2.低龄房颤者常伴基因突变

房颤作为最常见的心律失常，在一般人群中的发病率约为1%～2%。随着人口老龄化，预计到2050年发病率将超过目前的2倍。大部分房颤伴有已知的心血管风险因素，然而，仍有10%～20%的患者不伴相关风险因素，归为“孤立性房颤”的范畴。尽管房颤的发病机制尚不完全清楚，但普遍认为多种机制及触发因素相互作用的多样性是房颤发生的基础，其中大量研究证实了基因遗传因素在房颤发病机制中的重要作用。与一般类型的房颤相比，低龄房颤排除了更多伴随因素，基因遗传影响作用更大。此外，有研究指出，低龄孤立房颤患者中P波形态已经发生显著改变，暗示了电生理特性的改变是房颤的病因而不是结果。本文对低龄房颤（本文中除特殊说明，一般指研究人群发病年龄＜40岁）及其相关基因突变、单核苷酸多态性（SNPs）的最新进展作一简要阐述。

一　房颤的遗传倾向性

2004年Framingham研究发现，父母中至少一名存在房颤，其后代发生房颤的风险增加。此后，相关研究证实了家族性房颤的遗传倾向性，如丹麦的双胞胎研究显示，与异卵双胞胎相比，同卵双胞胎的房颤发生风险增加，预测房颤基因的遗传度为62%。房颤的遗传模式可分为两种：①符合孟德尔单基因遗传模式的家族性房颤，遗传因素起主要作用，表型单一，在同一个家系中有多个成员患病，临床中较少见；②散发性房颤，遗传因素与非遗传因素共同起作用，表型具有复杂性，多种易感基因参与，在临床中较常见。连锁分析法是研究家族性房颤致病基因的主要方法，而散发性房颤采用候选基因关联研究与全基因组关联研究（GWAS）。GWAS利用人类基因组大量存在的SNPs寻找与复杂疾病相关的遗传因素。SNP指在染色体DNA序列中某个位点上单个核苷酸的变异性，如果一个群体中同一位点存在两种以上等位基因并且最低基因频率≥1%，即认为具有SNP。基因突变程度可根据最小等位基因频率（MAF）划分，MAF介于5%～50%之间称为常见突变，＜1%称为罕见突变。目前，已经发现了至少25个房颤相关致病基因（表1-2-1），以及GWAS显示的9个房颤相关易感基因SNPs（表1-2-2）。

二　低龄房颤与相关基因突变

随着新的房颤相关易感基因及致病基因不断发现，基因突变在低龄房颤中的研究也不断涌出。如上所述，低龄房颤的遗传倾向性更大，Oyen等指出，随着患孤立房颤亲属的人数增多和年龄降低，低龄患者发生孤立房颤的风险增加。近年来一系列研究发现了可能与低龄房颤相关的基因突变或多态性，包括钾通道、钠通道、HCN通道及非离子通道等相关基因突变（表1-2-3）。

1.钾通道相关基因突

变 KCNE1编码缓慢激活延迟整流性钾电流（IKs）的具有调控功能的β亚基。一些研究已经显示IKs的α亚基Kv7.1与房颤相关。Olesen等研究指出KCNE1与低龄房颤相关。研究中发现了2个突变，分别是G25V和G60D。G25V位于通道蛋白氨基末端。有关KCNE1氨基末端的作用所知甚少。G60D位于KCNE1跨膜片段区域，与57～59残基（门控密码子）邻近，该密码子在Kv7.1通道调控中起关键作用。分析显示两种突变都导致钾电流增加。

有研究已经显示了长QT综合征（LQTS）、短QT综合征（SQTS）与房颤相关。Andreasen等对此进行了进一步的证实，研究8个影响QTc间期的SNPs是否与低龄房颤（发病年龄＜50岁）相关。研究结果显示，rs2968863（7q36.1）突变的患者低龄孤立房颤风险增加。已知该位点SNPs可使QTc间期缩短1.4毫秒。该变异与LQT2基因KCNH2邻近，KCNH2编码钾通道Kv11.1。KCNH2测序显示，rs2968863与KCNH2的非同义突变K897T相关性较高。K897T携带者可以表现为QTc延长或缩短。对具有短QTc的年轻患者，K897T可能通过缩短QTc增加房颤风险，而对老年非孤立房颤患者，可能具有保护作用。QTc间期与房颤之间是非线性关系，短QTc和长QTc都可能增加房颤风险。

KCND3编码瞬时外向钾电流（Ito）的核心亚基Kv4.3。有研究指出，Kv4.3与Brugada综合征相关。Olesen等研究发现KCND3基因新的非同义突变A545P在低龄房颤中发生率增加。电生理分析显示，该突变导致峰电流密度增加，失活速度减慢。这种功能获得的Kv4.3突变与低龄房颤的关联性进一步证实了钾电流增加在房颤易感性中的作用。

