(一)發病原因
本綜合征是常染色體顯性遺傳，基因位點與腺苷酸環化酶和ABO血型的位點連鎖位於9號染色體上。
(二)發病機制
目前對本綜合征發病機制瞭解甚少，有人認為是一種膠原疾病，在膠原蛋白的合成、裝配或降解過程中存在異常。對這種疾病的細胞學機制尚未研究。病理改變缺少非腎小球性基底膜損害這一點提示，本綜合征各種損害可能源於不同機制，並非所有損害都與基底膜異常有關。少數患者發展為抗腎小球基底膜腎炎，支持腎小球基底膜組分異常這一假說。使用針對古德帕斯丘(Goodpasture)表位的單克隆抗體的研究結果發現，2/3患者腎活檢標本的腎小球基底膜不與該單克隆抗體結合，提示這一綜合征的基底膜組分存在某種程度的異質性，還提示存在古德帕斯丘(Goodpsture)抗原缺失或改變。值得指出的是，尚不清楚這是本綜合征原發的還是繼發的改變。
1.腎臟表現 半數以上的指甲-髕骨綜合征患者無明顯腎臟臨床表現。在有臨床腎臟表現的患者中，特征性表現是良性腎病，最常見癥狀為不同程度蛋白尿、鏡下血尿和管型尿、水腫和高血壓。一項研究中發現56%的患者尿中有異常沉淀物，有尿濃縮能力損害，尿酸化或蛋白分泌異常。30%腎臟受累者會緩慢發展到腎衰竭，死於尿毒癥。
Meyrier等報道瞭兩個傢族，顯示瞭腎臟病變進展的多樣性。其中一個傢族，一名64歲男性患者蛋白尿持續存在20年，其腎功能隻有輕微不全，而他的兄弟於25歲時死於腎功能衰竭。另一個傢族的雙胞胎兄弟中，一個逐漸發展至終末期腎功能衰竭，而另一個長期僅有蛋白尿。文獻顯示超微結構損害的程度似乎與臨床表現的嚴重程度及病程之間關系很小;腎結石發病人數與先天性泌尿道畸形發病人數也不相等。
2.骨骼和指(趾)甲損害 該綜合征指(趾)甲異常包括變色、匙狀甲、縱向嵴、指(趾)甲缺失或營養障礙、三角形甲弧影。這些表現常為對稱性，存在於80%～90%的患者。指甲較趾甲更易受累，拇指受累頻率最高。約60%患者髕骨缺失或發育不良。這些改變可能與關節屈曲時側面降低有關，會導致膝外翻畸形。髕骨異常也會導致骨關節炎、骨關節病和關節積液。本綜合征患者80%出現髂骨嵴張開，向前向上突出，稱為髂骨角。肘部異常包括發育不良、肱骨遠端後突，造成提攜角增大和伸展、旋後功能受限。個別伴有橈骨頭發育不良和橈尺關節異常。
上述表現中，指(趾)甲缺失或發育不全、單側或雙側髕骨缺失或發育不良、髂骨後骨刺、肘及髖關節外翻畸形等，被稱為指甲-骨四聯征。
3.其他 除腎小球基底膜缺陷外，通過放射學檢查發現本綜合征腎臟及泌尿道有其他結構異常，包括：腎盞擴張和皮質瘢痕，提示膀胱輸尿管反流;單側腎萎縮合並雙輸尿管及雙腎盞;單側腎發育不良及對側雙腎;腎盞變鈍和腎結石。
本病的主要診斷依據是傢族史，典型的臨床表現是骨骼的X線征和蛋白尿。必要時進行腎活組織檢查。
臨床上多見於青少年，其腎臟損害的主要表現為蛋白尿、鏡下血尿、水腫及高血壓，偶見腎病綜合征，腎病呈慢性進展，平均30歲左右進入腎衰竭。腎外表現為指甲營養障礙、一側或雙側髕骨缺如、肘關節畸形、角型骨盆及其他骨骼異常。本病多數因髕骨缺如導致行走困難引起註意，根據典型骨骼改變多可診斷，伴有腎臟損害則多可確診。放射檢查顯示髂骨角為特征性改變，有明確診斷意義。
