KCNA5基因多态性与特发性房颤的关系

陈道虎 刘 辉 何书武 黄茂芹 葛广全

特发性房颤(idiopathic atrial fibrillation，IAF)约占房颤(atrial fibrillation，AF)患病率的10%～20%，通常不存在高血压、糖尿病等AF患者常见危险因素。但近年来有研究[1]显示，IAF的发生受遗传、饮酒、肥胖等多个因素影响。KCNA5基因编码Kv1.5通道α亚基因，王汝朋等[2]学者的研究显示，AF患者较健康者KCNA5基因表达下调8.13倍。超速激活延迟整流钾电流(ultrarapid delayed rectifier K+current，Ikur)在心房动作电位的复极化中起重要作用[3]，有一项分析IAF患者的研究[4]发现，编码Kv1.5携带Ikur通道的KCNA5基因的6个突变，分别导致功能获得和功能丧失。因此，KCNA5基因突变改变Ikur，影响心房肌细胞动作电位时程，可能是IAF发生机制之一。故本文旨在探究KCNA5基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)与IAF的关系，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年1月至2018年12月海南医学院第二附属医院收治的204例IAF患者(IAF组)。纳入标准：心电图或动态心电图检查发生AF者；未合并冠心病、先天性心脏病、瓣膜病、心肌病等器质性心脏病者；年龄>18岁者；均为汉族；患者知情同意。排除标准：合并高血压、甲状腺功能亢进等常见AF危险因素者。以性别、年龄作为匹配因子收集同期在本院体检的200例体检健康者作为对照组。本研究已经我院伦理委员会审核通过。IAF组：男性117例、女性87例，年龄32～62岁、平均(45.37±7.01)岁。对照组：男性114例、女性86例，年龄30～62岁、平均(45.34±7.59)岁。两组研究对象性别、年龄对比，差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 研究方法 所有研究对象(IAF组和对照组)均采集外周静脉血5 mL，置于EDTA抗凝管中，-80℃保存待测。多态性基因位点选择：根据HapMap人类基因组数据库选择KCNA5基因两个SNP(rs3741930、rs1056468)。基因组DNA提取：使用血液基因组DNA提取试剂盒(天根生化科技有限公司提供)提取来自全血细胞的基因组DNA，严格依照试剂盒说明操作；经紫外分光光度计测定各样品的DNA浓度和纯度，DNA样本-20℃储存。引物设计：根据KCNA5基因的标准DNA序列，辅助应用Primer5.0进行目的基因片段引物设计。PCR扩增：由上海赛百盛基因技术有限公司进行引物合成。PCR反应总体系：基因组DNA模板10 μL，上下游引物各1 μL，2×Taq PCR mastermix(北京博凌科为生物科技有限公司提供)25 μL，去离子水补足体系至50 μL，使用9700型PCR仪(美国应用生物系统公司生产)进行扩增，引物序列及扩增条件见表1。基因分型：琼脂糖凝胶电泳后，经凝胶成像仪观察是否扩增出目的条带，发现目的条带后采用AxyPreP DNA凝胶回收试剂盒进行纯化，使用3500基因测序仪(美国应用生物系统公司生产)对所得产物进行测序。

表1 待扩增片段的引物设计和扩增条件

1.3 观察指标 采用基因测序法检测两组研究对象KCNA5 SNP(rs3741930、rs1056468)的分布，基于不同基因型(rs3741930、rs1056468)将IAF患者分为CC基因型和CT+TT基因型两组，比较IAF患者不同基因型相关临床指标[年龄、体质量指数(body mass index，BMI)、舒张压、收缩压、心率、左心房内径、左室射血分数]的差异。

2 结果

2.1 两组研究对象哈德温伯格平衡检验结果比较 rs3741930、rs1056468各基因型在IAF组和对照组中均存在。KCNA5基因rs3741930位点CC、CT、TT在IAF组、对照组中实际分布与预期分布对比，差异均无统计学意义(P>0.05)；KCNA5基因rs1056468位点AA、AT、TT在IAF组、对照组中实际分布与预期分布对比，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

