ZFhx3基因變異與心房顫動、腦梗死和肺血栓栓塞的關(guān)系

柏松 黃博雅 李津 張竹芬 張毅茹 曹玉萍 張國彥

心房顫動(AF)是最常見的心律失常,AF的總患病率為0.56%,但隨著年齡的增長而增加;在<55歲的成年人中患病率為0.1%,在≥80歲的成年人中患病率為8%[1]。此外,在≥80歲的男性和女性中,患病率分別為4.4%和2.2%[2]。隨著人口老齡化,房顫的發(fā)病率上升。預(yù)計到2050年,AF患者累計人數(shù)將達(dá)到103萬,總患病率為1.09%[3]。原發(fā)性腦梗死(CI)、復(fù)發(fā)性CI、CI后遺癥患者發(fā)生AF的危險性高于其他危險因素。AF繼發(fā)于多種疾病,如高血壓病、糖尿病、甲狀腺功能亢進(jìn)、冠心病、肥胖等,遺傳因素在AF發(fā)生過程中扮演重要角色。研究顯示,AF的遺傳率為62%,表明遺傳因素應(yīng)該在AF風(fēng)險中發(fā)揮重要作用[3]。在全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)中發(fā)現(xiàn)了一些引起AF易感性的基因[4]。主要的AF易感基因之一是轉(zhuǎn)錄因子ZFHX3,它最初是通過在高加索人群中使用單核苷酸多態(tài)性(SNP) rs2106261進(jìn)行掃描發(fā)現(xiàn)的。這一發(fā)現(xiàn)隨后在其他人群中得到了重復(fù)[5-7]。因此,對AF患者血栓栓塞相關(guān)易感基因的研究具有預(yù)測血栓栓塞疾病的價值,為心源性栓塞的診斷和個體化基因治療帶來了新的方向。據(jù)報道,基因內(nèi)含子區(qū)域的一個SNP(單核昔酸多態(tài)性)位點(diǎn)rs2106261與AF存在一定相關(guān)性,但作用機(jī)制尚不明確[6]。本研究旨在重復(fù)rs2106261在老年人群中對AF有影響的發(fā)現(xiàn),利用臨床體檢樣本,使用rs2106261探針進(jìn)行表型組掃描,報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2021至2022年在我院2 433例老年受試者。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn):①符合AF并發(fā)CI和肺血栓栓塞診斷標(biāo)準(zhǔn);首次發(fā)病,且發(fā)病時間≤7 d者;②發(fā)病6 h～7 d內(nèi)仍呈進(jìn)行性加重者;③患者及家屬簽署知情同意書。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn):①重型CI者;②出血性腦血管疾病者;③嚴(yán)重肝腎等臟器疾病者;④有意識障礙者;⑤病情進(jìn)展后經(jīng)顱腦CT復(fù)查后發(fā)現(xiàn)為梗死后出血者;⑥嚴(yán)重糖尿病、感染性疾病、惡性腫瘤患者。

1.3 方法

1.3.1 研究人群確立:由于沒有病理臨床史,DNA樣本缺失,基因分型不成功,本研究排除37例AF患者,21例CI患者,29例LT患者,因此本研究共納入AF患者217例,CI患者151例,LT患者183例。JG-SNP數(shù)據(jù)庫通過存儲臨床數(shù)據(jù)和病理數(shù)據(jù)創(chuàng)建的,每次臨床體檢的信息以及基因多態(tài)性數(shù)據(jù)。病理表型42例,臨床表型26例。AF、其他臨床參數(shù)和患者飲酒、吸煙習(xí)慣的數(shù)據(jù)是通過回顧性的醫(yī)療圖表獲得,數(shù)據(jù)是在入院時或在門診時記錄。CI和LT的診斷是在解剖過程中進(jìn)行的肉眼病理檢查。進(jìn)行臨床體檢前,受試者的家庭成員均需書面知情同意。

1.3.2 基因分型:標(biāo)準(zhǔn)程序從外周血中提取基因組DNA。根據(jù)說明書,使用Infinium人類外顯子組珠芯片陣列(Illumina Inc.,San Diego,CA,USA)分析外顯子組的變化,芯片采用iScan掃描。Illumina提供的標(biāo)準(zhǔn)方法Gencall對樣本進(jìn)行基因型召喚率檢測,Gencall是Genome Studio數(shù)據(jù)分析軟件1.9版的基因分型模塊。病理評估和基因分型在不同的機(jī)構(gòu)以雙盲的方式進(jìn)行,以減少偏差。

