2022, Vol. 29
2. 上海市徐汇区中心医院，上海 200032
2. Shanghai Xuhui District Central Hospital, Shanghai 200032, China
扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy, DCM）是一种原因未明的原发性心肌疾病，主要特征为心室扩大，并伴有心室收缩功能异常，早期以心律失常多见[1]。患者病情呈进行性加重，死亡可发生于疾病的任何阶段。Verdonschot等[2]的临床研究发现，人群中扩张型心肌病的发病率约为1/2 500，分子遗传学研究发现基因突变是患者的主要病因之一。突变基因主要与心肌细胞骨架蛋白、细胞核膜、离子通道等基因有关。扩张型心肌病患者的临床表现差异较大，从无症状到心律失常，严重者表现为心力衰竭甚至猝死。同时，扩张型心肌病与其他心肌病，如肥厚型心肌病、限制型心肌病在临床表现及基因突变上都有重叠，相同的临床表现可能致病基因不同，相同的基因突变可以出现不同的临床表型，因此给临床诊治带来较大的困难[3]。随着基因测序技术的进步，特别是高通量测序技术的出现，基因筛查日趋精准，极大地促进了遗传性心血管病的诊断和治疗。本研究应用全外显子组测序技术，对1个扩张型心肌病患者家系进行了致病基因的筛查。
1 资料与方法 1.1 先证者及家系资料2019年4月复旦大学附属中山医院收治1例扩张型心肌病先证者（Ⅱ-3，图 1）。患者44岁，男性，反复胸闷、气短11年，休息数分钟后可缓解，外院诊断为扩张型心肌病，8年前患者出现头晕、晕厥等症状，外院心电图检查示心动过缓，遂在外院植入心脏起搏器。患者7 d前再次出现胸闷气急、双下肢水肿，症状加重，于我院急诊入院，患者的心电图（图 2A）示心房颤动，呈VVI形式起搏，带动良好。患者超声心动图检查（图 2B）示心脏明显增大，少量心包积液，左右心室整体收缩活动减弱，左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）为33%。患者的X线胸部平片（图 2C）示心影增大。氨基末端脑钠肽前体（N-terminal prohormone of brain natriuretic peptide，NT-proBNP）显著升高，经对症治疗后好转。
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| 图 1 先证者的家系图（A）及家系成员突变位点Sanger测序图（B） |
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| 图 2 先证者家系的临床检查资料 A：患者心电图；B：患者的超声心动图；C：患者的X线胸部平片；D: 患者哥哥的超声心动图。 |
进一步询问家族史发现，患者哥哥及母亲均有心脏病病史，且其母亲既往因心脏病于32岁时去世。患者哥哥（Ⅱ-2，图 1），47岁，既往病史及检查资料提示：心脏生化指标及冠脉CT均无明显异常，可排除冠脉病变导致的心功能异常；进一步复查心电图、心超等，诊断房颤、房室传导阻滞和左心室功能不全，心脏超声检查（图 2D）示左室扩大伴左室收缩活动减弱，LVEF为45%，符合扩张型心肌病的诊断。
1.2 一般临床资料收集该家系中所有相关成员的临床资料，包括超声心动图、心电图、发病年龄、纽约心功能评级、初发症状、血清肌酸激酶等。同时进行体格检查，并根据需要行动态心电图检查。所有研究对象签署知情同意书后，采集其外周血标本，按照试剂盒说明书步骤提取DNA，送检测序。本研究通过复旦大学附属中山医院伦理委员会批准[B2016-016(2)R]。
1.3 全外显子组测序和分析根据家系中患者及家族成员的临床表型，对3名家族成员(Ⅰ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3，图 1）的外周血DNA行全外显子组测序。检测样本抽提核酸，采用超声打断，用TruSeq DNA Sample Preparation试剂盒处理两端连接测序接头构建成测序文库，采用PE125格式，使用Roche Nimblegen SeqCap EZ v5.1试剂盒捕获全外显子区域，采用illumina XTEN平台进行高通量测序，数据质量Q30比例大于90%，95%目标区域测序深度＞30×。原始序列读取根据人类基因组GRCh37进行映射，并使用langya进行注释分析，langya自动执行BWA映射和Freebayes变量调用，然后根据内部和公共数据库以及遗传模型拟合进行过滤。变异和临床诊断关键词被传递到基于科学和临床文献NLP的搜索引擎。筛选过滤明确致病基因突变位点，后续对家族成员的DNA进行Sanger测序以确认其基因突变位点，并对家族成员进行家族共分离验证分析。
