ИССЛЕДОВАНИЕ МУТАЦИЙ В ГЕНЕ RYR2 У БОЛЬНЫХ С НАРУШЕНИЯМИ РИТМА СЕРДЦА

Тип работы: Диссертация
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 51 страниц
В избранное:

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет

им. С. Торайгырова

АБИЛОВА ЖАННУР МАКСУТОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ МУТАЦИЙ В ГЕНЕ RYR2 У БОЛЬНЫХ С НАРУШЕНИЯМИ РИТМА СЕРДЦА

Магистерская диссертация на соискание акдемической степени магистра биологических наук

По специальности 6М060700 - Биология

Павлодар

СОДЕРЖАНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОБОЗНАЧЕНИЯ

СОКРАЩЕНИИ

ВВЕДЕНИЕ

Общая характеристика работы. Диссертационная работа была посвящена изучению ассоциативных связей гена RYR2 с повышенным риском внезапной сердечной смерти у больных с нарушениями ритма сердца (желудочковая тахикардия) .

Актуальность темы.

Диагностика и лечение сердечных аритмий являются одними из наиболее важных в современной кардиологии, так как их наличие часто сопряжено с высоким риском внезапной сердечной смерти (ВСС), которая составляет 25% от всех случаев ненасильственной смерти. Ежегодно в США регистрируется 325 тыс. ВСС (0, 1-0, 2% взрослого населения) [1] . Из них в половине случаев ВСС наступает у пациентов с ранее диагностированной ИБС [2] .

Внезапная сердечная смерть является одной из наиболее острых нерешенных проблем современной кардиологии. В промышленно развитых странах частота случаев ВСС принимает угрожающие размеры. Она ежегодно уносит из жизни множество активных, трудоспособных людей, причем около 20% умерших от ВСС не имеют явного кардиологического заболевания [ 3-6] . ВСС наступает в течение от нескольких минут до 24 часов с момента первого появления симптомов и происходит в результате остановки сердечной деятельности на фоне внезапной асистолии или фибрилляции желудочков у людей, находящихся до этого в физиологически и психологически стабильном состоянии. Отсутствие выраженных симптомов болезни перед смертью не является показателем того, что данные лица были здоровы. Тяжелое сердечное заболевание может оставаться нераспознанным. 20% случаев ВСС регистрируются во время спортивных тренировок, 50% - при различных обстоятельствах в период бодрствования и 30% - в период сна [ 4] .

Изучение причин внезапной сердечной смерти имеет большое значение, так как позволяет выделить группы риска, характерные для них клинико-инструментальные критерии, определить обязательный план обследования (например, в отношении членов семей, детей, решивших заниматься спортом), разработать превентивные мероприятия.

Причины внезапной сердечной смерти различаются в зависимости от возраста пациента. ВСС у детей представлена: I) синдромом внезапной смерти детей младенцев (СВСМ) ; II) ВСС у детей с известными сердечными заболеваниями (жизнеугрожающие нарушения ритма сердца, кардиомиопатии, врожденные пороки сердца, первичная легочная гипертензия, аритмогенная дисплазия правого желудочка и др) ; III) ВСС у считающихся здоровыми детей, когда жизнеугрожающее состояние является первым симптомом болезни [5] . Аритмиям принадлежит ведущая роль в патофизиологии ВСС. Имеются определеные возрастные закономерности: у детей младшего возраста чаще (в 88% случаев) регистрируется асистолия, в то время как в старших возрастных группах и у детей с органической патологией независимо от возраста непосредственной причиной ВСС в большинстве случаев является желудочковая тахикардия [6] .

У взрослого населения, наиболее частой причиной внезапной смерти является ишемическая болезнь сердца с различными формами кардиомиопатии, которая является второй наиболее распространенной причиной [8-9] . Тем не менее, у пациентов младше 35 лет, было показано влияние многих других этиологий неишемического характера [10-13] .

Хотя более 80% больных, умирающих внезапно от кардиальных причин, имеют ИБС, пожилые пациенты с дилатационной кардиомиопатией и приобретенными пороками сердца также подвержены риску ВСС [14] . ВСС также отмечена у пожилых больных с гипертрофической кардиомиопатией [15-18], аритмогенной правожелудочковой кардиомиопатией [11, 12], а также у пациентов после радикальной коррекции тетрады Фалло [13], особенно у больных с левожелудочковой дисфункцией. Синдром Бругада и врожденный синдром удлиненного интервала Q-T являются не столь частыми причиной внезапной сердечной смерти у пожилых пациентов [19] .

