GNAS1基因T393C单核苷酸多态性与特发性室性早搏及β-Blockade对其药效学的相关性研究

【摘要】： 特发性室性心律失常是指在目前的诊断技术下未能发现明确器质性心脏病的临床证据,也排除了代谢或电解质紊乱以及长QT间期综合征等的室性心律失常,包括室性心动过速(VT)和频发单形室性早搏(PVCs)。这类心律失常多数来源于右室流出道(RVOT),少数来源于左室流出道(LVOT),性别差异不明显。既往认为PVCs是良性的,近年来发现了室性早搏频发可引起心脏扩大和心动过速型心肌病,导致左室功能不全和充血性心力衰竭；更有甚者,特发性右室流出道室性心律失常可诱发恶性心律失常,导致心脏猝死,因此引起了广大临床医生的重视。但有关其发生机制尚不明确,多数认为与儿茶酚胺所介导的延迟后除极(DAD)和触发活动以及自律性增强(交感神经刺激)有关。心率变异性(HRV)研究分析显示,室性心律失常发作前反应交感神经与迷走神经张力平衡指数LF/HF比率明显增高。动物实验中高频刺激输入到肺动脉近端的交感神经可以诱发出RVOT-VT/PVCs,该反应可被艾司洛尔终止或减弱。交感神经活性增高有助于VT/PVCs的发生。心交感神经末梢释放去甲肾上腺素,作用于心肌细胞膜上的肾上腺素能受体(AR),其中β-肾上腺素能受体(β-AR)在介导心脏功能中起主要作用。G蛋白系统通过受体-G蛋白-效应物信号传导通路在心血管系统中起着非常重要的作用。Gs蛋白α亚单位能够偶联活化的β-AR,通过激活心肌细胞膜上的腺苷酸环化酶(AC)使细胞内环磷酸腺苷(cAMP)增加,后者可以激活蛋白激酶A(PKA),从而引发细胞内一系列分子的级联反应。据报道,人Gs蛋白α亚基基因(GNAS1)定位于染色体20q13.2-13.3,其5号外显子第393位单核苷酸存在一个沉默单核苷酸突变,使编码异亮氨酸密码子由ATT突变成ATC(ATT→ATC,Ile131),从而增强AC活性。因此,我们从信号传导通路出发,大胆假设GNAS1基因T393C位点单核苷酸多态性(SNP)可能是特发性室性早搏发生的可能机制。B-受体阻滞剂(B-Blockade)能有效控制交感神经兴奋相关的室性心律失常包括运动诱发的心律失常,急性心肌梗死、围手术期心律失常和心力衰竭相关的心律失常,并能有效预防心源性死亡。多数B-Blockade能有效减少室性早搏,因此我们进一步探讨特发性室性早搏患者GNAS1基因T393C位点SNP与B-Blockade的疗效的可能关系。 1、分析GNAS1基因T393C位点SNP与中国汉族人群特发性室性早搏的相关性,从分子遗传学水平探讨特发性室性早搏的可能机制。 2、研究GNAS1基因T393C位点SNP与B-Blockade对特发性室性早搏的药效学的可能关系,探讨B-Blockade疗效的基因学基础。 2007年1月至2009年11月从南方医院住院病例和门诊病例中筛查研究对象共318例。 病例组156例,其中男62例,女94例,年龄48.87±14.65(18-75)岁。其纳入标准：①静息12导心电图、24h动态心电图、心电遥测或运动应力测试均提示有频发PVCs,早搏数目≥30个/h；单源呈二联律或三联律,伴或不伴有短阵VT；②经体表心电图、胸部摄片、超声心动图、生化功能、心肌酶谱、部分行冠状动脉血管三维成像和冠状动脉血管造影等排除了高血压、冠心病、扩张型和肥厚型心肌病、致心律失常型右室心肌病、心脏瓣膜病等器质性心脏病；③排除了Brudaga综合征、长QT综合征、短QT综合征等遗传性心律失常；④排除了病态窦房结综合征,房室传导阻滞等缓慢性心律失常；⑤排除了电解质紊乱和代谢性疾病,如风湿性关节炎、糖尿病等。 对照组162例,男65例,女97例,年龄50.39±12.84(18-75)岁。其纳入标准：无室性心律失常或室性早搏数目30个／h,亦符合上述排除标准,且在性别、年龄、体重指数(BMI)、吸烟、饮酒与病例组相匹配。 两组均建立临床资料观察表,详细记录患者年龄、性别、身高、体重、BMI、吸烟、饮酒等一般情况。 