2014年7月8日,Hu等在JACC杂志上发表了一篇题为“Mutations in SCN10A are responsible for a large fraction of cases of Brugada syndrome”的文章,本文为针对此文章的述评。
过去20年的研究表明许多遗传性心律失常综合征与编码心脏离子通道或其他细胞膜成分的基因突变有关,这些遗传性心律失常综合征包括先天性或获得性长QT间期综合征(LQTS)、Brugada综合征(BrS)、进行性心脏传导障碍、儿茶酚胺敏感的多形性室性心动过速(CPVT)、短QT间期综合征、早期复极综合征和家族性房颤等。
就先天性LQTS而言,已在接近75%的临床诊断为该病的患者中发现13种基因型,基因型-表型相关性也得到了较为全面的研究,因此,遗传学检测是目前诊断先天性LQTS、心脏事件危险分层以及更好管理患者的金标准。
对于CPVT而言,大约60%典型的双向和/或多发性CPVT患者出现RyR2基因或calsequestrin基因突变。但是疾病特异性遗传学检测率远远达不到100%,即使是先天性LQTS或CPVT,另外,在少部分其他遗传性心律失常综合征患者中发现了诱发突变。
目前, BrS特异性遗传学检测率仅达到20%-30%,而进行性心脏传导障碍、短QT间期综合征、早期复极综合征和家族性房颤等领域尚属未知。
BrS首个基因突变发现于1998年,位于钠离子通道α亚单位,SCN5A。随后研究在1、3、7、10、11、12、17和19号染色体上发现13种相关的基因。在这13种基因型中,发现了多于300种SCN5A基因突变,但是,一项全球范围内队列研究表明SCN5A突变只占临床诊断BrS患者的11%-28%。而且,大多数突变只发现于单个家庭或很少几个家庭。因此,大多数案例未能获得基因型-表型相关关系。
除LQTS或CPVT之外的相对较低的疾病特异性遗传学检测率主要原因在于遗传学检测技术有限。长期以来,候选基因分析被用于识别与各种遗传性心律失常综合征相关的基因诱发突变,例如心脏离子通道基因。
但是,诱发突变不总是涉及离子通道或膜成分基因。分子遗传学领域的创新性进展凭借着更为强大的分子遗传筛查工具(包括全基因组相关联研究GWAS采用的基因芯片技术和靶向全外显子和全基因组下一代测序等)正在逐步解决上述问题。
最近GWAS研究发现了某些基因上的基因位点与心电图描记的标记或心律失常综合征存在显著相关性。
Arking博士研究团队首次发现NOS1AP(神经元一氧化氮合酶调节基因)与QT间期异常显著相关。随后,又有研究发现除了NOS1AP之外的多个基因中的单核苷酸多态性(SNP)与QT间期相关,意味着这些基因可能是LQTS或心脏性猝死的候选基因。GWAS研究还发现一些基因(包括SCN10A)中的SNPs与QRS间期和PR 间期有关。
研究报道,包括ZAHX3和KCNN3在内的多个基因的单核苷酸多态性与房颤有关,CXADR基因的某一SNP与急性心梗后室颤有关,但是目前尚无在先天性LQTS、家族性房颤和家族性传导障碍等遗传性心律失常综合征中关于这些候选基因突变的相关报道。
Bezzina博士等对312名1型BrS患者和1115名对照人群进行了GWAS研究。研究发现了位于染色体3p22上SCN10A固有位点以及位于染色体6q22上HEY2基因附近的与BrS明显相关的信号。编码钠离子通道亚型Nav1.8的SCN10A基因高表达于心脏神经细胞,最近研究表明SCN10A在心肌细胞和特殊传导系统也有所表达,提示Nav1.8可能在心脏电功能中起着一定作用。
HEY2表达于左室壁,动物研究表明HEY2可能影响BrS中钠离子通道的室壁梯度表达。
本期JACC杂志中,Hu等报道了150例无亲属关系和来自17个家庭的BrS患者以及多于200例种族匹配健康对照人群临床分析以及SCN10A和所有已知BrS基因直接测序的结果。研究发现,上述150例患者中,25例出现17种SCN10A基因突变,其中23例出现重叠表型,例如早发复极综合征和心脏传导缺陷。
SCN10A突变的BrS患者症状更加明显,心电图检查呈现显著延长的PR和QRS间期。SCN10A基因R14L突变或R1268Q突变与野生型SCN5A共表达分别使钠离子通道电流下降79.4%和84.4%,说明SCN10A可能是BrS的主要易感基因。该研究对BrS新型易感基因研究意义重大。
新型分子遗传学筛查技术,例如GWAS和全外显子和全基因组下一代测序,是发现遗传性心律失常综合新的候选基因的非常具有前景的技术,但是,针对临床诊断的遗传性心律失常综合征患者采用GWAS发现的候选基因中并未发现致病型突变。据我所知,SCN10A是首个BrS易感基因。
在基因序列和下一代测序触手可及的新纪元,采用Sanger技术联合详细的临床分析(包括基因型-表型关联和功能表达研究)的直接测序仍然在分子遗传学检测中扮演者重要的角色。详细准确地临床诊断是发现新的可能候选基因的先决条件,即使在GWAS和全基因组或全外显子测序研究中,临床误诊可以导致遗传混杂。