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第5章-基因分型和基因诊断在心血管临床的应用 20世纪50年代，沃森和克里克阐明了DNA双螺旋结构，揭开了生命科学的新篇章，开创了分子生物学的新时代。时隔半个世纪，随着人类基因组计划的完成，破译遗传信息，探索生命奥秘，人们对自身的了解逐渐加深，生命科学领域发展空前。随着基因检测技术的发展和遗传学研究的深入，基因分型和基因诊断在临床的应用成为可能。 与传统千篇一律的“经验型”用药相比，根据病人个体的遗传结构差异，实现“量体裁衣”式的个体化用药方式，将成为未来理想的治病新模式。个体对药物的不同反应主要缘于外界环境因素改变和机体本身的遗传变异，其中遗传因素往往起决定作用。随着遗传药理学和药物基因组学的深入研究和不断发展，个体化药物治疗的新时代已经到来。 单基因遗传病的诊断以前主要依靠临床表现和家族史，绝大多数疾病往往只能得到疑似诊断，而对于患者亲属的患病风险也只能遵循遗传规律给出理论上的概率。基因检测是单基因遗传病确诊的金标准，通过对亲属的筛查不仅可以早期发现无症状的携带者，还可以使未携带者走出遗传病的阴霾，此外还能通过产前诊断达到优生优育的目的。本章以华法林和肥厚型心肌病为例，分别简述基因分型和基因诊断在心血管临床的应用。 第一节 基因分型指导华法林起始剂量 华法林是目前广泛应用的香豆素类口服抗凝药，用于预防和治疗血栓栓塞性疾病，如房颤、风湿性心脏病、人工瓣膜置换、静脉血栓形成、肺栓塞等，降低再发心肌梗死和心肌梗死后血栓栓塞事件的风险。然而，华法林的剂量很难掌握，不同病人的需要量可以相差十倍以上，如果服用过量则可出现致命性出血，但剂量过低则有血栓风险，因此选择适宜的起始剂量十分重要。目前，临床上多通过监测凝血酶原时间（依据国际标准化比值international normalized ratio，INR）对患者进行个体化用药，维持适宜的剂量，以达到理想的治疗效果。近年来随着华法林遗传药理学和药物基因组学的不断发展，遗传因素对华法林剂量的影响越来越受到研究者的关注。因此，将华法林剂量与基因多态性相关的研究结果合理应用于临床，势必对华法林的安全合理使用有所帮助，也将成为个体化医疗领域的一大进展。 一、华法林的抗凝机制 华法林为香豆素类口服抗凝药，其抗凝作用的机制是竞争性拮抗维生素K的作用。维生素K环氧化物（氧化型）在体内必须转变为氢醌形式（还原型），方能参与凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ以及蛋白C和蛋白S末端谷氨酸残基的γ-羧化作用，使这些因子具有活性。华法林可阻断维生素K环氧化物转变为氢醌形式，致使这些凝血因子的γ-羧化作用产生障碍，导致产生无凝血活性的Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ以及蛋白C和蛋白S的前体，而达到抗凝的目的。并且这类蛋白与氧化失活的维生素K结合，进一步阻碍维生素K环氧化物由环氧型向氢醌型转变。华法林在体外无效，在体内需待已合成的上述四种凝血因子耗竭后，才能发挥作用 [1](图5-1) 。 图5-1 华法林抗凝机制二、华法林的体内代谢 华法林是由S-华法林和R-华法林组成的消旋体，主要在肝脏中被不同的细胞色素氧化酶(cytochrome P450，CYP)同工酶通过羧基化而代谢成非活性产物。目前已证实在人的肝脏，抗凝作用更强的S-华法林对映体85%以上经由CYP2C9 代谢转化为无活性的6-羟化产物和7-羟化产物，另外CYP2C18、CYPlCl9和CYP2A6也参与S-华法林的代谢。而代谢R-华法林的同工酶主要有CYP3A4、CYPlA2、CYPlAl和CYP2C19。上述几种CYP均具有基因多态性，其中CYP3A4、CYP2C19、CYP1A2多态性对华法林的剂量及抗凝作用影响较小，而CYP2C9多态性对华法林的代谢、剂量及抗凝作用的影响最重要。
