بررسی همراهی ژنی در بیماران مبتلا به کلیه های پلی کیستیک در استان قم در سال 1393

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار و فوق تخصص نفرولوژی کودکان،گروه اطفال،دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران مرکز تحقیقات بیماری های کودکان، دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

2 دانشیار و فوق تخصص نفرولوژی ،گروه داخلی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

3 استادیار و فوق تخصص نفرولوژی ،گروه داخلی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

4 استادیار بیوشیمی بالینی،گروه بیوشیمی بالینی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

5 مرکز تحقیقات بیماری های کودکان، دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

6 دانشیار و فوق تخصص عفونی اطفال، گروه اطفال،دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران مرکز تحقیقات بیماری های کودکان، دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

7 استادیار و متخصص کودکان، گروه اطفال،دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران مرکز تحقیقات بیماری های کودکان، دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

8 استادیار و فوق تخصص عفونی اطفال، گروه اطفال،دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران مرکز تحقیقات بیماری های کودکان، دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

9 عضوهیأت علمی پ‍‍ژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری (NIGEB) ، تهران، ایران

چکیده

زمینه و هدف: بیماری کلیهی پلیکیستیک (Polycystic Kidney Disease=PKD) جزء بیماریهای شایع ارثی  است که در آن قشر و مدولای کلیه با تعداد زیادی کیست اشغال می شود و درنهایت در سنین میانسالی و پس ازآن منجر به ESRD می­گردد. نحوه­ی انتقال آن به صورت اتوزومال غالب یا اتوزومال مغلوب است. نوع اتوزومال غالب بیماری شایعترین بیماری ارثی کلیه انسان می باشد که بیشتر در افراد بالغ بروز می کند. در این بیماری ارثی جهش ژنی در یکی از سه ژن شناخته شده اتفاق میافتد. در حدود 85  درصد بیماران، جهش در ژن PKD1 (Polycystic Kidney Disease Type1) و 15-10  درصد  بیماران جهش در ژن PKD2  دارند. همچنین  ژن سومی به نام  PKD3   شناسایی شده است که باعث بروز بیماری پلیکیستسک کلیوی فامیلی از نوع اتوزومال غالب میگردد، ولی فراوانی این جهش ژنی کم گزارش شده است.
موادّ و روشها: استخراجDNA  در هفت خانوادهی مبتلا به بیماری پلیکیستیک نوع بالغین و پنج عضو از هر خانواده  انجام شد.  DNA ی حاصلشده با استفاده از روش PCR، تکثیر و از نظر ریز ماهوارههای پیوسته به ژنهای بیماریزای نوع 1 و نوع 2 بررسی گردید. ریزماهواره­هایی که در بین این افراد چند شکلی بودند، انتخاب و جهت بررسی پیوستگی ژن برای تمامی اعضای آن خانوادهها مورد استفاده قرارگرفت.
یافته­ها: از هفت خانواده­ی مورد مطالعه، فقط در یکی از خانودهها  که نحوهی توارث در شجرهی آنها به صورت اتوزمال مغلوب بود،  مارکرD6S1344 مثبت گزارش شد. در چهار خانواده­ دیگر که نحوهی توارثشان بهصورت اتوزمال غالب بود، فقط یکی از مارکرهای D4S423 ، KG8 و D16S283 مثبت بود. در دو خانواده­ی باقی مانده  هیچ کدام از مارکرهای مورد مطالعه  مثبت نبود.
نتیجه­گیری : با توجه به یافته­های این مطالعه و مثبت شدن پیوستگی ژنی در 5 خانواده از7 خانواده مورد بررسی ازنظر مارکرهای مورد نظر، میتوان درداوطلبان اهدای کلیه که در آنها سابقهی خانوادگیADPKD وجود دارد، با استفاده از بررسیهای ژنتیکی سلامت فرد را بررسی نمود و در افراد با سابقهی خانوادگی مثبت ADPKD، میتوان با بررسی جهش در ژنهای PKD1 و PKD2 بیماری را زود هنگام تشخیص داد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Investigation on Linkage Analysis in Autosomal Dominant Polycystic Kidney Patients in Qom Province in 2014

نویسندگان [English]

  • Mohsen Akhavan Sepahi 1
  • Hossein Saghafi 2
  • Seyyed Majid Mosavi Movahhed 3
  • Mohammadreza Hayeri 4
  • Mohammad Ghareh Bagloo 5
  • Seyyed Mohammadreza Shokrollahi 6
  • Javad Hakimollahi 7
  • Zahra Movahhedi 8
  • Masoud Hooshmand 9
چکیده [English]

Background and Objective: Polycystic kidney disease (PKD) is a common inherited disease which makes renal cortex and medulla full of cysts and eventually lead to ESRD during middle age and then. This disorder is inherited as an autosomal dominant or recessive. ADPKD is common among adults .In this type of inheritance, mutation occurs in one of three known genes. In almost 85% of patients, mutation occurred in PKD1 gene and 10-15% patients in PKD2 gene. Also the third gene has been identified as PKD3 which causes autosomal dominant family polycystic kidney, but the frequency of families carrying this mutation in this gene is reported very low.
Materials and Methods: Obtaining DNA performed in seven families with polycystic disease of adults and five members of these families. The obtained DNA was amplified using PCR and the continuous microsatellite to pathogenic type 1 and 2 gene were investigated. Microsatellite polymorphism which existed in these patients were selected and the assessment of gene linkage for all members of the household were used.
Results: Among the seven studied families, only the one with autosomal recessive inheritance in their pedigree, for D6S1344 marker was reported informative. In four other families with autosomal dominant inheritance, one of the D16S283, KG8 and D4S423 markers were positive. The remaining two families were not positive for any of the markers.
Conclusion: According to the findings of this study, five of seven studied families with genetic linkage analysis in terms of used markers were positive. It is suggested that for all kidney donors who have family history of ADPKD, genetic evaluation is done to assess their health. Besides in patients with a positive family history ADPKD, using analyzed continuous microsatellite in terms of mutations in PKD1 and PKD2 genes can achieve early diagnosis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ADPKD
  • Microsatellite markers
  • gene Linkage
  • PKD1
  • PKD2

