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儿童原发性扩张型心肌病的遗传因素及死亡危险因素研究

2023-12-04郑奎刘露王永丽李会王璇李博郝京霞张英谦

中国全科医学 2024年6期
关键词:存活基因突变变异

郑奎,刘露,王永丽,李会,王璇,李博,郝京霞,张英谦*

1.050031 河北省石家庄市,河北省儿童医院心内科 河北省小儿心血管重点实验室

2.050017 河北省石家庄市,河北医科大学研究生学院

3.075132 河北省张家口市,河北北方学院研究生学院

扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy,DCM)是儿童最常见的心肌病类型,其定义为以不能用血流动力学原因解释的左心室扩张和收缩功能障碍为特征,并需要排除生理原因或解剖原因导致的心脏扩张和收缩功能障碍[1]。近年来我国心肌病患儿发病率有逐年升高的趋势[2],儿童DCM 多缺乏特异性临床表现,早期诊断困难,是儿童心源性猝死(sudden cardiac death,SCD)和心力衰竭(heart failure,HF)的常见原因之一[3-4]。诊断后的第1年是患儿存活的一个关键时期,约33%的原发性DCM 患儿通常在确诊后第1年内死亡[3-5]。遗传因素在儿童DCM 发病中占有重要地位,约40%的患儿与遗传相关,携带致病变异的患儿预后更差[4,6],特别是TTN 和LMNA 基因突变导致的DCM 患儿更容易在病程早期发生危及生命的心律失常或SCD[6]。当前儿童DCM 的诊疗虽然取得了一定进展,但早期精准化诊断困难、病死率及病残率高等问题仍没得到显著改善,且缺乏有效的危险分层方案,探讨影响DCM 患儿近期预后的危险因素,将有利于患儿精准危险分层、预后评估、个体化管理和治疗,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 研究资料

回顾性纳入2018年7月—2022年12月在河北省儿童医院住院治疗并完成基因检测的42 例原发性DCM患儿的临床资料。纳入患儿诊断均符合《AHA 儿童心肌病的分类和诊断科学声明解读》[1],同时排除炎症、化疗药物、心动过速、维生素D 缺乏、高血压、心脏瓣膜病、先天性心脏病或缺血性心脏病导致的DCM。本研究经河北省儿童医院伦理委员会批准(批准文号:202136),所有患儿家长知情同意。

1.2 资料收集

本研究采用回顾性研究方法,通过电子病例系统收集患儿基线资料,包括首诊时年龄、性别、临床表现、心功能分级、既往史、家族史(心肌病或SCD)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌钙蛋白I(cTnI)、B 型脑钠肽(BNP)、心电图、心脏彩超结果[左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)、左房室瓣反流情况]、基因检测结果。恶性心律失常包括室性心动过速、三度房室传导阻滞。0~14 岁患儿HF 采用改良ROSS 评分标准分级:0~2 分为心功能Ⅰ级,3~6 分为心功能Ⅱ级,7~9 分为心功能Ⅲ级,10~12 分为心功能Ⅳ级;>14 岁患儿采用NYHA 心功能分级标准[7]。基因检测均选用全外显子组测序(whole-exome sequencing,WES),由迈基诺或信诺百世基因检测公司完成,患儿家属均采用Sanger 测序进行验证。根据2015年版美国医学遗传学与基因组学会(ACMG)指南[8]对变异的致病性进行分类,实验室报告的致病或疑似致病基因变异定义为基因突变阳性,临床意义未明(VUS)为基因突变阴性。

1.3 随访与分组

患儿均接受常规抗HF 药物治疗(米力农、地高辛、血管紧张素转化酶抑制剂、利尿剂等),出院后定期于河北省儿童医院心内科门诊随访。以患儿死亡时间或2022-12-31 为随访终点,根据随访结局将患儿分为死亡组(9 例)与存活组(33 例)。

1.4 统计学分析

采用SPSS 25.0 统计学软件对资料进行分析。符合正态分布的计量资料以(±s)表示,两组间比较采用独立样本t检验;偏态分布的计量以M(P25,P75)表示,组间比较采用非参数秩和检验;计数资料以相对数表示,组间比较采用χ2检验或Fisher's 确切概率法。采用Kaplan-Meier 法绘制患儿的生存曲线,组间比较采用Log-rank 检验。采用多因素COX 比例风险模型分析患儿死亡的危险因素。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 死亡组与存活组患儿基线资料