2 结果 2.1 全外显子测序结果对先证者及家系成员行全外显子组测序，通过数据过滤及生物信息学分析发现，该扩张型心肌病患者家系的致病基因突变位点为MYH7 c.2458G＞C（p.Ala820Pro）。该位点在人群中突变频率低，既往研究未见有报道，为汉族人群中首次发现。
2.2 MYH7基因突变位点的生物信息学分析通过生物信息学分析（图 3）发现，该位点在不同物种中为高度保守区域。在家族成员中进一步验证，只有先证者及其哥哥携带该MYH7突变位点，共分离验证分析显示该基因型与临床表型在家系内表现一致。
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| 图 3 MYH7突变位点氨基酸序列保守性分析 |
MYH7编码心肌肌小节β肌球蛋白重链蛋白，其突变可以导致心肌肥厚及心肌收缩功能异常。本研究中发现的MYH7基因突变位点预测蛋白结构为致病，其组成蛋白结构单元中的氨基酸在不同物种间高度保守，突变之后会对蛋白功能产生较严重的影响，因此患者临床表现为心脏收缩功能的异常，同时在家系其他成员中表现为心脏结构或心电活动的异常。
3 讨论扩张型心肌病以心脏扩大伴心室收缩功能障碍为主要表现，患者的预后通常较差，初次诊断后的5年存活率低于50%，晚期常死于心力衰竭，这也是心脏移植的常见原因之一[4]。遗传和非遗传因素在扩张型心肌病的发生和发展中共同作用，导致患者临床表现各不相同[5-6]。目前研究[7]发现，超过60个基因与扩张型心肌病的发生有关，部分的扩张型心肌病患者通过基因筛查找到了相关的致病的基因突变，但目前扩张型心肌病与基因突变之间关系的了解仍不全面，基因突变导致扩张型心肌病发病的机制有待进一步研究。
扩张型心肌病如能及时得到诊断治疗，患者将在很大程度上减少心血管意外事件的发生。随着基因测序技术的进步，遗传性心肌病的基因诊断有了飞跃式进步。高通量测序技术可以在短时间内获得大量遗传信息，在快速寻找致病基因突变、明确诊断、精准治疗和产前咨询等方面有广阔前景[8-9]。同时随着基因测序大数据的积累，科研工作者的不断探索，基因的诊断及治疗都出现了革命性的转变，准确性及安全性都已经非常高，特别是在危重症及疑难病的诊治方面，对扩张型心肌病患者及家系成员进行基因检测有重要价值[10]。
MYH7是人类第14号染色体上的1个基因，主要编码心肌纤维中的β肌球蛋白重链。肌球蛋白是最保守的收缩蛋白，它构成肌节粗丝的主干[11]。在心肌细胞的能量供应和维持心肌细胞内外Ca2+的浓度中发挥重要作用，β肌球蛋白重链是具有酶活性的心脏收缩蛋白，可以将ATP水解成ADP和Pi，并通过肌小节的酶促动力反应和收缩偶联机制调节心肌收缩功能[12]。MYH7基因突变相关心肌病主要包括肥厚型心肌病和扩张型心肌病[13]。本研究通过全外显子组测序发现1个扩张型心肌病患者家系中新的MYH7突变位点，该位点在汉族人群中尚未见报道。MYH7导致心肌病的机制目前还未完全明了，既往研究[4]报道与突变导致肌小节的形态、结构和功能异常等有关。本研究中，该心肌病家系先证者在MYH7基因中存在1个新突变，携带该突变位点的家族成员的心功能异常，突变位点在家系内符合基因表型共分离关系。本研究中发现的罕见突变位点位于蛋白结构预测为有害的保守区域，MYH7的突变c.2458G＞C（p.Ala820Pro）为新的汉族人群扩张型心肌病致病突变位点，后续将在更大的心肌病人群中验证该位点的致病性，同时探寻可能的致病机制。
综上所述，由于扩张型心肌病可在各年龄阶段发病，且临床表现差异较大，不同基因突变位点的外显率各不相同，给临床诊断带来了较大困难[12, 14]。全外显子组测序能够实现高度准确的基因突变筛查，可更广泛地应用于检测心肌病基因突变。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。
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