有報道少數患者有腎小球基底膜超微結構改變而無骨骼、皮膚、指(趾)甲、及本綜合征其他典型表現，這些患者被認為是該綜合征的頓挫型或單一腎病變異類型。但這些研究所發表的電子顯微鏡照片並不能有力地支持這一觀點。
對腎活檢標本進行判斷不能僅用腎小球基底膜蛾噬現象，必須用磷鎢酸染色鑒定原纖維。因其敏感性更高，對診斷更有價值。
可有不同程度蛋白尿、鏡下血尿和管型尿，尿濃縮能力降低，尿酸化或蛋白分泌異常。30%腎臟受累者會緩慢發展到腎衰竭，出現腎衰竭時可有尿毒癥改變。
1.光鏡檢查 腎小球在光鏡下的表現有相當的變異性，沒有腎臟功能損害的患者通常腎小球正常或接近正常。在一些典型的病例可以見到部分毛細血管基底膜增厚，但並非普遍存在。還可以見到全球性或局灶性腎小球硬化，這與腎功能損害的水平、特別是蛋白尿的程度有關，提示蛋白尿在本綜合征腎損害進展中的作用。其他可有上皮細胞和內皮細胞增多，伴發抗腎小球基底膜病時出現新月體，小管萎縮和間質纖維化與腎功能損害程度平行，動脈內膜纖維化，小動脈玻璃樣變等，此時常常提示存在高血壓。
2.免疫熒光檢查 由於本綜合征並非免疫介導，因此腎小球免疫組織化學檢查結果往往陰性。在全球性或節段性腎小球硬化時，可觀察到IgM、C3、C1q或三者兼有的不規則和局灶性的沉積。沉積物分佈於毛細血管壁或腎小球系膜或二者兼有，其分佈與腎小球硬化的階段和程度有關。當並發其他病理改變時，免疫熒光可有陽性發現。在並發抗腎小球基底膜病的患者，可見IgG和C3呈線狀沉積在所有腎小球毛細血管，纖維蛋白在毛細血管內沉積是新月體形成時的表現。本綜合征與抗腎小球基底膜病之間的聯系尚不清楚，可能是指(趾)甲-髕骨綜合征患者腎小球基底膜持續而嚴重的損害改變瞭腎小球基底膜的抗原性，導致瞭抗體產生。Mackay等報道瞭一例指甲-髕骨綜合征並發膜性腎小球腎炎的患者，可見均一顆粒狀IgG在所有毛細血管壁沉積。
3.超微結構 不論本綜合征患者光鏡下腎小球表現如何，也不管臨床上是否存在蛋白尿等腎臟癥狀，其腎小球基底膜超微結構都存在改變。
常見和特征性損害為腎小球基底膜超微結構異常，在基底膜全層可見大量斑片狀半透明物質，在腎小球系膜基質中有時也可見到這種東西，人們稱之為特征性“蛾噬”表現。用標準枸櫞酸鉛染色，有時可在腎小球基底膜和系膜基質中見到粗的原纖維和交叉帶狀的膠原蛋白。用磷鎢酸染色，上述物質更常見到。原纖維呈小團簇狀，定位於腎小球的小節斷基底膜，或沿著整個腎小球基底膜分佈。腎小球基底膜的厚度不均勻，在同一毛細血管壁，其厚度的變化范圍可自正常至增厚。在腎小球基底膜增厚的部分，半透明帶的存在較多且較為突出。腎小球系膜基質也增多，部分病例可見半透明狀物質和膠原纖維。腎臟非小球性基底膜無半透明狀物和膠原樣原纖維，腎小管基底膜的改變呈慢性小管間質腎病樣損害，在晚期與腎小球損害一致。
多數病例無電子致密物沉積。腎小球臟層上皮細胞常減少或消失，其減少程度與蛋白尿嚴重程度有關。