文摘
本研究的目的是确定患者肺动脉高血压(PAH),由于肺血管阻塞性疾病和先天性心脏病(CHD)突变基因编码骨形态形成蛋白受体(BMPR) 2。
BMPR2基因筛选在两个群:66成人和儿童PAH /冠心病。冠心病是动脉导管未闭,心房和心室中隔缺损,部分肺静脉异常返回,大动脉转位、atrioventicular运河,和罕见的病变systemic-to-pulmonary分流术。
六个小说错义BMPR2突变被发现四分之三的成年人完全C型房室运河和三个孩子。一个孩子有一个心房中隔缺损及开放性动脉导管;一个心房中隔缺损,动脉导管未闭和局部异常肺部静脉返回;,一人一个aortopulmonary窗口和心室中隔缺损。
骨形态形成蛋白受体2基因突变被发现在6%的混合的成人和儿童肺动脉高血压/先天性心脏缺陷。目前发现赞美最近的报告在骨形态形成蛋白的小鼠模型暗示成员/转换增长factor-β通路诱导心脏异常类似于人类的房室运河,隔膜缺陷和conotruncal先天性心脏缺陷。小的患者数量研究和确定固有偏见的选择肺动脉高血压需要进一步调查。
本研究支持的石头Wold-Herbert基金会(动向罗伯茨),肺动脉高压协会(W.P.K. Wong)和国家Health-Heart肺60056 (J.H. Morse)。
肺动脉高压(PAH)由一组血管畸形与肺动脉压力和肺血管阻力升高。临床表现包括家族和零星的特发性肺动脉高压(IPAH)(以前称为原发性肺动脉高压),以及多环芳烃与先天性心脏病(CHD)、门脉高压、结缔组织疾病、艾滋病病毒感染和食欲抑制剂1。遗传突变的骨形态形成蛋白受体(BMPR) 2、转化生长因子(TGF)成员-β总科,被发现在家族和零星的IPAH形式2- - - - - -5,在食欲抑制剂多环芳烃6,但不是在多环芳烃与结缔组织疾病与艾滋病病毒感染或多环芳烃7,8。
BMPR2突变没有之前报道与冠心病多环芳烃(PAH /冠心病)在人多环芳烃是由于肺血管阻塞性疾病。冠心病与大型的自然历史systemic-to-pulmonary分流术(如。心房和心室中隔缺损,动脉导管未闭)导致肺血管阻塞性疾病,即。Eisenmenger综合症(ES)9。大约三分之一的冠心病患者不接受“纠正”早期手术,或死于其他原因,会死于肺血管疾病10。虽然诸多病理生理学机制中,导致在组织病理变化,并不是完全理解,冠心病修复在生命的前两年不太可能导致肺血管疾病10。目前尚不清楚在某些患者冠心病多环芳烃的结果是否增加流,主肺动脉血管异常或两者兼而有之。
的成员TGF-β/ BMP信号通路在血管发生和胚胎心脏发展尤为重要11- - - - - -16。形成BMPR2形式与1型受体,heterotetramer BMPR1a(激活素受体激酶(碱性)3)和BMPR1b (ALK6),在存在BMP BMP2或BMP4等配体。小鼠组织失活的ALK3 (BMPR1a)心内膜垫形态发生异常11,13。BMPR2一直在鼠标,涉及异常的分隔作用导致conotruncal异常,即。动脉干15。焦et al。16报道心肌条件淘汰赛BMP4的结果在降低房室分隔作用。
确定基因突变引起PAH /冠心病,或一个特定的心脏异常,BMPR2基因的DNA序列测定两组患者;40个成年人和66名儿童与PAH /冠心病。
材料和方法
研究对象
研究和程序都是哥伦比亚长老会医学中心的机构审查委员会批准的(美国哥伦比亚大学,纽约,纽约),符合《赫尔辛基宣言》。研究小组由两组;66名儿童(年龄< 18岁)和40个成年人(年龄≥18岁)与多环芳烃/冠心病。每个冠心病的诊断是echocardiographically决定。PAHdueto肺血管阻塞性疾病的诊断证实了对心脏catheterisation证明平均肺动脉压力> 3.3 kPa(25毫米汞柱),平均肺毛细血管楔压< 2 kPa(15毫米汞柱)和肺血管阻力指数> 3木单位·m−2。所有患者接受正确的心脏catheterisation期间急性血管扩张的药物测试。多环芳烃的评估和检查排除其他原因,如IPAH、多环芳烃与艾滋病毒感染、结缔组织疾病或食欲抑制剂药物暴露。没有一个病人有家族史的多环芳烃。
