一項(xiàng)涉及全球多個(gè)機(jī)構(gòu)、100多名研究人員的心臟基因組研究近日帶來了新成果，揭示了與心臟電活動(dòng)相關(guān)的生物過程的新知識(shí)，有望為預(yù)防和治療心律或傳導(dǎo)問題的藥物研究提供新思路。

西雅圖UW心臟中心的一名心臟病專家與一名患者一起在監(jiān)視器上檢查結(jié)果。來源： Clare McLean

相關(guān)研究于7月25日以“PR interval genome-wide association meta-analysis identifies 50 loci associated with atrial and atrioventricular electrical activity”為題發(fā)表在《Nature Communications》雜志。

01

先前研究

竇房結(jié)是心傳導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分，是心的正常起搏點(diǎn)；心房是心臟內(nèi)部上面的兩個(gè)空腔，是貯血器，起輔助泵的作用，在左邊的叫“左心房”,在右邊的叫“右心房”；心室是心臟內(nèi)部下面的兩個(gè)空腔，在左邊的叫“左心室”,在右邊的叫“右心室”。血液由心房壓入心室后，由心室壓入動(dòng)脈，分別輸送到肺部與全身的其他部分。

P-R間期是心電圖的一部分（PR interval，以毫秒為單位），為心房開始除極到心室開始除極的一段時(shí)間，可以跟蹤從心臟竇房結(jié)到心室的電流傳導(dǎo)。研究人員對(duì)這一心臟記錄特別感興趣。

早期對(duì)雙胞胎和家庭的研究表明，P-R間期的遺傳率在40%到60%之間。這項(xiàng)涉及多個(gè)種族的大型研究使研究人員能夠識(shí)別與心房傳導(dǎo)相關(guān)的基因和過程。

Monitors in a UW Medicine Cardiac Electrophysiology Lab, where heart rhythm problems are treated. Credit： Clare McLean

02

發(fā)現(xiàn)44個(gè)致病基因位點(diǎn)

在最新研究中，研究人員對(duì)92000多名歐洲血統(tǒng)的人進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)研究（全基因組關(guān)聯(lián)研究是檢查不同個(gè)體的DNA以發(fā)現(xiàn)可能與特定性狀或疾病相關(guān)的遺傳變異的項(xiàng)目）。他們?cè)谡麄€(gè)基因組中檢測(cè)了數(shù)百萬個(gè)遺傳標(biāo)記，以鑒定與心房傳導(dǎo)相關(guān)的遺傳變異。

由此研究人員發(fā)現(xiàn)了44個(gè)與P-R間期相關(guān)的染色體區(qū)域。在這些位點(diǎn)中，有34個(gè)以前未被鑒定過。 “這44個(gè)基因位點(diǎn)中的基因在心臟病過程中被過量表達(dá)，包括心臟阻塞、病態(tài)竇房結(jié)結(jié)綜合癥和心房顫動(dòng)。”研究人員寫道。

心房顫動(dòng)是心律異常的一種，會(huì)增加心力衰竭和猝死的風(fēng)險(xiǎn)。它還增加了心臟內(nèi)形成凝塊和進(jìn)入大腦導(dǎo)致中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)。而心臟阻塞是一種干擾心臟運(yùn)動(dòng)的電波，它和其他傳導(dǎo)缺陷有時(shí)需要植入起搏器。

隨后，使用單獨(dú)或聯(lián)合的方法，研究人員又對(duì)105，000多名非洲和歐洲血統(tǒng)的人進(jìn)行了額外的分析。這又產(chǎn)生了另外六個(gè)與心臟心房或房室傳導(dǎo)相關(guān)的基因位點(diǎn)。

03

總結(jié)

總結(jié)來說，該發(fā)現(xiàn)指出了心房和房室傳導(dǎo)的許多不同過程。心臟中的發(fā)育路徑，尤其是心室的形成以及可以傳導(dǎo)整個(gè)心臟的電信號(hào)的發(fā)展系統(tǒng)，都與心臟病的起源有關(guān)。不僅如此，參與心臟電波傳導(dǎo)的某些基因轉(zhuǎn)錄因子、離子通道基因、細(xì)胞連接或細(xì)胞信號(hào)蛋白也可能導(dǎo)致心臟異常。

最后，研究人員進(jìn)行了跨種族分析，結(jié)果顯示，在研究的歐洲人口中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)基因關(guān)聯(lián)也存在于研究的非裔美國人人口中。盡管如此，他們指出，仍然存在一些值得注意的種族間差異。

參考資料：1）Genetic basis of heart rhythms explored in large population study

原標(biāo)題：Nature子刊：全球多家機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)現(xiàn)心律的遺傳基礎(chǔ)