三、华法林的药理基因组学信息 目前已经证实有30多种基因相互作用决定华法林代谢、转运和药理作用[2]。患者不同的药物基因组学信息是导致华法林剂量差异的重要因素。与遗传因素相关的低凝血酶原患者最常见的原因是CYP2C9 代谢活性降低和药物靶标VKORC1（vitamin K epoxide reductase complex 1）低表达。这两种基因的遗传多态性在全世界范围内可解释15%和25%的华法林剂量变异[1]。2009年一项研究显示在全基因组扫描的基础上除上述两基因外，CYP4F2也是决定华法林剂量的一个重要基因，它可解释约2%～7%的个体差异[3]。而在国人的一项研究报告中除CYP2C9、VKORC1和CYP4F2三个主要基因外，影响华法林剂量的还有CYP2C18、PROC和EPHX1，多元回归分析后可解释约3%的个体差异。但是，尽管如此，即使用最理想的模型仍然有30%～40%的变异不能完全解释，说明了其他基因的遗传多态性或相关临床因素存在的可能性。
除上述基因影响华法林剂量外，临床和环境因素如：种族，年龄，身高，体重，饮食，吸烟，有无肝疾病等以及临床上药物间的相互作用都可造成华法林使用的个体差异 [1]（图5-2）。
图5-2 华法林剂量影响因素 四、CYP2C9 遗传多态性对华法林代谢产生的影响
CYP450(cytochrome P450)是一组涉及许多内外源性物质代谢的单加氧酶，位于细胞内质网膜上的CYP450蛋白由CYP基因超家族编码。其中在代谢和灭活S-华法林起重要作用的是CYP2C9
CYP2C9
基因位于人类10号染色体上(10q24.2)，其野生型的等位基因被记作为CYP2C9*1，在不同的种族中它的频率变异大概是80%～95%。在CYP2C9与华法林剂量相关性的研究中，CYP2C9*2(C430T，rs1799853)和*3(A1075C，rs1057910)为研究较多的两个位点。Higashi等首次报道了CYP2C9基因分型和抗凝或出血之间的关联。其后，Sanderson等系统的代谢研究表明CYP2C9*2或CYP2C9*3变异降低华法林的剂量，CYP2C9*3变异体的降幅更大(减少30%)。而且Gage等发现携带CYP2C9*2或CYP2C9*3变异型的患者华法林代谢慢于携带野生型的患者，传统的药量易产生过量反应导致出血。CYP2C9*2和CYP2C9*3的基因频率在不同人种和不同民族之间差异很大。在高加索人群中这两点的等位基因频率约为15%和30%。而国人的研究显示等位基因频率远远低于白种人的频率。并且CYP2C9*2基因型在国人中并不存在，在周宏灏[4]等一项对照研究中CYP2C9*3等位基因频率为0.049，大大低于白种人的频率。
五、VKORC1遗传多态性对华法林代谢产生的影响
维生素K环氧化物还原酶（VKOR）是华法林的靶标酶，于1974年首次被发现，直到2004年才证实编码VKOR的基因VKORC1。VKORC1位于染色体16p11.2，约4.5kb。 VKORC1
多态性会影响华法林的剂量。Yuan等[5]首次发现VKORC1启动子的多态性(－1639G＞A)，在11例华法林敏感的患者中(≤1.5mg/d)全为AA基因型，在华法林耐药的5个患者中或者为AG型或为GG型，在104个随机选择的患者中AA(n＝83)基因型所需的剂量[(2.61±1.10)mg/d]也低于AG基因或GG基因(n＝21)[(3.81±1.24)mg/d]。因此GG和AG基因型与AA基因型相比，其启动子活性高，VKORCl mRNA表达增加，VKORCl蛋白也相应增加，引起VKORC活性增高，从而凝血因子生成较多，抗凝所需的华法林剂量较高。由于VKORCl是华法林作用靶点，所以所有华法林敏感者全是基因型为AA的纯合子，而华法林抵抗的个体其基因型为AG或GG。Veenstra等[6]研究结果也提示VKORCl的变异可解释31%的维持剂量差异，而CYP2C9仅解释了7.9%的差异，该研究指出香港华人中VKORCl基因多态性是个体间华法林维持剂量差异的决定因素，而华人AA基因型频率比欧洲人高也可能是华人华法林维持剂量比欧洲低的主要原因。
