Liddle综合征和PRKAG2心脏综合征的分子遗传学和临床研究

来源 :北京协和医学院中国医学科学院 北京协和医学院 中国医学科学院 清华大学医学部 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiang663613
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本文从以下几个方面进行论述:  第一部分 Liddle综合征致病基因突变筛查及基因型表型分析  Liddle综合征是一种常染色体显性遗传的单基因致病性高血压,由编码上皮钠离子通道(epithelial sodium channel,ENaC)的基因发生突变所致,典型的临床特征包括早发性高血压、低钾血症、低血浆肾素活性/浓度、低血浆醛固酮水平、代谢性碱中毒,对盐皮质激素受体拮抗剂不敏感,而ENaC阻滞剂治疗有效。Liddle综合征过去一直被认为是一种罕见病。由于临床医生对该病认识不足,许多患者被误诊误治,年轻时即出现严重的靶器官损害,甚至猝死。  研究目的:  本研究拟对临床疑诊Liddle综合征的三个家系和两个散发病例进行SCNN1B和SCNN1G基因致病突变筛查,以明确诊断,指导临床治疗。同时,通过系统回顾分析已报道的Liddle综合征病例,明确临床重点筛查Liddle综合征的人群。  研究方法:  研究对象是临床疑诊Liddle综合征的三个家系和两个散发病例,共46人参加本研究。调查与收集研究对象的临床资料,包括病史、血压、血清电解质、超声心动图、血浆肾素浓度(或血浆肾素活性)和血浆醛固酮浓度。应用Sanger测序首先对5名先证者的SCNN1B和SCNN1G基因第13外显子进行基因突变检测,发现突变后,再进一步对其家系成员进行突变位点筛查。对携带突变的患者给予口服阿米洛利治疗,1个月后随访血压和血钾,若治疗有效,则确诊Liddle综合征。此外,通过检索Medline数据库,入选自1966年至2018年3月在英文文献中公开报道的经基因检测确诊的Liddle综合征先病例,突变位点经人类基因突变数据库(human genemutation database,HGMD)确认,提取Liddle综合征先证者的基因突变和临床数据,建立数据库,运用SPSS19.0进行统计分析。  研究结果:  在家系1中,先证者(Ⅲ-9)有明确的高血压家族史,其母亲(Ⅱ-6)在20岁时发现有高血压,43岁死于出血性脑卒中,其外公(Ⅰ-1)同样死于高血压脑卒中,其姐姐(Ⅲ-5)有明显的高血压和低血钾。突变筛查显示,包括先证者和其姐姐在内的5名成员均携带SCNN1B基因c.1853C>A(p.P618H)突变,该突变为已知的Liddle综合征致病突变。  在家系2中,先证者(Ⅲ-16)及其儿子(Ⅳ-10)、姐姐(Ⅲ-15)的高血压发病年龄均<20岁,且前二者有明显的低钾血症。先证者父亲(Ⅱ-11)29岁时诊断为高血压,39岁死于高血压脑卒中。此外,成员Ⅱ-4、Ⅱ-7、Ⅲ-4和Ⅲ-8也有早发高血压史。我们在先证者SCNN1B基因发现一个移码突变(c.1806dupG,p.P603Afs*5),该突变为尚未报道过的新突变,家系中包括先证者儿子、姐姐在内的另外8名成员也携带该突变。  家系3先证者(Ⅱ-5)检出SCNN1B基因上一个已知的Liddle综合征致病突变,c.1696C>T(p.R566*),其父亲(Ⅰ-1)无高血压病史,不携带该突变。由于包括先证者母亲(Ⅰ-2)在内的其余家系成员未参与筛查,因此尚不能确定该突变是否为新发突变。  两名散发患者(S1,S2)均无高血压家族史,我们在SCNN1B基因上分别发现一个移码突变(c.1854dupC,p.N619Qfs*3)和一个错义突变(c.1853C>T,p.P618L),前者为首次报道的新突变,后者为已知致病突变。对其父母筛查,均未发现基因突变。  对所有携带致病突变的高血压患者给予口服阿米洛利治疗,1个月后随访,血压和血钾水平均改善,Liddle综合征诊断明确。  通过检索Medline数据库,并经HGMD数据库确认,共有67名Liddle综合征先证者纳入分析。所有先证者均有高血压,发病年龄≤30岁,93%先证者合并低钾血症,95%合并低肾素活性/浓度。  