一个复杂性PAF家系的遗传特征及其与KCNE1-S38G、D85N基因多态性的关系*

胡　睿, 李　伟, 罗振华, 吴立荣*

(1.贵州医科大学附院 心血管内科, 贵州 贵阳　550004； 2.贵州省人民医院 中心实验室, 贵州 贵阳　550004)



一个复杂性PAF家系的遗传特征及其与KCNE1-S38G、D85N基因多态性的关系*

胡睿1**, 李伟1, 罗振华2, 吴立荣1***

(1.贵州医科大学附院 心血管内科, 贵州 贵阳550004； 2.贵州省人民医院 中心实验室, 贵州 贵阳550004)

[摘要]目的： 调查1例复杂性阵发性心房颤动(PAF)先证者家系遗传特征,探讨复杂性PAF与钾离子通道KCNE1-S38G、D85N基因多态性的关系。方法： 确诊的1例复杂性PAF先证者，收集其家系所有成员资料，绘制家系图谱，分析该家系遗传特征；提取该家系先证者及后代外周静脉血基因组DNA，采用聚合酶链反应(PCR)扩增KCNE1-S38G、D85N基因特异目的片段，进行DNA序列测定，测序结果经BLAST对比，分析该家系成员KCNE1-S38G、D85N基因多态性。结果： 绘制家系图谱发现，该家系符合常染色体显性遗传病特征；经BLAST对比发现家系中发病成员与未发病成员的KCNE1-S38G、D85N基因特异片段测序与野生型基因DNA序列一致。结论： 该复杂性PAF家系为常染色体显性遗传，其KCNE1-S38G、D85N基因序列未发生改变。

[关键词]心房颤动； 多态性,单核苷酸； 序列分析,DNA； 常染色体显性遗传； 钾离子通道基因

阵发性心房颤动(paroxysmal atrial fibrillation，PAF)是一种发病率和致死率都非常高的快速型室上性心律失常，在7 d内可通过药物或自行转复为窦性心律，但目前对PAF的漏诊率非常高。PAF与冠状动脉粥样硬化性心脏病、先天性心脏病、瓣膜性心脏病、高血压、甲状腺功能亢进、心肌病、肺源性心脏病及心脏介入手术后合并的心房颤动(atrial fibrillation，AF)很难区分，其发病机制至今未完全阐明，且亦很难准确区分发病的孰先孰后。有文献报道，双亲中有一方患有AF或者是AF基因携带者，其后代发生AF的风险增加了1.85倍，其有血缘关系的家系成员发生心律失常的可能性要增加40%[1]。依据全基因组关联性研究 (genome-wide association studies, GWAS)显示的9个AF相关易感基因中，以钾离子通道基因(KCNE1)为主要代表[2-3]。现对1例复杂性PAF先证者进行调查，通过绘制该家系图谱，分析该家系遗传特征，探讨PAF与KCNE1-S38G、D85N基因单核苷酸多态性的关系。

1资料与方法

1.1先证者及家系资料

先证者为女性，贵州省贵阳市人，汉族，祖籍台湾省； 2012年11月，因反复胸闷、心悸30年，再发1 d入院。有20年高血压病史，长期服用罗布麻、北京降压0号治疗。入院检查提示促甲状腺激素(TSH)、甲状腺过氧化物酶抗体(TPO-Ab)、甲状腺球蛋白抗体(TG-Ab)及低密度脂蛋白(LDL)结果异常；心脏彩超提示二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣轻度反流。甲状腺彩超示双侧甲状腺结节并粗大钙化灶。胸部正侧位X光提示主动脉硬化，主动脉型心脏改变。12导心电图示AF心律；冠状动脉造影提示右冠状动脉前降支(RCA)近段狭窄50%，左前降支(LAD)远段心肌桥(myocardial bridge，MB)改变。2014年7月，因“突发意识丧失、晕厥”入院，急查头颅CT示急性脑梗塞，后长期卧床，生活不能自理，PAF转变为持续性AF，长期口服华法林2.5 mg(1次/d)。经调查该家系共有32人：其中直系22人，男性12人，女性10人；外来10人，男性5人，女性5人。年龄1～87岁。

