先天性心臟病家系收集及其GATA-6基因突變的研究.pdf

1、目的：先天性心臟病(Congenital Heart disease，CHD，簡稱先心病)是一類常見的危害嬰幼兒健康的先天畸形，其發(fā)病率為活產嬰兒的6‰－8‰，每年中國有15 萬以上先心病患兒出生，居出生缺陷發(fā)生率和死亡率之首，我國每年用于先心病的手術費用約120 億人民幣。因此，先心病不僅是一個公共衛(wèi)生問題，而且已成為一個嚴重影響國民經濟發(fā)展和人民日常生活的社會問題。目前，遺傳因素在先心病發(fā)生機制中的作用日益成為國內外研究的熱點，但對

2、具體的遺傳因素及其作用機制認識甚少。通過先心病家系資料和生物標本的收集、保存，對先心病遺傳學機制研究十分重要。研究顯示，目前已知的與人類先心病發(fā)生相關的致病基因如TBX5、NKX2.5、GATA-4 均是首先通過先心病家系的基因檢測研究證實。近年來隨著人類基因組計劃的順利完成，研究人類疾病的方法和技術手段迅速發(fā)展，通過基因組分析技術不僅能直接探索研究特定家系的病因，還可以識別心臟發(fā)育缺陷相關的易感基因或揭示基因新的功能，這將為散發(fā)先心病

3、致病基因分析指明方向。利用我們擁有獲得來自全國各地先心病患兒資料的優(yōu)勢，進行先心病家系的收集，將為探索先心病發(fā)生機制提供有利保障。近十年來隨著分子生物學和分子遺傳學技術的進展，人們對心臟發(fā)育的過程及其機制有了更深入的了解，心臟發(fā)育不僅涉及不同時間、不同空間若干基因的先后表達，也涉及這些基因間復雜而精確的相互作用，其中任何一個基因表達質或量的異常都可能會影響心臟發(fā)育而導致先心病。當今心臟特異性轉錄因子成為研究熱點，大量實驗研究發(fā)現轉錄因子

4、GATA-4、TBX5、ZIC3、NKX2.5、TFAP2B、TBX1 和 FOG2 與先心病發(fā)生密切相關。同屬GATA 家族的轉錄因子GATA-6 與GATA-4 重疊表達在心臟的發(fā)育，是近年來新發(fā)現的在心臟發(fā)育過程中起重要作用的一個基因。人類GATA-6基因位于染色體18q11.1～q11.2，全長34812bp，包括7個外顯子，編碼595 個氨基酸。通過動物研究證實，轉錄因子GATA-6 為心臟前體細胞的早期標志之一，是目前參與先

5、心病發(fā)病機制中的主要候選基因之一，GATA-6 基因敲除小鼠導致小鼠胚胎死亡，而使GATA-6 基因部分性失活會導致心臟流出道畸形。由于人類先心病與GATA-6基因異常之間的關系研究非常有限，為此本課題對收集的先心病家系患者及散發(fā)心臟圓錐動脈干畸形患者進行GATA-6 基因突變檢查研究，觀察GATA-6 基因突變與先心病發(fā)病的相關性，進一步探討先心病患者與GATA-6 基因突變情況以及基因型和表現型之間的關系，為闡述先心病的分子遺傳學機

6、制提供有價值的資料。本研究分為兩個部分：
　　 第一部分：先天性心臟病家系收集。
　　 方法：2009年7月-2011年1月在上海兒童醫(yī)學中心和新華醫(yī)院就診的的先天性心臟病患兒及其親屬，凡一個家系中有2個及2個以上先天性心臟病患者的均作為研究對象，詳細詢問先天性心臟病家族史及致病因素問卷調查，對確診的先天性心臟病家系進行分析。
　　 結果：發(fā)現25個先天性心臟病家系，共有57 人患先天性心臟病。一級親屬患病率為4

7、3.0％(46/107)明顯高于二級親屬患病率4.4％(11/252)（χ 2 =83.897,P <0.01），雙胎患病率為90％，同胞患病率為62.2％，二者患病率比較，有顯著性差異（χ 2 =4.983,P <0.05）。Emery AEH 分離分析法對家系先心病遺傳方式進行分析，結果符合常染色體單基因顯性遺傳，因同胞數不符合自然狀態(tài)，故不能肯定其常染色體顯性遺傳方式。25 個家系中一級親屬心臟表型一致的有11 個家系(44％)，

8、病種分別為室間隔缺損6 個家系、房間隔缺損2 個家系、圓錐動脈干畸形2 個家系、左室發(fā)育不良綜合征1個家系；發(fā)現10個雙胎家系，同時患先天性心臟病同卵雙胎有8 個家系，心臟表型一致的有3 個家系(37.5％)；先證者與一、二級親屬先天性心臟表型不完全一致。致病因素問卷調查中發(fā)現先心病家系中母親孕早期先兆流產史的發(fā)生率高于散發(fā)性先心病,二者比較有顯著差異（χ 2 =8.704,P <0.05）。
　　 結論：先天性心臟病具有家族聚

9、集現象，親屬發(fā)病率高低與血緣關系遠近顯著相關，血緣關系越近，患病率越高；雙胎在此次家系調查中的比率占40％，其患病率高于同胞患病率；先證者與一、二級親屬間心臟表型不完全一致；家系中先兆流產史的發(fā)生率高于散發(fā)先天性心臟病，推測先兆流產的發(fā)生可能主要受遺傳因素的影響；通過先天性心臟病家系收集、調查，為探索遺傳學機制提供有利條件；因家系調查的局限性，同胞數不符合自然狀態(tài)，將為遺傳流行病學研究帶來新的問題和挑戰(zhàn)。
　　 第二部分：先天性

10、心臟病患者與GATA-6 基因突變的研究。
　　 方法：選擇43例先心病家系患者、148例單純性圓錐動脈干畸形患者以及 300 例健康者，應用聚合酶鏈反應（Polymerase chain reaction ，PCR ）方法擴增 GATA-6 基因7 個外顯子編碼區(qū)及兩側部分內含子區(qū)，PCR 產物純化后ABI Genetic Analyzer3100 型DNA 測序儀自動測序，然后與NCBI 數據庫中GATA-6 基因的序列進行

11、比對，并與健康對照組比較，觀察 GATA-6 基因突變情況。
　　 結果：GATA-6 基因在先心病中突變率為1.05％（2/191），均為法洛四聯(lián)癥患兒。發(fā)現的兩個雜合子突變均為錯義突變，分別位于第 2 號外顯子Glu51Lys，此位點突變?yōu)閲H上首次報道；位于第 2 號外顯子的Ser 184 Asn(曾被報道)。識別GATA-6基因8 個SNP 。新發(fā)現SNP2 個，分別為第6 內含子剪接位點+6 位堿基改變，即c.1658

12、9+6T>C 和第2 內含子c.10501-85T>C；6 個SNP 分別為第2 號外顯子Gly15Arg，即rs116262672，非編碼區(qū)：rs76308670 、rs116262672 、rs3764962 、rs1941084 、rs1941083，與NCBI 的SNP 數據庫中報道的完全一致。
　　 結論：轉錄因子GATA-6 基因突變可能與先天性心臟病發(fā)生有關；轉錄因子GATA-6基因可能是人類單純性心臟圓錐動脈干畸