致心律失常性右室心肌病病理學(xué)特征及其與橋粒蛋白的相關(guān)性研究.pdf

1、致心律失常型右室心肌病(arrhythmogenic right ventrieulareardiomyopathy，ARVC)為一種原發(fā)性心肌病，其特征性病理性改變?yōu)樾募〖毎冃酝俗儽焕w維脂肪組織所替代，臨床表現(xiàn)主要為室性心律失常，昏厥，猝死。1995年世界衛(wèi)生組織(WTO)修訂心肌病分類方法，首次正式將ARVC與擴張型心肌病、肥厚型心肌病、限制型心肌病和未分類心肌病一起并列為5種原發(fā)性心肌病。ARVC是一種家族性遺傳病，主要為常染色

2、體顯性遺傳，在人群中的發(fā)病率約為1/1000-1/5000，是目前公認的青年人尤其是年輕運動員猝死的一個重要原因。
　　 最初ARVC被認為是一種右心室疾病，隨著對ARVC的解剖研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)ARVC不只是局限于右心室，也可以累及左心室，然目前這些解剖學(xué)研究只是個例或少數(shù)案例報道，無法給出一個有實際參考價值的結(jié)論。
　　 自發(fā)現(xiàn)ARVC以來，國內(nèi)外學(xué)者一直致力于ARVC發(fā)病機制的研究。近年來人們對ARVC的分子

3、遺傳學(xué)進行了大量研究，取得了顯著進展，對ARVC的發(fā)病原因及發(fā)病機制也有了新的見解，目前普遍認為ARVC是一種橋粒蛋白編碼基因突變導(dǎo)致的遺傳性疾病。
　　 橋粒是細胞與細胞之間的連接結(jié)構(gòu)，在心肌組織中主要位于潤盤內(nèi)。橋粒蛋白主要有三大類(1)跨膜蛋白包括desmocollins(DSC)和desmogleins(DSG)；(2)desmoplakin(DSP)負責連接細胞內(nèi)的中間絲(或心肌細胞內(nèi)的肌間絲)；(3)plakoglo

4、bin(JUP)及plakophilins(PKP)介導(dǎo)跨膜蛋白與DSP間的連接。2000年McKoy等在常染色體隱性遺傳病Naxos綜合征(ARVC隱性形式)病人中發(fā)現(xiàn)了第一個致病基因JUP基因。JUP基因編碼橋粒蛋白plakoglobin，它是細胞間粘著連接的重要組成部分。這一發(fā)現(xiàn)揭示了ARVC可能是一種細胞間粘連紊亂引起的疾病。2002年Rampazzo等在常染色體顯性遺傳ARVC病人中發(fā)現(xiàn)了第一個缺陷基因DSP。2004年Ger

5、ull B等發(fā)現(xiàn)ARVC病人中有三分之一攜帶有PKP2突變基因。2006年相繼發(fā)現(xiàn)DSG2，DSC2與ARVC相關(guān)。之后許多研究者針對這五個橋粒蛋白基因?qū)RVC病人進行基因檢測，發(fā)現(xiàn)40％-50％的病人存在一個或多個基因突變，PKP2基因突變最常見(10％-45％)，DSP(10-15％)，DSG2(7-10％)，DSC2(2％)，其中DSP基因突變主要存在于病變累計左心室的ARVC病人中。
　　 雖然對ARVC病因及發(fā)病機制

6、的研究取得了令人矚目的進展，但仍有許多疑問有待解決：從現(xiàn)有數(shù)據(jù)看，明確診斷ARVC的病例中約有50％的病例存在橋粒蛋白基因突變，那么剩下的50％病例如何解釋。近來發(fā)現(xiàn)了一些非橋粒蛋白基因突變也有可能導(dǎo)致ARVC，如cardiac ryanodine：receptor(RyR2)，transforminggrowth factor-β(TGF-β)，transmembrane protein-43(TMEM43)，但目前只有TMEM43與

7、ARVC的關(guān)系比較明確，即使最終確定RyR2，TGF-β，TMEM43都能導(dǎo)致ARVC，所占比例也只是少數(shù)，遠不能解釋剩下的50％未有橋粒蛋白基因突變的病例。再者，心肌細胞間的電傳導(dǎo)需要介導(dǎo)電偶聯(lián)(縫隙連接)，而心肌細胞中縫隙連接基本上位于潤盤內(nèi)，緊挨著橋粒，有研究顯示橋粒蛋白基因突變進而也可引起縫隙連接的改變，那么橋粒蛋白異常是否可能只是導(dǎo)致ARVC病人心律失常而并非心肌細胞被纖維脂肪組織取代的原因?編碼橋粒蛋白基因突變是否也可以出現(xiàn)