1.2方法

1.2.1家系遗传特征参考文献[4]，分析先证者及家系成员资料，绘制家系图谱，分析家系遗传特征。

1.2.2DNA提取及引物设计抽取先证者及后代4人及其配偶共计6人静脉血5 mL，采用Ezup柱式血液基因组DNA抽提试剂盒(由上海生物技术有限公司提供)抽提全血基因组DNA，-80 ℃冰箱储存备用。KCNE1-S38G、D85N引物参考文献[5～7]，由上海生物技术有限公司合成，KCNE1-S38G上游引物序列为5′-TGT GGC AGG AGA CAG TTC AG-3′，下游序列为5′-GCT TCT TGG AGC GGA TGT AG-3′；KCNE1-D85N上游引物序列为 5′-GTT CAG CAG GGT GGC AAC AT-3′，下游序列为5′-GCC AGA TGG TTT TCA ACG ACA-3′。

1.2.3聚合酶链(PCR)反应PCR反应体系(20 μL)：2×Easy Taq®PCR Super Mix 10 μL，上下游引物各0.5 μL，模版DNA 3 μL(10 μg/μL)，双蒸水6 μL，双蒸水替代DNA作为阴性对照。KCNE1-S38G反应条件：94 ℃预变性30 s，94 ℃变性30 s、53.5 ℃退火30 s、72 ℃延伸30 s、30次循环，72 ℃最后延伸5 min。KCNE1-D85N反应条件：94 ℃预变性1 min，94 ℃变性30 s、56 ℃退火30 s、72 ℃延伸30 s， 30次循环，72 ℃最后延伸5 min。

1.2.4基因序列分析每个样本取20 μL PCR产物送上海生物技术有限公司进行DNA测序分析，运用DNAstar和CHROMAS软件，经GENEBANK中BLAST软件进行序列比对，分析家系中AF发病者与未发病者的序列差异。

2结果

2.1PAF家系遗传特征

通过绘制家系图谱，先证者家系中每代均有AF患者，且无明显器质性心脏病病史，发病突然，男女均有发病，AF发病多在40岁以后，其中，发病6人，2人可疑，已故4人。Ⅰ1为先证者母亲，30岁突发心脏性猝死去世；Ⅰ2为先证者父亲，80岁因心血管疾病去世，具体病因不详；Ⅱ3为先证者二哥50岁突发心脏性猝死去世，有明确诊断为AF；Ⅱ8为先证者同父异母弟弟40岁突发心脏性猝死去世，明确诊断为AF；Ⅲ5为先证者儿子50岁确诊AF、Ⅲ7为先证者女儿51岁，疑似AF发病者；Ⅳ3为先证者孙子20岁，疑似AF发病者。上述资料符合常染色体显性遗传病特征。见图1。

图1　PAF先证者及家系图谱Fig.1　Pedigree of familial atrial fibrillation

2.2PAF家系KCNE1-S38G、D85N单核苷酸多态性

通过BLAST对比发现，先证者及后代4人及配偶共6人KCNE1-S38G DNA测序结果一致，与GeneBank上的KCNE1-S38G(ID3753，NC_000021.9 GI:56881557)一致，该基因位于人类21号染色体，基因位点序列位于碱基序列的外显子区域，无内含子存在，全长165 bp，其DNA序列与mRNA序列一致，该序列的112位A被G代替，导致其38位的丝氨酸变为甘氨酸。先证者及后代4人及配偶共6人KCNE1-D85N DNA测序结果也一致，与GeneBank上的KCNE1-D85N(ID3753，NC_000021.9 GI:56881557)一致，该基因位于人类21号染色体，存在于跨膜区域，全长281 bp，该序列的253位G变为A。见图2。

图2　KCNE1 -S38G、D85N测序结果Fig.2　The sequence of KCNE1 Gene

3讨论

AF最常见的并发症有脑动脉栓塞、周围动脉栓塞、肺栓塞、心功能不全、心脏性猝死，其中脑动脉栓塞(Strokes,CS)和心脏性猝死(Sudden cardiac death,SCD)是最危险发生率最高的并发症。目前为止依据WHO公布的以及相关文献报道的脑卒中是全世界导致人类死亡仅次于心脏性猝死的主要原因，在我国居民中占首位[8-9]。PAF发生率明显高于持续性及永久性AF，常无明显的器质性脏器病变，其脑卒中发病率比无阵发性AF患者要高出5倍，而AF合并高血压患者的脑卒中发生率比正常人或者单一发病者要高出6～10倍，特别是AF患者首发高血压病一年后其发病率达80%[10-12]。提示AF患者突然发病死亡的风险非常高，特别是容易漏诊的PAF。有研究证实了上述观点[13-14]。