2 結(jié)果

2.1 患者統(tǒng)計分析 所有rs2106261基因型樣本的表型組掃描均與CI和LT呈陽性相關(guān)。AF有452例和1 981例對照,CI有716例和796例對照,LT有119例和1 719例對照。年齡是所有三種表型的突出危險因素。此外,CI與糖尿病和高血壓有關(guān),糖尿病和高血壓是CI的已知危險因素。見表1～3。

表1 樣本人群人口學(xué)危險因素與AF關(guān)聯(lián)分析

表2 樣本人群人口學(xué)危險因素與CI關(guān)聯(lián)分析

表3 樣本人群人口學(xué)危險因素與LT關(guān)聯(lián)分析

2.2 rs2106261基因型在房顫患者中的分布 rs2106261的A等位基因在AF組中出現(xiàn)的頻率高于對照組(A=0.35% vs. G=0.29%,P=0.0006)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)rs2106261的AA基因型顯著增加了AF的風(fēng)險(P=0.003)。用rs2106261進(jìn)行表型組掃描,然后進(jìn)行基因型-表型關(guān)聯(lián)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)rs2106261與CI (P=0.03)和LT (P=0.005)之間存在正相關(guān)。三種rs2106261基因型的分布符合Hardy-Weinberg平衡。見表4。

表4 rs2106261基因型在房顫患者中的分布 例(%)

2.3 rs2106261基因型與房顫、CL和肺血栓栓塞的相關(guān)性 在對年齡、性別、高血壓、糖尿病和吸煙等協(xié)變量進(jìn)行模型調(diào)整后,發(fā)現(xiàn)rs2106261與房顫仍然顯著相關(guān) (OR=1.51, 95%CI=1.16～1.97,校正后P= 0.002)和LT (OR=1.99, 95%CI=1.31-3.01,校正后P= 0.001)。調(diào)整了混雜因素后，rs2106261和CI之間,未發(fā)現(xiàn)顯著的相關(guān)性。然而,將受試者分為低于和高于平均年齡(<80歲和≥80歲)時,發(fā)現(xiàn)受試者<80歲在rs2106261和CI之間存在顯著相關(guān)性(OR=1.57, 95%CI =1.09～2.26,調(diào)整后P=0.01)。rs2106261基因型與次要等位基因、顯性疾病外顯模型中的AF、CI和LT的相關(guān)性。見表5。

表5 rs2106261基因型與AF、CL和LT的相關(guān)性 例(%)

2.4 AF、CI和LT關(guān)系性分析 AF的存在與CI(OR=1.71,P=0.001)和LT(OR=1.87,P=0.034)的存在均相關(guān)。還通過排除缺失表型數(shù)據(jù)的表格進(jìn)行了遺傳關(guān)聯(lián)和因果關(guān)系分析,對于CI(年齡<80歲)和LT表型,在校正AF存在后,相關(guān)性仍然是顯著(P=0.03和0.02)。見表6、7。

表6 房顫與其他疾病表型之間的關(guān)聯(lián)

表7 rs2106261基因型與AF、CI和LT相關(guān)性的Logistic回歸分析 例(%)

