雙劍合璧的“基因心超”

文/本刊記者 郭瀟雅

事實(shí)證明，“基因心超”顯著提高了遺傳性肥厚型心肌病診斷效率。

肥厚型心肌?。ê?jiǎn)稱為“HCM”）是最常見的心臟遺傳性疾病，通常為常染色體顯性遺傳，HCM患者的心肌異常肥厚，影響心臟的各種功能，是青少年以及運(yùn)動(dòng)員猝死的最主要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，HCM的患病率高達(dá)0.5%。

臨床上，通常使用心臟超聲、心電圖等檢查方式來診斷HCM，但是這些檢查仍然可能會(huì)遺漏部分患者，或誤診為其他疾病。此外，雖然HCM是一種遺傳性疾病，但即使在家族中有人確診為HCM，其他家族成員也不一定會(huì)受到影響，這也增加了診斷的復(fù)雜性。對(duì)于這個(gè)難以捉摸的“隱形敵人”，需要更先進(jìn)、更精準(zhǔn)的診斷技術(shù)。

近日，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱“中山醫(yī)院”）心超室舒先紅教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次提出“基因心超”的新概念，并創(chuàng)新性繪制了HCM的“基因心超”圖譜，這一方案將顯著提升診斷的準(zhǔn)確性和效率。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威心血管病學(xué)術(shù)期刊《European Heart Journal -Cardiovascular Imaging》上。

調(diào)查顯示，“基因心超”使醫(yī)生的診斷準(zhǔn)確率從62%提高到了96%。

1+1=“確診”

中山醫(yī)院心超室是我國(guó)創(chuàng)建最早的心臟超聲診斷中心之一，是國(guó)家級(jí)影像學(xué)科，也是上海市心血管病研究所、上海市影像醫(yī)學(xué)研究所、上海市超聲質(zhì)量控制中心的重要組成部分。近年來，在舒先紅的帶領(lǐng)下，科室對(duì)HCM相關(guān)的基因進(jìn)行了深入的研究和解析，不僅發(fā)現(xiàn)了基因變異，探索了心肌不同節(jié)段的肥厚情況，還進(jìn)一步評(píng)價(jià)了這些變異如何影響患者的心臟形態(tài)和功能。

當(dāng)觀察到HCM患者的心臟超聲表現(xiàn)與家族史中的某些基因存在一定關(guān)聯(lián)時(shí)，舒先紅便想到，應(yīng)該更深入探索這種關(guān)系?！靶呐K超聲和基因?qū)W這兩個(gè)領(lǐng)域，都為我們提供了關(guān)于HCM的寶貴信息，但各自獨(dú)立的研究，難以有全面的視角。而當(dāng)我們嘗試將這兩個(gè)領(lǐng)域結(jié)合起來，像是進(jìn)入了一個(gè)全新的維度，打開了一扇新的大門，使我們能夠更加深入、準(zhǔn)確地理解這一疾病的特征?！笔嫦燃t說道。

在中山醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，在葛均波院士的親自指導(dǎo)下，舒先紅團(tuán)隊(duì)確立了研究目標(biāo)：探索基因變異與心臟超聲表現(xiàn)之間的關(guān)聯(lián)，以提高HCM的診斷準(zhǔn)確性，幫助醫(yī)生判斷預(yù)后。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)成員將研究過程分為了四個(gè)關(guān)鍵階段：一是數(shù)據(jù)收集，團(tuán)隊(duì)積極收集并整理了大量患者的基因和心臟超聲數(shù)據(jù)；二是技術(shù)培訓(xùn)，通過多輪培訓(xùn)，確保團(tuán)隊(duì)成員在基因?qū)W和心臟超聲學(xué)方面都有深入的了解；三是數(shù)據(jù)分析，利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，探索基因突變與心臟超聲特征之間的關(guān)聯(lián)；四是團(tuán)隊(duì)合作，通過多學(xué)科之間的交叉合作，使基因?qū)W專家和心臟超聲專家可以相互學(xué)習(xí)，共同完成研究任務(wù)。

舒先紅坦言，在研究中也曾遇到不少難點(diǎn)，例如，不僅要找到基因和心臟超聲這兩者之間的關(guān)聯(lián)，還要深入探索其背后的生物學(xué)機(jī)制；每個(gè)患者的基因和心臟超聲表現(xiàn)都是獨(dú)特的，如何從這些多樣性中找到有意義的數(shù)據(jù)和信息是很大的挑戰(zhàn)；雖然現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)很先進(jìn)，但在某些特定情況下，團(tuán)隊(duì)仍然會(huì)面臨信息技術(shù)的局限性。不過，研究團(tuán)隊(duì)本著鍥而不舍的精神，一次又一次地克服了這些難題，最終取得了令人驕傲的成果。

