近日,在《Nature Genetics》上發(fā)表題為“Genome-wide association analyses identify new Brugada syndrome risk loci and highlight a new mechanism of sodium channel regulation in disease susceptibility”的文章,該文通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS),發(fā)現(xiàn)了Bugada綜合征(Brugada syndrome, BrS)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的新的基因位點(diǎn),并強(qiáng)調(diào)了鈉通道調(diào)節(jié)疾病易感性的新機(jī)制。
摘要
Brugada綜合征(BrS)是一種與年輕人猝死相關(guān)的心律失常疾病。除了編碼心臟鈉通道NaV1.5的SCN5A外,易感基因在很大程度上仍然未知。在這項(xiàng)研究中,研究人員進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)薈萃分析,包括2820例無(wú)血緣關(guān)系的BrS病例和10001例對(duì)照個(gè)體,并在12個(gè)位點(diǎn)(包括10個(gè)新位點(diǎn))中確定了21個(gè)關(guān)聯(lián)信號(hào)。單核苷酸多態(tài)性(SNP)-遺傳力評(píng)估表明有很強(qiáng)的多基因影響?;?1個(gè)易感變異的多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分分析表明,不同患者亞群中常見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)等位基因的累積貢獻(xiàn)不同,也證明了與普通人群心電特征和疾病的遺傳相關(guān)性。心臟轉(zhuǎn)錄因子基因位點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)表明,轉(zhuǎn)錄調(diào)控是BrS發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵特征。此外,對(duì)編碼微管正端結(jié)合蛋白EB2的MAPRE2基因的功能研究指出,微管相關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)作用影響NaV1.5的表達(dá),這是一種新的潛在分子機(jī)制。綜上所述,這些發(fā)現(xiàn)拓寬了我們對(duì)BrS遺傳結(jié)構(gòu)的理解,并對(duì)其分子基礎(chǔ)提供了新的見(jiàn)解。
分析過(guò)程及結(jié)果
表1. BrS-GWAS薈萃分析中全基因組顯著關(guān)聯(lián)信號(hào)(P<5×10-8)的SNP和效應(yīng)預(yù)估
注:a代表?xiàng)l件分析中與BrS相關(guān)的變異。
圖1. 特定患者亞群中PRSBR的分布
注:a、攜帶SCN5A罕見(jiàn)致病或可能致病變異(SCN5A+;藍(lán)色)的BrS病例與未攜帶此類(lèi)變異(SCN5A-;紅色)的BrS病例的PRSBrS分布直方圖。b、出現(xiàn)自發(fā)1型BrS心電圖(藍(lán)色)的BrS病例與僅在鈉離子通道阻滯劑激發(fā)(藥物誘導(dǎo);紅色)后出現(xiàn)1型BrS心電圖的BrS病例的PRSBrS分布直方圖。根據(jù)21個(gè)BrS風(fēng)險(xiǎn)等位基因及其相應(yīng)的效應(yīng)大小,計(jì)算每個(gè)人的PRSBrS。結(jié)果經(jīng)過(guò)logistic回歸后獲得,雙側(cè)P值未經(jīng)多重檢驗(yàn)校正。報(bào)道的P值是指兩組之間PRSBrS單位的差異。虛線表示每組的平均PRSBrS。
根據(jù)21個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等位基因及其相應(yīng)的效應(yīng)大小,計(jì)算了每個(gè)個(gè)體的多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(PRSBrS)(見(jiàn)圖1)。與沒(méi)有此類(lèi)變異的病例(SCN5A–)相比,SCN5A+病例的平均PRSBrS較低,這表明SCN5A–患者中與BrS相關(guān)的常見(jiàn)變異的負(fù)擔(dān)較高,這在其他遺傳性疾病中也同樣顯示。同時(shí),發(fā)現(xiàn)Brs多基因易感性與普通人群心電特征和疾病的遺傳具有相關(guān)性(見(jiàn)圖2)。
圖2. Brs多基因易感性與常見(jiàn)心血管疾病和特征之間的關(guān)系
有多個(gè)層面的證據(jù)表明,在BrS的發(fā)病機(jī)制中,會(huì)發(fā)生傳導(dǎo)減慢和INa減少,以及將末端結(jié)合蛋白與質(zhì)膜上的離子通道聯(lián)系起來(lái),發(fā)現(xiàn)微管功能的調(diào)節(jié)和隨后的離子通道運(yùn)輸?shù)母淖兛赡苁菍?dǎo)致BrS的一種新的分子機(jī)制。盡管延長(zhǎng)復(fù)極的作用與目前關(guān)于BrS發(fā)病機(jī)制的假說(shuō)不一致,但仍需進(jìn)一步研究其潛在的分子機(jī)制,并對(duì)導(dǎo)致觀察到復(fù)極異常的離子通道進(jìn)行深入了解。
結(jié)論
首先,本研究確定了總共12個(gè)與BrS相關(guān)的位點(diǎn),其中三個(gè)位點(diǎn)含有多個(gè)關(guān)聯(lián)信號(hào)。其次,SCN5A-SCN10A位點(diǎn)上的8個(gè)獨(dú)立關(guān)聯(lián)信號(hào)突出了鈉通道功能降低在BrS易感性中的首要作用,而包含心臟轉(zhuǎn)錄因子基因的8個(gè)位點(diǎn)則指出轉(zhuǎn)錄調(diào)控是BrS發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵特征。第三,MAPRE2的功能研究支持通過(guò)微管網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)NaV1.5是BrS發(fā)病的新機(jī)制。第四,使用英國(guó)生物庫(kù)的分析強(qiáng)調(diào)了BrS和一般人群中的心電特征以及常見(jiàn)疾病之間的遺傳重疊。最后,根據(jù)PRS分析,不同BrS患者的疾病閾值是通過(guò)罕見(jiàn)SCN5A變異、常見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)等位基因和鈉通道阻斷的不同貢獻(xiàn)而達(dá)到的。綜上所述,這些發(fā)現(xiàn)拓寬了我們對(duì)BrS遺傳結(jié)構(gòu)的理解,并對(duì)其分子基礎(chǔ)提供了新的見(jiàn)解。
參考文獻(xiàn)
Barc J, Tadros R, Glinge C, et al. Genome-wide association analyses identify new Brugada syndrome risk loci and highlight a new mechanism of sodium channel regulation in disease susceptibility. Nat Genet. 2022 Mar;54(3):232-239.
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