综上所述，华法林的临床个体用药量差异是由多种因素决定的，近年来随着研究的深入，依赖于遗传药理学的结果建立起来的华法林维持剂量的模型也在不断出现。由国际华法林遗传药理学协会报道的一项研究显示，在使用5052例国际标准化比值在2～3之间的用于本研究的数据而建立起来的华法林遗传药理法则，在获得患者的基因型后再根据相应临床资料精确地计算出该患者所需要的华法林剂量[7]。因此美国FDA在2007年修改了华法林的使用说明，建议在使用华法林前进行基因分型。目前CYP2C9
、VKORC1基因多态性分析已经成为国内外有条件的临床实验室重要检测项目，实现基因分型指导华法林个体化治疗。
六、基因分型指导心血管临床其他药物的应用
为预防急性心肌梗死患者再发血栓栓塞事件，目前推荐使用阿司匹林和氯吡格雷联用的双重抗血小板治疗。然而，尽管使用了这种疗法，仍有一部分患者继续发生缺血事件。一些研究已经阐明发生急性冠脉综合征后，氯吡格雷低反应性的患者往往有着更差的临床预后，尤其是进行了经皮穿刺冠脉介入术（PCI）。为了识别这些对氯吡格雷生物学低反应性的个体，国内外进行了大量的研究。 氯吡格雷是前体药，需要在体内代谢成有活性的产物才能抑制二磷酸腺苷（ADP），进而抑制血小板聚集。越来越多的证据表明个体对氯吡格雷的反应主要受药代动力学变化的影响。与个体氯吡格雷反应性相关的基因主要位于其代谢相关通路上：前体药氯吡格雷在肠道的吸收受ABCB1基因编码的肠道流出泵P糖蛋白调控，之后约85%的氯吡格雷被酯酶代谢为无活性的产物，约15%被肝脏代谢为有活性的产物，细胞色素P450参与氯吡格雷在肝脏的代谢。活性代谢产物不可逆地竞争由P2RY12 基因编码的ADP受体，进而使纤维蛋白原受体（由ITGB3基因编码的糖蛋白GPⅡb/Ⅲa受体）灭活，从而影响血小板聚集。
研究结果显示野生型CYP2C19*1
等位基因能够有效代谢氯吡格雷。CYP2C19*2和*3等位基因不能有效代谢这种药物。这两种基因型可以解释低代谢个体中85%的高加索人种和99%的亚洲人种。CYP2C19*4，*5，*6，*7，*8和其他基因型也与这种低代谢有关，但不如CYP2C19*2和*3明显。携带有CYP2C19功能缺失等位基因（CYP2C19*2，*3，*4，*5等）的患者对氯吡格雷反应性较差，再发心血管事件风险较高[8]，需要较大剂量的氯吡格雷或者换用其他抗血小板的药物。人群中这种低代谢的个体约占2%～14%，不同的种族中此概率有所不同。
因此，美国FDA于2010年增加了氯吡格雷药物说明的黑框警告，提醒医生有一部分患者对氯吡格雷反应性低，不能有效地代谢这种药物，因此不能从这种治疗中获得最大利益。对拥有上述两个功能缺失位点的低代谢患者，建议加大其氯吡格雷的用量或者换用其他抗血小板药物。临床上可以通过对上述位点进行检测明确患者的代谢状态进而有效指导治疗。
此外，SLCO1B1基因分型与他汀类药物诱导的肌病和肌溶解的诊断[ 9]、NEDD4L基因变异指导抗高血压药物选择等[10]，这些国内外研究成熟的且是以国人基因变异为基础的基因分型的临床应用将能够明显提高用药水平和质量、提高预见性，减少医疗风险和心血管事件，真正实现个体化医疗。
第二节 家族性肥厚型心肌病的基因诊断
肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）以左和(或)右心室非对称性肥厚为特征，常累及室间隔。典型的形态学改变包括肌细胞肥大、排列紊乱，间质疏松结缔组织增加[11]。国外报道该病在年轻人中患病率为2‰[12]，国内研究显示我国普通人群患病率约80/10万[13]，有家族史者占50%～70%，为常染色体显性遗传模式，55%～70%的患者是由编码心肌肌小节蛋白的基因发生突变所致。 肌小节是心肌细胞的基本收缩单位。钙离子与肌钙蛋白复合体（I、C、T亚单位）和α原肌球蛋白结合，解除了肌钙蛋白I对肌球蛋白-肌动蛋白相互作用的抑制，从而引发肌小节收缩。ATP酶激活，肌动蛋白和球形的肌球蛋白头部结合，引起构象改变，使颈部（术语称杠杆臂）弯曲，从而导致粗肌丝和细肌丝之间的滑动形成收缩力 [14] 。 目前已知的编码心肌肌小节蛋白的基因有13个（表5-1），与肥厚型心肌病相关的突变有四百多种。临床上可以通过检测下列基因进行分子遗传学诊断，进而为风险评估、遗传咨询、治疗及二级预防等提供支持和帮助。 表5-1 肥厚型心肌病的分子遗传学[15，16] 诊断：当左心室肥厚诊断成立且不累及其他系统时，以下步骤有助于判断肥厚型心肌病先证者是由父母遗传的还是携带从头突变。
家族史：评估肥厚型心肌病是否为家族性常需要获得三至四代详细的家族史。家族中以下情况需要格外注意：心衰、肥厚型心肌病、心脏移植、不能解释的猝死、不能解释的心脏传导系统疾病和(或)心律失常、不能解释的卒中或其他血栓栓塞疾病。 一级亲属肥厚型心肌病的筛查：病史、体格检查、超声心动图和心电图可以发现无症状的肥厚型心肌病，从而支持先证者家族性肥厚型心肌病的诊断。然而，因为发病年龄差异很大且早期疾病外显率低，所以一级亲属基线正常的超声心动图和心电图并不能排除肥厚型心肌病的诊断，尤其在儿童和青少年。临床症状也可延迟到中年或更晚发生，因此，根据筛查指南（表5-2）推荐超声心动图和心电图正常的一级亲属应进行再次筛查和长期随访。有任何心血管检查异常的亲属都应该由对肥厚型心肌病非常熟悉的心血管专家进行全面的心血管评估随访，因为在家族性疾病的背景下很细微的改变可能预示着温和的疾病表型[17]。 表5-2 对健康家庭成员进行筛查的指南（体格检查、超声心动图、心电图）[22] 年龄 筛查指南
小于12岁 可选并推荐，尤其是有以下情况的：早期肥厚型心肌病相关的死亡、早期进展成左心室肥厚、或其他不良并发症的家族史；强烈训练的竞技性运动员；症状或其他临床证据表明早期左心室肥厚
12～18岁 每12～18个月进行一次评估
大于18～21岁 每3～5年进行一次评估或症状有任何改变时随时进行评估；如果家族有晚发的左心室肥厚或肥厚型心肌病相关并发症的可以相应地调整评估次数
分子遗传学检测：有家族史的肥厚型心肌病其突变位于肌小节基因的可能性增加。单纯的肥厚型心肌病（如散发的）致病基因频率还不是很明确。典型的肥厚型心肌病分子遗传学检测包括编码心肌肌小节蛋白不同组分的所有基因（见表5-1）。 注：没有明确的基因型-表型关系可以用于指导基因检测，大量的研究试图寻找更广泛的基因型-表型关系。部分基因型-表型关系列举如下： § MYH7 突变与20岁发病相关。MYH7的Arg403Gln突变（即1208 G＞A）、Arg719Trp突变（即13462C＞T）与猝死风险增加相关。Arg719Gln突变（即13463 G＞A）与室间隔严重肥厚（30cm左右）、梗阻以及猝死风险增加相关。上述突变多预后较差，若不早期发现加以干预常于20岁左右发生猝死，期望寿命＜60岁[18]。
§ MYBPC3
突变常仅有左心室肥厚，临床症状较轻，发病年龄较晚（40～50岁），可达到普通人75＋岁的预期寿命[19]。
§ TNNT2
突变与左心室轻度肥厚和猝死风险增加相关[20]。
左心室肥厚不伴系统性疾病的儿童中可以检测到编码心肌肌小节蛋白基因突变总的比率是55%，其中49%是单纯病例（如散发），64%是家族性病例。编码心肌肌小节蛋白的基因突变发病率在儿童和成人/青春期发病的肥厚型心肌病患者基本上是一致的[20]。尽管大多数突变发生在MYH7和MYBPC3
