芮明艷,楊景柯,孟祥光,趙育潔,牛思泉,袁義強(qiáng)
(1南方醫(yī)科大學(xué)附屬河南心血管病醫(yī)院心內(nèi)科,2鄭州市第七人民醫(yī)院心血管疾病及藥物研究室,河南鄭州450016)
肥厚型心肌?。╤ypertrophic cardiomyopathy,HCM)是一種原因不明的心肌疾病,其臨床表現(xiàn)多樣,包括無癥狀、呼吸困難、舒張功能障礙、左心室流出道梗阻、心律失常、心肌缺血、二尖瓣關(guān)閉不全、心力衰竭等,是青少年和運(yùn)動員心源性猝死的首要原因[1]。主要是由編碼肌小節(jié)結(jié)構(gòu)蛋白的基因突變,和/或一些修飾基因以及線粒體基因異常引起的單基因遺傳性疾病,常表現(xiàn)為常染色體顯性遺傳以及不多見的常染色體隱性遺傳和伴性遺傳[2]?,F(xiàn)已證實(shí)有超過29個(gè)基因的1500余種突變可導(dǎo)致HCM,其中絕大部分位于編碼肌小節(jié)結(jié)構(gòu)蛋白的基因上。目前,該病病因不明,病死率高,臨床治療多采用對癥處理,可分為非分子干預(yù)和分子干預(yù)。通過文獻(xiàn)查閱,我們發(fā)現(xiàn)HCM在分子領(lǐng)域方面的研究發(fā)展迅速,因此本文將基于分子生物學(xué)對HCM的病因及治療做一綜述。
1.1 肌小節(jié)結(jié)構(gòu)蛋白基因肌小節(jié)是心臟的基本收縮單位,它主要由粗、細(xì)肌絲構(gòu)成。粗肌絲主要成分為肌球蛋白,同時(shí)也含有肌球蛋白結(jié)合蛋白C、H和X(MBPC、MBPH和 MBPX);細(xì)肌絲主要由肌動蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白構(gòu)成,肌鈣蛋白由肌鈣蛋白 C(cTnC)、肌鈣蛋白 I(cTnI)和肌鈣蛋白 T(cTnT)三種亞單位構(gòu)成。編碼上述任意蛋白的基因發(fā)生突變,肌小節(jié)的結(jié)構(gòu)和功能將可能發(fā)生改變,由此可導(dǎo)致HCM。HCM患者約60%是由肌小節(jié)相關(guān)基因突變所致,這些基因主要包括編碼粗肌絲的MYH7、MYH6、MYL2 和 MYL3,編碼細(xì)肌絲的 TNNT2、TNNI3、TNNC1、TPM1和ACTC1,還有編碼中間纖維的MYBPC3[3-4],在約40%的HCM患者中,致病基因仍有待確定[5]。肌節(jié)蛋白基因突變引起 HCM潛在的分子機(jī)制尚不明確,有學(xué)者認(rèn)為HCM的基本遺傳學(xué)機(jī)制如下:基因突變后心肌收縮蛋白對Ca2+敏感性增加導(dǎo)致心肌張力增加、心肌收縮亢進(jìn)和舒張功能障礙,從而誘發(fā)代償性左室肥厚、排列紊亂及間質(zhì)纖維化。1.1.1 β-肌球蛋白重鏈基因 β-肌球蛋白重鏈基因是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的HCM致病基因[6],已發(fā)現(xiàn)超過300個(gè)與HCM相關(guān)的MYH7突變,攜帶MYH7基因突變的HCM患者約占HCM患者總數(shù)的35%~50%[6]。該基因編碼的β-肌球蛋白重鏈具有高度保守性,是肌小節(jié)的主要收縮蛋白。β-肌球蛋白重鏈主要分為三個(gè)部分:球狀頭部S1、桿狀部分S2和C端的桿狀尾部區(qū)LMM。MYH7突變多是錯義突變,大部分突變主要集中在肌球蛋白的S1和S2區(qū)域,少部分集中在LMM,S1突變時(shí)可以阻礙肌動蛋白之間的相互作用,影響ATP分解位點(diǎn)和肌動蛋白的結(jié)合位點(diǎn),降低粗肌絲和細(xì)肌絲的親和力,從而使心肌收縮功能下降,心肌出現(xiàn)代償性的增生和肥厚。S2發(fā)揮連接頭部和肌絲的作用,而桿狀尾部在肌絲正確組裝中發(fā)揮重要的作用。盡管目前已經(jīng)達(dá)成共識,MYH7是 HCM突變頻率最高致病基因,但是MYH7突變導(dǎo)致 HCM的發(fā)病機(jī)制尚不清楚,較為公認(rèn)的是涉及 Ca2+穩(wěn)態(tài)、心肌纖維化、能量失調(diào)等多個(gè)方面[7]。