KCNN3编码小电导钙激活型钾通道（SK3）。GWAS显示KCNN3内含子中的一个SNP与孤立房颤相关。Olesen等对低龄房颤与KCNN3基因突变的相关性进行研究。应用候选基因筛选，他们并没有发现KCNN3编码区突变，却发现KCNN3基因外显子同义SNP（rs1131820）与低龄孤立房颤风险相关。没有发现KCNN3编码区突变，不能除外其他原因。此外，需要指出的是，同义突变，又称为沉默突变，并不像之前想的完全没有作用。KCNN3（rs1131820）与低龄房颤的关联性仍需进一步证实。另外，Jabbari等发现KCNJ5基因的2个SNPs，rs6590357和rs7118824，与低龄孤立房颤相关。KCNJ5基因编码乙酰胆碱激活钾通道（KACh）。

2.钠通道相关基因突变

SCN5A编码钠通道的α亚基。Olesen等对192例低龄孤立房颤患者SCN5A测序，发现8个非同义突变（T220I、R340Q、T1304M、F1596I、R1626H、D1819N、R1897W、V1951M）和2个罕见突变（S216L，F2004L）。在11名基因型阳性先证者中，6名有LQT3相关的突变。孤立房颤中LQT3相关突变的发生率比预想的高很多。因此，推测LQT3和低龄孤立房颤可能具有共同的发病机制。孤立性房颤患者携带LQT3相关变异者，致命性心律失常风险增加。关于SCN5A突变导致的钠通道电流的电生理特性的改变，不同研究报道的差异很大。Olesen等应用膜片钳记录HEK293细胞突变通道和野生型通道电流，结果显示，峰电流增加或者减少都可以增加房颤风险。此后，Olesen等又发现了该人群中SCN3B基因的3个非同义突变（R6K、L10P、M161T），电生理分析显示钠电流减少。

3.HCN通道

近日，GWAS发现了新的房颤易感位点HCN4。Macri等在527例低龄房颤患者（发病年龄＜66岁）中，发现了7个新的HCN4突变位点（图1-2-1），是对照组中的2倍多。其中一个突变p.Pro257Ser（位于第一个跨膜区的氨基端）导致HCN4蛋白向细胞膜转运缺陷，其他6个没有导致功能缺陷。表明p.Pro257Ser携带者中HCN4单倍剂量不足可能是低龄房颤的发生机制。

4.非离子通道相关基因突变

GJA5编码缝隙连接蛋白Cx40（connexin40）。Cx40仅在心房和传导系统中表达，与Cx43共同组成心房肌细胞的电耦联。一些研究提出，Cx40表达下降，通过减慢心房传导，增加房颤发生的风险。近年来大量研究表明GJA5基因与房颤具有相关性。GJA5由2个拼接转录因子A和B组成，A、B编码相同的亚基，但是含有不同的第一外显子，即外显子1A和1B，启动子序列分别是A和B。Wirka等最近发现，位于启动子B的一个调控性TATA盒中的SNP rs10465885与低龄孤立房颤（发病年龄＜60岁）相关，与Cx40的mRNA水平显著相关，等位基因不平衡检测发现，等位基因G较A关联性更强。另外2个病例对照研究进一步表现了这种关联性趋势。其中一个队列显示相对危险度（odds ratio，OR）是1.25（低龄房颤组年龄≤66岁），另一个OR是1.09（低龄房颤组年龄≤66岁）。但由于样本小，两个研究不具有显著性差异。进一步meta分析显示，OR为1.16，结果具有显著性差异。然而，当纳入所有年龄组的研究对象时，meta分析并没有发现该位点与孤立房颤的关联性，暗示了老年房颤患者共存的其他疾病可能削弱了遗传因素的影响。此外，他们还发现位于启动子A的SNP与低龄孤立房颤没有显著相关性。

根据上述研究中年龄因素导致的关联性差异，Christophersen等入选了更为年轻的孤立房颤患者，发病年龄＜50岁。结果却显示他们并没有发现rs10465885 G等位基因与低龄孤立房颤的关联性，相比之下，等位基因A罕见突变发生率明显增高。rs10465885等位基因G 与Cx40 mRNA表达水平下降相关。推测rs10465885等位基因A携带者可能使Cx40表达增加，连接蛋白Cx40和Cx43表达失衡，影响缝隙连接整体功能，导致传导速度下降，心房房颤易感性增加，房颤风险提高。但是需要指出的是，其并不能排除这种关联的巧合性。总之，GJA5基因突变在房颤，特别是低龄房颤发生发展中具有重要作用。

