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Brugada综合征的全基因组关联分析(GWAS)以及致病机制的新发现
发布时间:2022-03-23 19:00:00来源:
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近日,在《Nature Genetics》上发表题为“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,该文通过全基因组关联分析(GWAS),发现了Bugada综合征(Brugada syndrome, BrS)风险相关的新的基因位点,并强调了钠通道调节疾病易感性的新机制。


摘要


Brugada综合征(BrS)是一种与年轻人猝死相关的心律失常疾病。除了编码心脏钠通道NaV1.5SCN5A外,易感基因在很大程度上仍然未知。在这项研究中,研究人员进行了全基因组关联荟萃分析,包括2820例无血缘关系的BrS病例和10001例对照个体,并在12个位点(包括10个新位点)中确定了21个关联信号。单核苷酸多态性(SNP)-遗传力评估表明有很强的多基因影响。基于21个易感变异的多基因风险评分分析表明,不同患者亚群中常见风险等位基因的累积贡献不同,也证明了与普通人群心电特征和疾病的遗传相关性。心脏转录因子基因位点的优势表明,转录调控是BrS发病机制的关键特征。此外,对编码微管正端结合蛋白EB2的MAPRE2基因的功能研究指出,微管相关的转运作用影响NaV1.5的表达,这是一种新的潜在分子机制。综上所述,这些发现拓宽了我们对BrS遗传结构的理解,并对其分子基础提供了新的见解。


分析过程及结果


表1. BrS-GWAS荟萃分析中全基因组显著关联信号(P<5×10-8)的SNP和效应预估

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注:a代表条件分析中与BrS相关的变异。


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图1. 特定患者亚群中PRSBR的分布


注:a、携带SCN5A罕见致病或可能致病变异(SCN5A+;蓝色)的BrS病例与未携带此类变异(SCN5A-;红色)的BrS病例的PRSBrS分布直方图。b、出现自发1型BrS心电图(蓝色)的BrS病例与仅在钠离子通道阻滞剂激发(药物诱导;红色)后出现1型BrS心电图的BrS病例的PRSBrS分布直方图。根据21个BrS风险等位基因及其相应的效应大小,计算每个人的PRSBrS。结果经过logistic回归后获得,双侧P值未经多重检验校正。报道的P值是指两组之间PRSBrS单位的差异。虚线表示每组的平均PRSBrS


根据21个风险等位基因及其相应的效应大小,计算了每个个体的多基因风险评分(PRSBrS)(见图1)。与没有此类变异的病例(SCN5A)相比,SCN5A+病例的平均PRSBrS较低,这表明SCN5A患者中与BrS相关的常见变异的负担较高,这在其他遗传性疾病中也同样显示。同时,发现Brs多基因易感性与普通人群心电特征和疾病的遗传具有相关性(见图2)。


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图2. Brs多基因易感性与常见心血管疾病和特征之间的关系


有多个层面的证据表明,在BrS的发病机制中,会发生传导减慢和INa减少,以及将末端结合蛋白与质膜上的离子通道联系起来,发现微管功能的调节和随后的离子通道运输的改变可能是导致BrS的一种新的分子机制。尽管延长复极的作用与目前关于BrS发病机制的假说不一致,但仍需进一步研究其潜在的分子机制,并对导致观察到复极异常的离子通道进行深入了解。


结论


首先,本研究确定了总共12个与BrS相关的位点,其中三个位点含有多个关联信号。其次,SCN5A-SCN10A位点上的8个独立关联信号突出了钠通道功能降低在BrS易感性中的首要作用,而包含心脏转录因子基因的8个位点则指出转录调控是BrS发病机制的关键特征。第三,MAPRE2的功能研究支持通过微管网络调节NaV1.5是BrS发病的新机制。第四,使用英国生物库的分析强调了BrS和一般人群中的心电特征以及常见疾病之间的遗传重叠。最后,根据PRS分析,不同BrS患者的疾病阈值是通过罕见SCN5A变异、常见风险等位基因和钠通道阻断的不同贡献而达到的。综上所述,这些发现拓宽了我们对BrS遗传结构的理解,并对其分子基础提供了新的见解。


参考文献

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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