8、于其它有心律失常癥狀的心臟疾病中?本課題的目的為深入研究ARVC的病理學(xué)特征及其在左右心室的分布情況，重點闡明心肌橋粒蛋白與ARVC的相關(guān)性，探討心肌編碼橋粒蛋白基因突變是否為ARVC的特異性表現(xiàn)，其它心臟疾病是否也有編碼橋粒蛋白基因突變，從而為ARVC的明確診斷提供參考價值。
　　 第一部分致心律失常性右室心肌病特征性病理病變在左右心室的分布情況
　　 致心律失常性右室心肌病(ARVC)是一種原發(fā)性心肌病，其病理學(xué)特征

9、為右心室心肌被纖維脂肪組織所取代，是目前青年人及運動員猝死的一個主要原因。目前針對ARVC左右心室分布情況的解剖學(xué)研究比較少，盡管有許多案例報道發(fā)現(xiàn)ARVC不只是局限于右心室，也可涉及左心室，但都只是單個案例或少數(shù)幾個案例，而針對ARVC左右心室分布情況的大樣本的解剖學(xué)研究比較少。
　　 方法及結(jié)果:50例心臟樣本均取自ARVC猝死病人，病理檢查均有纖維脂肪組織取代心肌細胞，且未見其他異常病變。每個案例都先經(jīng)肉眼大體觀察病變的分

10、布，再左右心室取材做成病理切片用顯微鏡檢測。結(jié)果50例樣本，其中僅有6例其纖維脂肪組織取代心肌細胞的病理變化只局限于右心室(12％，年齡25±5周歲)，25例樣本左右心室均有該病理變化(50％，年齡36±3周歲)，剩下的19例樣本其纖維脂肪組織取代心肌細胞的病理變化只局限于左心室(38％，年齡37±3周歲)。在左心室涉及病變的病例中，有54％的病例其病變有涉及左心室前壁，86％病例其病變有涉及左心室外側(cè)壁，88％病例其病變有涉及左心室后

11、壁，而43％的病例其病變有涉及室間隔。在左右心室均有ARVC特征性病理變化的案例中，有44％的案例發(fā)現(xiàn)心肌中有局部炎癥；而病變局限于左心室的案例中，74％案例心肌中發(fā)現(xiàn)有炎癥；病變局限于右心室的案例中，則發(fā)現(xiàn)有83％的案例心肌中有炎癥。
　　 小結(jié):在致心律失常性右室心肌病引起的猝死病例中，其特征性病理改變--纖維脂肪組織替代心肌細胞多數(shù)同時累及左右心室，且左心室最常累及的部位為左心室后外側(cè)的心外膜下。與病變局限于左心室或左右心

12、室均有病變的ARVC相比，病變局限于右心室的ARVC出現(xiàn)炎癥的概率比較大。
　　 第二部分臨床診斷為擴張型心肌病的移植心臟心肌組織中出現(xiàn)致心律失常性右室心肌病樣變的研究
　　 纖維脂肪組織取代心肌細胞被認為是致心律失常性右室心肌病的特征性病理變化，而一些案例報道發(fā)現(xiàn)在擴張型心肌病中也有纖維脂肪組織取代心肌細胞病變。但目前針對擴張型心肌病的大樣本量的組織形態(tài)學(xué)研究還比較少。
　　 方法:回顧性分析了5年周期里臨床上

13、診斷為非缺血性擴張型心肌病的移植心臟的大體觀察，顯微鏡檢測及其臨床資料，從而分析相互間的關(guān)系。
　　 結(jié)果:64例臨床上診斷為擴張型心肌病的病例，42例男性(平均年齡為51±13周歲)，22例女性(平均年齡為42±18周歲)。經(jīng)病理診斷，55例(86％)為原發(fā)性擴張型心肌病。剩下9例(14％)，其中6例有與致心律失常性右室心肌病類似的纖維脂肪樣變，2例呈現(xiàn)淀粉樣變性，1例有結(jié)節(jié)病樣改變，但臨床上均無特異性表現(xiàn)。55例原發(fā)性擴張型