1.1.2 心肌肌球蛋白結(jié)合蛋白C基因 心肌肌球蛋白結(jié)合蛋白C基因是第二個(gè)發(fā)現(xiàn)的HCM致病基因,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過350個(gè)與HCM相關(guān)的MYBPC3突變[8],多數(shù)已知的MYBPC3突變(60% )是截短突變,包括插入、缺失、剪接或分支點(diǎn)突變,攜帶MYBPC3基因突變的HCM患者約占HCM患者總數(shù)的30%~40%[9]。MYBPC3編碼心臟特異性肌球蛋白結(jié)合蛋白,參與肌節(jié)蛋白結(jié)構(gòu)與功能的調(diào)節(jié)和細(xì)胞內(nèi)信息傳遞,影響肌絲的收縮與舒張運(yùn)動。MYBPC3的肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn)主要位于C末端,其C1及C2結(jié)構(gòu)域存在3個(gè)調(diào)控心肌收縮的磷酸位點(diǎn),cMYBPC的磷酸化和去磷酸化可調(diào)節(jié)肌肉的舒張和收縮。MYBPC3突變大部分為cMyBPC的C端異常缺失,產(chǎn)生“截短蛋白”cMyBP-C,缺乏主要的肌球蛋白和/或肌動蛋白結(jié)合位點(diǎn),進(jìn)而造成肌小節(jié)結(jié)構(gòu)和功能損害。在導(dǎo)致HCM的MYBPC3突變中,無義突變和框移突變的比例較高且嚴(yán)重,錯義突變相對較低且輕微。研究發(fā)現(xiàn),MYBPC3突變所致HCM的嚴(yán)重程度及預(yù)后與突變類型相關(guān),多數(shù)無義突變和框移突變其臨床癥狀較重,并與進(jìn)行性心力衰竭、卒中、心臟猝死等相關(guān),預(yù)后較差[10]。錯義突變能降低 MYBPC結(jié)合肌球蛋白的能力,但大多數(shù)錯義突變既不影響MYBPC的功能,也不影響其穩(wěn)定性,心肌肥厚出現(xiàn)晚、癥狀一般較輕,不利于臨床診斷,因此MYBPC3突變攜帶者需要進(jìn)行全面的臨床危險(xiǎn)性分析。
1.1.3 肌球蛋白調(diào)控輕鏈基因 肌球蛋白調(diào)控輕鏈基因位于12號染色體上,含7個(gè)外顯子,編碼肌球蛋白調(diào)控輕鏈,肌球蛋白調(diào)控輕鏈?zhǔn)谴旨〗z的重要組成部分,現(xiàn)認(rèn)為肌球蛋白調(diào)控輕鏈基因轉(zhuǎn)錄上調(diào)是心肌細(xì)胞對肥厚應(yīng)答的一個(gè)重要標(biāo)志,它對心肌細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)和功能的維持有重要意義。目前已發(fā)現(xiàn)10種與HCM相關(guān)的MYL2基因突變,其突變所致的HCM發(fā)生率小于5%。肌球蛋白調(diào)控輕鏈對心肌細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)和功能的維持有重要意義,破壞MYL2基因可導(dǎo)致肌小節(jié)不能正確裝配,從而導(dǎo)致心肌收縮舒張功能障礙。
1.1.4 肌球蛋白必須輕鏈基因 肌球蛋白必須輕鏈基因定位在3號染色體上,目前發(fā)現(xiàn)5種與HCM相關(guān)的MYL3基因突變,攜帶MYL3基因突變的人群不超過HCM總?cè)丝诘?%。肌球蛋白必須輕鏈的微小變化就可以改變橫橋的性能并引起臨床癥狀,盡管攜帶MYL3基因突變患者的臨床變現(xiàn)嚴(yán)重程度不一,但幾乎所有MYL3基因突變攜帶者青少年時(shí)期都會發(fā)生心源性猝死。