，MYBPC3错义突变在儿童发病的比率比成人中高，大多数MYBPC3突变导致读码框移位（移码突变）。然而，儿童和成人致病突变流行和分布的相似性仍然不清楚，需要了解到底是什么原因导致疾病的早发和晚发。
遗传咨询
遗传模式：常染色体显性遗传模式。 家庭成员风险 先证者父母： § 有些家族性肥厚型心肌病患者的父亲或母亲也是患病者。 § 家族性肥厚型心肌病先证者也可携带新的基因突变，这种从头突变所占的比例不清楚。 § 对携带从头突变的先证者父母的评估推荐包括超声心动图、心电图和体格检查，由对家族性肥厚型心肌病非常熟悉的心血管专家进行评估。对父母的评估可以确定受累的个体是否因为不全外显和(或)轻微的表型等原因而漏诊。因此，在进行诊断性评估之前不能轻易地作出阴性家族史的诊断。 先证者同胞 § 先证者同胞的患病风险 取决于先证者父母的遗传状态。
§ 如果先证者的父亲或母亲患病，那么先证者同胞患病的概率是50%。 § 如果先证者的父母有一个是致病突变携带者，那么先证者的同胞遗传到这个等位基因的风险是50%。然而临床的严重程度和发病年龄不能由这个突变预测。 § 如果父母临床上没有患病而这个家族的致病突变也不知道的时候，先证者同胞患病的风险要比普通人群高，但是也不能准确评估。 § 如果先证者的致病突变在父母中都未检测到，那么其同胞的患病风险非常低，但也有可能比普通人群高，因为有种系镶嵌现象的可能。 先证者后代 § 家族性肥厚型心肌病患者的每一个孩子都有50%的机会遗传致病突变。 § 如果孩子遗传了致病突变，则其进展到有肥厚型心肌病临床证据的机会大于90%，尽管严重性和发病年龄不能预测。 遗传咨询相关内容 确定遗传模式：因为有报道在一个患者中存在编码肌小节蛋白的某个基因发生不止一种突变，所以确定遗传模式对评估家庭其他成员患病风险是非常重要的[21]。 检测高危的无症状的成人亲属：分子遗传学检测已经明确先证者的致病突变后，对家族性肥厚型心肌病患者的其他无症状的成年亲属进行检测就成为可能。这种检测只能用于遗传咨询，不能用于预测无症状的亲属的发病年龄、严重程度、症状类型或进展速度。对无症状的高危个体进行的检测是预测检测，不是诊断性检测，但是可以明确需要进行一系列临床随访以评估表型转换的个体，并使那些没有患病风险的家庭成员放心。 检测小于18岁的无症状亲属：对家族性肥厚型心肌病进行早期检测可以提供非常有用的信息，尤其是在识别早发和(或)进展性疾病。分子遗传学检测阳性可以指导更加严格的临床筛查以便早期发现肥厚型心肌病的临床表现并对猝死风险进行更早的评估。考虑到年轻人参加竞技性体育运动，因此对猝死风险的评估显得尤为重要。目前还没有证据表明应该对携带突变但没有任何肥厚型心肌病的临床证据（如左心室肥厚）的个体正常的体力活动进行严格的限制，然而，还是希望父母能够鼓励孩子参加非竞技的运动。此外，检测结果阴性就意味着没有发展成肥厚型心肌病的风险，没有必要进行临床筛查。应该对有症状的个体进行临床检查，而不论其年龄。儿童期就有症状的个体常常能从特殊诊断的确立中获得利益。 DNA库：DNA库是储存DNA以便将来使用。像其他诊断方法一样，我们对基因、突变和疾病的理解在以后可能会提高，所以应该考虑收集患者的DNA以建立DNA库。
产前检测：对家族性肥厚型心肌病进行产前诊断可以通过分析胎儿的DNA有无致病突变来实现，孕10～12周时取绒毛膜，孕15～18周时取羊水。在产前诊断之前必须已经明确该家族的致病突变。着床前胚胎遗传学诊断（PGD）也是可行的，如果致病突变已经确定的话。 危险亲属的监测：对临床未患病的危险家庭成员进行纵向的评估筛查指南已经制定。因为诊断要点的外显率与年龄有关，一个单独的不显著的评估并不能排除将来进展为肥厚型心肌病的可能性和相关风险。临床特征常常在婴儿/儿童期没有表现，通常在青春期和成人早期发生，也许会推迟到晚年。因此，需要进行一系列的随访，其频率基于个体的年龄、家族史和医师的考虑。 基因诊断在其他心血管遗传病的临床应用：
