基因检测在不明原因心脏骤停中的重要性

更新时间：2023-08-16 16:25:29发布时间：24小时内人气：0作者：会员上传

　　概述

　　建议对特定的遗传性心脏病进行基因检测，但其作用尚不清楚，目前不推荐用于不明原因的心脏骤停(UCA)。该文章试图使用全外显子组测序(WES)评估UCA基因检测的产量和临床效用。研究共纳入228例需要体外除颤的UCA幸存者(心脏骤停时年龄为39±13岁)，其中大多数为男性(66%)。最初进行的高级临床检测明确了21/228(9%)例幸存者发生心脏骤停的可能病因，而通过WES在23/228(10%)例幸存者中发现了致病或可能致病的(P/LP)的基因突变，将心脏骤停病因可解释的患者比例由9%(仅进行表型评估)提升到了18%(表型评估结合WES)。值得注意的是，在发现的23个 P/LP基因突变中，有13个(57%)发生在与心肌病相关的基因位点，这些患者发生 UCA时并未被诊断为心肌病。该研究结果支持基因检测用于UCA幸存者的病因诊断和临床评估。

　　研究背景

　　虽然大多数心脏骤停发生在患有冠状动脉疾病的老年人群中，但有些发生在年轻和其他健康人群中。在后一组人群中，心电图和心脏影像的诊断性检查可以确定停搏的原因，包括遗传性电或结构疾病[例如长QT综合征(LQTS)，心肌病]和复杂疾病(例如二尖瓣脱垂，冠状动脉痉挛)。当确定特定的遗传性诊断时，建议使用靶向组合进行基因检测主要是为了方便家庭筛查。相比之下，在没有明确诊断遗传性心律失常和/或心肌病的情况下，基因检测的作用值得怀疑，担心成本和对基因检测结果的解释具有挑战性，特别是对于意义不确定的变异(VUS)。目前的指南不支持“探索性”基因检测在这方面的作用。

　　尽管进行了广泛的诊断测试，但很大一部分非冠状动脉心脏骤停病例仍然无法解释。心脏骤停幸存者与保留射血分数登记处(CASPER)的建立是为了提高对不明原因心脏骤停(UCA)的理解。除了根据当地惯例进行表型驱动的基因检测外，参与者还可以提供DNA样本用于基因研究。以前使用临床驱动基因检测的回顾性分析支持目前表型驱动检测的建议然而，全面基因检测在未选择的明显UCA存活的患者队列中的作用尚不清楚。目前的研究以务实的方法解决了这一知识差距。通过对来自加拿大多中心CASPER队列的连续同意的UCA幸存者进行系统的全外显子组测序(WES)，试图描述基因检测在UCA中的产量和临床应用。

　　CASPER研究人群

　　CASPER由一个国家注册和UCA幸存者生物库组成，这些幸存者来自加拿大各地的专家心脏遗传学中。不明原因的心脏骤停幸存者包括在静息心电图(ECG)、经胸超声心动图(TTE)和冠状动脉疾病评估后发生需要除颤的心脏骤停且病因不明的患者。排除标准如下：阻塞性冠状动脉疾病(任何狭窄>50%)，左室射血分数降低(LVEF<50%)，静息校正 QT (QTc)持续延长(男性>460毫秒，女性>480毫秒)，自发的1型 Brugada 心电图，或可逆转的心脏骤停原因，如明显的低钾血症 (<2.8mmol/L)或药物过量，且没有其他原因可以解释心脏骤停所有纳入CASPER的患者均已知情同意参与注册。此外，所有的患者都被联系到基因研究的DNA生物库进行选择性参与。目前的研究仅包括提供DNA样本并同意此类研究的CASPER UCA先证者。

　　诊断评估

　　在心脏骤停后，所有患者都进行了心血管评估，以确定其心脏骤停的原因，由主治医生根据骤停时的当地做法进行判断。这包括标准和高导联静息心电图、运动和/或肾上腺素测试、普鲁卡因胺激发、解剖性冠状动脉评估，以及使用TTE和/或心脏磁共振(CMR)的心脏成像。一些患者还接受了基因检测作为临床护理的一部分。所有数据收集在CASPER注册表集中审查。心脏骤停的原因由当地调查员确定，并采用预先定义的诊断标进行集中复查。根据已公布的指南和共识声明，诊断在三个阶段确定:(i)在最初的高级表型检测(包括CMR、运动/肾上腺素和普鲁卡因胺检测)之后，(ii)在最初的高级表型检测和WES之后，以及(iii)在最后一次可用的随访(见结构化图形摘要)。尽管WES可能在最初心脏骤停事件发生数年后进行，但基因检测对诊断的影响是在初始表型检测时确定的，以解决基因检测在骤停后第一年是否可用于诊断目的的问题。根据当地临床实践对患者进行随访，并将随访数据纳入正在进行的CASPER登记中。跟踪诊断的变化，以评估在长期随访中系统基因检测和重复检测的附加价值，以确定可能的心脏骤停原因。