 

مقاله اصیل

 

 


بررسی همراهی ژنی در بیماران مبتلا به کلیههای پلیکیستیک در استان قم در سال 1393

 

محسن اخوان سپهی1و9،حسین ثقفی *2،سید مجید موسوی موحد3، محمد رضا حایری4،محمد قره بگلو9،

سید محمد رضا شکراللهی 9و 5، جواد حکیم الهی6و9زهرا موحدی7و9 ،مسعود هوشمند8

1 دانشیار و فوق تخصص نفرولوژی کودکان،گروه اطفال،دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

2 دانشیار و فوق تخصص نفرولوژی ،گروه داخلی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

3 استادیار و فوق تخصص نفرولوژی ،گروه داخلی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

4 استادیار بیوشیمی بالینی،گروه بیوشیمی بالینی، دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

5 دانشیار و فوق تخصص عفونی اطفال، گروه اطفال،دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

6 استادیار و متخصص کودکان، گروه اطفال،دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

7 استادیار و فوق تخصص عفونی اطفال، گروه اطفال،دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

8 عضوهیأت علمی پ‍‍ژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری (NIGEB) ، تهران، ایران

9 مرکز تحقیقات بیماری های کودکان، دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایران

 

* نشانی نویسنده مسئول: قم، دانشگاه علوم پزشکی، دانشکده پزشکی، دکتر حسین ثقفی   

E-mail: dr.hosseinsaghafi@gmail.com

 

وصول:17/9/93، اصلاح:29/11/93، پذیرش:23/1/94

چکیده

زمینه و هدف: بیماری کلیهی پلیکیستیک (Polycystic Kidney Disease=PKD) جزء بیماریهای شایع ارثی  است که در آن قشر و مدولای کلیه با تعداد زیادی کیست اشغال می شود و درنهایت در سنین میانسالی و پس ازآن منجر به ESRD می­گردد. نحوه­ی انتقال آن به صورت اتوزومال غالب یا اتوزومال مغلوب است. نوع اتوزومال غالب بیماری شایعترین بیماری ارثی کلیه انسان می باشد که بیشتر در افراد بالغ بروز می کند. در این بیماری ارثی جهش ژنی در یکی از سه ژن شناخته شده اتفاق میافتد. در حدود 85  درصد بیماران، جهش در ژن PKD1 (Polycystic Kidney Disease Type1) و 15-10  درصد  بیماران جهش در ژن PKD2  دارند. همچنین  ژن سومی به نام  PKD3   شناسایی شده است که باعث بروز بیماری پلیکیستسک کلیوی فامیلی از نوع اتوزومال غالب میگردد، ولی فراوانی این جهش ژنی کم گزارش شده است.

موادّ و روشها: استخراجDNA  در هفت خانوادهی مبتلا به بیماری پلیکیستیک نوع بالغین و پنج عضو از هر خانواده  انجام شد.  DNA ی حاصلشده با استفاده از روش PCR، تکثیر و از نظر ریز ماهوارههای پیوسته به ژنهای بیماریزای نوع 1 و نوع 2 بررسی گردید. ریزماهواره­هایی که در بین این افراد چند شکلی بودند، انتخاب و جهت بررسی پیوستگی ژن برای تمامی اعضای آن خانوادهها مورد استفاده قرارگرفت.

یافته­ها: از هفت خانواده­ی مورد مطالعه، فقط در یکی از خانودهها  که نحوهی توارث در شجرهی آنها به صورت اتوزمال مغلوب بود،  مارکرD6S1344 مثبت گزارش شد. در چهار خانواده­ دیگر که نحوهی توارثشان بهصورت اتوزمال غالب بود، فقط یکی از مارکرهای D4S423 ، KG8 و D16S283 مثبت بود. در دو خانواده­ی باقی مانده  هیچ کدام از مارکرهای مورد مطالعه  مثبت نبود.

نتیجه­گیری : با توجه به یافته­های این مطالعه و مثبت شدن پیوستگی ژنی در 5 خانواده از7 خانواده مورد بررسی ازنظر مارکرهای مورد نظر، میتوان درداوطلبان اهدای کلیه که در آنها سابقهی خانوادگیADPKD وجود دارد، با استفاده از بررسیهای ژنتیکی سلامت فرد را بررسی نمود و در افراد با سابقهی خانوادگی مثبت ADPKD، میتوان با بررسی جهش در ژنهای PKD1 و PKD2 بیماری را زود هنگام تشخیص داد. 

واژه­های کلیدی: کلیه پلی کیستیک ، ریز ماهواره ، پیوستگی ژنی ، PKD1، PKD2


مقدمه

بیماری کلیه­ی پلی کیستیک (Polycystic Kidney Disease=PKD) جزء بیماری­های کیستیک کلیه است که در آن قشر و مدولای کلیه با تعداد زیادی کیست اشغال می شود. علاوه بر وجود کیست­های متعدد در کلیه­ها، ممکن است کیست در سایر ارگان­ها از جمله کبد نیز دیده­شود. از عوارض دیگر بیماری افزایش فشار خون است. نحوه‌ی انتقال بیماری به‌صورت اتوزومال غالب (Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease=ADPKD) یا اتوزومال مغلوب (ARPKD) است.