患儿中位首诊年龄12(7,96)个月,中位随访时间24(9,36)个月。死亡组患儿中位随访时间8(0,11)个月,存活组中位随访时间30(12,39)个月,差异有统计学意义(Z=-2.19,P<0.05)。两组患儿首诊年龄、性别、临床表现、家族史、CK-MB、cTnI 分布、BNP、心电图指标、LVEF 及中重度左房室瓣反流占比比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。死亡组患儿男性、心功能分级Ⅲ/Ⅳ级、基因突变阳性占比高于生存组,LVFS 低于生存组,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 死亡组与存活组患儿首诊时基线资料比较Table 1 Comparison of the clinical data at the first diagnosis between the death group and survival group

2.2 基因检测结果

患儿基因突变阳性率为38.1%(16/42),其中自发突变占25.0%(4/16),基因突变阴性为61.9%(26/42)。16 例患儿基因突变阳性分别为3 例TTN[c.78938delA(p.His26313Profs*2)、c.5072_5074del(p.1691_1692del)、c.4714C>T(p.R1572X)],2 例LMNA[c.917T>G(p.L306R)、c.1621C>T(p.R541C)],2 例TAZ[c.646+2T>C(N/A)、c.364_370+23delTGCCGAGGTGAGCTGCTCCTCC(p.C122fs*15)],2 例 MYH7[c.602T>C(p.I201T)、c.3956T>C(p.L1319P)];PCCB[c.31_c.40delGGGGCAAGGC(p.G11fs*51)]、CTNNA3[c.1126C>T(p.Q376X)]、FBN1[c.3596A>G(p.D1199G)]、TNNI3[c.335insT(p.Y112Lfs)]、FLNC[c.261_262delTC(p.P88Afs*63)]、A T A D 3 A[c.5 1 7 C >T(p.Q 1 3 7*,4 6 2)]、SGCD[c.290G>A(p.Arg97Gln)]各1 例。死亡组9 例患儿均在诊断后1年内死亡。基因突变阳性患儿死亡8例(50.0%,8/16),基因突变阴性患儿死亡1 例(3.8%,1/26),组间差异有统计学意义(P<0.05)。基因突变阴性死亡患儿CSRP3(c.190C>T)杂合变异,患儿与家属的基因检测图见图1。

2.3 DCM 患儿死亡危险因素的生存分析

绘制患儿Kaplan-Meier 生存曲线,Log-rank 检验结果显示基因突变阴性患儿生存率高于基因突变阳性患儿,差异有统计学意义(χ2=18.1,P<0.001),见图2、3。以患儿随访结局为因变量(赋值:存活=0,死亡=1),将组间差异有统计学意义的指标[性别(赋值:女=0,男=1)、基因突变(赋值:否=0,是=1)、心功能分级(赋值:Ⅰ/Ⅱ级=1,Ⅲ/Ⅳ级=2)、LVFS(赋值:实测值)]纳入COX 比例风险模型,结果显示基因突变、心功能分级Ⅲ/Ⅳ级为DCM 患儿死亡的危险因素(P<0.05),见表2。

图2 DCM 患儿生存曲线图Figure 2 Survival curve of DCM children

图3 基因突变阴性患儿与基因突变阳性患儿生存曲线图Figure 3 Survival curves of mutation-negative and mutation-positive children

表2 DCM 患儿死亡危险因素的多因素COX 回归分析结果Table 2 Multivariate COX regression analysis of mortality risk factors in children with DCM

