兒童心肌致密化不全6 例臨床表現(xiàn)及基因變異分析

張鳳華 安金斗 馮嵩 張小建 趙小林

（鄭州大學第一附屬醫(yī)院小兒內(nèi)科，河南鄭州 450000）

心肌致密化不全（noncompaction of the ventricular myocardium, NVM）是一種罕見的心肌病，是兒童心肌病中較為嚴重的類型之一，該病預(yù)后差異較大，發(fā)病年齡小、臨床癥狀重者預(yù)后差，是目前造成兒童慢性心力衰竭的重要原因之一[1]。在兒童心肌病中，NVM 的發(fā)病率至少占5%[2]。NVM可以是先天性疾病，也可是后天獲得性疾病，這導致NVM 分類時存在很大的不確定性。歐洲心臟病學會和美國心臟協(xié)會未提供有關(guān)NVM 的診斷和治療指南，但將其歸類為“未分類的心肌病”或“遺傳性心肌病”[3-4]。NVM 的發(fā)生發(fā)展有復(fù)雜的遺傳背景，其病因及發(fā)病機制尚不明確。多數(shù)遺傳研究表明，NVM 是由肌節(jié)、細胞骨架和線粒體蛋白結(jié)構(gòu)或功能變化發(fā)展而來的，該病以心功能不全、心律失常、血栓形成等為主要臨床表現(xiàn)。兒童NVM 的臨床表現(xiàn)差異較大，因此該病的早期診斷和及時治療至關(guān)重要。目前NVM 的診斷主要依賴于超聲心動圖、心臟磁共振、基因檢測。既往研究發(fā)現(xiàn)，NVM 的發(fā)病可能與MYH7、MYBPC3、ACTC1、TNNT2、TAZ、DTNA、LDB3、LMNA、SCN5A和TPM1等基因變異有關(guān)[5]。本研究回顧性分析6 例兒童NVM 的臨床表現(xiàn)及基因變異分析，旨在提高臨床醫(yī)生對NVM 的認識。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性分析2018 年9 月至2020 年6 月在鄭州大學第一附屬醫(yī)院兒童醫(yī)院心血管內(nèi)科診斷的6例NVM 患兒的臨床資料。NVM 診斷采用Jenni 標準[6]：（1）心肌呈兩層結(jié)構(gòu)；（2）小梁間深陷的隱窩內(nèi)充滿血流灌注；（3）成人收縮末期心肌非致密層與致密層的比率＞2，兒童收縮末期心肌非致密層與致密層的比率＞1.4；（4）排除其他心臟疾病。

1.2 臨床資料收集

收集患兒臨床資料，包括患兒性別、起病年齡、首發(fā)癥狀、臨床表現(xiàn)、家族史等；實驗室檢查、影像學檢查；臨床治療和預(yù)后等。

1.3 基因檢測

6 例患兒及家屬均采集外周靜脈血樣約2 mL，提取基因組DNA，于廣州嘉檢醫(yī)學檢驗所使用xGen Exome 研究芯片，捕獲與遺傳性心血管病相關(guān)的1 876 個基因的外顯子區(qū)及相鄰內(nèi)含子區(qū)域，使用高通量測序儀（Illumina）平臺進行測序。測序數(shù)據(jù)采用 NextGene V2.3.4 軟件與 UCSC hg19人類參考基因組序列進行比對和鑒別遺傳變異，并收集目標區(qū)域的覆蓋度和平均測序深度等質(zhì)量參數(shù)。遺傳性心血管病綜合檢測目標區(qū)域平均測序深度為179.89×，其中目標序列的99.5%測序深度達20×以上。找到候選基因變異位點進行家系驗證，變異位點致病性評級參考美國醫(yī)學遺傳學與基因組學學會（American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG）指南[7]進行分類。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料

6 例NVM 患兒中，男4 例，女2 例；中位起病年齡2 歲（范圍3 個月至12 歲）；均無基礎(chǔ)疾病。2 例患兒有家族史，病例2 姐姐2 歲時因心內(nèi)膜彈力纖維增生癥去世；病例5 姑姑因心臟病（具體不詳）去世，其母超聲心動圖提示NVM；余患兒父母超聲心動圖均未見異常。見表1。