بیماری کلیه­ی پلی کیستیک اتوزومال مغلوب ((ARPKD به­عنوان بیماری پلی کیستیک شیرخواران شناخته شده است. شیوع این بیماری نادر و به صورت 10000/1تا40000/1 تولد می‌باشد. ژن PKHD1 که موتاسیون بر روی آن علت ایجاد ARPKD است، بر روی بازوی کوتاه کروموزوم شش قرار دارد (1،2،3). نوع اتوزومال غالب بیماری کلیه ی پلی  کیستیک (ADPKD) شایع ترین بیماری ارثی کلیه ی انسان است (4،5) و معمولا در افراد بالغ بروز می نماید (6،7). نحوه ی توارث الگوی اتوزومال غالب با یک شیوع 500/1 تا 1000/1 می‌باشد (5،8). در این نوع توارث جهش در یکی از سه ژن شناخته شده اتفاق می افتد که توالی دو تا از این ژن ها کاملا شناسایی شده است (7،9). در 85 درصد بیماران مبتلا به ADPKD جهش در ژنPKD1 ) Polycystic Kidney Disease Type1) بوده که بر روی بازوی کوتاه کروموزوم 16 (p16) قرار دارد (5، 8). در 10-15 درصد  بیماران مبتلا به ADPKD  جهش در ژن PKD2  بر روی بازوی بلند کروموزوم 4 (q4) اتفاق می افتد (5،10،11). ژن سومی هم شناسایی شده است که باعث بروز بیماری پلی کیستسک کلیوی فامیلی از نوع اتوزومال غالب می گردد، ولی فراوانی خانواده هایی که حامل جهش در این ژن باشند، کم گزارش شده است (12،13). نقشه ی ژنی سایر بیماران ممکن است در مناطق دیگری قرار داشته باشند که هنوز شناسایی نشده اند.

هر کدام از دو ژن مرتبط با بیماری پلی کیستیک اتوزومال غالب، پیوستگی کامل با توالی های مشخص در ژنوم دارند که به این توالی ها ریزماهواره می گویند (14،15).

تشخیص بیماری در افرادی که ژن معیوب داشته، ولی هنوز کیست های کلیوی به حد قابل مشاهده ای نرسیده و یا برای تشخیص پیش از تولد بچه های مبتلا و همچنین افتراق PKD1 از PKD2 با توجه به اینکه تظاهرات بالینی مشابه دارند، ولی ازنظر شدت بروز متفاوت هستند، فقط با انجام تست های ژنتیکی امکان پذیر می باشد. یکی از راه های تشخیص بیماری کلیه ی پلی کیستیک اتوزومال غالب، تست ژنتیکی غیرمستقیم پیوستگی ژنی (Analysis Linkage) می باشد که در این روش ژنوتیپ چندین عضو از افراد خانواده های مبتلا تحت بررسی قرارمی گیرند تا با استفاده از الگوی توارثی مارکرها یا نشانگرهای ژنتیکی خاص که با جایگاه ژن بیماری پیوسته اند، بیماری مشخص گردد.

تعدادی از نشانگرهای پیوسته یا ریزماهواره های پیوسته با لوکوس ژنیADPKD1 و ژن ADPKD2 در مطالعات گذشته مورد بررسی قرارگرفته اند (17،16،15). در این بررسی، با آزمایش های شامل مشاوره ی ژنتیک، آزمایش های ملکولی و مطالعه ی پیوستگی ژنی به تشخیص بیماری ADPKD پرداخته می شود.

با توجه به مشکل خانواده هایی که از این بیماری رنج می برند و با عنایت به این که در مورد این بیماری از لحاظ ژنتیکی در استان قم فعالیت پژوهشی انجام نشده است، به طورقطع، با اطلاع کافی از وجود این ریزماهواره ها و پیوستگی آنها به دو ژن مذکور می توان در پیشگیری از بروز چنین اختلالاتی در خانواده ها اقدام نمود. ما در این مطالعه، برآنیم تا با بررسی این بیماران در مراکز درمانی، علایم بالینی و نوع توارث آنها را بررسی  و با مطالعه ی (linkage analysis) در بیماران و خانواده های مبتلا احتمال ابتلا به بیماری را در افراد بدون علامت مشخص کنیم.

 