（1）17α-羟化酶/17，20-裂解酶缺乏 症：本病由CYP17A1
基因突变引起，是一种罕见的常染色体隐性遗传病，占先天性肾上腺皮质增生症(congenital adrenal cortical hyperplasia，CAH)的1%左右。其主要临床表现是高血压、低血钾及性腺发育障碍。
CYP17A1
基因在肾上腺及性腺中表达，编码17α-羟化酶和17，20-裂解酶，前者将孕酮和孕烯醇酮分别转化为17羟-孕酮和17羟-孕烯醇酮，而后者则将17羟-孕酮和17羟-孕烯醇酮转化为雄烯二酮和去氢表雄酮（DHEA）。这两种酶都用于合成性激素，但仅17α-羟化酶与合成皮质类固醇有关。由于皮质醇合成障碍，负反馈抑制垂体释放ACTH的作用减弱，致ACTH分泌过多，刺激盐皮质激素11-去氧皮质酮和皮质酮大量合成，从而出现高血压和低血钾。在性腺则因这两种酶缺陷导致雄激素分泌过少，在男性表现为假两性畸形，在女性则表现为原发性闭经和第二性征发育幼稚。
CYP17A1
基因位于染色体10q24.3上，包含8个外显子，共有6569个碱基编码508个氨基酸。此基因的突变可引起17α-羟化酶和17，20-裂解酶联合缺失或单独17，20-裂解酶缺失。到目前为止，关于此基因的突变全世界报道的有70余种，最早一例是在1976年由Biglieri报道的。
综合分析世界各地报道，发现以下四种突变：F53(or54)︰(2119-2121)3bp del(exon1)，H373L(exon 6)，TAC329AA(Y329K，418X)(exon6)，D487-S488-F489︰(1519-1527)9bp del(exon 8)在亚洲报道较多，其中日本患者以前两种突变为主，而中国患者以后两种突变为主。R96W(exon1)，R347H(exon6)，F417C(exon8)，480︰4bp(CATC)dup(exon8)这四种突变则在欧美国家报道较多。同时经分析得出1号、6号、8号外显子突变在亚洲人群中报道最多，故当接诊疑似17α-羟化酶/17，20-裂解酶缺乏症的患者时，可先对其CYP17A1基因的这三个外显子进行测序以期达到快速诊断的目的。
（2）Liddle综合征：又称假性遗传性醛固酮增多症，是一种罕见的常染色体显性遗传病，临床上以早发高血压、低血钾、代谢性碱中毒、低血浆肾素活性和低醛固酮血症为特征，对上皮钠通道ENaC抑制剂阿米洛利或氨苯蝶啶敏感而对醛固酮受体拮抗剂螺内酯不敏感。近年研究证实其遗传基础为编码上皮钠通道亚单位βENaC、γENaC的基因SCNN1B、SCNN1G发生突变引起上皮钠通道过度激活导致肾脏远曲小管对钠水重吸收增强所致[23，24]。 ENaC由α、β、γ三个亚单位构成，其中α亚单位是基本结构单位，β亚单位、γ亚单位是EnaC的活性调节单位，三个亚单位都包含一个细胞外环状结构域、两个短胞浆尾和两个跨膜结构域。β亚单位、γ亚单位胞浆尾有一个特异序列PPPxY(P代表脯氨酸，Y代表酪氨酸，X代表任何氨基酸)，对从膜上清除ENaC非常重要。泛素蛋白连接酶神经前体细胞表达的进行性下调基因4异构体(Nedd4)与PPPxY序列特异结合而使其磷酸化和(或)通过笼形蛋白介导的内吞作用而使ENaC失活。当SCNN1B、SCNN1G
发生突变时，PPPxY序列缺失，ENaC不能与Nedd4结合，ENaC失活减少，处于持续激活状态，导致钠重吸收增加，血压升高，血浆肾素及醛固酮分泌受抑制。
现已证实Liddle综合征其分子基础是ENaC基因(SCNN1B和SCNN1G