研究结论:  本研究通过对临床疑诊Liddle综合征病例进行致病突变筛查,在SCNN1B基因发现5个致病突变,其中2个为首次报道的新突变,不仅拓展了Liddle综合征的致病突变谱,而且明确了患者的诊断,并指导临床治疗,取得显著疗效。基因检测是Liddle综合征确诊的“金标准”。对发病年龄≤30岁的高血压患者,尤其伴有低钾血症和低肾素者,在排除常见高血压继发因素后,应当考虑进行Liddle综合征筛查。  第二部分 高通量测序鉴定PRKAG2心脏综合征相关基因新突变及PRKAG2心脏综合征临床表型分析  肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是一种以心肌肥厚为特征,并且心脏负荷增加为非独立致病因素的心肌疾病。除了肌小节结构蛋白的基因突变,先天性代谢性疾病、神经肌肉疾病、线粒体疾病、系统性淀粉样变等遗传和非遗传因素也会引起HCM。PRKAG2心脏综合征是一种罕见的常染色体显性遗传病,以心肌肥厚、预激综合征(或心室预激)和进展性传导系统疾病为主要特征。近半数该病患者需要植入起搏器,心脏性猝死(sudden cardiac death,SCD)和心力衰竭也不少见。编码单磷酸腺苷激活蛋白激酶γ2亚基的基因PRKAG2发生突变是该病的主要病因。目前,已报道21个与PRKAG2心脏综合征相关的基因突变。尽管心脏磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging,CMR)已广泛应用于HCM的诊断及预后评估,但鲜有PRKAG2心脏综合征的CMR报道,PRKAG2心脏综合征心肌病变的CMR特征尚不清楚。  研究目的:  本研究拟对一个心肌肥厚合并心室预激的三代家系进行致病突变筛查,明确家族致病的分子遗传基础。同时评估家系患者心肌病变的CMR特征,初步探讨CMR在PRKAG2心脏综合征中的临床应用价值。  研究方法:  研究对象是一个心肌肥厚合并心室预激的三代家系,11名家系成员参与本研究。调查与收集家系成员临床资料,包括病史、体格检查、心电图、超声心动图、胸部X片及24小时动态心电图和CMR(部分成员)。应用目标区域测序对先证者筛查已知与HCM相关的30个致病基因。在排除所有筛选出的变异后,对家系3名患者和1名正常对照进行全外显子组测序。应用Sanger测序在家系中对候选变异进行共分离验证,并在300名无关对照人群中进行验证。通过RNA体内剪接实验明确候选变异对mRNA正常剪接的影响。对5名家系患者的CMR图像进行分析,评估心脏结构和功能改变。  研究结果:  家系调查结果显示:一名有HCM病史的成员于24岁时发生SCD,另一名死亡成员曾有HCM史、房颤史、脑出血史和起搏器植入史;5名成员的超声心动图表现为左心室壁增厚;心电图显示,4名成员有心室预激,2名成员有传导系统疾病;一名年轻成员有高血压病史。对先证者进行目标区域测序,筛选出1个候选变异,经家系共分离验证排除。选择家系3名患者和1名正常对照进行全外显子组测序,在PRKAG2基因上发现1个候选变异c.1006G>T(p.V336L),该变异尚未被报道。Sanger测序证实该变异与家系患者的表型共分离,且不存在于300名无关对照人群中。体内cDNA测序显示,该候选变异不影响mRNA的正常剪接。参照ACMG指南分析,该变异为本研究家系可能的致病变异。依据患者临床特征和分子遗传改变,初步确立PRKAG2心脏综合征诊断。对5名家系患者的CMR特征分析发现:左心室壁广泛受累(≥10个左心室节段),增厚呈向心性;在2名左心室扩大及1名发生SCD的患者中,钆对比剂延迟强化(late gadolinium enhancement,LGE)可见于左心室中远段的肥厚节段,呈环形心内膜下分布,在心尖段呈透壁分布;发生SCD的患者的左心室各壁肌壁间均可见LGE信号。  研究结论:  本研究通过高通量测序发现1个可能导致PRKAG2心脏综合征的新突变,该突变的确切致病性需要功能学研究进一步明确。对心肌肥厚合并心室预激的患者,应当常规筛查PRKAG2基因突变,以确定或排除PRKAG2心脏综合征。LGE可能与PRKAG2综合征患者发生不良事件的风险相关。CMR在PRKAG2心脏综合征的诊断和预后评估中具有潜在临床应用价值。
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