مواد و روشها

این مطالعه از نوع توصیفی ـ مقطعی است و به روش سرشماری از خانواده های بیمارانی که در سال 1393 به درمانگاه های نفرولوژی بیمارستان های وابسته به دانشگاه علوم پزشکی قم مراجعه نموده و تشخیص کلیه های پلی کیستیک نوع بالغین برای آنها گذاشته شده، انجام یافته است. از میان خانواده های مورد بررسی، ده خانواده ی مبتلا به بیماری پلی کیستیک نوع بالغین انتخاب شدند و حداقل پنج عضو از اعضای این خانواده ها مورد مطالعه قرارگرفتند. سه خانواده از ادامه ی مطالعه و بررسی ها انصراف دادند. معیارهای ورود به مطالعه شامل خانواده های بیماران مبتلا به کلیه های پلی کیستیک نوع بالغین بودند که حداقل سه عضو مبتلا داشتند و علایم کلینیکی و پاراکلینیکی آنها توسط پزشک تایید شده بود. از افراد انتخاب شده رضایت آگاهانه اخذ شد. این افراد مورد  مشاوره ی ژنتیک قرار گرفته و شجره نامه ی آن ها تهیه و  مورد بررسی قرارگرفت. سپس مقدار 10 سی سی خون در محیط EDTA برای انجام آزمایش های ژنتیکی و مولکولی و مطالعه ی پیوستگی ژنی و نوع توارث بیماری اخذ و به آزمایشگاه ژنتیک  منتقل شد. ابتدا DNA نمونه ها، استخراج و DNA حاصل شده با استفاده از روش PCR تکثیر شد و ازنظر ریز ماهواره های پیوسته به ژن های بیماری زای نوع 1 و نوع 2 بررسی گردید. برنامه ی ارایه شده برای چرخه های PCR به قرار ذیل بود: چرخه ی اول با 94 درجه سانتی گراد برای 5 دقیقه جهت جداکردن رشته های DNA ازیکدیگر شروع شد و سپس چرخه های بعدی به‌ترتیب 94 ، 57 و 72 درجه سانتی گراد برای یک دقیقه تنظیم گردید که این چرخه ها برای 35 بار تکرار شد و بعد از تکمیل چرخه­ها آخرین چرخه با 72 درجه سانتی گراد به مدت 10 دقیقه به اتمام رسید. محصولات PCR بر روی ژل آگارز1.5 درصد الکتروفورز گردیده و با اتیدیوم بروماید رنگ­آمیزی و زیر اشعه ی اولتراویوله تست شدند و بعد از اطمینان از کارکرد محصولات PCR، محصولات جهت تست پلی­مورفیک بودن بر روی ژل پلی آکریل آمید 10 درصد الکتروفورز گردید. ریز ماهواره هایی که در بین این افراد چند شکلی بودند، انتخاب و برای تمامی اعضای آن خانواده ها بررسی پیوستگی ژنی انجام شد و با مطالعه­ی (linkage analysis) در بیماران و خانواده های مبتلا، احتمال ابتلای افراد بدون علامت مشخص شد.

Analysis   Linkage: یک تست غیرمستقیم تشخیصی برای بیماری های با توارث مندلی است که در موارد ذیل کمک کننده است׃1-وقتی ژن بیماری هنوز مشخص نشده است.2- وقتی ژن بیماری کمپلکس یا بزرگ است. 3- وقتی موتاسیون های هتروژنوس وجود دارد (11،16).

در این مطالعه از مارکرهایD6S1714 ، D6S1344 و D6S1024 برای آن دسته از خانواده هایی که نحوه ی توارثشان برای بروز این بیماری به صورت اتوزمال مغلوب بود و  همچنین از مارکرهای D4S1534، D4S423 ، D16S283 و KG8 برای خانواده هایی با نحوه ی توارث اتوزمال غالب استفاده شد. درنهایت، نتایج به دست آمده با استفاده از نرم افزار آماری Spss نسخه ی 16 مورد تحلیل قرارگرفت.

 

یافته­ها

در این مطالعه، 7 خانواده مورد بررسی قرارگرفتند که ازاین میان،  فقط در خانواده ی شماره 7 که نحوه ی توارث در شجره­ی آن ها به صورت اتوزمال مغلوب است برای مارکرD6S1344 ، informative مثبت می باشد. در خانواده های1 ، 4 ، 5 و 6 با نحوه ی توارث اتوزمال غالب به ترتیب برای مارکرهای D4S423 ، KG8 و D16S283 مثبت بودند. در این مطالعه خانواده های شماره ی 2 و 3 برای هیچ کدام از مارکرهای مورد مطالعه مثبت نبودند. در جدول ذیل نتایج تفصیلی تر آورده شده است.

 

بحث [F1] 

ADPKD یک بیماری شایع ارثی است که با اشغال کلیه ها توسط کیست های متعدد و افزایش پیشرونده حجم کلیه ها مشخص می شود این عارضه درنهایت در سنین میان سالی و پس از آن منجر به ESRD می گردد. بیماری ازنظر ژنتیکی هتروژن است. در حدود 85  درصد بیماران مبتلا به جهش در ژنPKD1 (Polycystic Kidney Disease Type1)، در 15-10 درصد بیماران مبتلا جهش در ژن PKD2 و ژن سومی هم شناسایی شده که باعث بروز بیماری پلی کیستسک کلیوی فامیلی ازنوع اتوزومال غالب می گردد، ولی فراوانی خانواده هایی که حامل جهش در این ژن باشند کم گزارش شده است. ژن‌های فوق مسؤول سنتز پروتئین پلی‌سیستین هستند. پلی سیستین، یک پروتئین با 4302 اسید آمینه است که قسمت بزرگی از آن خارج سلولی و بخشی از آن داخل سلولی است. اکثر ژنPKD1 در ناحیه ای از DNA قرارمی گیرد که بارها و بارها در طول کروموزوم 16 ، تکرار شده است و نواحی کد کننده ی (اگزونی) 1 تا 33 را شامل می شود (Duplicate Area ). از سال 1994 تا1996، موتاسیون هایی از PKD1 توسط پرال و همکاران، رُسّتی و همکاران گزارش شده که‌مشخصاً این موتاسیون ها در ناحیه ی Duplicate Area قراردارند. علاوه بر هتروژن بودن ژنوتیپ این بیماری، تفاوت‌های بارزی در فنوتیپ بیماری مشاهده می شود (9و7).

 

خانواده شماره  7

خانواده شماره  6

خانواده شماره  5

خانواده شماره 4

خانواده شماره 3

خانواده شماره 2

خانواده شماره 1

مارکر     

 (نحوه توارث)  

-

-

-

-

-

-

-

D6S1714 

اتوزمال مغلوب

+

-

-

-

-

-

-

D6S1344 

-

-

-

-

-

-

-

D6S1024 

-

-

-

-

-

-

-

D4S1534 

اتوزمال غالب

-

-

-

-

-

-

+

D4S423   

-

+

+

-

-

-

-

D16S283

-

-

-

+

-

-

-

KG8     

علامت – و +  به ترتیب نمایانگر منفی و مثبت بودن مارکر مورد آزمایش برای خانواده مورد مطالعه می باشد.

