文献解读 -Phenotypic expression and clinical outcomes in a South Asian PRKAG2 cardiomyopathy cohort

关键词：多组学；基因测序；变异检测

文献简介

• 标题（英文）：Phenotypic expression and clinical outcomes in a South Asian PRKAG2 cardiomyopathy cohort

• 标题（中文）：南亚 PRKAG2 心肌病队列的表型表达和临床结果

• 发表期刊：scientific reports

• 作者单位：阿姆里塔医学科学研究所等

• 发表年份：2020

• 文章地址：https://doi.org/10.1038/s41598-020-77124-9

图 1 文献简介

PRKAG2 综合征是肥厚型心肌病 (HCM) 的一种罕见常染色体显性表型，以心室预激、进行性传导系统疾病和左心室肥厚为特征。由于肌节蛋白突变，PRKAG2 心肌病的临床表型常常与 HCM 重叠，因此常常导致误诊。有关 PRKAG2 心肌病及其预后的文献数量有限，且目前还没有关于南亚地区 PRKAG2 心肌病的研究报道。因此，本研究通过分析 7.0 ± 1.5 年的随访数据旨在阐明该疾病的独特临床特征、自然病程和结果。

测序流程

在数据分析中，研究组使用 senteion 进行排序，去重复以及使用 sentieon Haplotyper 进行变异检测。

图 2 sentieon 的作用

研究组使用 Amrita HCM 的 22 例 PRKAG2 心肌病患者的形态学表现和临床病程，这些患者分属三个无血缘关系的家族。家庭 A（FGD0128）、家庭 B（FGD0137）和家庭 C（FGD0314 ）。

图 3 该队列研究的三个家庭的详细血统

研究组对 DNA 进行分离、制成 gDNA 文库，与 xGen Exome Research Panel v1.0 进行杂交，去除未结合的 DNA 分子后，进行扩增和纯化，最终进行测序。

研究组还对样本进行临床和遗传学评估。发现所有患者的 NYHA 心功能分级均为 I 级或 II 级；17 名患者的心电图显示为 WPW 模式（即沃尔夫-帕金森-怀特（Wolff-Parkinson-White）综合征，是一种心脏电生理异常，其特点在于心脏的传导系统存在额外的旁路或异常通路）。全部 22 名患者的心电图平均 PR 间期持续时间为 104 ± 18 毫秒；

图 4 PRKAG2 心肌病患者的典型心电图和超声心动图

为了对 PRKAG2 心肌病患者进行深度表型，研究组对三个家族的 8 名受试者进行心脏磁共振成像（CMR）检查。研究显示，重症患者存在弥漫性严重同心左心室肥厚和右心室肥大。为了了解 3 个家族中观察到的肥厚型心肌病表型的因果变异，对 43 人进行全外显子组测序。并进行联合变异调用，结果发现了 102 051 个核苷酸变异。

图 5 患者 CIII-5 的心脏核磁共振成像（SSFP Cine 序列）显示，心尖四腔切面中，室间隔和左心室侧壁区域明显肥厚（黄色星号），右心室游离壁肥厚（红色星号）（A）。两腔长轴切面显示前壁和下壁左心室中壁晚期钆增强斑片状区域（黄色星号）（B）。

研究组只筛选了罕见变异（MAF < 0.1%），然后确定了预测会对蛋白质功能产生影响和/或与疾病相关的罕见变异。在疾病遗传模式进行叠加后，筛选出了通过受影响和未受影响的家庭成员进行遗传的致病变异。发现了一个致病性常染色 p.Arg302Gln 突变，该突变影响了 AMP/ ATP 结合口袋。通过对所有个体进行 Sanger 测序，验证了 PRKAG2 突变。该突变在所有三个家族中都显示出完全的表型基因型相关性。因此研究组进行了无偏的亲缘关系分析，以检查所有家系是否来自同一创始群体。在对亲缘关系矩阵的分层聚类分析中，这三个家系之间没有任何亲缘关系，并形成了三个不同的聚类。

图 6 研究队列中三个家族中偶然变异的鉴定

图 7 对 3 个家系的亲缘关系分析表明，这些家系完全没有亲缘关系，也没有始祖效应

平均随访 7 年后，2 名患者接受了旁路消融术（针对心脏中异常的电生理通路（如在沃尔夫-帕金森-怀特综合征中的房室旁路）进行的射频消融手术），8 名患者接受了永久起搏器植入术（房室传导阻滞-5 例；窦房结病-2 例），3 名患者出现心房颤动，11 名患者的 NYHA 心功能分级逐渐恶化，6 名患者出现心脏性猝死或同等程度的猝死。对于患有 HCM 和进行性传导系统疾病的患者，必须考虑 PRKAG2 心肌病。

Sentieon 软件团队拥有丰富的软件开发及算法优化工程经验，致力于解决生物数据分析中的速度与准确度瓶颈，为来自于分子诊断、药物研发、临床医疗、人群队列、动植物等多个领域的合作伙伴提供高效精准的软件解决方案，共同推动基因技术的发展。 截至 2023 年 3 月份，Sentieon 已经在全球范围内为 1300+用户提供服务，被世界一级影响因子刊物如 NEJM、Cell、Nature 等广泛引用，引用次数超过 700 篇。此外，Sentieon 连续数年摘得了 Precision FDA、Dream Challenges 等多个权威评比的桂冠，在业内获得广泛认可。

文献讨论

图 8 文献讨论

PRKAG2 心肌病是一种罕见的早发常染色体显性心肌病，临床表现为进行性恶化，左心室功能和心力衰竭恶化，过早出现严重的传导系统疾病，需要进行永久性心脏起搏治疗和心脏性猝死。

总结

该研究对 PRKAG2 队列的扩展临床随访揭示了对该罕见疾病的宝贵见解。据报道，该研究是对来自南亚地区（印度次大陆）的 PRKAG2 队列的临床谱、结果和遗传分析的首次全面分析。因此，从完全不同的人口统计学和人群角度，为理解这种罕见的心肌病增加了一个新的维度。