14、心肌病心臟的平均重量為508g(220-980grams)，其中有4例并無心臟擴大或心腔擴張樣變或明顯的組織學(xué)改變(輕微型擴張型心肌病)；3例有陳舊性心肌炎樣變；5例呈現(xiàn)中等左心室致密不全樣變；5例病人先前有二尖瓣或三尖瓣的替代或修復(fù)治療；7例產(chǎn)后性擴張型心肌?。患易逍詳U張型心肌病占了16％(9例)
　　 小結(jié):當ARVC患者病變累及左心室時則易與擴張型心肌病混淆，導(dǎo)致誤診，因而臨床上診斷原發(fā)性擴張型心肌病時需要特別注意排除AR

15、VC的可能性。擴張型心肌病的病理表現(xiàn)比較多樣化，其中左心室致密化不全并不少見。
　　 第三部分免疫組化技術(shù)定量檢測致心律失常性右室心肌病心肌組織中橋粒蛋白的表達量的變化
　　 目前普遍認為致心律失常性心肌病(ARVC)是一種與橋粒蛋白編碼基因突變相關(guān)的遺傳性心肌疾病。有研究報道橋粒蛋白在ARVC心肌組織的表達存在顯著變化，但至今為止仍缺乏大樣本量研究的證實。
　　 方法:我們選取了23例源于ARVC猝死的心臟標本

16、組織作為實驗組，16例男性，7例女性，平均年齡均為33±15周歲，同時另外選取了21例心臟標本組織作為對照組(17例男性，4例女性，平均年齡分別為34±12周歲，32±12周歲)，其中15例死于非心源性原因，3例死于擴張型心肌病，剩下3例死于冠心病。在實驗組，我們切取了50張組織切片，其中24張為左心室切片，26張為右心室切片。對照組，總共切取了28張組織切片，其中14張為左心室切片，另外14張為右心室切片。免疫組化染色心肌組織橋粒蛋白

17、(plakoglobin，plakophilin，desmoplakin)，用計算機形態(tài)學(xué)測量軟件分析相關(guān)蛋白表達面積。同時免疫組化染色心肌肌間絲蛋白(Desmin)作為組織固定與相關(guān)分析的內(nèi)參對照
　　 結(jié)果:實驗組與對照組中desmin的平均表達面積相似(85％Vs86％，p=0.75)。對照組中橋粒蛋白Plakoglobin的平均表達面積為4.7％±1.4％，而實驗組中為4.5％±1.3％(p=0.5)。Plakophil

18、in在對照組中的平均表達面積為4.5％±1.4％，實驗組中平均表達面積為4.3％±1.3％(p=0.5)。對照組中：Desmoplakin的平均表達面積為3.2±1.0％，實驗組中為3.2±0.9％(p=1.0).當單獨比較實驗組與對照組中左心室或右心室中橋粒蛋白的表達量，也沒有發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計學(xué)差異(所有的p值>0.1)。
　　 結(jié)論:與對照組相比，實驗組中橋粒蛋白的表達量雖有少量降低，但均無統(tǒng)計學(xué)差異變化，常規(guī)免疫組化染色心肌組織

19、的橋粒蛋白并不能作為診斷ARVC的有效工具。
　　 第四部分 PKP2基因在致心律失常性右室心肌病病人及成年猝死綜合征病人中突變情況的研究
　　 Plakophilin2(PKP2)為一種橋粒蛋白編碼基因，是致心律失常性右室心肌病(ARVC)最常見的突變基因。PKP2基因突變可以導(dǎo)致間隙連接蛋白的異常，從而可能引起致命性心律失常，ARVC致死的原因即為心律失常。而致命性心律失常也可發(fā)生于解剖檢查為陰性的猝死病人中(成年猝

20、死綜合征)，離子通道基因的突變被認為與該綜合征的一些病例相關(guān)，目前為止還沒有PKP2與成年猝死綜合征相關(guān)性研究的報道。
　　 方法:50例心肌組織標本，其中25例為死于ARVC病人的心肌標本，其余25例為死于成年猝死綜合征病人的心肌標本，直接從死后心肌組織中提取DNA，測序PKP2的所有14個外顯子，檢測基因突變。應(yīng)用Primer Express3.0軟件設(shè)計外顯子引物，用BigDye Terminator DNA sequen