 

افراد با نوع دوم ADPKD (PKD2) تظاهرات بالینی خفیف‌تری در مقایسه با افراد نوع اول ADPKD (PKD1) دارند و دیرتر به ESRD می‌رسند. در سال 2001 در یک بررسی بر روی 15 خانواده ی تایلندی مبتلا بهADPKD ، DNA این افراد به روشMutation Analysis و با استفاده از پرایمرهای مناسب تمام اگزون‌های ناحیه ی Replicated (اگزون‌های 1-34) مورد بررسی قرارگرفت. درسال 2007 رُسّتی و همکاران  با بررسی DNA در 202 فرد مبتلا به این بیماری توانستند جهش های پاتوژنتیک و مرتبط با بروز بیماری را در 89 درصد بیماران تعیین کنند. با توجه به کشف بیش از 270 جهش در PKD1 و 73 جهش در PKD2،  درجه‌ی بالایی از هتروژننیسیتی اللیک بیماری مشخص می‌شود.

در سال 2005 دکتر رادپور و همکاران بر روی 15 خانواده مبتلا به ADPKD در ایران بررسیLinkage Analysis (LA)  را انجام دادند که 11 خانواده در این مطالعه به PKD1 ارتباط داشتند که نسبت به مطالعه ی ما بیشتر بود و علت این امر محدودیت مطالعه ی ما در انتخاب تعداد خانواده های دارا معیار ورود به مطالعه به نظر می رسید. ارزش عمده ی تحلیل پیوستگی ژنتیکی در انسان و پزشکی کمک به شناسایی، نقشه برداری و تشخیص ژن های عهده دار بیماری های ارثی است. جایابی ژن ها توسط تحلیل پیوستگی، امکان شناسایی ژن-های مهم ازنظر پزشکی را تاکنون از راه زیست شیمیایی یا مولکولی که قابل تحلیل نبودند، فراهم می سازد. سپس در خانواده های مناسب می توان وراثت ژن یک بیماری خاصی را که به‌خاطر فقدان نفوذ پذیری، ظهور دیررس علایم و یا نامشخص  بودن یافته های بالینی، تشخیص آن درحدّ فنوتیبی مشکل است، با پیگیری انتقال    لوکوس های با پیوستگی نزدیک به آن، ‌موسوم به "لوکوس های نشانگر"از راه ژنتیکی تشخیص داد (17). تشخیص پیوستگی مستلزم آن است که نخست آن که والد در آلل های هر دو لوکوس بیماری زا و نشانگر، هتروزیگوت (و بنابراین آگاهی دهنده) باشد. (آگاهی دهنده ترین لوکوس ها برای تحلیل پیوستگی، آنهایی هستند که قویاً چندشکل و در بخش بزرگی از افراد جمعیت، هتروزیگوت اند). وقتی شخصی در لوکوس نشانگر هتروزیگوت است باید معلوم گردد کدامیک از این دو آلل بر روی کروموزم حامل ژن جهش یافته بیماری‌زا قراردارد. برای تشخیص پیوستگی، خانواده های بزرگ در قیاس با خانواده ای کوچک ارزش بیشتری دارند، اما خانواده ی بزرگ در بررسی‌های مربوط به پیوستگی بیماری های ژنتیکی، همیشه در دسترس نیستند. با همین استدلال خانواده ی سه نسلی در مقایسه با خانواده‌ی دو نسلی سودمندترند. (18) در مطالعه ی آنالیز پیوستگی به اطلاعات کلینیکی و ژنوتیپ از افراد مبتلا و غیر مبتلا نیاز می باشد. عمده ی فایده این روش این است که اگر یک خانواده ی بزرگ با تعداد مبتلایان فراوان در دسترس باشد، تعیین ناقلین ژن بیماری را ممکن می کند (19). در مطالعات به روش LA حداقل به سه نسل احتیاج می باشد و باید حداقل دو فرد سالم و دو فرد مبتلا به این بیماری مورد بررسی قرارگیرند که در برخی موارد یافتن 3 نسل بیمار و یا یافتن حداقل دو فرد سالم و دو فرد مبتلا در خانواده سخت است. بدین  جهت بهتر است از روش DNA Screening کامل ژن های PKD1 و PKD2 استفاده شود تا بتوان در حد امکان جهش های آنها را تعیین کرد (Gene-based Mutation Screening) (18).

ووک (Vouk K) و همکاران، درسال 2006 36خانواده ی مبتلا به بیماری پلی‌کیستیک کلیه را مورد بررسی قراردادند که 16 نفر از آنها  linkage analysis گردیدند. همراهی ژنی توسط مارکرهای ریزماهواره ای پلی مورفیسم بررسی شد. 6 خانواده ی مبتلا به PKD1 و 2 خانواده ی مبتلا به PKD2 گزارش گردید. آنها 7 موتاسیون مختلف را در بیماران مبتلا به پلی کیستیک کلیه با وراثت اتوزومال غالب پیداکردند که 4 موتاسیون آن جدید بود (19). نتایج حاصل از این بررسی نسبت به مطالعه ی ما در زمینه ی خانواده های مبتلا به PKD1 و PKD2 بیشتر بود. همچنین در مطالعه ی ما موتاسیون جدید یافته نشد.

