KCNA5基因多態性與特發性房顫的關系

陳道虎 劉 輝 何書武 黃茂芹 葛廣全

特發性房顫(idiopathic atrial fibrillation，IAF)約占房顫(atrial fibrillation，AF)患病率的10%～20%，通常不存在高血壓、糖尿病等AF患者常見危險因素。但近年來有研究[1]顯示，IAF的發生受遺傳、飲酒、肥胖等多個因素影響。KCNA5基因編碼Kv1.5通道α亞基因，王汝朋等[2]學者的研究顯示，AF患者較健康者KCNA5基因表達下調8.13倍。超速激活延遲整流鉀電流(ultrarapid delayed rectifier K+current，Ikur)在心房動作電位的復極化中起重要作用[3]，有一項分析IAF患者的研究[4]發現，編碼Kv1.5攜帶Ikur通道的KCNA5基因的6個突變，分別導致功能獲得和功能喪失。因此，KCNA5基因突變改變Ikur，影響心房肌細胞動作電位時程，可能是IAF發生機制之一。故本文旨在探究KCNA5基因單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism，SNP)與IAF的關系，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年1月至2018年12月海南醫學院第二附屬醫院收治的204例IAF患者(IAF組)。納入標準：心電圖或動態心電圖檢查發生AF者；未合并冠心病、先天性心臟病、瓣膜病、心肌病等器質性心臟病者；年齡>18歲者；均為漢族；患者知情同意。排除標準：合并高血壓、甲狀腺功能亢進等常見AF危險因素者。以性別、年齡作為匹配因子收集同期在本院體檢的200例體檢健康者作為對照組。本研究已經我院倫理委員會審核通過。IAF組：男性117例、女性87例，年齡32～62歲、平均(45.37±7.01)歲。對照組：男性114例、女性86例，年齡30～62歲、平均(45.34±7.59)歲。兩組研究對象性別、年齡對比，差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2 研究方法 所有研究對象(IAF組和對照組)均采集外周靜脈血5 mL，置于EDTA抗凝管中，-80℃保存待測。多態性基因位點選擇：根據HapMap人類基因組數據庫選擇KCNA5基因兩個SNP(rs3741930、rs1056468)。基因組DNA提取：使用血液基因組DNA提取試劑盒(天根生化科技有限公司提供)提取來自全血細胞的基因組DNA，嚴格依照試劑盒說明操作；經紫外分光光度計測定各樣品的DNA濃度和純度，DNA樣本-20℃儲存。引物設計：根據KCNA5基因的標準DNA序列，輔助應用Primer5.0進行目的基因片段引物設計。PCR擴增：由上海賽百盛基因技術有限公司進行引物合成。PCR反應總體系：基因組DNA模板10 μL，上下游引物各1 μL，2×Taq PCR mastermix(北京博凌科為生物科技有限公司提供)25 μL，去離子水補足體系至50 μL，使用9700型PCR儀(美國應用生物系統公司生產)進行擴增，引物序列及擴增條件見表1。基因分型：瓊脂糖凝膠電泳后，經凝膠成像儀觀察是否擴增出目的條帶，發現目的條帶后采用AxyPreP DNA凝膠回收試劑盒進行純化，使用3500基因測序儀(美國應用生物系統公司生產)對所得產物進行測序。

表1 待擴增片段的引物設計和擴增條件

1.3 觀察指標 采用基因測序法檢測兩組研究對象KCNA5 SNP(rs3741930、rs1056468)的分布，基于不同基因型(rs3741930、rs1056468)將IAF患者分為CC基因型和CT+TT基因型兩組，比較IAF患者不同基因型相關臨床指標[年齡、體質量指數(body mass index，BMI)、舒張壓、收縮壓、心率、左心房內徑、左室射血分數]的差異。

2 結果

2.1 兩組研究對象哈德溫伯格平衡檢驗結果比較 rs3741930、rs1056468各基因型在IAF組和對照組中均存在。KCNA5基因rs3741930位點CC、CT、TT在IAF組、對照組中實際分布與預期分布對比，差異均無統計學意義(P>0.05)；KCNA5基因rs1056468位點AA、AT、TT在IAF組、對照組中實際分布與預期分布對比，差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

