一個(gè)復(fù)雜性PAF家系的遺傳特征及其與KCNE1-S38G、D85N基因多態(tài)性的關(guān)系*

胡　睿, 李　偉, 羅振華, 吳立榮*

(1.貴州醫(yī)科大學(xué)附院 心血管內(nèi)科, 貴州 貴陽　550004； 2.貴州省人民醫(yī)院 中心實(shí)驗(yàn)室, 貴州 貴陽　550004)

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一個(gè)復(fù)雜性PAF家系的遺傳特征及其與KCNE1-S38G、D85N基因多態(tài)性的關(guān)系*

胡睿1**, 李偉1, 羅振華2, 吳立榮1***

(1.貴州醫(yī)科大學(xué)附院 心血管內(nèi)科, 貴州 貴陽550004； 2.貴州省人民醫(yī)院 中心實(shí)驗(yàn)室, 貴州 貴陽550004)

[摘要]目的： 調(diào)查1例復(fù)雜性陣發(fā)性心房顫動(dòng)(PAF)先證者家系遺傳特征,探討復(fù)雜性PAF與鉀離子通道KCNE1-S38G、D85N基因多態(tài)性的關(guān)系。方法： 確診的1例復(fù)雜性PAF先證者，收集其家系所有成員資料，繪制家系圖譜，分析該家系遺傳特征；提取該家系先證者及后代外周靜脈血基因組DNA，采用聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)擴(kuò)增KCNE1-S38G、D85N基因特異目的片段，進(jìn)行DNA序列測定，測序結(jié)果經(jīng)BLAST對比，分析該家系成員KCNE1-S38G、D85N基因多態(tài)性。結(jié)果： 繪制家系圖譜發(fā)現(xiàn)，該家系符合常染色體顯性遺傳病特征；經(jīng)BLAST對比發(fā)現(xiàn)家系中發(fā)病成員與未發(fā)病成員的KCNE1-S38G、D85N基因特異片段測序與野生型基因DNA序列一致。結(jié)論： 該復(fù)雜性PAF家系為常染色體顯性遺傳，其KCNE1-S38G、D85N基因序列未發(fā)生改變。

[關(guān)鍵詞]心房顫動(dòng)； 多態(tài)性,單核苷酸； 序列分析,DNA； 常染色體顯性遺傳； 鉀離子通道基因

陣發(fā)性心房顫動(dòng)(paroxysmal atrial fibrillation，PAF)是一種發(fā)病率和致死率都非常高的快速型室上性心律失常，在7 d內(nèi)可通過藥物或自行轉(zhuǎn)復(fù)為竇性心律，但目前對PAF的漏診率非常高。PAF與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、先天性心臟病、瓣膜性心臟病、高血壓、甲狀腺功能亢進(jìn)、心肌病、肺源性心臟病及心臟介入手術(shù)后合并的心房顫動(dòng)(atrial fibrillation，AF)很難區(qū)分，其發(fā)病機(jī)制至今未完全闡明，且亦很難準(zhǔn)確區(qū)分發(fā)病的孰先孰后。有文獻(xiàn)報(bào)道，雙親中有一方患有AF或者是AF基因攜帶者，其后代發(fā)生AF的風(fēng)險(xiǎn)增加了1.85倍，其有血緣關(guān)系的家系成員發(fā)生心律失常的可能性要增加40%[1]。依據(jù)全基因組關(guān)聯(lián)性研究 (genome-wide association studies, GWAS)顯示的9個(gè)AF相關(guān)易感基因中，以鉀離子通道基因(KCNE1)為主要代表[2-3]?，F(xiàn)對1例復(fù)雜性PAF先證者進(jìn)行調(diào)查，通過繪制該家系圖譜，分析該家系遺傳特征，探討PAF與KCNE1-S38G、D85N基因單核苷酸多態(tài)性的關(guān)系。