6例患兒中，心功能下降3例，心功能Ⅲ級2例，心功能Ⅱ級1 例；心律失常5 例。2 例以精神差、胸悶嘆氣為首發(fā)癥狀；1 例患兒無臨床表現(xiàn)，因牙齒問題就診，外院行心電圖檢查示Ⅲ導聯(lián)T 波倒置，予我科收治入院，我院超聲心動圖檢查提示NVM。6 例患兒均為孤立性NVM。

表1 6 例NVM 患兒的臨床資料

2.2 實驗室檢查

6 例患兒確診NVM 時，氨基末端腦鈉尿肽前體（NT-proBNP）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、乳酸脫氫酶（LDH）升高各5 例，肌酸激酶（CK）升高2 例，肌鈣蛋白T（cTnT）增高1 例，凝血功能異常2 例，其他檢查未見明顯異常，見表1。

2.3 影像學檢查

6 例患兒超聲心動圖均提示NVM，受累部位均為左室，收縮功能減低3 例，舒張功能減低2 例，均未合并其他先天性心臟病，見表2。病例2 患兒心臟磁共振示左心增大并室間隔肌壁間條片狀強化，左心功能下降，左室游離壁中遠段肌小梁增粗增長。病例6 患兒心臟磁共振示左室各壁收縮及舒張運動可，左室游離壁遠端、心尖部室壁分為兩層，內(nèi)層呈蜂窩狀改變，心肌非致密層/致密層＞2。6 例患兒24 h 動態(tài)心電圖示房性期前收縮5 例，室性期前收縮2 例，左心室肥大3 例，左心房肥大2 例，ST-T 改變4 例，T 波倒置1 例。見表3。

表2 6 例NVM 患兒的超聲心動圖結(jié)果

表3 6 例NVM 患兒的心電圖表現(xiàn)

2.4 基因檢測結(jié)果

6 例NMV 患兒中，4 例（67%）患兒檢測到可能與臨床表型相關(guān)的遺傳變異。病例1 檢測 到PRDM16基因c.2465_2469delCCCGC(p.P822Qfs*159)雜合變異，該變異為移碼變異（圖1），可能會導致蛋白質(zhì)合成提前出現(xiàn)氨基酸的終止密碼，符合PVS1；該變異在gnomAD 數(shù)據(jù)庫（http://gnomad.broadinstitute.org/）的正常對照人群中未發(fā)現(xiàn)，符合PM2；因此該變異被判為“可能致病”。病例3 攜帶的MYH7基因c.571G＞A(p.V191I)雜合變異（圖2），該變異在gnomAD 數(shù)據(jù)庫的正常對照人群中未發(fā)現(xiàn)，符合PM2；經(jīng)多個生物信息軟件分析預(yù)測提示有害，且不同物種的氨基酸序列高度保守，符合PP3；因此該變異被判為“臨床意義不明”。病例4 中發(fā)現(xiàn)的MYH7基因 c.1058C＞G(p.T353R)雜合變異（圖3），該變異在gnomAD 數(shù)據(jù)庫的正常對照人群中未發(fā)現(xiàn)，符合PM2；經(jīng)多個生物信息軟件分析預(yù)測提示有害，且不同物種的氨基酸序列中度保守，符合PP3；因此該變異被判為“臨床意義不明”。病例5 檢測到ACTN2基因c.574C＞T(p.R192*)雜合變異（圖4），該變異在gnomAD 數(shù)據(jù)庫的正常對照人群中未發(fā)現(xiàn)，符合PM2；因此該變異被判為“臨床意義不明”。TNNT2基因c.424dupG(p.A142Gfs*12 ) 雜合變異，該變異在gnomAD 數(shù)據(jù)庫的正常對照人群中未發(fā)現(xiàn)，符合PM2；因此該變異被判為“臨床意義不明”。見表4。

圖1 病例1 患兒及父母PRDM16 基因Sanger 測序圖 患兒所攜帶的PRDM16 基因c.2465_2469delCCCGC(p.P822Qfs*159)雜合變異，遺傳自父親，變異位點如箭頭所示。

圖2 病例3 患兒及父母MYH7 基因Sanger 測序圖 患兒所攜帶的MYH7 基因c.571G＞A(p.V191I)雜合變異，遺傳自母親，變異位點如箭頭所示。