1.1.5 心臟肌鈣蛋白I基因 心臟肌鈣蛋白I基因位于19號染色體上,由8個(gè)外顯子組成,編碼心肌肌鈣蛋白I,是肌絲的重要組成部分,主要功能是抑制肌動蛋白與肌球蛋白的相互作用。近年來發(fā)現(xiàn),肌鈣蛋白I高度保守抑制肽區(qū)域的突變改變了肌絲鈣離子的敏感性,從而調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞的收縮活動[11]。至今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)20種與HCM相關(guān)的TNNI3基因突變,TNNI3基因突變所致的HCM約占患者總數(shù)的5%。
1.1.6 心臟肌鈣蛋白T基因 心臟肌鈣蛋白T基因定位于1號染色體上,由17個(gè)外顯子組成,TNNT2基因編碼心肌肌鈣蛋白T是一種重要的調(diào)節(jié)蛋白,是細(xì)肌絲的重要組成成分,該基因突變可導(dǎo)致HCM[12],其可能的機(jī)制是突變改變了橫橋的動力,在一定范圍內(nèi)降低了肌原纖維對鈣離子的敏感性以及鈣離子激活的最大速率并增加了肌肉收縮時(shí)能量的消耗,從而影響心肌細(xì)胞的舒縮運(yùn)動。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)36種與HCM相關(guān)的TNNT2基因突變,TNNT2基因突變所致的HCM約占患者總數(shù)的20%。
1.1.7 α-原肌球蛋白基因 α-原肌球蛋白基因定位于15號染色體上,由14個(gè)外顯子組成,編碼原肌球蛋白。該基因上的突變可影響原肌球蛋白的二級結(jié)構(gòu),即與肌動蛋白的結(jié)合及其在細(xì)肌絲上的位置,改變肌動蛋白、肌球蛋白的相互作用和肌絲的Ca2+敏感性。除了影響心肌收縮性,還會使得細(xì)胞內(nèi)鈣離子調(diào)控和信號通路發(fā)生改變,從而引發(fā)HCM。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)12種與HCM相關(guān)的TPM1基因突變,TPM1基因突變所致的HCM約占患者總數(shù)的5%左右[13]。1.1.8 心肌肌動蛋白基因 心肌肌動蛋白基因定位于15號染色體上,編碼心肌肌動蛋白,是細(xì)肌絲的重要組成部分,在心肌收縮過程中發(fā)揮著重要的作用。ACTC 1突變導(dǎo)致HCM的機(jī)制可能與抑制細(xì)肌絲的活性、改變肌動蛋白不穩(wěn)定性或聚合缺陷、降低肌動蛋白和肌球蛋白結(jié)合蛋白的親和力息息相關(guān)。由于肌動蛋白序列的高度保守性,在HCM患者中存在ACTC 1突變是值得注意的。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)12種與HCM相關(guān)的 ACTC1基因突變[14],ACTC1基因突變所致的HCM不超過患者總數(shù)的5%。
1.2 Z盤基因Z盤不僅是肌節(jié)的自然分界線,在肌節(jié)收縮與舒張的機(jī)械偶聯(lián)中發(fā)揮著重要作用,而且具有將收縮力橫向傳至細(xì)胞膜外基質(zhì)的作用。Z盤蛋白與HCM相關(guān)的包括肌聯(lián)蛋白(TTN)、肌肉LIM蛋白(MLP)、T 帽蛋白(TCAP)、MYOZ2蛋白、心肌錨定重復(fù)序列蛋白(ANKRD1)、a-輔肌動蛋白(ACTN2)、微管連接蛋白(NEXN)、遮蔽蛋白(OBSCN)。雖然Z盤蛋白基因突變引起的HCM并不常見,但Z盤蛋白在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮著重要的作用,可以參與心肌肥厚應(yīng)答,因此研究HCM發(fā)病機(jī)制和治療時(shí),Z盤基因應(yīng)該引起一定的重視。