1資料與方法

1.1先證者及家系資料

先證者為女性，貴州省貴陽市人，漢族，祖籍臺(tái)灣??； 2012年11月，因反復(fù)胸悶、心悸30年，再發(fā)1 d入院。有20年高血壓病史，長期服用羅布麻、北京降壓0號(hào)治療。入院檢查提示促甲狀腺激素(TSH)、甲狀腺過氧化物酶抗體(TPO-Ab)、甲狀腺球蛋白抗體(TG-Ab)及低密度脂蛋白(LDL)結(jié)果異常；心臟彩超提示二尖瓣、三尖瓣、主動(dòng)脈瓣輕度反流。甲狀腺彩超示雙側(cè)甲狀腺結(jié)節(jié)并粗大鈣化灶。胸部正側(cè)位X光提示主動(dòng)脈硬化，主動(dòng)脈型心臟改變。12導(dǎo)心電圖示AF心律；冠狀動(dòng)脈造影提示右冠狀動(dòng)脈前降支(RCA)近段狹窄50%，左前降支(LAD)遠(yuǎn)段心肌橋(myocardial bridge，MB)改變。2014年7月，因“突發(fā)意識(shí)喪失、暈厥”入院，急查頭顱CT示急性腦梗塞，后長期臥床，生活不能自理，PAF轉(zhuǎn)變?yōu)槌掷m(xù)性AF，長期口服華法林2.5 mg(1次/d)。經(jīng)調(diào)查該家系共有32人：其中直系22人，男性12人，女性10人；外來10人，男性5人，女性5人。年齡1～87歲。

1.2方法

1.2.1家系遺傳特征參考文獻(xiàn)[4]，分析先證者及家系成員資料，繪制家系圖譜，分析家系遺傳特征。

1.2.2DNA提取及引物設(shè)計(jì)抽取先證者及后代4人及其配偶共計(jì)6人靜脈血5 mL，采用Ezup柱式血液基因組DNA抽提試劑盒(由上海生物技術(shù)有限公司提供)抽提全血基因組DNA，-80 ℃冰箱儲(chǔ)存?zhèn)溆?。KCNE1-S38G、D85N引物參考文獻(xiàn)[5～7]，由上海生物技術(shù)有限公司合成，KCNE1-S38G上游引物序列為5′-TGT GGC AGG AGA CAG TTC AG-3′，下游序列為5′-GCT TCT TGG AGC GGA TGT AG-3′；KCNE1-D85N上游引物序列為 5′-GTT CAG CAG GGT GGC AAC AT-3′，下游序列為5′-GCC AGA TGG TTT TCA ACG ACA-3′。

1.2.3聚合酶鏈(PCR)反應(yīng)PCR反應(yīng)體系(20 μL)：2×Easy Taq?PCR Super Mix 10 μL，上下游引物各0.5 μL，模版DNA 3 μL(10 μg/μL)，雙蒸水6 μL，雙蒸水替代DNA作為陰性對照。KCNE1-S38G反應(yīng)條件：94 ℃預(yù)變性30 s，94 ℃變性30 s、53.5 ℃退火30 s、72 ℃延伸30 s、30次循環(huán)，72 ℃最后延伸5 min。KCNE1-D85N反應(yīng)條件：94 ℃預(yù)變性1 min，94 ℃變性30 s、56 ℃退火30 s、72 ℃延伸30 s， 30次循環(huán)，72 ℃最后延伸5 min。

1.2.4基因序列分析每個(gè)樣本取20 μL PCR產(chǎn)物送上海生物技術(shù)有限公司進(jìn)行DNA測序分析，運(yùn)用DNAstar和CHROMAS軟件，經(jīng)GENEBANK中BLAST軟件進(jìn)行序列比對，分析家系中AF發(fā)病者與未發(fā)病者的序列差異。

2結(jié)果

2.1PAF家系遺傳特征

通過繪制家系圖譜，先證者家系中每代均有AF患者，且無明顯器質(zhì)性心臟病病史，發(fā)病突然，男女均有發(fā)病，AF發(fā)病多在40歲以后，其中，發(fā)病6人，2人可疑，已故4人。Ⅰ1為先證者母親，30歲突發(fā)心臟性猝死去世；Ⅰ2為先證者父親，80歲因心血管疾病去世，具體病因不詳；Ⅱ3為先證者二哥50歲突發(fā)心臟性猝死去世，有明確診斷為AF；Ⅱ8為先證者同父異母弟弟40歲突發(fā)心臟性猝死去世，明確診斷為AF；Ⅲ5為先證者兒子50歲確診AF、Ⅲ7為先證者女兒51歲，疑似AF發(fā)病者；Ⅳ3為先證者孫子20歲，疑似AF發(fā)病者。上述資料符合常染色體顯性遺傳病特征。見圖1。