圖3 病例4 患兒及父母MYH7 基因Sanger 測序圖 患兒所攜帶的MYH7 基因 c.1058C＞G(p.T353R)雜合變異，遺傳自父親，變異位點如箭頭所示。

圖4 病例5 患兒及父母ACTN2 基因Sanger 測序圖 患兒攜帶的ACTN2 基因c.574C＞T(p.R192*)雜合變異，遺傳自母親，變異位點如箭頭所示。

圖5 病例5 患兒及父母TNNT2 基因Sanger 測序圖 患兒攜帶的TNNT2 基因c.424dupG(p.A142Gfs*12)雜合變異，遺傳自父親，變異位點如箭頭所示。

表4 4 例NVM 患兒的基因檢測結(jié)果

3 討論

NVM 是一種罕見的心肌病,其特征是左室心肌具有獨特的“海綿狀形態(tài)”,非致密化主要涉及左心室遠端的心尖部分[8]，故又稱左心室心肌致密化不全，也可累及右心室或雙室受累[9]。它最早于1932 年在1 名患有主動脈閉鎖的新生兒中發(fā)現(xiàn)，并于1984 年首次報道[10]。據(jù)報道NVM 在0～10 歲兒童的患病率約為每年0.12/100 000[11]，2018 年9月至2020 年6 月在我院小兒心血管內(nèi)科NVM 占兒童慢性心力衰竭的比例為23%。兒童NVM 的臨床表現(xiàn)缺乏特異性，首發(fā)癥狀多為胸悶、乏力、氣促、肺炎、呼吸困難、精神差、心律失常、發(fā)育落后等[1]。當面對上述癥狀患兒時，臨床醫(yī)生應(yīng)高度警惕NVM，及時行超聲心動圖、心電圖篩查，必要時完善基因檢測，可對NVM 患兒的預(yù)后全面分析。

PRDM16基因位于染色體 1p36.32 上，含有多種結(jié)構(gòu)域，可編碼PR 結(jié)構(gòu)域鋅指蛋白。既往文獻報道PRDM16中的錯義變異主要與擴張型心肌病相關(guān)，而無義變異和移碼變異與NVM相關(guān)[12]。本研究病例1 檢測到PRDM16基因c.2465_2469delCCCGC(p.P822Qfs*159)為移碼變異，此變異位點沒有在相關(guān)臨床病例中被報道過，預(yù)測可能會導致蛋白質(zhì)合成提前出現(xiàn)氨基酸的終止密碼，導致NVM 的發(fā)生。

MYH7基因位于染色體14q11.2 上，含有40個外顯子，編碼肌球蛋白重鏈7（MYH7，也稱為MHC-β），由心肌中的粗細絲組成，在心肌收縮中起主要作用[13]。 Klaassen 等[14]對63 名左心室致密化不全患者進行基因遺傳分析，包括編碼肌球蛋白重鏈（MYH7）、肌動蛋白（ACTC）和心肌cTnT，共發(fā)現(xiàn)了9 個不同的變異，臨床評估表明MYH7中的修飾殘基主要位于ATP 結(jié)合位點內(nèi)，故該基因變異可導致NVM 的發(fā)生。既往文獻報道MYH7基因變異可增強肌動蛋白的滑動速率和肌球蛋白三磷酸腺苷酶的活性，增加心肌對鈣離子的親和力和敏感性，使心輸出量增大而超過了正常肌小節(jié)機械應(yīng)力所能耐受的范圍，導致肌小節(jié)功能損害，最終影響心臟的收縮和舒張功能[15]。本研究中病例3 心臟收縮及舒張功能均下降，與既往研究相符，其攜帶的MYH7基因c.571G＞A(p.V191I)雜合變異未見文獻報道。有研究表明MYH7基因不同變異位點的臨床表現(xiàn)不同，同一變異位點在同一家系中的臨床表型差異也較大[16]，而病例4 雖檢測到MYH7基因 c.1058C＞G(p.T353R)雜合變異，但心功能正常，該變異未見文獻報道。