　　全外显子组测序和阵列基因分型

　　使用罗氏捕获和Illumina测序仪对CASPER中所有可用的UCA幸存者样本进行WES，无论他们是否进行了临床基因检测，以及在高级表型分析后是否确定了骤停的原因。具体来说，没有严格的排除标准，而是更倾向于一种更具包容性的方法，即所有在就诊时有明显UCA的病例都符合条件。选择这种实用的方法是为了提高研究结果的普遍性，并使我们能够评估基因检测的效用以及表型评估以确定心脏骤停的原因。除了报告基因检测的产量和效用，还单独报告尽管进行了表型检测但仍无法解释心脏骤停的病例的结果。还对祖先图谱进行了阵列基因分型。

　　虚拟面板

　　仅考虑先前报道的与非综合征和综合征性心脏病相关的基因变异。在分析计划时，临床基因组资源(ClinGen)心血管临床领域工作组(CDWG)的工作尚未完成。纳入了来自Genomics England众包工具PanelApp的基因列表。共有184个基因被包括在两个由PanelApp共识签署的小组中：(i)“心源性猝死”(V9.46)和(ii)“心肌病 - 包括儿童期发作”(V1.5)。对于这184个基因中的大多数，目前涉及它们与心脏病的证据是有限的。最近，ClinGen心血管CDWG完成了大多数遗传性心律失常综合征和心肌病的基因管理。作为一项二级分析，我们还报告了截至2021年8月18日，在任何已治愈的心律失常综合征和/或心肌病中，由ClinGen心血管CDWGas分级的45个基因亚群的遗传变异率，这些基因具有中度、强或明确的疾病证据。

　　变体分类

　　目前的分析侧重于具有假定的大效应量(即以前被标记为“突变”)的极罕见变异。因此，排除了等位基因频率(AF)高于最大可信群体AF的变异，以维持致病性。我们计算了先前发表的最大可信AF，将发生率设置为1 / 10000，以解释UCA的罕见性和可能导致UCA的多种疾病。我们估计等位基因/遗传异质性为0.05，以解释心脏骤停的巨大遗传异质性，外显率为0.05，因为最致病变异携带者不会出现心脏骤停。利用这些患病率、遗传异质性和外显率的大致估计，我们计算出单等位基因(常染色体显性遗传)的最大可信AF为5x10-5，双等位基因(常染色体隐性遗传)的最大可信AF为2x10-3。对于X连锁遗传，我们经验性地使用了5x10-5的最大可信度AF。在基因组聚合数据库(gnomAD)中，我们排除了五个主要群体(gnomAD;非芬兰人，欧洲人，非洲人，拉丁人，东亚人和南亚人)。所有保留的罕见变异均根据已发布的指南进行分类。对于仅涉及常染色体隐性疾病的基因，仅对纯合子或疑似复合杂合状态中存在的变异进行变异分类，以减少将偶然发现的结果给治疗医生的影响。

　　虚拟面板的比较

　　为了评估越来越大的基因的增产率，我们还比较了‘ClinGen’基因群(45个基因)和三个预定义的panelapp派生的虚拟基因群中的致病性或可能致病性(P/LP)变异率(i)心脏猝死小组仅限于“绿色”(诊断级)基因(53个基因);(ii)心脏性猝死和/或心肌病(包括儿童期发病)小组仅限于“绿色”(诊断级)基因(151个基因);以及(iii)心源性猝死和/或心肌病(包括儿童期发病)小组，包括“绿色”(诊断级)和“琥珀”(Borderline)基因(184个基因)。

　　统计分析

　　本研究的主要目的是描述基因检测在UCA中的产量和诊断效用。因此，统计分析主要是描述性的。在整个队列以及病例和/或基因亚组中，已确定的遗传变异率以相应的95% CI的百分比报告。分类变量报告为N(%)，并使用Fisher精确检验进行比较。使用夏皮罗检验评估连续变量的分布。正态分布的连续变量报告为平均值±标准差，并使用学生t检验进行比较。非正态分布的连续变量报告为中位数(四分位数1-四分位数3)，并使用Wilcoxon秩和检验进行比较。P/LP变异率随时间的变化采用Cochran-Armitage趋势检验进行评估。

　　临床特征和诊断性检查

　　截至2018年2月，共有528名UCA幸存者登记在CASPER登记处。其中，228人也同意可选的DNA生物库和基因亚研究，并被纳入目前的研究。纳入的UCA病例在2004年至2018年期间被纳入CASPER注册和生物库，中位数为心脏骤停后0.7(0.1-2.8)年，最后出现在心脏骤停后7.7(4.7-11.2)年。表1描述了基线临床特征，进行的诊断试验，以及高级表型检测后的疑似诊断。首次心脏骤停事件发生在平均年龄为39±12岁。大多数病例(66%)为男性，符合已知的性别差异。在199例具有阵列基因型数据的病例中，有81%的病例具有欧洲血。

　　绝大多数UCA幸存者(91%)在纳入研究前接受了侵入性冠状动脉造影和/或冠状动脉CT检查。其余的UCA先证者更年轻(21±9岁;P < 0.0001)和并根据灌注成像、CMR 和/或 TTE(幼儿)排除冠状动脉疾病/先天性异常。在治疗医生的判断下，对所有UCA幸存者进行了进一步的临床评估，以确定骤停的原因，包括189例(83%)的CMR, 201例(88%)的运动和/或肾上腺素测试，153例(67%)的普鲁卡因胺测试。临床试验后，根据严格的诊断标准确定了21/228例(9%)可能的心脏骤停病，而207例(91%)仍未得到解释。