圖1　PAF先證者及家系圖譜Fig.1　Pedigree of familial atrial fibrillation

2.2PAF家系KCNE1-S38G、D85N單核苷酸多態(tài)性

通過BLAST對比發(fā)現(xiàn)，先證者及后代4人及配偶共6人KCNE1-S38G DNA測序結(jié)果一致，與GeneBank上的KCNE1-S38G(ID3753，NC_000021.9 GI:56881557)一致，該基因位于人類21號(hào)染色體，基因位點(diǎn)序列位于堿基序列的外顯子區(qū)域，無內(nèi)含子存在，全長165 bp，其DNA序列與mRNA序列一致，該序列的112位A被G代替，導(dǎo)致其38位的絲氨酸變?yōu)楦拾彼?。先證者及后代4人及配偶共6人KCNE1-D85N DNA測序結(jié)果也一致，與GeneBank上的KCNE1-D85N(ID3753，NC_000021.9 GI:56881557)一致，該基因位于人類21號(hào)染色體，存在于跨膜區(qū)域，全長281 bp，該序列的253位G變?yōu)锳。見圖2。

圖2　KCNE1 -S38G、D85N測序結(jié)果Fig.2　The sequence of KCNE1 Gene

3討論

AF最常見的并發(fā)癥有腦動(dòng)脈栓塞、周圍動(dòng)脈栓塞、肺栓塞、心功能不全、心臟性猝死，其中腦動(dòng)脈栓塞(Strokes,CS)和心臟性猝死(Sudden cardiac death,SCD)是最危險(xiǎn)發(fā)生率最高的并發(fā)癥。目前為止依據(jù)WHO公布的以及相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的腦卒中是全世界導(dǎo)致人類死亡僅次于心臟性猝死的主要原因，在我國居民中占首位[8-9]。PAF發(fā)生率明顯高于持續(xù)性及永久性AF，常無明顯的器質(zhì)性臟器病變，其腦卒中發(fā)病率比無陣發(fā)性AF患者要高出5倍，而AF合并高血壓患者的腦卒中發(fā)生率比正常人或者單一發(fā)病者要高出6～10倍，特別是AF患者首發(fā)高血壓病一年后其發(fā)病率達(dá)80%[10-12]。提示AF患者突然發(fā)病死亡的風(fēng)險(xiǎn)非常高，特別是容易漏診的PAF。有研究證實(shí)了上述觀點(diǎn)[13-14]。