突变分析BMPR2
BMPR2侧翼13个外显子和内含子序列的突变筛选通过变性高压液相色谱法(dHLPC;Transgenomics公司,奥马哈市美国NE)如前所述2。所有样品不确定或mutation-suggestive dHPLC结果测序一个使用大染料®终结者v1.1循环测序工具包(美国应用生物系统公司,培育城市,CA),使用一个ABI 3100。突变分析盲病人的诊断的帮助下突变测量员v2.0 (SoftGenetics Inc .)、州立大学,宾夕法尼亚州,美国)。
结果
表1⇓说明了冠心病的范畴,缺陷修复的数量,和BMPR2突变的存在与多环芳烃/冠心病40个成年人和66名儿童。所有患者nonresponders急性血管扩张的测试17。冠心病主要在这两个军团是心房和心室中隔缺损,多数未修理的。房间隔缺损的病人没有运转缺陷。表2⇓说明了临床和血液动力学的研究结果,和BMPR2突变的类型出现在六mutation-positive病人。引人注目的是,大部分的BMPR2突变成人群体中观察到发生在患者房室运河(也称为心内膜垫缺损),和这些突变被发现四分之三的(75%)这样的情况下。其中一个病人(数字1,表2所示⇓)也有唐氏综合症。缺陷的范围是多变量的孩子。有一个心房中隔缺损及开放性动脉导管(也有环14染色体,数字4,表2⇓);一个心房中隔缺损,动脉导管未闭和局部异常肺部静脉返回;,一人一个aortopulmonary窗口和心室中隔缺损。所有的六个孩子与房室管类型C BMPR2突变。这六个的五个孩子也有唐氏综合症(没有了)。
六个小说错义BMPR2突变的外显子2、3、5和11。突变的外显子2和3在细胞外的领域BMPR2(因此他们可能干扰异质二聚体形成或配体绑定),外显子5的激酶结构域(负责磷酸化)和外显子11的胞质尾(未知函数)。四个预测蛋白质序列的变化引起的突变(成人:数字1和2;孩子们:数字4和5)改变保守的氨基酸在人类进化,老鼠,鸡,青蛙和河豚。相比之下,改变氨基酸是守恒的只有在人与老鼠的病人数字3和6(数据未显示)。
319 t > C突变的外显子3和140 g >外显子2的突变是自发的,作为这两个突变不是存在于家长的BMPR2-positive PAH成人房室管(3),或孩子罕见aortopulmonary窗口和心室中隔缺损(6号)。DNA并不是可以从其他的父母mutation-positive病人。
讨论
这是第一个报告BMPR2突变在成年人和PAH /冠心病的多环芳烃是由于肺血管阻塞性疾病。6%的频率组合的40个成年人和66名儿童类似于8% BMPR2突变的频率多环芳烃与氟苯丙胺衍生品6。然而,相比之下toa IPAH 26%的频率5并在家族PAH∼50%频率2,3。最近国家心肺血液研究所/罕见病办公室车间IPAH表明5 - 10%的频率18一样,我们的未发表的观察。
