先天性心脏病(Congenital Heart Disease,CHD)是一种最常见的出生缺陷,是自然流产和死胎最常见的原因之一,严重威胁儿童的身体健康,手术是唯一的治疗方法。近几年,随着心脏外科和微创介入医疗技术的发展,CHD患儿的手术风险不断降低,手术成功率以及患儿的生存率得到大幅提高。然而,术后许多患儿进入成年后会伴发诸如心律不齐、心肌收缩力下降等心脏疾患。其中,心律失常为最常见的远期并发症,其发生率可达修补手术人数的20%以上。过去,人们认为这可能是由于手术修补损伤或早期心脏畸形引起的血流异常所致,但最近研究提示,某些引起心脏畸形的基因也参与了出生后心脏正常功能的维护。
CHD患儿修补后远期并发心律失常可能与SCN5A、NKX2-5、TBX5、GATA4等基因异常有关:
⑴SCN5A:编码心肌钠通道α亚单位,其突变不但影响心脏形态发育,更重要的是可引起成熟心脏传导性疾病。Sehulze Bahr等通过心律失常家系分析认为,房性心动过缓、房性静止、希氏传导时间延长等都可以归因于变异的杂合SCN5A基因和连接蛋白Cx40启动子。Cx40主要在心房肌细胞和传导系统表达,与胞浆内的离子在细胞间通道的弥散有关;
⑵NKX2-5:是目前对CHD并发心律失常,尤其是房室传导阻滞(AVB)研究最多的转录因子。其基因突变可导致心脏畸形和传导异常。Benson等发现,在NKX2-5基因突变阳性者中,AVB的外显率很高,几乎所有携带者都发展为AVB,有25%的受累个体,以AVB为最突出的临床表现。进一步研究发现,CHD患者NKX2-5基因突变类型很多,其中某些类型在VSD和ASD患者中是特异的,提示NKX2-5基因的不同部分可能在心脏发育的不同阶段发挥作用;
⑶TBX5:即T结构域转录因子,是近几年发现的另一个在心脏发育过程中起重要作用的转录因子。动物研究发现,TBX5-/-纯合缺陷小鼠在胚胎期出现心脏发育停滞,甚至死亡;TBX5+/-杂合小鼠利钠因子(ANF)和Cx40的表达显著减少。而且,TBX5、NKX2-5、GATA4可通过特异的结合区域协同作用,影响心肌细胞的传导性;
⑷GATA4:属GATA转录因子基因家族。据报道,其与NKX2-5和TBX5之间有着相互作用,也与ANF、BNP等基因转录有关,从而推断GATA4间接参与了CHD患者远期心律失常的产生。
展望:心脏发育中,SCN5A、NKX2-5等基因异常不但会导致CHD的发生,而且可能会影响成年后心脏的正常功能,为我们进一步研究CHD患者封堵术后远期心脏并发症提供了分子遗传学线索和依据。只有认识了心脏发育至成熟过程中大量基因所起的作用和相互之间调控的机制,才能从根本上预防和解决先天性心脏病,才能真正提高CHD患者的生活质量。