3 讨论

DCM 是儿童心肌病中最常见的类型,容易导致患儿发生HF 及猝死。据FADL 等[4]报道瑞典儿童DCM 和左心室致密化不全(LVNC)的发病率约为0.77/100 000,目前我国缺乏儿童DCM 发病率的相关调查。儿童DCM的确切病因及发病机制尚不明确,《AHA 儿童心肌病的分类和诊断科学声明》将儿童DCM 从病因角度分为原发性DCM 和继发性DCM[1],原发性DCM 包括特发性、遗传性/家族性DCM;继发性DCM 病因包括炎症性、代谢性、药物毒性、结构性、快速性心律失常及营养障碍性等。多项研究表明感染、化疗药物、肉碱或维生素D 缺乏导致的患儿预后较好,而特发性和/或由致病基因突变导致的DCM 患儿整体预后差[3,5-6]。不同病因与DCM 患儿预后显著相关[3],早期明确病因诊断有利于患儿的个体化治疗及预后危险分层。尽管当前遗传代谢筛查、病原学及基因检测等技术发展,但仍有50%~70%的患儿被归类为特发性DCM,缺乏病因诊断[9-10]。本研究42 例患儿均为原发性DCM,采用WES共检测出约38.1%(16/42)的患儿为致病或疑似致病基因变异,61.9%(26/42)的患儿被诊断为特发性DCM。

儿童DCM 多缺乏特异性临床表现,病程初期临床表现极为隐匿,多以消化道或呼吸道症状就诊,如不及时行胸片或心脏超声检测易漏诊[3,11]。本研究中42例患儿以食欲欠佳、呕吐、腹泻等消化道症状和咳嗽、气促等呼吸道症状较为常见,死亡组与存活组患儿在临床症状及体征上无显著差异(P>0.05)。儿童DCM 的病死率高、预后差,刘春晓等[5]报道了183 例原发性DCM 患儿,其1年病死率约为33%。本研究42 例原发性DCM 患儿1年病死率为21.4%(9/42),9 例患儿均是在首诊时或随诊的1年内死亡,提示儿童DCM 诊断后的第1年内是患儿死亡的高发时期。但较之前报道有所改善,可能反映了我国重症监护支持以及心力衰竭医疗管理和治疗取得了一定进展。本研究中位随诊24(9,36)个月中基因突变阳性组患儿病死率为50%(8/16),基因突变阴性患儿病死率为3.8%(1/26),差异有统计学意义(P<0.05),提示致病突变相关DCM 患儿预后相对更差。

本研究选用WES 方法,共发现38.1%(16/42)的DCM 患儿存在致病变异,与WANG 等[6]对46 例儿童DCM 研究报道34.8%的DCM 患儿存在致病变异相差不大。此外本研究中有5 例阳性家族史的患儿未检测出相关致病变异,提示有的潜在致病变异可能需要进一步发现。QUIAT 等[10]研究也表明许多具有阳性DCM 家族史的患儿并未检测出相关致病变异。由于WES 对检测大片段缺失/重复、拷贝数异常(CNV)及非编码区域或线粒体DNA(mtDNA)突变等检测能力有限,可能需要选用全基因组测序(WGS)或第三代基因测序技术(TGS)等进一步检测,WGS 可识别包括CNV、致病的单核苷酸变异和/或多基因等致病变异更有利于发现新突变基因[11-12]。未来随着WGS 或TGS 等技术的开展与应用,儿童DCM 的遗传病因占比可能会更高。TTN 截断突变(TTNtv)是成年人DCM 最常见的遗传变异,TTNtv 在家族性DCM 中约占25%,散发性DCM 中约为18%,此外2%~3%的健康人群携带TTNtv[12-13]。本研究最常见的致病变异为TTN(18.8%),其次为LMNA(12.5%)、TAZ(12.5%)和MYH7(12.5%)。不同队列研究报道儿童DCM 人群中TTN 突变的发生率有差异,有研究表明DCM 患儿中很少发生TTN 突变[6]。本研究共发现7.1%(3/42)的患儿存在TTN 突变,与KHAN 等[14]对109 例儿童DCM 遗传研究报道TTN 突变约占9%相差不大。随访期内共9 例患儿死亡,包括3 例TTN、2 例LMNA、2 例TAZ、1 例ATAD3A 和1 例CSRP3 基因突变,其中CSRP3(c.190C>T)基因突变目前的致病分类为VUS。

