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纤毛相关基因与先心病也有关系!Circulation Research刊登阜外医院胡盛寿院士和周洲教授团队研究

发布时间:2020-04-07 16:03:51

近日,中国医学科学院阜外医院胡盛寿院士和周洲教授研究团队在心血管领域权威期刊Circulation Research上发表论文,发现纤毛相关基因在大动脉转位发病过程中扮演了重要角色。




大动脉转位是一种严重的先心病,占到先心病发病总数的4%[1]。大动脉转位临床表现为心室-动脉连接的异常,近而引起氧供不足,威胁生命。对大动脉转位的临床特征和发病机制的深入理解将有助于其产前诊断和治疗管理。

然而,目前对于大动脉转位的遗传病因学和遗传结构知之甚少。中国医学科学院阜外医院研究团队首次对散发大动脉转位的临床特征和遗传病因进行了系统分析和探讨[2]。


该研究入组了三种亚型的大动脉转位,即完全型大动脉转位(d-TGA),先天矫正型大动脉转位(ccTGA)和右室双出口型大动脉转位(DORV-TGA)(图1)。


图1 大动脉转位病例临床特征和遗传病因研究的主要研究方法与结果

临床特征分析表明:动脉导管未闭的伴随发生率在d-TGA中显著高于其它亚型,反映了d-TGA除房缺、室缺外更需要额外的左向右分流来增加富氧和乏氧血液的混合;右位心或中位心的发生率在ccTGA中显著高于其他亚型,反映了相比于其他亚型,ccTGA在胚胎发育过程中左右排布通路受到了更严重的扰动。

肺动脉瓣二瓣化是一种极为罕见的先天性心脏缺陷,在大动脉转位患者中有较高的发生率(9.6%),提示需要对大动脉调转术后患者发生主动脉瘤和夹层的风险进行评估和随访。


此外,该研究借助全外显子组测序,综合考虑不同遗传模式、表达状况和突变负荷对大动脉转位的候选基因进行了筛选。


发现纤毛相关通路在这些候选基因当中富集(至少19个纤毛相关基因),因而反映了纤毛相关基因在大动脉转位发病过程中扮演了重要角色。


此前曾有大规模动物诱变筛选研究提示纤毛和先心病的关联[2],但对人类先心病和纤毛关联的报道依旧很少。


作者表示,该研究首次系统地在一种特定的人类先心病当中揭示出了纤毛和先心病的关联。


此外,该研究还发现33%的患者同时携带多个候选基因的罕见有害变异,反映了大动脉转位可能具有一个复杂的遗传结构,即存在寡基因或多基因遗传的可能性。

该研究一经发表即引起国内外同行的热议。


美国爱荷华大学心血管医学部的Barry London 教授发表评论文章称:全外显子组测序技术对于大规模的单一疾病患者具有明显优势,该研究结果为纤毛变异与大动脉转位疾病的关联提供了强有力的证据支持。

该研究在胡盛寿院士和周洲教授的共同指导下完成。胡盛寿院士的主要研究方向包括复杂性先天性心脏病外科治疗的临床及基础研究,其发明的手术方式“双根部调转手术”及其全新的治疗理念,成为首个中国人发明的列入美国医师培训教程的手术。

周洲教授的主要研究方向包括心血管疾病的分子诊断及精准医疗。阜外医院实验诊断中心助理研究员刘宣雨博士和博士生陈文为论文的共同第一作者。该研究得到了阜外医院小儿外科团队和心血管疾病国家重点实验室的大力支持。该研究受到了医科院创新工程,国家自然科学青年基金和博士后国际交流项目的资助。


参考文献:

[1]ZHAO Q M, LIU F, WU L, et al. Prevalence of Congenital Heart Disease at Live Birth in China. J Pediatr, 2019, 204:53-8.

[2]LIU X, CHEN W, LI W, et al. Exome-based Case-control Analysis Highlights the Pathogenic Role of Ciliary Genes in Transposition of the Great Arteries. Circ Res, 2020, 126(7):811-21.

[3]LI Y, KLENA N T, GABRIEL G C, et al. Global genetic analysis in mice unveils central role for cilia in congenital heart disease. Nature, 2015, 521(7553): 520-4.



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