2.2 两组研究对象不同组基因分型对比 IAF组rs3741930位点CC基因型和等位基因C分布频率高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，两组CT、TT基因型频率对比，差异无统计学意义(P>0.05)；IAF组rs1056468位点AA、AT、TT和等位基因A分布频率与对照组对比，差异均无统计学意义(P>0.05)，见表3。

2.3 IAF患者不同基因型相关临床指标比较 IAF患者rs3741930位点CC与CT+TT基因型年龄、舒张压、收缩压、心率、左心房内径、射血分数比较差异均无统计学意义(P>0.05)，CC基因型BMI高于CT+TT基因型(P<0.05)；IAF患者rs1056468位点AA与AT+TT基因型年龄、舒张压、收缩压、心率、左心房内径、射血分数比较，差异均无统计学意义(P>0.05)，AA基因型BMI低于AT+TT基因型(P<0.05)。见表4、5。

表2 两组研究对象哈德温伯格平衡检验比较

表3 IAF组和对照组基因型及等位基因频率对比[例(%)]

表5 IAF患者rs1056468位点基因型相关临床指标对比

3 讨论

心脏Kv1.5钾通道由KCNA5基因编码，由Kv1.5通道介导的Ikur构成心房动作电位的关键组成部分，KCNA5基因中的功能性突变导致AF[5]。SNP是指在基因组水平上，由单个核苷酸变异引起的DNA序列多态性，这种突变包括错意突变和同义突变[6]。苗海军等[7]研究显示，KCNA1(rs1805127)是维吾尔族AF的独立危险因素，而KCNE4(rs12621643)是维吾尔族和汉族AF患者的共同危险因素。KCNA5基因与KCNA1、KCNA6毗邻，但目前关于该基因SNP与AF关系的研究仍较少。Ni等[8]学者使用模拟心房肌细胞机电动力学的人体心房细胞的机电模型来模拟KCNA5突变对心房电子力学的影响，结果显示功能获得性KCNA5突变导致心房收缩性的严重损害。上述研究表明，KCNA5基因突变在AF发病机制中的重要作用，也显示出分析KCNA5 SNP与IAF关系的重要性。

本研究数据显示，KCNA5基因rs3741930、rs1056468各基因型在IAF和健康人群中均存在，分布频率符合哈德温伯格定律。本研究结果显示，在不同位点各基因型对比中，IAF患者rs3741930位点CC基因型和等位基因C分布频率分别为17.65%和42.40%，较健康人群明显升高。这说明rs3741930位点可能与IAF发病存在一定联系，携带C等位基因或是IAF人群的易感因素之一。而rs1056468位点各基因型IAF患者与对照组对比，分布频率均相近，差异未达统计学意义。rs1056468位于KCNA5基因5’-UTR区域，参与构成一段剪接增强子序列。其SNP C>T可能通过影响KCNA5基因表达，进而损害KCNA5基因编码的Kv1.5通道结构和功能，影响心房肌细胞机电动力学，使该人群成为IAF的易感人群。

本研究比较rs3741930、rs1056468位点不同基因型与IAF相关临床指标，结果显示各临床指标中仅BMI一项出现显著差异。具有rs3741930、rs1056468位点基因变异IAF患者与未发生变异的IAF患者，这说明KCNA5基因 SNP还可能与BMI存在联系。Ball等[9]学者的一项大样本量分析显示，过高的BMI会增加AF风险，40 kg/m2人群较23 kg/m2人群患病风险增加4.42倍，且在男性和女性呈现相同趋势。Huang等[10]则指出，BMI与人群左心房直径、左心房面积和左心房体积均独立相关，其中左心房直径是整体人群中AF发生的独立危险因素。另有一项研究[11]发现，AF患者经射频消融术治疗后，BMI超标是其早期复发的独立影响因素之一。因此，BMI在AF发生、发展、预后等方面均产生重要影响，KCNA5基因SNP与BMI的相关机制仍不明确，或可成为今后IAF发病机制的研究入手点之一。

综上所述，KCNA5基因SNP rs3741930位点与IAF发病风险有关，携带C等位基因的人群是IAF的危险人群，且rs3741930、rs1056468位点均与IAF患者BMI相关。