دلتاس Deltas CC)) و همکاران در سال 1996 درطی یک مطالعه بر روی چندین خانواده ی مبتلا به  کلیه ی پلی کیستیک اتوزومال غالب نشان دادند که تشخیص فقط با علایم کلینیکی در خانواده های جوان مقدور نبوده و مطالعه ی linkage analysis در این موارد کمک کننده است (20). آنالیز DNA linkage در مواردی که تشخیص PKD اتوزومال غالب مشخص نبوده و علت آن هم، نداشتن سابقه‌ی فامیلی یا نتایج بررسی های مبهم و یا در افراد جوان که در خطر ابتلا هستند، ولی برای پیوند کلیه انتخاب شده اند، کاربرد دارد (20).

مرتضی جبارپور و همکاران در سال 2007 همراهی ژنی را در مبتلایان به بیماری پلی‌کیستیک کلیه با وراثت اتوزومال غالب در آذربایجان شرقی بررسی کردند. در این مطالعه 13 خانواده بررسی شدند که در سه خانواده از خانواده های مورد بررسی، همراهی بیماری با ژن PKD2 مشاهده شد. در یکی از خانواده ها، همراهی  با ژن PKD1 مشاهده شد، اما در یک خانواده با هیچ کدام از نشانگرها همراهی دیده نشد و بقیه قابل بررسی با نشانگرهای مربوط نبودند ( 21)  که این امر، با مطالعه ی ما مطابقت دارد.

توجه به این که بیماری ADPKD شایع ترین بیماری ارثی کلیه و سبب ساز 8-5 درصد علت‌های ESRD در جهان است و ازطرفی با توجه به عدم کفایت و توانمندی سونوگرافی و سایر روش‌های تصویربرداری در تشخیص قطعی ADPKD در افراد زیر 30 سال و محدودیت روش‌های تصویربرداری در تشخیص زود هنگام برای گروه دهندگان کلیه خویشاوند(LRD) و غیر خویشاوند (LURD)، به نظر می رسد انجام یک بررسی ژنتیکی جهت یافتن جهش های شایع در بروز بالینی بیماری در افراد سالم و بیمار خانواده ی ADPKD ، به گونه ای که بتوان با یافتن جهش های سبب ساز بیماری در افراد بیمار خانواده، پی به وجود احتمال بروز بیماری در فرد به ظاهر سالم برد، ضروری می رسد(22،23). در افرادی که قصد اهدای کلیه دارند، باتوجه به این که محدوده ی سنّی این افراد معمولا 35-25 سالگی است، لذا ممکن است درصورتی که فرد دهنده ناقل ژن PKD2 باشد، تشخیص بالینی زود هنگام داده نشده و سال ها پس از اهدای کلیه علایم بالینی و سونوگرافی بیماری خود را نشان دهد. لذا در دهندگان کلیه درصورتی که سابقه ی خانوادگی ADPKD  دارند باید از عدم وجود زمینه ی ژنتیکی در افراد اطمینان حاصل شود. در خانواده های مبتلا به ADPKD ، فرد به ظاهر سالم فقط براساس بررسی ژنتیکی می تواند از سلامت و عدم ابتلای خویش به ADPKD اطمینان یابد. با توجه به نتایج حاصل از این مطالعه، در بین خانواده های مورد بررسی، مارکرهای D4S423، D16S283 و KG8  بیشترین پیوستگی را با نحوه ی توارث اتوزمال غالب ADPKD داشتند. بنابراین توصیه می شود در خانواده های مبتلا مارکرهای پیوسته با ژن PKD2 ژن مذکور به صورت مستقیم مورد ارزیابی قرارگیرد تا بتوان بیماری را در افرادی که هنوز علایم بالینی نشان نداده اند، شناسایی کرد.

 

تشکر و قدردانی [F2] 

بدین­وسیله از خانواده های محترم مبتلا که با رضایت خاطر در این مطالعه شرکت کردند، قدردانی می­شود.

 

 