1.2.1 肌聯(lián)蛋白基因 肌聯(lián)蛋白基因位于2號染色體上,由363個(gè)外顯子組成,其編碼的巨絲蛋白是目前已知分子量最大的多肽,在肌節(jié)內(nèi)從Z盤延伸到M帶。肌聯(lián)蛋白在肌小節(jié)中起到類似骨架的作用,為其他肌小節(jié)蛋白提供結(jié)合位點(diǎn),幫助肌絲的組裝和肌小節(jié)的形成,是肌肉被動彈性的分子彈簧以及作為提供各種信號傳導(dǎo)的機(jī)械傳感器[15]。目前僅發(fā)現(xiàn)2種與HCM相關(guān)的TTN基因突變。
1.2.2 心肌LIM蛋白基因 MLP位于11號染色體上,由6個(gè)外顯子組成[16]。MLP表達(dá)于心肌和慢收縮骨骼肌,被認(rèn)為是輔助肌動蛋白組裝、滑動的細(xì)胞骨架之一,MLP是心肌分化的必須調(diào)節(jié)因子之一,在心肌發(fā)生過程中具有重要的調(diào)節(jié)作用,并可能參與調(diào)節(jié)心肌中肌肉特異性基因表達(dá),穩(wěn)定心肌細(xì)胞膜。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并鑒定了MLP基因第2外顯子中的Trp4Arg錯義突變,這是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)與心肌病相關(guān)的人類MLP突變,并提出了該基因在心臟機(jī)械活動中的作用[16-17]。
1.2.3 T帽蛋白基因 T帽蛋白基因位于17號染色體上,T帽蛋白由167個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成,在骨骼肌和心肌中特異性的表達(dá),主要功能是促進(jìn)肌聯(lián)蛋白的反向平行組裝,在肌小節(jié)的組裝中發(fā)揮重要的作用。目前針對TCAP導(dǎo)致HCM的確切機(jī)制尚不清楚,有待進(jìn)一步研究。
1.3 修飾因子修飾因子是指除致病基因外,由于DNA的多態(tài)性可以影響患者個(gè)體表型表達(dá)的因素,通常指患者的遺傳背景。修飾因子不足以導(dǎo)致HCM,也不是患HCM的必要條件,但是修飾因子可以影響HCM的嚴(yán)重程度和疾病進(jìn)展。HCM臨床表現(xiàn)性有很大的差異,同一突變攜帶者的臨床異質(zhì)性和不同的表型表達(dá)可以用其他因素來解釋,如環(huán)境和遺傳修飾因子[4]。目前,已發(fā)現(xiàn)多個(gè)可能參與HCM表型表達(dá)的修飾因子,如內(nèi)皮素-1、5-羥色胺、緩激肽B2受體、鈣調(diào)蛋白、醛固酮合成酶、血管緊張素 II等[18-19]。其中血管緊張素和5-羥色胺之間的相互作用可能在心臟肥大的發(fā)展中發(fā)揮重要作用[19]。
1.4 線粒體基因線粒體是真核細(xì)胞生物氧化和能量轉(zhuǎn)換不可缺少的細(xì)胞器,受雙重基因組控制。它的蛋白質(zhì)中只有一小部分由線粒體DNA(mtDNA)編碼,而超過99%的蛋白質(zhì)由核DNA(nDNA)編碼[20]。許多生物功能都涉及線粒體,包括ATP轉(zhuǎn)運(yùn)、產(chǎn)熱、電解質(zhì)平衡、應(yīng)激和防御反應(yīng)[21]。因?yàn)樾募∈歉吣芰啃枨蟮慕M織之一,所以線粒體疾病優(yōu)先影響心臟,心臟受損狀況與氧化呼吸鏈復(fù)合物亞單位及其組裝因子、線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)RNAs、核糖體RNAs、核糖體蛋白、翻譯因子、mtDNA維持和輔酶Q10合成等缺陷導(dǎo)致的線粒體功能障礙相關(guān)。