Механизмами, лежащими в основе развития внезапной сердечной смерти в подавляющем большинстве случаев являются желудочковая тахикардия (ЖТ) и фибрилляция желудочков (ФЖ) - 95%, а оставшиеся 5% приходятся на долю брадиаритмий и асистолии [20-24] . Желудочковые аритмии часто встречаются в молодом возрасте при структурно неизмененном сердце [25-28], и у пожилых людей, и их частота возрастает при наличии структурного заболевания сердца, встречаясь у 70-80% людей старше 60 лет [29] .

Несмотря на наличие большого количества современных инструментальных методов оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы, их ипользование для оценки риска внезапной смерти не всегда является информативным и, в сочетании со значительной стоимостью, ограничивает возможности массового применения.

В связи с этим, актуальным является поиск биологических маркеров предрасположенности к внезапной смерти и, прежде всего генетических, позволяющих выявлять повышенный риск смертельного исхода задолго до его наступления и соответственно предпринять необходимые лечебно-профилактические мероприятия для его предупреждения. Одним из наиболее эффективных подходов к выявлению генетической компоненты мультифакторнальных заболеваний является изучение ассоциаций с полиморфизмами генов-кандидатов [14] .

Объектом исследования является ДНК больных с различными нарушениями ритма сердца (желудочковая тахикардия) и практически здоровые лица(контрольная группа) .

Цель исследования.

Целью исследования является изучение связи и прогностической значимости гена RYR2 с повышенным риском внезапной сердечной смерти у больных с нарушениями ритма сердца (желудочковая тахикардия) в казахской популяции.

Исходя из этой цели исследования были поставлены следующие задачи:

Разработка клинической анкеты/карты пациентов, информированного согласия. Рекрутинг участников исследования и рандомизация групп исследования.
Лечение и мониторинг больных, сбор клинической информации, проведение клинических анализов, забор крови.
Выделение ДНК из крови. Определение концентрации ДНК.
Дизайн праймеров гена RYR2
Генотипирование гена RYR2.
Представление результатов на конференциях, публикации тезисов. Подготовка и подача материалов для публикации в научных журналах.

Методы исследования.

Ислледование связи гена гена RYR2 с повышенным риском внезапной сердечной смерти у больных с нарушениями ритма сердца (желудочковая тахикардия) осущетвлены аналитическими, статистическими и молекулярно-биологическими методами.

Научная новизна исследования состоит в том, что впервые было изучено влиянеие гена RYR2 на развитие желудочковой тахикардии в казахской популяции. Таким образом, выявление предикторов ВСС позволяет предупредить неблагоприятное событие.

Впервые были выявлены новые мутации в казахской поуляции у пациента CPVT (c. A13892T; p. D4631V) и новая мутация у одного пациента с VT (c. G5428C; p. V1810L) . Оба варианта находятся в филогенетически консервативных регионах гена RYR2 и являются патологическими (рисунок 6) . Также были выявлены три известных синонимичных полиморфизма rs3765097, rs2253273 и TMP ESP1 237 664 067 в исследуемой группе.

Также была обнаружена мутация (c. C7511T; p. T2504M), ранее выявленная у больного с ARVD. Данный вариант находится в филогенетически консервативном регионе гена RYR2 и является патологическим.

Теоритическое значимость исследования заключается в том, что впервые в Республике Казахстан с использованием последних достижений молекулярной биологии и генетики были изучены связь гена RYR2 с повышенным риском внезапной сердечной смерти у больных с нарушениями ритма сердца (желудочковая тахикардия) .

Практическая значимость исследования заключается в том, что позволит прогнозировать риск развития внезапной сердечной смерти на индивидуальном уровне, таким образом, заранее предотвратить внезапную сердечную смерть и, тем самым, позволит снизить смертность от сердечно - сосудистых заболеваний в Казахстане.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Обоснование выбора направления (обзор литературы)

Внезапная сердечная смерть (ВСС) - внезапное прекращение сердечной деятельности, которое наступает вследствие кардиальной патологии в течение 1 часа от манифестации симптомов. В 85-90% случаев внезапная сердечная смерть - тяжелый, молниеносно протекающий клинический вариант ИБС. Высокий риск возникновения внезапной сердечной смерти отмечается у пациентов с острым инфарктом миокарда, сердечной недостаточностью, аритмией [3] .