21、cing kit處理DNA樣品后直接在3130 x1Genetic Analyzer測序PKP2各個外顯子的正義鏈與反義鏈的序列。應(yīng)用MutationTaster和Polyphen軟件同時評估基因突變的致病性。
　　 結(jié)果:在25例ARVC心肌組織標本中，有6例發(fā)現(xiàn)有PKP2基因突變，總共有6個基因突變，其中4個基因突變經(jīng)軟件評估有致病性，且其中3個基因突變?yōu)樾掳l(fā)現(xiàn)突變位點(p.N641del，p.L64PfsX22，p.G26

22、9R)。25例成年猝死綜合征標本中，6例組織樣本中總共發(fā)現(xiàn)6個PKP2基因突變，其中3個基因突變經(jīng)軟件評估為有致病性，其中4個基因突變?yōu)樾掳l(fā)現(xiàn)突變位點(p.P665S，p.Y217TfsX45，p.E540，p.S615T)。致病性PKP2基因突變在ARVC中的發(fā)生率與在成年猝死綜合征中發(fā)生率無統(tǒng)計學(xué)差異。
　　 小結(jié)：PKP2基因突變并非特異性針對致病性心律失常性右室心肌病，也可以出現(xiàn)在解剖檢查呈陰性的猝死病例中。橋粒蛋白編碼

23、基因突變可能并非導(dǎo)致致心律失常性右室心肌病特征性病理變化的原因，而只是引起心律失常的一個原因。
　　 結(jié)論:
　　 1、在致心律失常性右室心肌病引起的猝死病例中，其特征性病理改變--纖維脂肪組織替代心肌細胞多數(shù)同時累及左右心室。
　　 2、左心室最常累及的部位為左心室后外側(cè)的心臟外膜下。
　　 3、與病變局限于左心室或左右心室均有病變的ARVC相比，病變局限于右心室的ARVC出現(xiàn)局部炎癥的概率比較大。

24、r>　　 4、當ARVC患者病變累及左心室時則易與擴張型心肌病混淆，導(dǎo)致誤診，因而臨床上診斷原發(fā)性擴張型心肌病時需要特別注意排除ARVC的可能性。
　　 5、與正常心肌組織或其他心肌病組織相比，通過免疫組化技術(shù)檢測的橋粒蛋白在致心律失常性右室心肌病心肌組織中的表達量并沒有明顯的統(tǒng)計學(xué)差異。
　　 6、常規(guī)免疫組化染色心肌組織的橋粒蛋白并不能作為診斷ARVC的有效工具。
　　 7、PKP2基因突變并非特異性針對致

25、病性心律失常性右室心肌病，也可以出現(xiàn)在解剖檢查呈陰性的猝死病例中。
　　 8、橋粒蛋白編碼基因突變可能并不是導(dǎo)致的致心律失常性右室心肌病纖維脂肪組織樣變的原因。為了明確橋粒蛋白與致心律失常性右室心肌病之間的關(guān)系，除了在致心律失常性右室心肌病中進行橋粒蛋白的基因型研究，還需在其他心臟疾病中進行更多的橋粒蛋白的基因型研究。
　　 創(chuàng)新點:
　　 1.致心律失常性右室心肌病是一種相對比較少見的遺傳性心肌病，其典型病變?yōu)?/p>

26、右心室心肌被纖維脂肪組織所替代。有些單個解剖案例或少數(shù)解剖案例報道發(fā)現(xiàn)纖維脂肪樣變不只是出現(xiàn)于右心室，也可在左心室呈現(xiàn)，但目前為止還沒有針對致心律失常性右室心肌病其特征性病變在左右心室分布情況的大樣本量的解剖學(xué)研究。本課題選取了50例致心律失常性右室心肌病案例，得出的結(jié)果更具有參考價值。
　　 2.目前針對需移植手術(shù)治療的原發(fā)性擴張型心肌病的形態(tài)學(xué)研究還比較少見，大樣本量的研究更是少見。
　　 3.目前認為致心律失常性右

27、室心肌病是一種與橋粒蛋白編碼基因突變相關(guān)的遺傳性心肌紊亂疾病，有研究發(fā)現(xiàn)在致心律失常性右室心肌病的心肌組織中橋粒蛋白的表達量有所改變，但目前還沒有定量檢測致心律失常性右室心肌病心肌組織中橋粒蛋白的表達量，且與對照組織進行比較分析統(tǒng)計學(xué)差異的研究。
　　 4.近年來的的研究顯示橋粒蛋白編碼基因突變在致心律失常性右室心肌病的發(fā)病過程中起了重要的作用，其中PKP2在致心律失常性右室心肌病中發(fā)生突變的概率最高。幾乎所有檢測PKP2突變的