References

  1. Massry and Glassock’s textbook of Nephrology. Lippincott Williams Wilkins; Philadelphia. 2001: 874-94 .
  2. Henry’s Clinical Diagnosis and management by Laboratory Methods. 22nd ed, Sunders. Philadelphia. 2007: 393-425.
  3. Wallach J. Interpretation of Diagnosis tests, Lippincott Williams and Wilkins. Philadelphia. 2000: 727-8.
  4. Schrier RW. Disease of the kidney and urinary tract; Lippincott Williams Wilkins. Philadelphia. 2001: 2083-116.
  5. Behrman RE, Kliegman RM, Jenson HB. Textbook of pediatrics. 18th Ed Philadelphia, Saunders. 2007:2185-6.
  6. Patricia D, wilson PD. Polycystic kidney disease. N Eng J Med. 2004; 350:151-64.
  7. Parfrey PS, Bear JC, Morgan J, Cramer BC, McManamon PJ, Gault MH, et al. The diagnosis and prognosis of autosomal dominant polycystic kidney disease. N Engl J Med. 1990; 323:1085-90.
  8. Wein AJ, KavoussiLR, Novick AC, Partin AW, Peters CA. Campbell-Walash urology. Sunders Elsevier Philadelphia. 2007; v4:3315-36.
  9. Ravine D, Walker RG, Gibson RN, Forrest SM, Richards RI, Friend K, et al. Phenotype and genotype heterogeneity in autosomal dominant polycystic kidney disease. Lancet. 1992; 340(8831):1330-3.
  10. Tangho EA , Mcaninch JW. Smith’s General   Urology. McGrewHill,Newyork; 2004:510-26.
  11. Avner E, Harmon W, Niaudet P. Pediatric Nephrology; Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia. 2004: 665-700.
  12. Daoust  MC, Reynods DM, Bichet DG, Somlo S. Evidence for a third genetc locus for autosomal dominant polycystic kidney disease. Genomics. 1995; 25(3):733-6.
  13. McConnell RS, Rubinsztein DC, Fannin TF, McKinstry CS, Kelly B, Bailey IC, et al. Autosomal dominant polycystic kidney disease to the PKD1 and PKD2 loci presenting as familial cerebral aneurysm. J Med Genet. 2001; 38(4):238-40.
  14. Kaplan BS, Meyers KEC. Pediatric nephrology and urology: requisites in pediatrics. Philadelphia: Elsevier Mosby; 2004. p 214-22.
  15. Nussbaum RL, McInnes RR, Willard HF. Thompson & Thompson genetics in medicine. Philadelphia: Sunders; 2007. p. 118-9.
  16. Wright AF, Teague PW, Pound SE, Pignatelli PM, Macnicol AM, Carothers AD, De Mey RJ, Allan PL, Watson ML. A study of genetic linkage heterogeneity in 35 adult-onset polycystic kidney disease families. Hum Genet. 1993; 90(5):569-71.
  17. Pei Y. Diagnostic approach in autosomal dominant polycystic kidney disease. Clin J Am Soc Nephrol. 2006;1(5):1108-14.
  18. Radpour R, Rezaee M, Haghighi M, Ohadi M, Najmabadi H, Hajibeigi A. Genetic Heterogeneity of PKD1 and PKD2 Genes in Iran and Determination of the Genotype/Phenotype Correlations in Several Families with Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease . Iran Biomed J. 2006; 10 (1) :1-8. [Persian]
  19. Vouk K , Strmecki L, Stekrova J, Reiterova J, Bidovec M, Hudler P, et al. PKD1 and PKD2 mutations in Slovenian families with autosomal dominant polycystic kidney disease. BMC med Genet. 2006; 7:6.
  20. Deltas CC, Christodoulou K, Tjakouri C, Pierides A. Presymptomatic molecular diagnosis of autosomal dominant polycystic kidney disease using PKD1- and PKD2-linked markers in Cypriot families. Clin Genet. 1996; 50(1):10-8.
  21. Jabbarpour M, Emamalizadeh B, Argani H, Omrani O. Association analysis of autosomal dominant polycystic kidney disease in familial type in East-Azerbaijan. Med J Tabriz Univ Med Sci. 2007; 29(2): 31-7. [Persian]
  22. Akhavan  M . Management antenatal hydronephrosis. Iranian Journal of Pediatrics Proceeding Of 18 International Congress of Pediatrics. Oct 2006. Vol 16 (Supp). PP 63
  23. Akhavan M. Prenatal diagnosis of PKD by linkage analysis. Proceeding of the 19nd International Congress of Pediatrics – Oct 2007. Vol 17)Suppl  3)  :52-53

 

 

 

 

 


 

 

Original Article

An Investigation on Linkage Analysis in Autosomal Dominant Polycystic Kidney Patients in Qom Province in 2014

Mohsen Akhavan Sepahi.,

Associate professor of Pediatric Nephrology, Department of pediatrics, School of Medicine, Qom university of Medical science and Health Services, Qom, Iran

*Hossein Saghafi.,

Associate professor of Nephrology, Department of internal medicine, School of Medicine, Qom university of Medical science and Health Services, Qom, Iran

seyed Majid mousavi movahed.,

Assistant professor of Nephrology, Department of internal Medicine, School of Medicine, Tehran university of Medical science and Health Services, Tehran, Iran

Mohammad Reza haeri.,

Assistant professor of Clinical Biochemistry ,Department of Biochemistry, School of Medicine, Qom University of Medical Science, Qom , Iran

Seyed mohammad Reza Shokrollahi.,

Associate professor of Pediatric Infectious Disease, Department Of pediatrics, School of Medicine, Qom university of Medical science and Health Services, Qom, Iran

Pediatric Disease Research Center, Qom university of Medical Science and Health Services, Qom, Iran

Javad Hakimelahi.,

Assistant professor of Pediatric, Department Of pediatrics, School of Medicine, Qom university of Medical Science and Health Services, Qom, Iran

Pediatric Disease Research Center, Qom university of Medical Science and Health Services, Qom, Iran

Zahra Movahedi.,

Assistant professor of Pediatric Infectious Disease, Department Of pediatrics, School of Medicine, Qom university of Medical Science and Health Services, Qom, Iran

Pediatric Disease Research Center, Qom university of Medical Science and Health Services, Qom, Iran

Massoud Houshmand.,

Faculty member of National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology, Tehran,Iran

Mohammad Gharehbeglou.,

Pediatric Disease Research Center, Qom university of Medical Science and Health Services, Qom, Iran

Received:08/12/2014, Revised:18/02/2015, Accepted:12/04/2015


Abstract

Background and Objective: Polycystic kidney disease (PKD) is a common inherited disease which makes renal cortex and medulla full of cysts and eventually lead to ESRD during middle age and then. This disorder is inherited as an autosomal dominant or recessive. ADPKD is common among adults .In this type of inheritance, mutation occurs in one of three known genes. In almost 85% of patients, mutation occurred in PKD1 gene and 10-15% patients in PKD2 gene. Also the third gene has been identified as PKD3 which causes autosomal dominant family polycystic kidney, but the frequency of families carrying this mutation in this gene is reported very low.

Materials and Methods: Obtaining DNA performed in seven families with polycystic disease of adults and five members of these families. The obtained DNA was amplified using PCR and the continuous microsatellite to pathogenic type 1 and 2 gene were investigated. Microsatellite polymorphism which existed in these patients were selected and the assessment of gene linkage for all members of the household were used.

Results: Among the seven studied families, only the one with autosomal recessive inheritance in their pedigree, for D6S1344 marker was reported informative. In four other families with autosomal dominant inheritance, one of the D16S283, KG8 and D4S423 markers were positive. The remaining two families were not positive for any of the markers.