当前已发现包括肌节、核膜蛋白、细胞骨架、离子通道等60 余种基因突变与儿童DCM 发病相关,30%~40%患儿可检测出相关致病变异[6,10]。与MYH7基因突变导致的DCM 患儿相比,TTN 和LMNA 基因变异患儿病程早期更容易发生危及生命的心律失常或心源性猝死[2,6,15]。本研究随访中的3 例TTN 和2 例LMNA 基因突变DCM 患儿预后均不良;此外本研究中2例TAZ基因突变DCM患儿均在随访期间死于心室颤动。TAZ 基因突变DCM 患儿似乎也存在高发恶性心律失常的风险。随访期间本研究中MYH7、PCCB、FLNC、CTNNA3、FBN1、TNNI3、SGCD 等基因突变导致的DCM患儿预后相对较好,目前均存活。本研究结果显示,死亡组基因突变阳性8 例(88.9%),存活组基因突变阳性8 例(24.2%),组间有显著差异(P<0.05)。多因素COX 回归生存分析提示致病基因突变是DCM 患儿预后不良的独立危险因素,但基因型以及基因突变发生的不同位置也与其预后密切相关。如,TTNtv 导致的DCM,AKINRINADE 等[15]研究表明估计位于A 带和/或I 带区域的TTNtv 有约98%的致病性,发生于A 带区域的TTNtv 常导致严重DCM 表型,其预后差。此外,潜在的遗传易感性、年龄依赖的外显率以及与环境因素之间的相互作用,可导致心肌病患儿表型不一,基因型-表型如何更精准评估患儿的预后值得进一步深入研究。

有队列研究报道男性是成年人DCM 患者死亡的独立危险因素[16]。FRANASZCZYK 等[17]也在TTNtv 致成人DCM 基因型-表型的研究中报道,携带TTNtv 女性患者的预后明显好于比男性患者。本研究42 例DCM患儿中男女比为1∶1.2,死亡组男性占较高(77.8%,7/9),死亡组与存活组患儿性别差异有统计学意义(P=0.03)。多因素COX 比例风险模型分析提示性别不是DCM 患儿高病死率的独立危险因素。但在死亡8例基因突变阳性的患儿中男性占87.5%(7 例),男性可能是致病突变患儿死亡的危险因素。此外,也有研究表明DCM 患儿的发病年龄与其预后密切相关,首诊时年龄偏大者病死率高、预后差[3,5],有研究认为发病年龄≥2 岁是其预后不良的危险因素[5]。本研究DCM 患儿首诊年龄中位数为12(7,96)月,死亡组与存活组在发病年龄上无显著差异(P>0.05)。其发病年龄可能与遗传病因有关,本研究中遗传病因相关DCM 占比较高,特别是死亡组患儿遗传病因占比更高(8/9)。遗传代谢病因导致的DCM 患儿多数于婴幼儿时期发病,且其发生死亡的时间更早[1,11]。CAVIEDES BOTTNER等[18]研究结果表明,即使在无症状的DCM 患儿中,心房利钠肽和BNP 等生物标志物的升高也应该被认为是其不良预后的危险因素。而WANG 等[6]研究表明BNP 水平对儿童DCM 的诊断及预后评估没有显著价值。本研究也发现死亡组与存活组患儿的BNP 水平无显著差异(P=0.07)。此外,有研究显示患儿首诊时存在心肌病家族史,左房室瓣中重度反流、LVFS<15%、存在异常Q 波、室性恶性心侓失常、QT 间期延长等也是其死亡危险因素[3-5]。本研究CK-MB、cTnl、BNP、异常Q 波、QT 间期延长、左房室瓣中重度反流等实验室检查指标均无显著差异(P>0.05);死亡组与存活组患儿LVFS有差异(P<0.05),但多因素COX 比例风险模型分析结果显示无显著差异,可能与本研究样本量较少相关。

本研究存在以下不足之处:本研究为单中心研究,样本量较小,随访时间较短,对远期预后的评估有待进一步追踪。今后可进一步开展大样本、多中心研究,以期对研究结果验证并更利于DCM 患儿的预后危险分层和评估。

综上所述,儿童原发性DCM 的高病死率与携带致病基因突变、性别、首诊时心功能分级、低LVFS 等具有相关性。值得注意的是诊断后的第1年内是DCM 患儿死亡的高发期,基因突变阳性的患儿预后相对更差。本研究结果显示首诊心功能分级Ⅲ/Ⅳ级、存在致病突变是原发性DCM 患儿死亡的独立危险因素。

作者贡献:郑奎对文章进行设计与构思、负责数据整理及统计学分析、论文撰写;刘露、王永丽、李会、王璇负责病例收集、数据整理;郝京霞、李博参与患者诊断;张英谦负责文章的质量把控,对论文提供指导,负责论文修改。

本文无利益冲突。

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