與mtDNA突變相關(guān)的心臟表現(xiàn)主要為:無癥狀、心律失常和心肌病,肥厚型心肌病是常見的一種線粒體突變,發(fā)生在40%的線粒體疾病患者中。目前研究發(fā)現(xiàn)與HCM相關(guān)的mtDNA突變主要為:tRNA基因點(diǎn)突變、編碼線粒體呼吸復(fù)合體亞基的結(jié)構(gòu)基因突變、調(diào)控區(qū)D環(huán)基因突變。此外,由于大多數(shù)呼吸鏈復(fù)合體亞基和mtDNA復(fù)制和表達(dá)需要的許多酶是由nDNA編碼,因此與線粒體相關(guān)的nDNA基因突變也可能導(dǎo)致HCM。由nDNA基因突變引起的線粒體疾病發(fā)生在幼兒期,而由mtDNA突變引起的疾病發(fā)生在幼兒期或成年期。mtDNA幾乎不含內(nèi)含子序列,其上發(fā)生的任何突變都會累及基因組中的重要功能區(qū),進(jìn)而影響氧化磷酸化過程,使ATP生成減少。心肌組織在ATP供應(yīng)不足的情況下,會產(chǎn)生退行性變及代償性肥厚增生等病理改變,最終導(dǎo)致HCM。
HCM通常在年齡較大(>20歲)時(shí)發(fā)生,而肌節(jié)基因突變從出生就存在。這說明HCM的病理生理機(jī)制比單純的肌節(jié)基因突變更為復(fù)雜。總之,HCM不僅僅與基因突變有關(guān),而且可能和基因修飾、環(huán)境等因素共同作用,其研究的深入將對患者的診斷及臨床新藥的研發(fā)有所幫助。
2.1 非分子干預(yù)肥厚型心肌病病死率高,目前對HCM患者的治療是基于癥狀改善的藥物及手術(shù),癥狀輕微且左室流出道壓力階差<50 mmHg的HCM患者可采用保守治療,包括生活方式的干預(yù)和藥物治療。伴有左室腔內(nèi)梗阻以及嚴(yán)重的限制性癥狀且藥物治療效果不佳者,稱為藥物難治性肥厚性梗阻性心肌病,可采用介入治療,介入治療以其創(chuàng)傷小,效果明顯,現(xiàn)在已經(jīng)成為肥厚型心肌病治療的主要方法。包括經(jīng)皮間隔心肌化學(xué)消融術(shù)、起搏器置入術(shù)、植入型心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器和室間隔心肌切除術(shù)[3,23-24]。
2.1.1 生活方式干預(yù) 生活方式干預(yù)的主要目的在于避免誘發(fā)或加重左室腔內(nèi)梗阻,減少猝死。避免劇烈運(yùn)動、持重、飽餐,低鹽低脂飲食,避免使用動靜脈擴(kuò)展劑及強(qiáng)心劑,定期復(fù)查心電圖、心臟彩超等。
2.1.2 藥物治療 藥物是治療HCM的基礎(chǔ),治療類似于標(biāo)準(zhǔn)心力衰竭治療,均以β受體阻滯劑和非二氫吡啶類鈣通道阻斷劑為主要藥物治療方法[22]。單用β受體阻滯劑或維拉帕米不敏感的梗阻型HCM患者可以加用丙吡胺或西苯唑啉。此外,動物實(shí)驗(yàn)提示,螺內(nèi)酯、辛伐他丁、雌激素能影響HCM小鼠的心肌重塑和纖維化,但這些藥物在人體中是否具有相似的作用有待驗(yàn)證。
2.1.3 經(jīng)皮間隔心肌化學(xué)消融術(shù) 經(jīng)皮間隔心肌化學(xué)消融術(shù)通常被選擇用于外科治療風(fēng)險(xiǎn)高的老年患者,其原理是使靶間隔支支配的室間隔區(qū)域發(fā)生缺血壞死,進(jìn)而心肌收縮力下降,使心室流出道梗阻減輕或消失,從而改善臨床癥狀,減少心血管并發(fā)癥的發(fā)生。目前最常用的是向把血管內(nèi)注入無水乙醇,使局部心肌壞死以減輕梗阻。由于無水乙醇有漏出至冠狀動脈左前降支的風(fēng)險(xiǎn),近幾年提出用線圈或微球栓塞替代乙醇,線圈因并發(fā)癥較多已不再使用。微球栓塞與乙醇相比具備更好的操控性、更少的排異及炎性反應(yīng)。但其有效性尚需大規(guī)模、長期的臨床對照研究證實(shí)。