“這不是基因和超聲二者簡(jiǎn)單的相加，也不是‘1+1＞2’，而是‘1+1=確診’。”舒先紅指出，與傳統(tǒng)診斷方法相比，“基因心超”結(jié)合了基因?qū)W和心臟超聲學(xué)的特點(diǎn)，為患者提供了一個(gè)更準(zhǔn)確、更全面、個(gè)性化的診斷方法，尤其是在診斷FABRY、ATTR-CM、DANON等罕見心血管病時(shí)，“基因心超”顯示出巨大優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，醫(yī)生還可通過觀察特定基因突變相關(guān)的心臟超聲學(xué)特征，更早地發(fā)現(xiàn)患者潛在的健康問題，與生殖醫(yī)學(xué)科專家聯(lián)合采取預(yù)防措施，阻斷疾病遺傳給下一代，從而節(jié)省醫(yī)療資源和費(fèi)用，降低醫(yī)療成本。

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心超室團(tuán)隊(duì)。

大數(shù)據(jù)繪制圖譜

一名76歲的男性患者來到中山醫(yī)院就診，主訴反復(fù)心悸和呼吸困難。初步的心臟超聲檢查顯示，其左心室心肌顯著不對(duì)稱增厚。傳統(tǒng)的診斷是“肥厚型心肌病”，給予常規(guī)藥物治療。

但是，舒先紅團(tuán)隊(duì)通過“基因心超”技術(shù)，進(jìn)一步檢測(cè)了患者的基因。結(jié)果顯示，該患者在TTR基因上有致病突變，證實(shí)了患有特殊的心肌肥厚。隨后，醫(yī)生對(duì)這名患者的治療計(jì)劃進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，采用了針對(duì)TTR突變的特定治療策略。經(jīng)過一段時(shí)間的治療和跟蹤，該患者的癥狀明顯改善，生活質(zhì)量得到提高。

據(jù)介紹，“基因心超”的核心是結(jié)合基因?qū)W和心臟超聲學(xué)的知識(shí)，為心臟疾病提供更深入的診斷和理解。除了HCM的診斷外，這種方法還可以應(yīng)用于任何與特定基因突變相關(guān)的心臟疾病，如擴(kuò)張型心肌病、限制型心肌病、心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)疾病、某些先天性心臟病等。此外，對(duì)于在心臟結(jié)構(gòu)或功能上有明顯異常表現(xiàn)、且有家族史，但尚不明確其遺傳原因的疾病，“基因心超”也是一個(gè)重要的診斷工具。

為了更加方便臨床醫(yī)生診斷，舒先紅團(tuán)隊(duì)利用超聲，將HCM的節(jié)段肥厚模式畫了出來，給每一種致病基因精準(zhǔn)畫像，這樣既方便制定臨床患者個(gè)性化的診療方案，也有助于臨床遺傳信息的解讀。

舒先紅對(duì)記者說，“基因心超”圖譜基于大量患者數(shù)據(jù)，確保圖譜有著廣泛的代表性和可信度。在創(chuàng)建圖譜的過程中，不僅依賴于心臟學(xué)科醫(yī)生的專業(yè)知識(shí)，團(tuán)隊(duì)還與基因遺傳學(xué)專家緊密合作，使圖譜內(nèi)容既專業(yè)又全面。在發(fā)布圖譜之前，團(tuán)隊(duì)還對(duì)其進(jìn)行了多輪的審核與驗(yàn)證，確保繪制的每一個(gè)細(xì)節(jié)達(dá)到精確要求。

醫(yī)學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域，新的研究和發(fā)現(xiàn)每天都在涌現(xiàn)。為了使“基因心超”圖譜始終保持在學(xué)科最前沿的狀態(tài)，舒先紅團(tuán)隊(duì)定期審查檢索和分析最新的相關(guān)研究，并鼓勵(lì)全國(guó)各地醫(yī)生和研究者提供關(guān)于圖譜的反饋，幫助團(tuán)隊(duì)識(shí)別并持續(xù)改進(jìn)圖譜中任何潛在問題。

展望未來，舒先紅表示，計(jì)劃進(jìn)一步探索“基因心超”在其他心血管疾病中的應(yīng)用，逐步拓展診斷領(lǐng)域。團(tuán)隊(duì)將利用人工智能的深度學(xué)習(xí)技術(shù)，來識(shí)別和提取基因，分析超聲圖像中的關(guān)鍵信息，并將其轉(zhuǎn)化為更精確的數(shù)據(jù)。為了提高大眾對(duì)此技術(shù)的認(rèn)知，團(tuán)隊(duì)也將開展健康講座、媒體宣傳等各種活動(dòng)，進(jìn)行科普宣教。同時(shí)，計(jì)劃開展一系列培訓(xùn)和教育活動(dòng)，通過“基因心超”圖譜的講解，幫助醫(yī)學(xué)生和基層醫(yī)生更快掌握基因與超聲學(xué)特征之間的關(guān)系。鑒于“基因心超”具有廣泛的潛在應(yīng)用價(jià)值，舒先紅希望能與更多的研究機(jī)構(gòu)和醫(yī)療機(jī)構(gòu)合作，共同推動(dòng)這一技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，惠及更多患者。