随着GWAS确定的房颤相关SNPs逐渐增多，Olesen等对8个房颤相关SNPs在低龄孤立房颤的关联性进行了分析。研究发现3个相关位点，分别是4q25（rs2200733）、7p31（rs3807989）、12p12（rs11047543）。3个位点与低龄房颤风险相关，且独立于传统风险因素。

rs2200733距离最近的PITX2基因150kb，该基因编码转录因子PITX2。PITX2c是人类心脏表达的主要亚基。杂合子敲除（PITX2c+/-）小鼠显示，心脏结构功能没有变化，而钙离子连接蛋白、缝隙连接、紧密连接和离子通道表达发生改变。进一步显示，由于心房动作电位和有效不应期缩短，Pitx2c+/-缺失小鼠心脏程序刺激时容易引发房颤。与其一致的是，研究显示持续房颤患者中PITX2c表达显著减少，证明了PITX2功能缺失与房颤的相关性。Franco等指出，PITX2影响连接蛋白Cx40的表达。此外，INa和IK1表达异常，动作电位幅度下降，静息膜电位除极，容易引发房颤。还有报道显示PITX2c与心肌袖发育相关。rs3807989与编码caveolin的CAV1基因位置邻近，在心房细胞中表达。CAV1敲除小鼠易患扩张型心肌病和肺动脉高压。rs11047543与编码转录因子的SOX5基因邻近。SOX5通过转录过程在细胞命运调控中起重要作用，但没有直接心脏作用。研究显示SOX5敲除小鼠死于心衰，表明SOX5可能与房颤相关。

LMNA位于染色体1q21，编码核纤层蛋白A和C。核纤层蛋白突变至少可以导致16种疾病，称为核纤层病，在心脏上常表现为进展性房室传导阻滞（AVB）、扩张型心肌病（DCM）、心脏性猝死（SCD），以及少见的房性心律失常。潜在机制尚不清楚。Pan等对一个大型家族LMNA突变进行了研究，该家族表现为低龄房颤、进展性AVB，并出现DCM和SCD。基因分析发现新的基因突变K117fs。研究指出，LMNA突变可能是低龄房颤和进展性传导系统疾病的潜在病因。并提出，有些低龄房颤患者可能需要密切观察有无DCM进展，并基因筛查有无遗传性心律失常。

5.罕见突变和常见突变

以上研究证实了基因突变在低龄房颤中仍然常见。Olesen等最新指出，与常见突变相比，罕见突变在低龄孤立房颤中的发生率更高。与其他研究不同的是，该研究第一次从宏观角度为罕见突变在房颤易感基因中的作用提供了定量性的证据，而不是单纯着眼于某一个突变与房颤是否有关。研究中，罕见突变在孤立房颤中的OR为1.89，高于之前任何一个GWAS关联的常见突变的OR值，并且96%的突变表现出离子通道功能异常。在房颤易感基因中，罕见突变和常见SNP可以并存，两者相互作用，导致房颤的发生。

三　房颤与基因治疗

目前房颤的治疗包括药物治疗、电转复和射频消融。据报道，一种治疗手段后房颤的复发率仍可能达到40%～50%，多种治疗手段后为10%～20%。一些研究发现，SNP与药物、电转复、射频消融后房颤复发有关。进一步证实了基因遗传因素在房颤发生发展中的重要作用。研究房颤的基因基础有助于房颤的早期风险识别，从而进行风险分层和优化治疗策略。有关房颤基因突变与临床预后的相关性信息非常少。Everett等新近研究暗示了基因风险评估在房颤预后方面的作用。一些动物实验研究已经显示，针对某种导致功能改变的基因缺陷，通过导入基因，诱导基因表达，从而延缓房颤发生，为房颤基因治疗的可行性、有效性提供了依据。如Bikou等通过转基因诱导Cx43蛋白表达增加，延缓了实验组房颤发生的时间。基因治疗在房颤节律控制和心率控制上都显示了可喜的疗效。另一方面，临床工作中，针对存在功能获得或缺失的基因突变房颤患者，应谨慎应用抗心律失常药物，防止抗心律失常药物作用于缺陷基因靶点而疗效欠佳甚至加重病情。然而，基因风险评估和基因治疗最终应用于临床，统一标准的灵敏的基因检测技术是其必要条件。而已知房颤致病基因中又没有一个可以涵盖≥5%的房颤。因此，目前我国专家共识并不推荐对房颤患者进行基因检测，对于存在明显家族史、不伴明确基础心脏疾病的低龄房颤患者，可以根据具体情况采集全血，为其后的DNA分析做准备，然而是否能从基因检测中获益仍需大规模研究来证实。总之，房颤基因治疗仍有很长的路要走，有许多突出的问题需要解决。

系列研究进一步证实了，离子通道以及非离子通道相关基因突变、罕见突变及常见突变与低龄房颤仍具有相关性。这为低龄房颤这一特定人群的房颤基因研究提供了有力证据。但目前多数相关研究局限于白种人群，有关亚洲人群的研究较少。同时，由于房颤病理生理机制的复杂性和多样性，尚需大量基础与临床研究来进一步明确其相关机制，并转化应用于临床实践，从而为不伴传统风险因素的低龄房颤患者的临床治疗策略提供理论依据。

（刘刚　王乐）

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