近日,在《Circulation: Genomic and Precision Medicine》发表了一篇题为“Genetic Basis of Left Ventricular Noncompaction”的文章,研究人员试图对所有报道与LVNC相关基因的基因-疾病关系进行分级,并确定可能涉及的分子途径。最终,发现3条遗传途径(通过BMP受体分化心肌细胞、促进脊椎动物心脏发生的因子和Notch信号)是LVNC独有的,与扩张型心肌病和肥厚型心肌病中确定的途径不重叠。
背景
左心室致密化不全(LVNC)是一种罕见的心肌病,也是第三常见的儿童心肌病,仅次于扩张型心肌病(DCM)和肥厚型心肌病(HCM)。在儿童和成人人群中,LVNC具有广泛的形态学谱,可单独出现或与DCM、HCM、早发心律失常或先天性心脏缺陷相关。因此,LVNC是一种临床异质性疾病,患者可能无症状,也可能出现严重的心功能不全或心脏性猝死。
方法
在系统的PubMed回顾之后,基于临床基因组资源(ClinGen)创建的所有已发表的遗传学和实验数据,使用经验证的半定量系统对所有LVNC基因进行分级。遗传途径分析确定了与LVNC相关的分子过程和通路。
结果
LVNC基因-疾病关系的分级
在189个LVNC分级的基因中,11个(6%)被归类为明确,21个(11%)被归类为中等,140个(74%)被归类为有限,而17个(9%)被归类为无证据(表1)。
表1. LVNC相关基因被归类为中等或明确的基因
注:*肌节功能包括兴奋-收缩偶联。
在32个明确和中等基因中(图1),最常见的基因功能是肌节功能(n=11;34%)、转录/翻译调节因子(n=6;19%)、线粒体功能(n=3;9%)和细胞骨架蛋白(n=3;9%)。此外,18个(56%)基因与非心脏综合征的表现有关。
图1. 饼图A是明确基因的各种功能,饼图B是中等基因的各种功能
LVNC、DCM和HCM基因列表和IPA典型通路分析
对于LVNC,共有172个基因达到了有限或更高分类的阈值,并被纳入IPA分析。对于HCM和DCM,ClinVar于2020年9月13日查询了具有致病性分类的单个基因变异,分别获得138个基因和98个基因用于IPA分析。最终,共有24个基因在所有3种心肌病之间共享(图2)。
图2. 与LVNC、DCM和HCM相关的基因数
注:Venn图显示LVNC、DCM和HCM之间重叠的基因数。
IPA的典型通路分析共得出81条LVNC通路、212条HCM通路和59条DCM通路,其中LVNC(表2)的前15条通路总结如下。
表2. 等级有限或更高的LVNC基因的前15个IPA典型通路
最终,发现3条遗传途径(通过BMP受体分化心肌细胞、促进脊椎动物心脏发生的因子和Notch信号)是LVNC独有的,与扩张型心肌病和肥厚型心肌病中确定的途径不重叠。
结论
LVNC是一种罕见的、了解甚少的心肌病,影响儿童和成人人群。与扩张型心肌病或肥厚型心肌病不同,LVNC似乎起源于异常的发育过程。虽然LVNC的诊断传统上是通过超声心动图或心脏MRI进行的,但据估计,20%-30%的LVNC病例具有潜在的致病性变异,因而,基因检测在该疾病的诊断和治疗中发挥着越来越重要的作用。
参考文献
Rojanasopondist P, Nesheiwat L, Piombo S, et al. Genetic Basis of Left Ventricular Noncompaction. Circ Genom Precis Med, 2022 May 12: 101161CIRCGEN121003517.
关于心肌病及相关内容的更多介绍如下:
《同义突变也可能致病:MYBPC3(肌球蛋白结合蛋白C3)首个改变RNA剪接的同义突变(c. 24A>C, p.P8P)的鉴定》