2.2 兩組研究對象不同組基因分型對比 IAF組rs3741930位點CC基因型和等位基因C分布頻率高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，兩組CT、TT基因型頻率對比，差異無統計學意義(P>0.05)；IAF組rs1056468位點AA、AT、TT和等位基因A分布頻率與對照組對比，差異均無統計學意義(P>0.05)，見表3。

2.3 IAF患者不同基因型相關臨床指標比較 IAF患者rs3741930位點CC與CT+TT基因型年齡、舒張壓、收縮壓、心率、左心房內徑、射血分數比較差異均無統計學意義(P>0.05)，CC基因型BMI高于CT+TT基因型(P<0.05)；IAF患者rs1056468位點AA與AT+TT基因型年齡、舒張壓、收縮壓、心率、左心房內徑、射血分數比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，AA基因型BMI低于AT+TT基因型(P<0.05)。見表4、5。

表2 兩組研究對象哈德溫伯格平衡檢驗比較

表3 IAF組和對照組基因型及等位基因頻率對比[例(%)]

表5 IAF患者rs1056468位點基因型相關臨床指標對比

3 討論

心臟Kv1.5鉀通道由KCNA5基因編碼，由Kv1.5通道介導的Ikur構成心房動作電位的關鍵組成部分，KCNA5基因中的功能性突變導致AF[5]。SNP是指在基因組水平上，由單個核苷酸變異引起的DNA序列多態性，這種突變包括錯意突變和同義突變[6]。苗海軍等[7]研究顯示，KCNA1(rs1805127)是維吾爾族AF的獨立危險因素，而KCNE4(rs12621643)是維吾爾族和漢族AF患者的共同危險因素。KCNA5基因與KCNA1、KCNA6毗鄰，但目前關于該基因SNP與AF關系的研究仍較少。Ni等[8]學者使用模擬心房肌細胞機電動力學的人體心房細胞的機電模型來模擬KCNA5突變對心房電子力學的影響，結果顯示功能獲得性KCNA5突變導致心房收縮性的嚴重損害。上述研究表明，KCNA5基因突變在AF發病機制中的重要作用，也顯示出分析KCNA5 SNP與IAF關系的重要性。

本研究數據顯示，KCNA5基因rs3741930、rs1056468各基因型在IAF和健康人群中均存在，分布頻率符合哈德溫伯格定律。本研究結果顯示，在不同位點各基因型對比中，IAF患者rs3741930位點CC基因型和等位基因C分布頻率分別為17.65%和42.40%，較健康人群明顯升高。這說明rs3741930位點可能與IAF發病存在一定聯系，攜帶C等位基因或是IAF人群的易感因素之一。而rs1056468位點各基因型IAF患者與對照組對比，分布頻率均相近，差異未達統計學意義。rs1056468位于KCNA5基因5’-UTR區域，參與構成一段剪接增強子序列。其SNP C>T可能通過影響KCNA5基因表達，進而損害KCNA5基因編碼的Kv1.5通道結構和功能，影響心房肌細胞機電動力學，使該人群成為IAF的易感人群。

本研究比較rs3741930、rs1056468位點不同基因型與IAF相關臨床指標，結果顯示各臨床指標中僅BMI一項出現顯著差異。具有rs3741930、rs1056468位點基因變異IAF患者與未發生變異的IAF患者，這說明KCNA5基因 SNP還可能與BMI存在聯系。Ball等[9]學者的一項大樣本量分析顯示，過高的BMI會增加AF風險，40 kg/m2人群較23 kg/m2人群患病風險增加4.42倍，且在男性和女性呈現相同趨勢。Huang等[10]則指出，BMI與人群左心房直徑、左心房面積和左心房體積均獨立相關，其中左心房直徑是整體人群中AF發生的獨立危險因素。另有一項研究[11]發現，AF患者經射頻消融術治療后，BMI超標是其早期復發的獨立影響因素之一。因此，BMI在AF發生、發展、預后等方面均產生重要影響，KCNA5基因SNP與BMI的相關機制仍不明確，或可成為今后IAF發病機制的研究入手點之一。

綜上所述，KCNA5基因SNP rs3741930位點與IAF發病風險有關，攜帶C等位基因的人群是IAF的危險人群，且rs3741930、rs1056468位點均與IAF患者BMI相關。