近日,在《Nature Genetics》上發表題為“Genome-wide association analyses identify new Brugada syndrome risk loci and highlight a new mechanism of sodium channel regulation in disease susceptibility”的文章,該文通過全基因組關聯分析(GWAS),發現了Bugada綜合征(Brugada syndrome, BrS)風險相關的新的基因位點,并強調了鈉通道調節疾病易感性的新機制。
摘要
Brugada綜合征(BrS)是一種與年輕人猝死相關的心律失常疾病。除了編碼心臟鈉通道NaV1.5的SCN5A外,易感基因在很大程度上仍然未知。在這項研究中,研究人員進行了全基因組關聯薈萃分析,包括2820例無血緣關系的BrS病例和10001例對照個體,并在12個位點(包括10個新位點)中確定了21個關聯信號。單核苷酸多態性(SNP)-遺傳力評估表明有很強的多基因影響?;?1個易感變異的多基因風險評分分析表明,不同患者亞群中常見風險等位基因的累積貢獻不同,也證明了與普通人群心電特征和疾病的遺傳相關性。心臟轉錄因子基因位點的優勢表明,轉錄調控是BrS發病機制的關鍵特征。此外,對編碼微管正端結合蛋白EB2的MAPRE2基因的功能研究指出,微管相關的轉運作用影響NaV1.5的表達,這是一種新的潛在分子機制。綜上所述,這些發現拓寬了我們對BrS遺傳結構的理解,并對其分子基礎提供了新的見解。
分析過程及結果
表1. BrS-GWAS薈萃分析中全基因組顯著關聯信號(P<5×10-8)的SNP和效應預估
注:a代表條件分析中與BrS相關的變異。
圖1. 特定患者亞群中PRSBR的分布
注:a、攜帶SCN5A罕見致病或可能致病變異(SCN5A+;藍色)的BrS病例與未攜帶此類變異(SCN5A-;紅色)的BrS病例的PRSBrS分布直方圖。b、出現自發1型BrS心電圖(藍色)的BrS病例與僅在鈉離子通道阻滯劑激發(藥物誘導;紅色)后出現1型BrS心電圖的BrS病例的PRSBrS分布直方圖。根據21個BrS風險等位基因及其相應的效應大小,計算每個人的PRSBrS。結果經過logistic回歸后獲得,雙側P值未經多重檢驗校正。報道的P值是指兩組之間PRSBrS單位的差異。虛線表示每組的平均PRSBrS。
根據21個風險等位基因及其相應的效應大小,計算了每個個體的多基因風險評分(PRSBrS)(見圖1)。與沒有此類變異的病例(SCN5A–)相比,SCN5A+病例的平均PRSBrS較低,這表明SCN5A–患者中與BrS相關的常見變異的負擔較高,這在其他遺傳性疾病中也同樣顯示。同時,發現Brs多基因易感性與普通人群心電特征和疾病的遺傳具有相關性(見圖2)。
圖2. Brs多基因易感性與常見心血管疾病和特征之間的關系
有多個層面的證據表明,在BrS的發病機制中,會發生傳導減慢和INa減少,以及將末端結合蛋白與質膜上的離子通道聯系起來,發現微管功能的調節和隨后的離子通道運輸的改變可能是導致BrS的一種新的分子機制。盡管延長復極的作用與目前關于BrS發病機制的假說不一致,但仍需進一步研究其潛在的分子機制,并對導致觀察到復極異常的離子通道進行深入了解。
結論
首先,本研究確定了總共12個與BrS相關的位點,其中三個位點含有多個關聯信號。其次,SCN5A-SCN10A位點上的8個獨立關聯信號突出了鈉通道功能降低在BrS易感性中的首要作用,而包含心臟轉錄因子基因的8個位點則指出轉錄調控是BrS發病機制的關鍵特征。第三,MAPRE2的功能研究支持通過微管網絡調節NaV1.5是BrS發病的新機制。第四,使用英國生物庫的分析強調了BrS和一般人群中的心電特征以及常見疾病之間的遺傳重疊。最后,根據PRS分析,不同BrS患者的疾病閾值是通過罕見SCN5A變異、常見風險等位基因和鈉通道阻斷的不同貢獻而達到的。綜上所述,這些發現拓寬了我們對BrS遺傳結構的理解,并對其分子基礎提供了新的見解。
參考文獻
Barc J, Tadros R, Glinge C, et al. Genome-wide association analyses identify new Brugada syndrome risk loci and highlight a new mechanism of sodium channel regulation in disease susceptibility. Nat Genet. 2022 Mar;54(3):232-239.
關于心血管疾病相關內容的更多介紹,如下:
《PPA2相關心臟性猝死:在20個新家族中發現新的更多臨床表現及變異位點》
《與心律失常性猝死相關的CPVT和短QT綜合征的基因有效性評價》
《DCM的全基因組關聯分析揭示了3p25.1和22q11.23染色體上與收縮性心力衰竭相關的兩個新參與者》