ВСС является одной из наиболее острых нерешенных проблем современной кардиологии. Она ежегодно уносит из жизни множество активных, трудоспособных людей, причем около 20% умерших от ВСС не имеют явного кардиологического заболевания. Ежегодно в США регистрируется 325 тыс. случаев ВСС (0, 1-0, 2% взрослого населения) . Из них в половине случаев ВСС наступает у пациентов с ранее диагностированной ИБС.

Процент внезапной смерти варьируется в зависимости от возрастной группы и диагностических критерий исследования. Последние популяционные исследования [4-7] показали, что как минимум 3% внезапных смертей у детей и молодых людей не имеют морфологических нарушений, обнаруженных при вскрытии, и ВСС была определена как внезапная необъяснимая смерть (ВНС) .

Причины внезапной сердечной смерти различаются в зависимости от возраста пациента. У взрослого населения, наиболее частой причиной внезапной смерти является ишемическая болезнь сердца с различными формами кардиомиопатии, которая является второй наиболее распространенной причиной [6-7] . Тем не менее, у пациентов младше 35 лет, было показано влияние многих других этиологий неишемического характера [8-11] . До 1 года, первая причина смерти - это синдром внезапной детской смерти (СВДС), где причина смерти остается невыясненной после тщательного вскрытия. После первого года, у детей и подростков, гипертрофическая кардиомиопатия, аритмогенная кардиомиопатия правого желудочка, миокардит и врожденные аномалии коронарных артерий часто являются причиной мертельной аритмии.

У лиц молодого возраста наиболее частыми причинами внезапной сердечной смерти являются воспалительные заболевания миокарда, кардиомиопатии, синдром удлиненного интервала QT, пороки сердца (в частности, сужение устья аорты), аномалии грудной аорты при синдроме Марфана, аномалии коронарных артерий, нарушения сердечного ритма и проводимости, иногда - недиагностированный коронарный атеросклероз. Основными факторами, провоцирующими внезапную сердечную смерть среди лиц молодого возраста, являются: физическое экстремальное перенапряжение, употребление алкоголя и наркотиков, прием некоторых лекарственных средств, выраженные электролитные нарушения, алкогольные эксцессы.

Хотя более 80% больных, умирающих внезапно от кардиальных причин, имеют ишемическую болезнь сердца, пожилые пациенты с дилатационной кардиомиопатией и приобретенными пороками сердца также подвержены риску ВСС [13, 14] . Внезапная сердечная смерть также отмечена у пожилых больных с гипертрофической кардиомиопатией [15], аритмогенной правожелудочковой кардиомиопатией [16], а также у пациентов после радикальной коррекции тетрады Фалло [17], особенно у больных с левожелудочковой дисфункцией. Синдром Бругада и врожденный синдром удлиненного интервала Q-T являются не столь частыми причиной внезапной сердечной смерти у пожилых пациентов [18, 19] .

У пожилых больных в периинфарктном периоде остановка сердца (или внезапная сердечная смерть) встречается чаще. Данные Второго национального регистра по инфаркту миокарда (NRMI-2) свидетельствуют о том, что возраст старше 75 лет связан с более высокой вероятностью внутригоспитальной остановки сердца с коэффициентом риска 1, 6 (доверительный интервал от 1, 5 до 1, 7) [20-33] .

Неишемические причины внезапной сердечной смерти играют важную роль, поскольку они часто включают в себя генетические заболевания [34] . Кроме того, важно подчеркнуть, что данные причины внезапной смерти представляют проблему в диагностике для патологов, поскольку они могут присутствовать с минимальными результатами или даже в морфологически нормальном сердце. Диагноз кардиомиопатии может быть затруднен в связи с их изменение фенотипического выражения, а в случае аритмогенных аномалий отсутствуют структурные результаты, которые могли бы помочь в диагностике [35] .

Диагностика генетических причин внезапной смерти является важной, потому что близкие родственники также подвергаются потенциальной опасности фатальных сердечных состояний. Всеобъемлющее посмертное расследование имеет жизненно важное значение для установления причины смерти и дает возможность оценить потенциальный риск для семьи после соответствующего генетического консультирования. Эффективная оценка родственникам генетическим тестированием может предотвратить дальнейшие смерти в семье.