)功能获得性突变，最常见的突变是PPPxY断裂、缺失、提前产生终止密码或移码突变。Hiltunen等首次报道了SCNN1G基因发生错义突变，使细胞外袢530位天冬氨酸突变为丝氨酸导致Liddle综合征。Iwai等在一项日本人研究中发现SCNN1G基因启动子区G(-173)A多态性，该位点与血压的调节相关。并且结果显示G(-173)等位基因型启动子活性比A(-173)型强2～3倍。这也意味着γ-亚基可能对EnaC通道的活性起着主要的作用[25]。PPPxY分别位于SCNN1B基因的13号外显子和SCNN1G基因的12号外显子区。而这两个基因也成为了目前研究如Liddle综合征等引起的原发性高血压的高度易感基因，对于流行病学易感基因的筛查和相关性研究具有重要意义。目前已报道的可引起Liddle综合征的β亚单位的突变已有十多种，氨基酸突变位点主要集中在515～640位。γ亚单位主要集中在524～649位氨基酸位置[26]。由于Liddle综合征患者具有发病较早，更容易出现高血压引起的脑卒中、心肾功能不全等靶器官损害，因此其早期诊断、早期治疗尤为重要，基因诊断不仅为早期筛选出家系中的患者提供了方便快捷的诊断方法，还为早期药物治疗以至将来的基因治疗打下基础，而且对临床医生诊断Liddle综合征提供了可靠证据。
除Liddle综合征之外，肾小管上皮细胞的其他一些突变或变异均与血压调节及代谢密切相关，主要包括糖皮质激素可治疗的醛固酮增多症、妊娠加重的高血压（醛固酮受体突变所致）、明显盐皮质激素过多[apparent mineralocorticoid excess，由11-b-hydroxysteroid dehydrogenase-2 (11 bHSD2)基因突变所致]、Bartter综合征、WNK1-4基因缺陷、Gitelman综合征等，均可通过基因测序加以诊断并根据正确的基因诊断指导临床合理的药物治疗。
此外，脂蛋白肾病、肾小球囊性肾病等所致特殊类型高血压和相关的疾病，长QT综合征[27]、Brugada综合征等遗传性心律失常，家族型高胆固醇血症等，这些疾病的基因诊断将能显著提高诊断水平，对于评估预后和指导治疗具有重要意义。
第三节 基因分型和基因诊断的相关问题 一、基因诊断的方法 基因诊断技术多种多样，如下3种常见技术已被广泛应用于临床诊断：直接测序法，荧光PCR法，芯片法。每种方法都有他的优缺点。其中，直接测序法是基因诊断技术的金标准，需要昂贵的遗传分析仪和专业人员维护，不适合于基层开展相关项目。荧光PCR法，方便、快捷，仪器要求不高，操作简单，假阳性率高，需要专门的实验室质量控制。芯片法，通量高，检测位点多，存在假阳性，芯片制作成本较高，一般用于突变筛查，但需要直接测序法和荧光PCR法再次验证。 二、心血管遗传病基因诊断的实施策略 心血管遗传病的基因诊断主要针对的是单基因病。这些遗传病一般不都是在出生后马上出现症状，而有许多是在长到一定年龄才出现症状。在没有症状时通过对基因的检测，就可发现这个人是否会发病，还可以预测疾病的严重程度，并进行遗传咨询。 对于单基因病而言，有的疾病只有一个基因异常引起的疾病，检测出基因缺陷或异常就可获得最终诊断，如17，21-羟化酶基因缺乏症，LDL受体异常病、脂蛋白肾病、α1抗胰蛋白酶缺陷症等先天性代谢异常性疾病。另外一些单基因病，每个病人或家庭可以由不同单个基因致病，如家族肥厚性心肌病，长QT综合征，Liddle综合征。而在临床表现上，也可因为不同的致病基因合并呈现一些特殊的临床表现。 因此，我们在临床上实施基因诊断的时候，首先主要是根据临床表现、病理、影像或生化等检查明确疾病诊断，再通过询问家族史和文献报道确定为遗传性疾病，然后收集家系或病人外周血样标本，针对疾病候选基因，进行突变热点位点测序，最后根据可用于疾病解释的突变位点，进行遗传咨询。 综上所述，基因分型和基因诊断在心血管临床有广泛的应用前景。 （陈琛 崔广林 丁虎 汪道文） |
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