：51.5–56.5）、ADTKD-MUC1で46年（95％CI：39.3–52.7）でした。 （b）ADTKD-UMODおよびADTKD-MUC1の患者におけるカプランマイヤー痛風のない生存曲線。 痛風のない生存期間の中央値は30年でした（95％CI：27.3–32.7）
ADTKD-UMODで67年（95パーセントCI：57.9–76.1）ADTKD-MUC1で。 ログランク検定が使用されました。 打ち切り：フォローアップ期間中に関心のあるイベントは発生していません。