心房颤动(Afib)是一种心脏疾病,它会引起快速、不规则的心跳,增加人中风和心力衰竭的风险,在老年人中相当常见。然而,它的早期发病形式相对少见,影响不到1%的65岁以下美国人。它的罕见表明它有很强的遗传成分,但潜在的遗传作恶者仍然难以找到。
由麻省理工学院布罗德研究所(Broad Institute of MIT)、哈佛大学(Harvard)和麻省总医院(Massachusetts General Hospital)的科学家领导的一个全国性研究团队发现,早发性心房纤颤与破坏TTN基因(帮助维持心肌结构的基因)的突变之间存在密切关系。根据这些新发现,在接受检查的近2800名早发性Afib患者中,大约2%的患者TTN出现了功能缺失突变,这一比例随着患者年龄的增长而增加。
TTN还与许多形式的心肌病有关,这些心肌病使心脏更难泵血到全身。
这项研究由美国国家心肺血液研究所(NHLBI)为精准医学(TOPMed)联合进行,发表在《美国医学会杂志》(JAMA)上,是研究人员首次能够将单个基因功能缺失突变与早发性Afib联系起来。这项研究的数据可以通过广泛的心血管疾病知识门户公开获取。
“我们知道Afib是可遗传的,许多基因的变异可能导致它,遗传对被诊断为年轻的人有很强的影响,”Patrick Ellinor说。“但到目前为止,我们还无法发现早发性心房纤颤与任何一种基因或突变之间的密切关系。”
Ellinor与弗雷明汉心脏研究中心和波士顿大学的Kathryn Lunetta以及Broad和MGH的Steven Lubitz共同撰写了这项研究。
为了调查早发性Afib、Ellinor、Lunetta、Lubitz、第一作者Seung Hoan Choi和他们的同事收集了2781名美国人的全基因组序列数据,这些人年龄在66岁以下,参加了TOPMed的9项研究。
然后,该团队进行了一项全基因组关联研究(GWAS),测量常见的遗传变异对任何一个特定个体发生早发型Afib风险的影响程度。
从820多万个基因变异开始,研究小组将他们的搜索范围缩小到26个与Afib有关的基因组区域,专门寻找能够阻止基因表达或功能的罕见基因变异。在这26个区域内的84个基因中,只有TTN与Afib密切相关。
最有趣的是TTN与年龄的关系。在被研究的全部受试者中,有2.1%的人出现了基因突变。然而,当研究小组按发病年龄分解数据时,出现了一种模式:患者诊断得越早,就越有可能出现TTN突变。在最年轻的年龄组中,那些被诊断为30岁以下的患者中,有超过6%的人携带TTN突变。
此外,早发性Afib伴有TTN突变的患者比未发生TTN突变的患者平均早五年确诊。
TTN编码一种叫做titin的蛋白质,它在心肌细胞中起着分子支架的作用。肌动蛋白缺陷与多种形式的心肌病有关。然而,虽然心肌病患者也经常发生心房纤颤,但两者之间的分子关系尚不清楚。
“TTN在心脏病学上很有名,”Ellinor说。它的功能缺失突变是许多心肌病的原因。但这是我们第一次看到它和早期Afib之间的联系。
该团队注意到,从他们的数据中得出的Afib-TTN关联,就目前而言,仅仅是一个关联。结果并不表明TTN突变是否在引起早发性Afib中起积极作用。
然而,Ellinor指出,这些数据确实表明,一种更细致的早期Afib治疗方法可能是合适的。
“如今,Afib的标准治疗方法是血液稀释剂、控制心律的药物治疗,或者是一种侵入性手术,称为导管消融。”但在最年轻的患者中,我们可能会问,是否应该退一步考虑基因检测,或许应该寻找心肌病的微妙迹象,”他说。“此外,我们还不知道TTN突变的患者是否有不同的结果,或者我们是否应该根据患者TTN的状况对他们进行分层治疗,或者我们是否应该观察年轻的Afib患者,看看他们是否会发展成心肌病。”这些都是需要回答的重要问题。
“这项研究是一个关键的纸为拓宽我们对房颤的基因基础的理解,并强调了价值TOPMed提供科学界因为它的基因数据,研究设计,和多民族的典型代表,”乔治说宫颈脱落细胞,该研究项目主管、研究与NHLBI遗传学家。“这项研究的结果可能有一天会指向针对早发性心房纤颤的量身定做的治疗方法,但还需要进一步的研究。”
这项研究得到了NHLBI、国家研究资源中心、美国心脏协会和其他机构的支持。