Conclusion: According to the findings of this study, five of seven studied families with genetic linkage analysis in terms of used markers were positive. It is suggested that for all kidney donors who have family history of ADPKD, genetic evaluation is done to assess their health. Besides in patients with a positive family history ADPKD, using analyzed continuous microsatellite in terms of mutations in PKD1 and PKD2 genes can achieve early diagnosis.

Key words: ADPKD, Microsatellite markers, gene Linkage, PKD1, PKD2

Correspondence author:

Hossein Saghafi,

Qom University of Medical science and Health Services, Qom, Iran

E-mail: dr.hosseinsaghafi@gmail.com


 [F1]بحث طولانی است. بخشهای غیر ضروری حتی الامکان حذف شود.

 [F2]حمایت مالی کدام موسسه یا دانشگاه؟

 بدین­وسیله از خانواده های محترم بیماران مبتلا که با رضایت خاطر در این مطالعه شرکت کردند وهمچنین معاونت محترم آموزشی وپژوهشی دانشگاه علوم پزشکی قم که بامساعدت های آنها این مطالعه انجام شد، قدردانی می­شود.

 

  1. Massry and Glassock’s textbook of Nephrology. Lippincott Williams Wilkins; Philadelphia. 2001: 874-94 .
  2. Henry’s Clinical Diagnosis and management by Laboratory Methods. 22nd ed, Sunders. Philadelphia. 2007: 393-425.
  3. Wallach J. Interpretation of Diagnosis tests, Lippincott Williams and Wilkins. Philadelphia. 2000: 727-8.
  4. Schrier RW. Disease of the kidney and urinary tract; Lippincott Williams Wilkins. Philadelphia. 2001: 2083-116.
  5. Behrman RE, Kliegman RM, Jenson HB. Textbook of pediatrics. 18th Ed Philadelphia, Saunders. 2007:2185-6.
  6. Patricia D, wilson PD. Polycystic kidney disease. N Eng J Med. 2004; 350:151-64.
  7. Parfrey PS, Bear JC, Morgan J, Cramer BC, McManamon PJ, Gault MH, et al. The diagnosis and prognosis of autosomal dominant polycystic kidney disease. N Engl J Med. 1990; 323:1085-90.
  8. Wein AJ, KavoussiLR, Novick AC, Partin AW, Peters CA. Campbell-Walash urology. Sunders Elsevier Philadelphia. 2007; v4:3315-36.
  9. Ravine D, Walker RG, Gibson RN, Forrest SM, Richards RI, Friend K, et al. Phenotype and genotype heterogeneity in autosomal dominant polycystic kidney disease. Lancet. 1992; 340(8831):1330-3.
  10. Tangho EA , Mcaninch JW. Smith’s General   Urology. McGrewHill,Newyork; 2004:510-26.
  11. Avner E, Harmon W, Niaudet P. Pediatric Nephrology; Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia. 2004: 665-700.
  12. Daoust  MC, Reynods DM, Bichet DG, Somlo S. Evidence for a third genetc locus for autosomal dominant polycystic kidney disease. Genomics. 1995; 25(3):733-6.
  13. McConnell RS, Rubinsztein DC, Fannin TF, McKinstry CS, Kelly B, Bailey IC, et al. Autosomal dominant polycystic kidney disease to the PKD1 and PKD2 loci presenting as familial cerebral aneurysm. J Med Genet. 2001; 38(4):238-40.
  14. Kaplan BS, Meyers KEC. Pediatric nephrology and urology: requisites in pediatrics. Philadelphia: Elsevier Mosby; 2004. p 214-22.
  15. Nussbaum RL, McInnes RR, Willard HF. Thompson & Thompson genetics in medicine. Philadelphia: Sunders; 2007. p. 118-9.
  16. Wright AF, Teague PW, Pound SE, Pignatelli PM, Macnicol AM, Carothers AD, De Mey RJ, Allan PL, Watson ML. A study of genetic linkage heterogeneity in 35 adult-onset polycystic kidney disease families. Hum Genet. 1993; 90(5):569-71.
  17. Pei Y. Diagnostic approach in autosomal dominant polycystic kidney disease. Clin J Am Soc Nephrol. 2006;1(5):1108-14.
  18. Radpour R, Rezaee M, Haghighi M, Ohadi M, Najmabadi H, Hajibeigi A. Genetic Heterogeneity of PKD1 and PKD2 Genes in Iran and Determination of the Genotype/Phenotype Correlations in Several Families with Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease . Iran Biomed J. 2006; 10 (1) :1-8. [Persian]
  19. Vouk K , Strmecki L, Stekrova J, Reiterova J, Bidovec M, Hudler P, et al. PKD1 and PKD2 mutations in Slovenian families with autosomal dominant polycystic kidney disease. BMC med Genet. 2006; 7:6.
  20. Deltas CC, Christodoulou K, Tjakouri C, Pierides A. Presymptomatic molecular diagnosis of autosomal dominant polycystic kidney disease using PKD1- and PKD2-linked markers in Cypriot families. Clin Genet. 1996; 50(1):10-8.
  21. Jabbarpour M, Emamalizadeh B, Argani H, Omrani O. Association analysis of autosomal dominant polycystic kidney disease in familial type in East-Azerbaijan. Med J Tabriz Univ Med Sci. 2007; 29(2): 31-7. [Persian]
  22. Akhavan  M . Management antenatal hydronephrosis. Iranian Journal of Pediatrics Proceeding Of 18 International Congress of Pediatrics. Oct 2006. Vol 16 (Supp). PP 63
  23. Akhavan M. Prenatal diagnosis of PKD by linkage analysis. Proceeding of the 19nd International Congress of Pediatrics – Oct 2007. Vol 17)Suppl  3)  :52-53