综合以上因素，先证者入院前30年偶有心悸、胸闷，有20年高血压病史，甲状腺结节及甲状腺功能异常入院后常规检查发现，血脂低密度脂蛋白明显高于正常上限值，心脏超声有二尖瓣、三尖瓣及主动脉瓣轻度返流，胸片示主动脉型心脏改变，结合冠状动脉造影右前降支(RCA)近端50%狭窄及LAD(LCA)远段MB改变。考虑先证者AF可能继发于长期高血压导致血流动力学改变，引起肺动脉高压，诱发AF；TSH 5.532 mIU/L，轻度升高，可能引起C反应蛋白及炎症刺激因子分泌增加，刺激左心房相关通道离子功能改变，诱发AF；因PAF容易漏诊，且发病趋于老龄化，基因多态性与心房颤动发病有关，特别是KCNE基因家族[15]。因此，将2012年11月收治的1例复杂性PAF作为先证者，对该家系所有成员资料进行调查，绘制该家系图谱，分析该家系遗传特征；并在该家系内探讨复杂性PAF与KCNE1-S38G、D85N基因单核苷酸多态性的关系。绘制先证者家系图谱，发现年龄>40岁成员中代代均有发病，不分男女，且无明显器质性心脏病，符合常染色体显性遗传病特征[4]。依据AHA/ACC/ESC指南推荐基因检测标准，该家系同意进一步了解自身基因遗传情况，符合IIa类推荐(基因检测结果对预防或治疗措施选择无影响)。KCNE1-S38G和D85N是AF的相关易感基因的多态性位点[16-17]，但未有报道称与家族性AF发病有关。通过BLAST对比发现，先证者及后代4人及配偶共6人KCNE1-S38G 、D85N DNA测序结果一致，并与GeneBank上的序列一致，意味着KCNE1-S38G和D85N与此家系AF发生无关，但不排除与其他位点及基因多态性存在关系，这有待进一步研究，为及时发现及预防AF以及脑卒中等相关致死性并发症提供一定的参考依据。

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(2016-03-25收稿，2016-05-16修回)

中文编辑： 吴昌学； 英文编辑： 周凌

*[基金项目]贵州省优秀科技教育人才省长基金(2011-27)； 贵州省科技厅社会发展公关基金[黔科合SY字(2012)3113]； 贵州省科技厅联合基金[黔科合LG字(2011)031]

[中图分类号]R541.75； RZ273

[文献标识码]A

[文章编号]1000-2707(2016)07-0779-04

DOI:10.19367/j.cnki.1000-2707.2016.07.008

Genetic Characteristics of A Complex Paroxysmal Atrial Fibrillation Family and Its Relationship with Single Nucleotide Polymorphism of KCNE1

HU Rui1, LI Wei1, LUO Zhenhua2, WU Lirong1

(1.DepartmentofCardiology,HospitalAffiliatedtoGuizhouMedicalUniversity,Guiyang550004,Guizhou,China;2.Centrallaboratory,GuizhouProvincialPeople'sHospital,Guiyang550004,Guizhou,China)

[Abstract]Objective: To investigate the genetic characteristics of a complex paroxysmal atrial fibrillation (PAF) family, and to explore the relationship between complex PAF and single nucleotide polymorphism of potassium ion channel gene (KCNE1). Methods: One case diagnosed as complex PAF syndrome were studied, the data of all the family members were collected, family map was drawn, genetic characteristics of the family was analyzed. Peripheral venous blood genomic DNA of proband and her offspring was extracted, KCNE1-S38G, D85N specific gene fragment was amplified by polymerase chain reaction (PCR), DNA sequence analysis was performed. The sequencing results were compared with BLAST and KCNE1-S38G, D85N gene polymorphism was analyzed. Results: Family tree showed that it accorded with autosomal dominant genetic disease characteristic; BLAST comparison found that members who suffered from PAF or not had the same KCNE1-S38G, D85N gene specific fragment sequence with wild type DNA sequence. Conclusion: This complex PAF family has autosomal dominant genetic disease characteristic, and the sequence of KCNE1-S38G and D85N doesn't change.

[Key words]atrial fibrillation; polymorphism,single nucleotide; sequence analysis,DNA; autosomal dominant genetic disease; potassium ion channel gene

**贵州医科大学2012级硕士研究生，现在广东省第二人民医院工作

***通信作者 E-mail:wlr@medmail.com.cn

网络出版时间：2016-07-17网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.5012.R.20160717.1318.054.html