2.1.4 起搏器置入 起搏器置入只限于對于藥物保守治療效果不佳,或出現(xiàn)藥物副作用,不能耐受或不接受經(jīng)皮間隔心肌化學(xué)消融術(shù)和室間隔心肌切除術(shù)的患者,尤其對于合并竇性心動過緩、房室傳導(dǎo)阻滯、交界性心律或伴有心衰患者行起搏器治療更有裨益。
2.1.5 植入型心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器 HCM是運(yùn)動員和青年心源性猝死最常見的原因,ICD已被證明是一種安全有效的預(yù)防HCM患者猝死的療法。與冠狀動脈疾病后植入ICD的患者相比,HCM患者發(fā)病年齡較小,通常無癥狀,射血分?jǐn)?shù)保留,合并癥較少。鑒于這些特點(diǎn),HCM患者將面臨更長時(shí)間的猝死風(fēng)險(xiǎn)。在高危的HCM患者,如曾經(jīng)發(fā)生過心臟驟停、親屬中出現(xiàn)過猝死、不明原因暈厥史、Holter監(jiān)測中出現(xiàn)非持續(xù)性室性心動過速、運(yùn)動時(shí)出現(xiàn)低血壓和左心室嚴(yán)重肥大(壁厚≥30 mm),植入ICD對預(yù)防HCM相關(guān)心源性猝死是非常有價(jià)值的。
2.1.6 室間隔心肌切除術(shù) 室間隔心肌切除術(shù)是目前治療藥物難治性肥厚性梗阻性心肌病的金標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)典的手術(shù)是著名的MORROW術(shù)式及擴(kuò)大的MORROW術(shù)式。手術(shù)通過切除部分肥厚的室間隔,減少室間隔的厚度,增加流出道面積,改變血流方向,減少了二尖瓣前葉的壓力及乳頭肌的前移,使SAM征減弱或消失以解除左心室流出道梗阻。術(shù)后患者左室流出道壓差、室間隔厚度、左心室射血分?jǐn)?shù)、左心室舒張末內(nèi)徑、二尖瓣關(guān)閉不全、心功能分級均較術(shù)前有不同程度的減輕。
2.2 分子干預(yù)在過去十年中,對于遺傳性疾病,基于DNA或RNA水平進(jìn)行基因干預(yù)取得了重大進(jìn)展,當(dāng)前已經(jīng)開發(fā)了幾種策略來消除遺傳缺陷,主要包括基因組編輯、外顯子跳躍、剪接體介導(dǎo)的RNA反式剪接、等位基因特異性沉默和基因替換療法等[25]。這些技術(shù)中的大多數(shù)已經(jīng)在動物模型中進(jìn)行了功效和效率測試,并取得了有望的結(jié)果。
2.2.1 基因組編輯 基因組編輯技術(shù)能夠精確靶向修飾生物體基因組特定位點(diǎn),可完成基因定點(diǎn)突變、敲除、多位點(diǎn)同時(shí)突變和小片段的刪除等基因組編輯技術(shù)[26],人為改造生物遺傳學(xué)信息。傳統(tǒng)的基因組編輯工具主要是基于鋅指核酸酶和轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)核酸酶,但因其成本高,勞動強(qiáng)度大,已被廉價(jià)且快速的CRISPR/Cas9基因組編輯方法所取代,可以更加準(zhǔn)確、深入地了解疾病發(fā)病機(jī)理和探究基因功能,可以改造人的基因,達(dá)到基因治療的目的[27]。
2.2.2 外顯子跳躍 外顯子跳躍是指以整碼突變或移碼突變的原理為基礎(chǔ),通過選擇性剪接,去除含基因缺陷的外顯子,從而表達(dá)更短的具有功能相同或相似的新蛋白或不表達(dá)任何蛋白。在臨床上,外顯子跳躍策略主要指將疾病狀態(tài)從重癥轉(zhuǎn)為輕癥的選擇性剪接措施。Christina等通過外顯子跳躍干預(yù)MYBPC3突變小鼠短暫的消除了心臟功能障礙并防止了左心室肥大,這預(yù)示了外顯子跳躍作為一種新的治療手段已顯示出在臨床上的應(yīng)用前景,為HCM患者的治療鋪平了道路。
