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心律失常是常见病,多发病,是猝死的常见原因之一,严重威胁人类的健康。心律失常从发病机制上主要涉及心肌动作电位的改变,而心脏离子通道基因的功能与心肌动作电位密切相关。对心律失常的分子遗传学研究显示多个心脏离子通道基因与心律失常相关,主要包括钾离子通道基因(KCNQ1、HERG、KCNE1、KCNE2),钠离子通道基因(SCN5A)等。这些离子通道基因的突变会引起家族遗传性的心律失常,如长QT间期综合征,Brugada综合征等。离子通道基因的单核苷酸多态性(SNPs)的改变被证明与心律失常的易感性以及药物性心律失常的发生有关。至今为止国内尚未有系统针对中国本土人群不同类型心脏离子通道基因SNPs分布的研究,因此开展对中国人心脏离子通道基因SNPs的研究,找到本民族特有的心律失常发病的遗传风险因子具有重要意义。
本研究是第一次针对中国本土人群进行系统的心脏离子通道基因SNPs的研究。研究人群为160位非家族性心律失常病人和81位健康对照。选用的候选基因为4个主要的心脏离子通道基因(KCNQ1、HERG、KCNE1、SCN5A),测定位点为20个已经报道的离子通道基因的SNPs。用Sequenom公司的基因分型系统进行基因分型,得到每个位点在人群的分布频率。分析等位基因频率与疾病的相关性,并分析SNPs两两之间的连锁不平衡情况,构建单体型,观察单体型在病人和对照中分布的差异。同时,探讨了年龄性别因素与基因之间的交互作用。由于非家族性心律失常是多基因疾病,因此探讨基因与基因之间的交互作用也是研究的一个方面。
KCNQ1基因的1394-12C>T,SCN5A基因的5851G>T和5963T>G在病人和对照人群中均无多态性;KCNQ1基因的1110G>A在对照中无多态性;KCNE1基因的253G>A在病人中无多态性。KCNQ1基因的1638G>A在所有病人和对照的分布频率有显著差异,在细分的房颤房扑和传导障碍临床亚组同样存在病人和对照分布的显著差异。1638A等位基因在对照中的分布频率高于病人,显示出保护作用。KCNQ1基因的其余SNPs以及KCNH2、SCN5A和KCNE1基因的SNPs在病人和对照的分布频率未见显著差异。KCNQ1基因的1638G>A与1732+43T>C处于同一单体型域,带有1638A等位基因的单体型在对照中的分布频率明显高于病例。1638G>A可能与邻近涉及心律失常发病的突变位点处于连锁不平衡,也有可能通过影响mRNA的剪接和稳定性而影响KCNQ1的功能。KCNH2基因的1539T>C和1692G>A处于同一个单体型域中;SCN5A基因的4299+53T>C和5457C>T处于同一个单体型域中,这两个基因的单体型域均未发现单体型频率在病人和对照中的分布有显著差异。所有的SNPs均未发现与年龄性别的交互作用。基因间的交互作用显示KCNQ1435C>T和SCN5A5457C>T,KCNQ11638G>A和SCN5A103+130G>A之间存在交互作用。
通过以上研究结果,我们得出以下结论:(1)KCNQ1基因的1638G>A与中国人群非家族性心律失常发病相关,具有抵抗发病的保护作用,但其功能效应仍需进一步的实验验证;(2)KCNQ1基因和SCN5A基因在中国人群中存在交互作用。