BMPR2突变被发现与C型房室管三个成年人,和三个孩子的心房中隔缺损及开放性动脉导管,心房间隔缺损、动脉导管未闭,部分肺静脉异常返回,和一种罕见conotruncal冠心病。所有的心房中隔缺损运转。目前作者怀疑,因为大量的多环芳烃/冠心病患者进行了研究,BMPR2突变可能会发现更多类型的冠心病。事实上,这里使用的方法会想念突变导致大的缺失和突变影响BMPR2的启动子区域。未能找到BMPR2突变患儿C型房室管缺陷可能是由于小样本大小/或唐氏综合症协会。六个mutation-negative的五个孩子,其中一个mutation-positive成年人有唐氏综合症。房室管畸形是最常见的冠心病发生与称21三体综合症。因此,这些缺陷可能导致不同的遗传机制比那些没有公认的染色体遗传综合征发生。孩子与心房中隔缺损及开放性动脉导管(4)也有一个环形染色体14,一种罕见的异常与冠心病有关,精神发育迟滞和癫痫发作。疾病的发病与多环芳烃被认为个人需要的组合两个或两个以上的遗传或环境因素,如癌症19。推测,先天性综合征之间的相互作用,冠心病和BMPR2突变可以提供所需的两个或两个以上的“热门”。
六个小说错义BMPR2突变的外显子2,3,5和11个有潜力成为有害的通过改变进化保守的氨基酸和蛋白质序列,因此,改变BMPR2函数。也正式成为可能,这些DNA序列变异可能nonpathogenetic多态性。当前作者认为这是不可能的,因为他们没有在文献中报道4,也没有观察到196年>健康个体和其他多环芳烃> 1000之前作者筛选的染色体。四个网站保存的六个错义突变进化河豚从人,而另外两个网站只在男人和鼠标是守恒的。自发BMPR2突变也被报道之前家族多环芳烃2在零星的IPAH5。不幸的是,父母的DNA并不是所有患者可以确定自发突变是一个普遍的发现在这个类别的PAH /冠心病。
BMPR2-positive中发现冠心病患者的类型按照报告关于BMP的角色在胚胎心脏发展途径。纯合子BMPR2基因敲除小鼠死在原肠胚形成,而没有报告异常的杂合的老鼠20.。最近,焦et al。16,使用Cre / loxp复合条件敲除,证明BMP-4剂量相关的方式有助于正常的房室分隔作用,心内膜垫形成。在低或没有BMP-4,小鼠房室运河和流出道异常。Delotet al。15已经创建了一个鼠标截断细胞外BMPR2领域,记录胚胎杀伤力E12汽油,并没有流出道和主动脉弓中断的分隔作用,对于顽固性动脉干的解剖关联类型4人15。骨形态发生蛋白配体结合BMPR2组成的异质二聚体,BMPR1a和/或BMPR1b启动信号,因此,突变的配体或BMPR2可以预测干扰信号。
本研究提供一个启动初步目录BMPR2突变的PAH /冠心病患者的多环芳烃是由于肺血管阻塞性疾病。先前BMPR2突变没有调查过的儿童或成人冠心病没有PAH,目前不可能区分增加流量的作用与基因突变诱发肺血管疾病。尽管IPAH的定义需要排除其他原因,小解剖先天性systemic-to-pulmonary分流术可能被发现。这些代表一些不相关的现象或遗传倾向是否与haemodynamically IPAH微不足道的先天性systemic-to-pulmonary分流引发肺血管疾病的发病仍不确定21- - - - - -23。尽管肺血管疾病与先天性systemic-to-pulmonary分流术通常伴随着一段肺血流量增加,它可能发生在患者没有表现很大从左到右分流。支持来自于观察严重进步的多环芳烃的心房中隔缺损修复后的两个孩子的母亲死于IPAH,但根据定义被列为家族多环芳烃24。外推法存在的家族多环芳烃和零星IPAH BMPR2突变表明BMPR2突变可能是多环芳烃/冠心病的一个危险因素。
预计进一步功能调查的具体成员的人类骨形态形成蛋白/转换增长factor-β途径,由于条件小鼠淘汰赛,将增加知识的原因(s)和相互关系(s)之间的各种先天性心脏病、肺动脉高血压,肺血管阻塞性疾病的发展。
确认
作者要感谢的病人和他们的医生参与这些研究。他们也承认Linnen家族的慷慨的礼物一个高效液相色谱仪器。
- 收到了2004年2月13日。
- 接受2004年5月12日。
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