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本文主要从以下几个部分展开论述: 第一部分 肥厚型心肌病拟表型基因突变谱及表型关联研究 背景及目的:肥厚型心肌病(HCM)拟表型是由于调控心脏代谢或清除代谢产物的蛋白质发生基因突变而引起一类与HCM有同样表型的疾病,包括法布雷病(GLA)、Danon病(LAMP2)、淀粉样变心肌病(TTR)和糖原贮积心肌病(PRKAG2)等。HCM拟表型所导致的左室肥厚在临床影像检查中无法同HCM相区分,常被误诊为HCM而无法得到有效治疗。本研究旨在明确HCM患者队列中拟表型基因变异图谱,建立HCM拟表型的基因型-表型关联。 方法:研究对象为1999年到2010年期间,阜外医院入组529例HCM患者。HCM患者的诊断标准为超声心动图或心脏核磁检查显示左心室壁最大厚度≥15mm,并排除原发性高血压、主动脉畸形等可能引起心肌肥厚的疾病。同时设立307名经常规体格检查、心电图和超声心动图检查未见明显异常的个体作为健康对照。所有患者和健康对照均通过panel二代测序筛查GLA、LAMP2、TTR和PRKAG2基因罕见变异。罕见变异排除标准为:1)同义突变;2)1000Genomes Project和Exome Varian Server中最小等位基因频率≥0.5%。所有患者均进行定期随访,随访事件为心血管病死亡。 结果:在19个患者(3.6%)中发现了16个HCM拟表型基因的罕见变异,同时在3个健康对照(1.0%)中发现3个罕见变异,肥厚型患者中拟表型基因罕见变异的比例显著高于正常对照组(P=0.024)。患者中筛查到的罕见变异中2个为GLA突变,2个TTR突变,4个LAMP2突变以及8个PRKAG2突变,而对照组中筛查到的3个罕见变异均为PRKAG2突变。这19个罕见变异中16个为错义突变,2个移码突变和1个剪接位点变异。携带肥厚型心肌病拟表型罕见变异的患者发病年龄明显早于未携带罕见变异患者(35.9±13.7岁VS43.5±14.8岁,P=0.028)。而且携带肥厚型心肌病拟表型变异的患者合并家族成员心肌肥厚比例更高(52%VS23.5%,P=0.01)。所有患者随访4.7±3.2年,共有42名(7.9%)患者出现心血管死亡,其中19名患者发生猝死,20名患者死于心衰以及3名患者死于血管栓塞。携带HCM拟表型罕见基因患者心血管死亡率同非携带者相比无显著差异(HR=0.58,95CI:0.08-4.18,P=0.58)。 结论:本研究是国际上第一次在大样本HCM患者人群中进行的拟表型基因全面筛查。发现约4%的HCM患者为HCM拟表型疾病,这类患者发病年龄更早,但临床结局与其他患者无明显差异。 第二部分 肥厚型心肌病的遗传阻断研究 背景及目的:肥厚型心肌病(HCM)是青年人心源性猝死的主要原因,许多HCM患者最终会恶化为心力衰竭。HCM是一种常染色体显性遗传疾病,主要由肌小节蛋白编码基因突变导致。HCM往往呈家族性聚集发病,给患者家庭和社会造成沉重负担。目前HCM的治疗主要是根据临床症状进行针对性治疗,尚无彻底治愈的药物或手段。而随着辅助生殖技术的进步,通过产前或胚胎植入前诊断,进行选择性生育,可以有效阻断疾病在家族中的世代传递。本研究旨在通过产前羊水检测胎儿是否携带HCM致病突变,进而实现阻断致病基因突变在患者家族中遗传的目的。 方法:入组有生育要求的适龄HCM患者,所有患者及配偶均签署知情同意书。二代测序检测肌小节蛋白编码基因MYH7、MYBPC3、TNNT2、MYL2、MYL3、TNNI3和ACTC1,明确肥厚型心肌病患者的致病突变。女性患者或患者配偶怀孕16-20周时进行羊水穿刺,提取纯化羊水DNA。通过Sanger测序和短片段重复序列(STR)检测方法明确胎儿是否携带肥厚型心肌病致病突变。STR标记物的选择标准为:1)同致病基因连锁;2)长度在100-500bp; 3)在人群中的杂合度≥0.7;4)位置尽量靠近致病基因。合成STR引物携带荧光标记,经毛细管电泳检测确定胎儿是否携带致病基因连锁的STR。胎儿出生后,抽取脐带血进行sanger测序验证产前诊断结果。 结果:共有4例HCM患者接受产前诊断,致病基因均为人β心肌肌球蛋白重链(MYH7)。筛选出6对与MYH7连锁的STR.: D14S50、D14S283、D14S990、D14S972、D14S64和D14S264进行检测。胎儿父母及羊水DNA经一代测序和STR检测均显示4例胎儿均未携带肥厚型心肌病致病突变,胎儿脐带血检测结果与产前诊断一致。第一例患者为51岁女性,其弟弟及妹妹均诊断为HCM。家系调查表明MYH7 Arg663Ser突变与HCM呈共分离,确定Arg663Ser突变为致病突变。STR检测确定同Arg663Ser突变连锁的D14S50长度为173bp,胎儿D14S50长度为171/177bp;同Arg663Ser突变连锁的D14S990长度为151bp,胎儿D14S990长度为141/147bp。羊水DNASanger测序及STR检测确定胎儿未携带Arg663Ser突变。第二例患者为46岁男性于42岁时因心衰行心脏移植术,患者女儿同样确诊为HCM。家系调查表明MYH7 Arg249Gln突变同HCM表型呈共分离。STR检测确定同Arg249Gln突变连锁的D14S283长度为137bp,胎儿D14S283长度为133/141bp;同Arg249Gln突变连锁的D14S263长度为222bp,胎儿D14S263长度为226/228bp。Sanger测序和STR检测均确定胎儿未携带Arg249Gln突变。第三例患者为29岁男性,因心衰植入起搏器,其母亲因HCM于49岁时发生心衰后死亡。家系调查确定MYH7 Arg453His为致病突变。STR检测确定同Arg453His突变连锁的D14S50长度为169bp,胎儿D14S50长度为171/175bp;同Arg453His突变连锁的D14S283长度为145bp,胎儿D14S283长度为129/129bp。Sanger测序和STR检测均确定胎儿未携带Arg453His突变。第四例患者为31岁男性HCM患者,其叔父同样确诊为HCM,家系调查确定MYH7 Ala797Thr突变为致病突变。STR标记物检测结果示同MYH7Ala797Thr突变连锁的D14S264长度为226bp,胎儿的D14S264长度为222/222bp;Ala797Thr突变连锁的D14S990长度为131bp,胎儿的D14S990长度为143/143bp。Sanger测序和STR检测均确定胎儿未携带Ala797Thr突变。 结论:产前诊断可以明确诊断胎儿是否携带HCM致病突变,实现选择性生育,阻断HCM在家族遗传,降低HCM患病率。