所有研究对象均进行24小时动态心电图检测,记录24小时室性早搏总数、平均心率、SDNN、SDANNindex、SDNNindex、rMSSD、pNN50、LF、HF以及LF/HF。所有受试者清晨空腹抽取静脉血,EDTA抗凝,采用试剂盒从外周血白细胞提取脱氧核糖核苷酸(DNA),采用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)测定GNAS1基因T393C位点SNP。分别比较两组之间不同基因型及等位基因频率的分布特点以及与HRV的关系。 从病例组中选择无支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病、外周血管病变等适合服用B-Blockade且能规律服药的96例患者。倍他洛克从小剂量开始,逐渐增量至25mg,2次/日。监测血压、心率等指标,观察体位性低血压、窦性心动过缓、房室传导阻滞等不良反应随访4周,比较服药前后患者室性早搏数目,分析GNAS1基因T393C位点SNP与β-Blockade的药效学的可能关系。 1、通过PCR-RFLP对GNAS1基因T393C位点的检测,我们发现中国汉族人群中特发性室性早搏患者存在T393C位点SNP。 2、病例组与对照组GNAS1基因T393C位点TT、TC、CC基因型频数分别为46、78、32和67、77、18,差异有统计学意义(χ2=7.719,P=0.021)。Fokl-等位基因、Fokl+等位基因频率分布为54.5%、45.5%和65.1%、34.9%,差异有统计学意义(χ2=9.487,P=0.006)。Fokl+等位基因频率在病例组中较对照组明显增高。 3、相对TT基因型而言,CC纯合子型、TC+CC基因型能显著增加特发性室性早搏发生的危险性,OR值(95%CI)分别为2.589(1.300-5.156)、1.686(1.059-2.685),P值分别为0.007、0.028,其中杂合子型TC相对于TT来说,OR值为1.475(0.904-2.408),但P值为0.12。 4、LF/HF在病例组、对照组中位数分别为3.01、2.64,平均秩次分别为173.60、145.93；两组比较有统计学差异(P=0.007),病例组中LF/HF较对照组增高。 5、TT、TC、CC三种基因型间的LF/HF差异具有统计学差异(χ2=7.135,P=0.028),其平均秩次分别是158.12、150.55、190.38,即CCTTTC。我们可以推断CC基因型的LF/HF增加最明显,其次是TT基因型,再次TC基因型。SDNN、SDANNindex、SDNNindex、rMSSD、pNN50、LF、HF在三种基因型间无显著性差异(P0.05)。 6、倍他乐克能有效减慢心率和减少室性早搏的数目(P=0.000)。其中疗效显著率、有效率、无效率分别为38.5%、32.3%、29.2%。TT、TC、CC基因型频数在显效组中分别是10、11、16,无效组中分别是15、9、4；T、C等位基因频率在显效组中分别是41.9%、58.1%,无效组中分别是69.6%、30.4%；比较不同基因型及等位基因在显效与无效两组间的差异,χ2值分别为7.294、9.878,P值分别为0.026、0.002,显效组CC基因型明显高于无效组。 1、GNAS1基因编码区第5号外显子中T393C位点SNP存在于中国汉族人群中。 2、特发性室性早搏患者中LF/HF明显高于对照组,交感神经张力增强。 3、GNAS1基因T393C位点SNP与中国汉族人群特发性室性早搏的发生有明显的相关性,Fokl+等位基因可能是其易患基因。 4、GNAS1基因T393C位点SNP与LF/HF的大小有明显的相关性,其与LF/HF的关系为：CCTTTC。 5、GNAS1基因T393C位点SNP影响特发性室性早搏发生的可能机制：C等位基因突变导致Gs蛋白功能改变,增加AC活性,使细胞内cAMP含量,从而激活PKA,进而增加其发病风险。 6、β-Blockade通过下调交感神经张力而有效控制特发性室性早搏,CC基因型B-Blockade疗效明显。因此,β-Blockade是CC基因型患者的最好选择。