房颤是最常见的持续性心律失常。随着年龄增长,房颤的发生率成倍增加,60岁以上的人将有1%出现房颤,75岁以上人群可高达10%。房颤时心跳频率往往快而且不规则,有时候可达~次/分甚至更高,可导致心房失去有效的收缩功能。其中无器质性心脏病患者占3%~11%。Framingham研究发现房颤患者死亡率较无房颤者高1.5~1.9倍。房颤的发生与基础疾病类型有一定相关性,其中高血压病是最易并发房颤的心血管疾病,且伴发房颤的患者发生栓塞性并发症的风险也有明显增加。
家族性房颤(FAF)
家族性房颤(FAF)是一种遗传性的心脏电紊乱为特征的快速和不规则的心房电活动。其发病率是未知的,多在成年之后发生,呈阵发性,房颤在不知不觉中发生和终止。房颤发作症状较轻,多由劳累、精神紧张、感染、疼痛、饮酒、吸烟等诱发,心功能保持正常。有研究表明,高达30%的房颤患者有家族史,FAF是常染色体显性遗传(AD)。
家族性房颤Panel医院医院之一,我们列举了其心脏病诊断实验室家族性房颤的检测用NGSPanel设计,这样的检测最适合无明确诊断但被怀疑有心脏病的”患者”。
ABCC9
GJA5
KCNA5
KCND3
KCNE1
KCNE2
KCNH2
KCNJ2
KCNQ1
LMNA
NPPA
NUP
SCN1B
SCN2B
SCN3B
SCN5A
房颤与离子通道遗传改变
离子通道病由于囊性纤维化从而导致跨膜电导调节因子处于隔离状态。离子通道主要功能是通过膜水孔传导离子下调电化学梯度。离子本身的运输很少有任何生理后果,但诱导瞬间膜电流和控制细胞膜电位。离子通过单一的通道从细胞外表面进入细胞内C一末端结构域,胞外弹性连接器连接内外螺旋到N一端和C端结构域。现已阐明这个分子基础可以调节中央孔的开合。基因突变有助于确定分子基础在中央孔的功能,若丧失功能,这个突变变基因可诱导房颤。
钾通道相关基因突变钾通道是一个基本亚基的四聚体。四聚体的不同亚基提供钾离子通道的多样性。每个亚基包含有6个跨膜螺旋结构,氨基酸和羧基末端各在细胞膜一侧。每个亚基包含一个电压传感器和形成中央孔。四个亚基围绕中央孔形成单一的蛋白质。该通道至少有三个时相:关闭时相,中央孔处于非传递状态;开放时相,中央孔传递约离子每秒,产生10-12安培电流或皮安培;失活时相,在该通道不能打开或关闭。通过膜电位改变使通道处于开放或关闭状态。在每个通道总是由成孔单位(α亚基)有辅助单位(β亚基)组成,如那些在KCNE基因家族,来调节通道的功能。
KCNQ1基因显示为常染色体显性遗传。编码的α亚基心脏钾离子通道。这α亚基与其他五个亚基结合形成的钾通道。AG的突变,导致位上丝氨酸替换甘氨酸。显性遗传接近%。在几个物种位上发现丝氨酸残基并位于KCNQI的Sl跨膜部分.位置接近质膜外基质表面。表达野生型与突变型KCNQI基因的COS细胞中.使用膜片钳技术显示在突变基因的细胞钾电流密度增加。年,Robyn等调查了50个房颤家系的先证者.在其中一个家系中发现了KCNQI基因外显子的一个错义突变R14C,此家系中所有患者同时合并高血压及左房扩张。随后该课题组研究发现R14CKCNQI单独突变不足以诱发房颤.并提出了“二次打击”学说。随着对KCNQI基因研究的不断深入.在家族性房颤中发现KCNQI基因不同位点的变异与房颤之间的密切联系,尤其是与家族性房颤的因果联系已逐步得到周内外学者的认可。
KCNE2基因KCNE2是KCNQ1一KCNE2通道的β亚基,产生钾背景电流。79位点上C-G基因突变的杂交,编码KCNE2。在房颤患上显示27位上的精氨酸替代半胱氨酸。27位上的精氨酸替代半胱氨酸为常染色体显性遗传。KCNE2突变在KCNQI基因COS细胞中KCNQ1—KCNE2电流密度显示在所有电压水平大幅提高。同时也导致心房动作电位时程和不应期缩短。
KCNE3基因KCNE3基因编码MiRP2钾离子通道β亚基,与KCNQ1共同形成瞬间激活钾通道。Lundby等研究电生理记录显示突变的Kv4.3/KCNE3和Kv11.1/KCNE3活性增加.加快心肌动作电位复极,成为子波折返的攻击点,产生房颤。因此KC-NE3基因失常可能是房颇开始并持续的基因学风险因素。年,对KCNE5基因T97C多态性与房颤的关系进行了研究。发现97T等位基因在对照组的频率显著高于房颤组。表明T等位基因与较低的AF发生率有关。已知房颤在男性比在女性更普遍,由于KCNE5是X连锁基因。对其研究可能会有助于解释房颤危险性的性别差异。
KCNJ2基因对30个家族性房颤家系先证者的房颤候选基因进行研究,发现了房颤的第三个致病基因——KCNJ2。KCNJ2基因第位鸟嘌呤核甘酸变为腺嘌呤核甘酸(GA),相应的其所编码的内向整流钾离子通道Kir2.1α亚基的第93位缬氨酸被异亮氨酸所替代(V93I)。KCNJ2编码Kir2.1钾.钾通道影响心肌细胞钾电流。Kir2.1钾是一个内向整流电流影响复极。该基因错义突变,位点上G·A,导致位点上缬氨酸替代异亮氨酸。表达这种突变的COS细胞和人的胚胎肾细胞示显心房动作电位时程和心房有效不应期缩短。过度表达野生型Kir2.1通道诱发房颤。获得性房颤与增加的表达IK1通道相关。Sanjayt等研究显示内向整流钾电流可能通过Kir2.1V93I突变或增加电流传导。增加心房三维空间各向异性及折返环的存在期。从而促进房颤开始并维持。
KCNJ5基因KCNJ5基因编码乙酰胆碱诱导的内向整流钾离子通道Kir3.4亚基。Calloe等在对例房颤人群进行基因分析时,在一个偶发房颤的患者身上发现KCNJ5基因杂合子突变,位于位的鸟嘌呤被腺嘌呤所替(GA).由此导致它所编码的Kir3.4钾离子通道亚位的甘氨酸变为精氨酸(GR)。将突变及野生型的Kir3.4钾离子通道分别表达于CHO细胞,通过膜片钳技术发现。Kir3(GR)基础电流较野生型Kir3.4钾离子通道电流显著减少。而将突变及野生型的Kir3.4钾离子通道共同表达于CHO细胞时,受抑制的电流及对乙酰胆碱的反应均有所恢复.在体内Kir3.4(GR)受抑制的电流会得到野生型Kir3.4钾离子通道的部分代偿。
房颤的预防
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