TNNT2基因位于染色體1q32 上，包含15 個外顯子，編碼肌鈣蛋白復(fù)合體的原肌球蛋白結(jié)合亞基，位于條狀肌的細長絲上，在細胞內(nèi)鈣離子濃度變化時調(diào)節(jié)肌肉收縮。TNNT2基因變異可致鈣離子的敏感性增加，可引起心肌收縮過度，心肌舒張減緩，故可影響離子通道和蛋白表達[17]。本研究中病例5 檢測到TNNT2基因c.424dupG(p.A142Gfs*12)雜合變異，該變異位點沒有在相關(guān)臨床病例中被報道過，該患兒心功能正常，但其心動超聲提示為NVM。α-肌動蛋白2（ACTN2）是心肌細胞Z 盤的主要成分，主要作用是肌節(jié)的側(cè)向邊界錨定和交聯(lián)肌動蛋白絲。肌動蛋白基因變異對心肌細胞的整體功能有影響,現(xiàn)在許多研究已將顯性遺傳的ACTN2錯義變異與一系列肌病聯(lián)系起來[18]，本研究中病例5 檢測到ACTN2基因c.574C＞T(p.R192*)雜合無義變異，可能是患兒心功能正常的原因之一。這兩個基因變異預(yù)測可能會導致蛋白質(zhì)合成提前出現(xiàn)氨基酸的終止密碼，但是目前沒有充分證據(jù)表明ACTN2、TNNT2基因的功能喪失機制是NVM 明確的致病機制。

NVM 病因及發(fā)病機制尚不明確，大多是家族遺傳因素或后天獲得性因素（如高血壓、高強度運動訓練、慢性貧血、心力衰竭和心肌纖維化等）引起，心臟長期前負荷增加，超聲心動圖觀察到心肌非致密層/致密層比值增高（符合NVM 診斷標準）[19-20]。本研究中病例2 左室射血分數(shù)、左室短軸縮短率明顯降低，病例6 左室射血分數(shù)、左室短軸縮短率處于臨界值，可能是機體對心臟前負荷的慢性增加作出的生理反應(yīng)；亦可能是慢性心力衰竭進展過程中左心室重構(gòu)的一種繼發(fā)性改變[21]。因二代測序方法本身的局限性，全外顯子組檢測可以檢出人類全部已知基因的外顯子區(qū)的單個核苷酸變異和小片段缺失/插入變異，不適用基因大片段拷貝數(shù)變異、動態(tài)變異、基因組的復(fù)雜重組與結(jié)構(gòu)變異，以及位于基因調(diào)節(jié)區(qū)、深度內(nèi)含子區(qū)、長片段重復(fù)序列及存在高度同源序列區(qū)域的變異。病例2、病例6 未檢測到可以解釋臨床表型的遺傳變異，并不能完全排除遺傳致病性因素，仍然可能存在有其他未知基因或基因芯片無法準確檢測到的致病性遺傳變異。

對于兒童NVM，目前仍缺乏有效的治療方案，本研究中的6 例患兒均給予抗心律失常、抗凝、營養(yǎng)心肌、丙種球蛋白等綜合治療，其中3 例存在心力衰竭表現(xiàn)，予以強心、利尿等對癥治療，出院后患兒心功能較前改善且定期隨訪，院外繼續(xù)長期口服地高辛口服液、卡托普利、小劑量阿司匹林[19]等聯(lián)合治療。NVM 的預(yù)后差異較大，無臨床表現(xiàn)者可長期存活；發(fā)病年齡小、臨床癥狀較重者長期預(yù)后差，病死率高。結(jié)合超聲心動圖、心臟磁共振及基因檢測結(jié)果，NVM 患兒可得到早期診斷及治療，對于改善預(yù)后具有重要意義[22]。

綜上，如果在心臟影像學檢查中發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)仔細進行臨床研究及家族史詢問。家庭中若有心肌病的體征、癥狀或病史，則應(yīng)進行多模式診斷工作流程，包括臨床檢查、心電圖、心臟成像、心臟生物標志物和家庭基因篩查[23]。尤其對于心功能正常，超聲心動圖提示形態(tài)學改變，及時行基因檢測，有助于早期診斷。由于目前缺乏對NVM 有效的治療方案，預(yù)后較差，故對家庭成員進行遺傳生育指導尤為重要，可較大程度地減少NVM 的發(fā)生。