在2017中国国际心力衰竭大会(CIHFC)暨中国医师协会心力衰竭专业委员会年会上,来自华中科技大学生命科学与技术学院的凃欣教授,为我们带来了“心衰的遗传机制与基因组学研究”的精彩报告。
心力衰竭
It is the pathophysiological process in which the heart as a pump is unable to meet the metabolic requirements of the tissue for oxygen and substrates despite the venous return to heart is either normal or increased
心衰的分期(发生发展的各阶段)
基因与环境因素的交互作用
遗传性心肌病的临床分类及其遗传基础
肥厚型心肌病
扩张型心肌病
重塑过程中表型呈间断分布
伴随表型改变的电生理基质重塑
同一类物质的改变可能引发电变化在先
红线部分是肌钙蛋白的编码基因,它的改变导致心肌肥厚性改变和房颤的发生。
Wang C, et al. Mol Genet Genomics. 2016; 291: 79.
AF基质与心力衰竭
致心律失常性右室心肌病
Watkins HH and C Redwood. NEJM, 2011: 1643.
Marcus GM, et al. J Am Coll Cardiol. 2009:609.
Dalal D, et al. J Am Coll Cardiol. 2007:432.
Santangeli P, et al. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2015:1413.
BrS:右室组织结构和/或电生理功能异常导致的疾病
The abnormity of the SCN5A was not detected, but mutations of PKP2 and DSP were revealed. After Epicardial Ventricular Tachycardia Ablation,
, no recurrence of any VT episodes during 9 months of followup
Forkmann M, et al. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2015:505.
✦ 仅25–30%临床诊断为 BrS患者发现已知基因(20–25% 为SCN5A、4%为CACNA1c,其他各类基因变异<2%)的变异
✦ 约3%的BrS表型是由于桥粒基因变异导致,PKP2基因变异或桥粒蛋白完整性破坏,可能导致钠电流改变并引起BrS表型
✦ 细丝蛋白C(FLNC)是原生质膜必不可少的肌节附件,肌原纤维肌病及心脏损害均与FLNC突变相关
✦ 2877例遗传性心血管疾病患者高风险的扩张及心律失常性心肌病均与FLNC截断突变相关
✦ 28个家族确诊为心肌扩张、心律失常或限制性心肌病的先证者中有23例截断突变,121个例亲属中有54例被确定为突变载体,表型包括:左心室扩张(68%)、收缩功能障碍(46%)与心肌纤维化(67%)、下侧的负向T波和QRS波群低电压检查(33%)、室性心律失常(82%)以及频繁的心源性猝死(40例),未观察到临床骨骼肌病;年龄大于40岁的载体外显率>97%
FLNC截断突变引起和扩张型和左优势型致心律失常性心肌病表型重叠并导致猝死
VPB、VF基质与心力衰竭
✦室性早搏(室早) 多发于中青年患者,长期、频发的室早,即使没有明显症状,在少数患者也可能引起心脏扩大和心功能不全,即室早导致的心动过速性心肌病
✦长期、频发的早搏导致心室负荷过大、激活神经体液机制引起心室重构,最终导致心动过速性心肌病的发生
✦室早引起心动过速性心肌病患者比例>20%,早搏发生频率和部位类似的患者,只有部分发生左室功能障碍
✦室早消除后心动过速性心肌病能逐渐逆转
Distinguishing Pathogenic Mutations from Benign Variants
Large case-control study compared the genetic variation identified in 175 high probability ARVC cases of Caucasian ancestry with the variation found in a collection of over 400 ostensibly healthy volunteers of diverse ancestry
J Am CollCardiol. 2011; 57: 2317.
✦正常人群中有害变异率0.5% ,无义突变率16%;ARVC者有害变异率 43%, 无义突变率 21%
✦ N-terminal regions of DSP、DSG2,或PKP2 、DSG2高度保守区的无义突变具有危害
J Am CollCardiol. 2011: 2317.
Cataloging Normal Genetic Variation
Pathogenic Mutation
✦Absence in control group
✦Amino-acid properties
✦Evolutionary conservation
✦Functionally important domain
✦Functional data
✦Affecting splicing
✦Co-segregation or De novo
Using protein domain knowledge to improve variant interpretation
relative importance of cardiomyopathy genes within patient populations ( “case excess”) and their interpretability (etiological fraction)
分析孟德尔病致病基因在正常人群的罕见变异可鉴定基因/区域,和/或变异类别并利于临床诊断
✦某些可用于评估孟德尔病的致病基因多态在人群中普遍存在( 192个致病变异中只有9个有充分数据支持与疾病强关联);遗传性心肌病致病基因在正常人群中也存在各类变异
✦ 携带心脏病和癌症基因变异者,有无家族史其患疾病风险均增高4-6倍
Walsh R, et al. Genet Med. 2016 Aug 17.
Lek M, et al. Nature. 2016: 285.
Natarajan P, et al. Sci Transl Med. 2016: 364ra151.
基因型和表型
专家简介
凃欣
华中科技大学生命科学与技术学院,副教授
学术兼职 :
1、中华医学会心电生理和起搏分会青年委员
2、中国病理生理学会心血管专业委员会青年委员
3、中国中西医结合学会青年委员
4、中国医药生物技术协会心电学技术分会委员
研究方向 :
主要从事人类心血管疾病遗传学研究,研究方向为心血管疾病分子遗传学,主要包括冠心病、心律失常相关基因的发现和基因功能研究。
近年的科研项目、专著与论文、专利、获奖 :
近5年,主持了3项国家自然科学基金,作为课题骨干参与3项国家重点基础研究发展“973”计划课题、1项国家科技基础条件平台建设项目课题、1项国家高技术研究发展“863”计划项目及2项国家自然科学基金项目。于2011年获批教育部“新世纪优秀人才支持计划”。
以通讯作者发表SCI论文11篇,以第一作者发表SCI论文5篇;作为副主编参编《心脏离子通道病--从基础到临床》(科学出版社)。