2.2.3 RNA反式剪接 RNA反式剪接指的是兩條獨(dú)立轉(zhuǎn)錄的mRNA分子之間的剪接反應(yīng),一個(gè)是靶內(nèi)源性突變前mRNA分子,另一個(gè)是治療性前反式剪接分子,在mRNA成熟過程中使mRNA發(fā)生嵌合修復(fù)轉(zhuǎn)錄成正常蛋白[28]。與正常的順式剪接不同,這里的兩段外顯子是來自不同的RNA的,但卻可能來自同一基因。這種方法的目的是降低具有修復(fù)全長mRNA的缺陷轉(zhuǎn)錄物的水平。特別是HCM相關(guān)MYBPC3突變的患者可以從反式剪接中獲益,因?yàn)樗型蛔兌伎梢杂脙蓚€(gè)前反式剪接分子修復(fù),覆蓋MYBPC3 mRNA的前半部分和后半部分,實(shí)現(xiàn)整條MYBPC3 mRNA任意突變位點(diǎn)的修復(fù)[29-30]。在小鼠體內(nèi)與體外均有應(yīng)用反式剪接修復(fù)MYBPC3 mRNA和cMyBP-C蛋白的證據(jù),但因反式剪接效率較低,需要進(jìn)一步優(yōu)化[30]。
2.2.4 基因替代療法 基因替代療法就是利用載體將缺失的基因轉(zhuǎn)染特定細(xì)胞,已達(dá)到治療的目的,主要應(yīng)用于突變導(dǎo)致相應(yīng)蛋白水平低或缺失的情況。基因替代療法適用于HCM相關(guān)的MYBPC3基因突變,因?yàn)樗鼈兺ǔ?dǎo)致蛋白質(zhì)低水平或缺乏。Prondzynski等將正常的 MYBPC3 cDNA導(dǎo)入具有MYBPC3基因突變的異常心肌細(xì)胞(該細(xì)胞由一個(gè)HCM患者的多功能干細(xì)胞誘導(dǎo)分化而來),發(fā)現(xiàn)cMyBP-C表達(dá)水平升高[29];Monteiro等通過腺病毒介導(dǎo)的全長MYBPC3基因治療攜帶MYBPC3突變的HCM人類胚胎干細(xì)胞系后,HCM攜帶者心肌細(xì)胞肥大、肌節(jié)紊亂和鈣脈沖傳播得到改善[31]。
2.2.5 等位基因特異性沉默 基因沉默是生物體中特定基因由于各種原因不表達(dá)或者表達(dá)減少的現(xiàn)象,隨著基因工程的迅速發(fā)展,基因沉默技術(shù)不斷有新技術(shù)出現(xiàn),主要包括反義寡核酸技術(shù)、基因敲除、RNA干擾技術(shù)等。等位基因特異性沉默是指在生物體細(xì)胞內(nèi),與靶基因同源的外源性或內(nèi)源性雙鏈RNA誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄后引起特異性基因沉默,降低突變蛋白表達(dá),是治療常染色體顯性遺傳病的一種選擇。在HCM的背景下,應(yīng)用等位基因特異性沉默技術(shù)成功消除了Myh6等位基因突變小鼠心肌病的研究,為人類HCM基因突變的治療提供了新的思路[32]。
肥厚性心肌病是最常見的遺傳性心臟病,給人類社會帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)和精神負(fù)擔(dān)。肌節(jié)蛋白基因突變是這種疾病最常見的原因,但其相關(guān)致病基因和突變位點(diǎn)遠(yuǎn)未被完全揭示,影響其預(yù)后的因素也遠(yuǎn)未被闡明,對臨床工作的指導(dǎo)作用還很局限,因此通過發(fā)現(xiàn)與HCM相關(guān)的新生物標(biāo)記和新基因來理解這種復(fù)雜和異質(zhì)性疾病是必要的,需要進(jìn)行更多的工作來擴(kuò)展HCM的候選基因,找到能夠恢復(fù)心臟功能的新治療策略,揭示基因突變與臨床表現(xiàn)及預(yù)后的關(guān)系,為基因的診斷和治療打下基礎(chǔ)。