綜合以上因素，先證者入院前30年偶有心悸、胸悶，有20年高血壓病史，甲狀腺結(jié)節(jié)及甲狀腺功能異常入院后常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)，血脂低密度脂蛋白明顯高于正常上限值，心臟超聲有二尖瓣、三尖瓣及主動(dòng)脈瓣輕度返流，胸片示主動(dòng)脈型心臟改變，結(jié)合冠狀動(dòng)脈造影右前降支(RCA)近端50%狹窄及LAD(LCA)遠(yuǎn)段MB改變?？紤]先證者AF可能繼發(fā)于長期高血壓導(dǎo)致血流動(dòng)力學(xué)改變，引起肺動(dòng)脈高壓，誘發(fā)AF；TSH 5.532 mIU/L，輕度升高，可能引起C反應(yīng)蛋白及炎癥刺激因子分泌增加，刺激左心房相關(guān)通道離子功能改變，誘發(fā)AF；因PAF容易漏診，且發(fā)病趨于老齡化，基因多態(tài)性與心房顫動(dòng)發(fā)病有關(guān)，特別是KCNE基因家族[15]。因此，將2012年11月收治的1例復(fù)雜性PAF作為先證者，對該家系所有成員資料進(jìn)行調(diào)查，繪制該家系圖譜，分析該家系遺傳特征；并在該家系內(nèi)探討復(fù)雜性PAF與KCNE1-S38G、D85N基因單核苷酸多態(tài)性的關(guān)系。繪制先證者家系圖譜，發(fā)現(xiàn)年齡>40歲成員中代代均有發(fā)病，不分男女，且無明顯器質(zhì)性心臟病，符合常染色體顯性遺傳病特征[4]。依據(jù)AHA/ACC/ESC指南推薦基因檢測標(biāo)準(zhǔn)，該家系同意進(jìn)一步了解自身基因遺傳情況，符合IIa類推薦(基因檢測結(jié)果對預(yù)防或治療措施選擇無影響)。KCNE1-S38G和D85N是AF的相關(guān)易感基因的多態(tài)性位點(diǎn)[16-17]，但未有報(bào)道稱與家族性AF發(fā)病有關(guān)。通過BLAST對比發(fā)現(xiàn)，先證者及后代4人及配偶共6人KCNE1-S38G 、D85N DNA測序結(jié)果一致，并與GeneBank上的序列一致，意味著KCNE1-S38G和D85N與此家系A(chǔ)F發(fā)生無關(guān)，但不排除與其他位點(diǎn)及基因多態(tài)性存在關(guān)系，這有待進(jìn)一步研究，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)及預(yù)防AF以及腦卒中等相關(guān)致死性并發(fā)癥提供一定的參考依據(jù)。

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(2016-03-25收稿，2016-05-16修回)

中文編輯： 吳昌學(xué)； 英文編輯： 周凌

*[基金項(xiàng)目]貴州省優(yōu)秀科技教育人才省長基金(2011-27)； 貴州省科技廳社會(huì)發(fā)展公關(guān)基金[黔科合SY字(2012)3113]； 貴州省科技廳聯(lián)合基金[黔科合LG字(2011)031]

[中圖分類號(hào)]R541.75； RZ273

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1000-2707(2016)07-0779-04

DOI:10.19367/j.cnki.1000-2707.2016.07.008

Genetic Characteristics of A Complex Paroxysmal Atrial Fibrillation Family and Its Relationship with Single Nucleotide Polymorphism of KCNE1

HU Rui1, LI Wei1, LUO Zhenhua2, WU Lirong1

(1.DepartmentofCardiology,HospitalAffiliatedtoGuizhouMedicalUniversity,Guiyang550004,Guizhou,China;2.Centrallaboratory,GuizhouProvincialPeople'sHospital,Guiyang550004,Guizhou,China)

[Abstract]Objective: To investigate the genetic characteristics of a complex paroxysmal atrial fibrillation (PAF) family, and to explore the relationship between complex PAF and single nucleotide polymorphism of potassium ion channel gene (KCNE1). Methods: One case diagnosed as complex PAF syndrome were studied, the data of all the family members were collected, family map was drawn, genetic characteristics of the family was analyzed. Peripheral venous blood genomic DNA of proband and her offspring was extracted, KCNE1-S38G, D85N specific gene fragment was amplified by polymerase chain reaction (PCR), DNA sequence analysis was performed. The sequencing results were compared with BLAST and KCNE1-S38G, D85N gene polymorphism was analyzed. Results: Family tree showed that it accorded with autosomal dominant genetic disease characteristic; BLAST comparison found that members who suffered from PAF or not had the same KCNE1-S38G, D85N gene specific fragment sequence with wild type DNA sequence. Conclusion: This complex PAF family has autosomal dominant genetic disease characteristic, and the sequence of KCNE1-S38G and D85N doesn't change.

[Key words]atrial fibrillation; polymorphism,single nucleotide; sequence analysis,DNA; autosomal dominant genetic disease; potassium ion channel gene

**貴州醫(yī)科大學(xué)2012級碩士研究生，現(xiàn)在廣東省第二人民醫(yī)院工作

***通信作者 E-mail:wlr@medmail.com.cn

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-07-17網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.5012.R.20160717.1318.054.html