Генетика ВСС. За последнее десятилетие значительные успехи были достигнуты в понимании клинических и генетических основ внезапной сердечной смерти. Многие причины внезапной смерти, особенно у молодых, связаны с генетическими нарушениями сердца, которые могут быть поделены на те, в которых структурные аномалии известны, такие как гипертрофическая кардиомиопатия и аритмогенная кардиомиопатия правого желудочка и заболевания, при которых присутствует одна из основных аритмогенных аномалий, таких как синдром удлиненного QT интервала, синдром Бругада, катехоламинергическая полиморфная желудочковая тахикардия и синдром укороченного интервала QT [34] .

Внезапная смерть наступает среди половины молодых людей с крепким здоровьем от 1 до 35 лет без каких либо симптомов, таким образом чрезвычайную важность приобретает судебно-медицинское расследование и вскрытие для определения причины и характера смерти [36] . Так называемое «молекулярное вскрытие» - анализ генов может помочь в медико-правовом исследовании в случаях ВСС. Это уменьшит процент отрицательных вскрытий и предоставит необходимую информацию для родственников [35, 37] . Идентификация генетической основы внезапной сердечной смерти является краеугольным камнем управления для семей, в которых произошла внезапная смерть. На рисунке 1 обозначены основные генетические причины возникновения внезапной сердечной смерти.

Рисунок 1 - Генетические причины возникновения внезапной сердечной смерти

Болезнь миокарда и внезапная сердечная смерть (нарушения ритма у пациентов со структурными аномалиями сердца и сосудов)

В большинстве случаев внезапная сердечная смерть регистрируется у пациентов со структурными аномалиями сердца, которые являются результатом врожденной патологии или могут возникать вследствие перенесенного инфаркта миокарда. Острый тромбоз коронарных артерий может приводить как к эпизоду нестабильной стенокардии и инфаркту миокарда, так и к внезапной сердечной смерти.

Более чем в 80% случаев внезапная сердечная смерть возникает у больных ИБС. Гипертрофическая и дилатационная кардиомиопатии, сердечная недостаточность, заболевания клапанов сердца (например, аортальный стеноз) повышают риск возникновения внезапной сердечной смерти. При этом наиболее значимыми механизмами возникновения внезапной сердечной смерти являются тахиаритмии (желудочковая тахикардия и фибрилляция желудочков) .

За последние 15 лет уделяется большое внимание генетическим факторам в патогенезе кардиомиопатий. Стоит отметить, что знания о данных заболеваниях значительно улучшились. Кардиомиопатия определяется как заболевание миокарда с сердечной дисфункции и может осложняться сердечной недостаточностью, аритмией и внезапной смерти [38] . В 1995 году целевая группа ВОЗ и Международного общества и федерации кардиологов рекомендовала разделение кардиомиопатий на две основные группы: специфические кардиомиопатии, а также первичные кардиомиопатии. Первичные кардиомиопатии - это заболевания связанные с самим миокардом себя и классифицируются патофизиологически на четыре основные элементы: дилатационная кардиомиопатия, гипертрофическая кардиомиопатия, рестриктивная кардиомиопатия и аритмогенная кардиомиопатия правого желудочка.

Диагностика кардиомиопатий может быть затруднена в силу их вариабельности фенотипической экспрессии. Кроме того, кардиомиопатия характеризуется значительной генетической гетерогенностью на аллельных и неаллельных уровнях. Наиболее частыми выявленными кардиомиопатиями являются гипертрофическая кардиомиопатия и аритмогенная кардиомиопатия правого желудочка. В зависимости от изучаемой популяции, это основные причины внезапной смерти у молодых людей.

Гипертрофическая кардиомиопатия - это аутосомно-доминантное заболевание, генетическим заболеванием с преобладанием 1:500 в общей популяции здоровых молодых людей [39] . Гипертрофическая кардиомиопатия (ГКМП) является болезнью миокарда; характеризуется гипертрофией левого и изредка - правого желудочков, чаще асимметричной, сопровождается неправильным, хаотичным расположением мышечных волокон [40] . Согласно B. Maron et al гипертрофическая кардиомиопатия считается основной причиной ВСС у спортсменов в Соединенных Штатах Америки [41] .