3 討論

心源性腦栓塞是AF最常見的并發(fā)癥。ZFHX3最初被鑒定為ATBF1,一種編碼4個同源框結(jié)構(gòu)域和23個鋅指膜體的轉(zhuǎn)錄因子。ZFHX3被證明參與抑制甲胎蛋白轉(zhuǎn)錄[9],是細(xì)胞內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄的重要作用因子。同時,ZFHX3在全身多器官中發(fā)揮腫瘤抑制作用,其表達(dá)減少或錯誤定位都會導(dǎo)致腫瘤的形成。它被鑒定為前列腺癌、乳腺癌和胃癌的候選抑癌基因,通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯發(fā)揮作用[10]。ZFHX3在發(fā)育中的大腦中也被發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)元分化中起作用[11],它通過調(diào)節(jié)肌源性分化參與心臟發(fā)育[12]。在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中,ZFHX3與特異性抑制信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)的蛋白質(zhì)相互作用。激活STAT 3(PIAS3)的蛋白抑制劑由ZFHX3激活[13]。在起搏誘導(dǎo)的房顫模型中,快速起搏可降低房顫的發(fā)生率ZFHX3表達(dá),然后通過降低PIAS3活性激活STAT3信號。因此,ZFHX3下調(diào)引起的心房組織炎癥過程可能影響房性心律失常的發(fā)生[14]。事實(shí)上,炎性標(biāo)志物C-反應(yīng)蛋白的升高可以預(yù)測房顫的存在和未來的發(fā)展。這些證據(jù)至少可以部分解釋ZFHX3對人類房顫發(fā)生的貢獻(xiàn)[15]。

本研究發(fā)現(xiàn),風(fēng)險等位基因與以前的報告中顯示的相同[16]。然而,由于ZFHX3多態(tài)性rs2106261位于內(nèi)含子中,這些SNP對房顫影響的機(jī)制還沒有確定下來。先前的一項(xiàng)研究檢測了ZFHX3單核苷酸多態(tài)性對ZFHX3表達(dá)的影響,但他們發(fā)現(xiàn)rs2106261并不影響ZFHX3的表達(dá)。相反,其他SNP確實(shí)影響ZFHX3的表達(dá)。本研究認(rèn)為內(nèi)含子SNP的作用可能是心臟組織特有的。

AF是最常見的持續(xù)性心律失常之一。房顫可導(dǎo)致缺血性中風(fēng)的一種類型CI[17]。AF增加中風(fēng)風(fēng)險的2倍,而無AF[18]。AF也會引起心源性中風(fēng),這是由于不規(guī)則的心肌收縮,導(dǎo)致血液在心房聚集,主要是左心耳。血瘀與纖維蛋白原、D-二聚體和血管性血友病因子濃度升高有關(guān)。這些因素導(dǎo)致血栓前狀態(tài),進(jìn)而導(dǎo)致血栓形成,從而導(dǎo)致腦栓塞率的增加[19]。另一方面,肺血栓栓塞和房顫之間的關(guān)系似乎非常復(fù)雜。房顫和肺血栓栓塞之間的聯(lián)系是病理生理學(xué)的[14]。急性肺血栓栓塞通過阻塞肺動脈和觸發(fā)血管收縮介質(zhì)的釋放,增加肺血管阻力和右心室后負(fù)荷。因此,右心室和心房壓力的增加引起拉伸損傷,進(jìn)而引發(fā)房顫[20]。

rs2106261位于ZFHX3上的內(nèi)含子區(qū)域,被認(rèn)為是介導(dǎo)神經(jīng)元和肌源性分化。因此ZFHX 3基因位點(diǎn)與房顫動風(fēng)險米奇人相關(guān)。本研究中,本研究的表型掃描顯示rs2106261SNP與CI(年齡<80歲患者)相關(guān),與LT更相關(guān)。校正房顫的logistic回歸分析顯示rs2106261變異與CI(年齡<80歲的患者)和LT獨(dú)立相關(guān)。因此,rs2106261可能通過一種共同的機(jī)制對AF和其他AF相關(guān)性狀具有顯著的多效性效應(yīng)。本研究推測這種機(jī)制可能通過ZFHX3-PIAS3-STAT3途徑參與炎癥加速。

雖然急性肺血栓栓塞是一種眾所周知的表型,通常伴隨深靜脈血栓形成,但慢性肺血栓栓塞的表型尚不清楚。AF會導(dǎo)致心房淤血,從而增強(qiáng)血小板聚集和凝血。因此,從邏輯上講,右心房直接栓塞在肺血栓栓塞之前[21]。事實(shí)上,它已被證明是房顫的一種罕見并發(fā)癥[22]。然而,本研究表明,一個共同的ZFHX3基因型是房顫和肺血栓栓塞的獨(dú)立危險因素,這表明肺血栓栓塞可能是房顫的危險因素。

綜上所述,ZFHX3單核苷酸多態(tài)性rs2106261與房顫、年齡<80歲的患者的CL和LT相關(guān)。