ГКМП является самым распространенным генетическим сердечно-сосудистым заболеванием, и что более важно является наиболее частой причиной внезапной сердечной смерти у молодых, в том числе спортсменов [42] . Наследственный характер части случаев гипертрофической кардиомиопатии обратил на себя внимание еще в 60-е гг., до внедрения в клиническую практику эхокардиографии. Позднее сплошное ультразвуковое обследование родственников больных в больших семьях позволило установить ее семейный характер в 55-65% случаев с наследованием преимущественно по аутосомно-доминантному типу с различной пенетрантностыо и экспрессивностью [40] .

Впервые точная локализация гена, ответственного за возникновение гипертрофической кардиомиопатии, на хромосоме 14 была установлена в 1989 г. J. Jarcho et al. Им оказался ген, кодирующий синтез изоформы р-тяжелых цепей миозина, которые, в отличие от а-цепей, представлен преимущественно в желудочках сердца.

К настоящему времени обнаружено более 40 видов различных мутаций этого гена, обусловливающих замену одной аминокислоты другой, которые локализуются в пределах первых 23 экзонов, кодирующих главным образом синтез белков шаровидной головки молекулы миозина, ответственных за связывание актина и АТФ. Мутации гена р-тяжелых цепей миозина определяются примерно в 30% (до 50%) семейных случаев гипертрофической кардиомиопатии.

Olivotto et al [46] обнаружили, что больные с ГКМП с саркомер-положительными мутациями имеют большую вероятность развития тяжелой систолической и диастолической дисфункции левого желудочка. Данный генотип влияет на возраст и начало заболевания гипертрофии левого желудочка. Большинство больных с мутацией в гене тяжелой цепи β-миозина (MYH7) имеют очевидный ГЛЖ во второй декаде жизни. С другой стороны, мутации в гене миозин-связывающего белка С (MYBPC3) были связаны с задержкой начала ГКМП (даже среди пожилых людей) [47] .

Несколько исследований показали, что люди с многочисленными мутациями обладают более выраженным фенотипом, и индивидуумы с гомозиготной или тройной мутацией имеют особенно неблагоприятный прогноз [48, 49] . Фенотипические копии ГКМП, в которых гипертрофия сердца вызвана мутацией в генах, отличающихся от тех, которые кодируют белки саркомера. Это относится и к болезни Данона (в мутация в гене LAMP2 ), которая имеет летальный исход, в частности, среди мужчин, и болезни Фабри, Х-хромосомное рецессивное расстройство с накоплением гликосфинголипидов.

К основным патофизиологическим механизмам гипертрофической кардиомиопатии относятся изменения систолической функции левого желудочка, образование динамического градиента систолического давления в его полости, нарушения диастолических свойств и ишемия миокарда. У части больных в семейном анамнезе можно найти указание на случаи подобного заболевания или внезапной смерти в относительно молодом возрасте. Так, описаны целые семьи, страдающие злокачественной гипертрофической кардиомиопатией, приводящей к внезапной смерти [50] .

Считается, что примерно в 50% семейных и спонтанных случаев гены и их мутации, с которыми связано развитие гипертрофической кардиомиопатии, еще не идентифицированы. Идентификация мутаций, ответственных за возникновение гипертрофической кардиомиопатии, кроме чисто научного имеет важное клиническое значение для ранней диагностики и верификации диагноза заболевания в спорных случаях, оценки прогноза и его модификации, а также проведения этиотропной и патогенетической генной терапии.

Аритмогенная дисплазия правого желудочка (АДПЖ) является наследственным заболеванием сердечной мышцы, которое в основном харатеризуется изменением в правом желудочке (ПЖ) . Распространенность АДПЖ в общей популяции колеблется от 1 из 2000 до 1 из 5000.

Болезнь поражает мужчин чаще, чем женщин, с примерным соотношении 3:1. АДПЖ признана причиной внезапной сердечной смерти среди молодых, также рассматривается как наиболее распространенная причина внезапной смерти у профессиональных спортсменов в Италии [51] .

Аритмогенная дисплазия правого желудочка (АДПЖ) - патология неясной этиологии, обычно представляющая собой изолированное поражение правого желудочка (ПЖ) ; часто семейная, характеризующаяся жировой или фиброзно-жировой инфильтрацией миокарда желудочков, сопровождающаяся желудочковыми нарушениями ритма различной степени тяжести, включая фибрилляцию желудочков [52, 53] .

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.