Генотип – фенотип корелации при хипертрофична кардиомиопатия Д-р Георги Христов Клиника по детска кардиология, Национална кардиологична болница, София, България Симпозиум кардиомиопатии Научно дружество по кардиология 24 февруари.

Download Report

Transcript Генотип – фенотип корелации при хипертрофична кардиомиопатия Д-р Георги Христов Клиника по детска кардиология, Национална кардиологична болница, София, България Симпозиум кардиомиопатии Научно дружество по кардиология 24 февруари.

Slide 1

Генотип – фенотип корелации при
хипертрофична кардиомиопатия
Д-р Георги Христов
Клиника по детска кардиология, Национална кардиологична болница, София,
България
Симпозиум кардиомиопатии
Научно дружество по кардиология
24 февруари 2007


Slide 2

ХКМ –
най честата наследствена болест
Популационна честота

0,2% или 1:500


Slide 3

Патология
• Хипертрофия
– Септум > 13mm
– Маса > 50 g/m2,7

• Неправилно
подреждане на
миофибрите
• Интерстициална
фиброза


Slide 4

Пагогенеза

(Circulation. 2005;112:293-296.)
© 2005 American Heart Association, Inc.
Special Report
Current Concepts of the Pathogenesis and Treatment of Hypertrophic Cardiomyopathy
Robert Roberts, MD; Ulrich Sigwart, MD


Slide 5

Левокамерна
диастолна дисфункция
• Предшества появата на ЛК хипертрофия
(Пулсов тъканен доплер -  Е`,  Е`/A`,  Е/Е`)
Не е вторична от интерстициалната фиброза,
а по-скоро първична и ранна проява на
дисфункция на саркомера от подлежаща генна
мутация.


Slide 6

Комплексен фенотип
ХКМ

Хипертрофия
Обструкция
Внезапна смърт
Възраст на начални прояви
Сърдечна недостатъчност
Преход в ДКМ


Slide 7

Клинична изява
Асимптомни

ХКМ

СН,
Дисритмии

Внезапна
сърдечна
смърт


Slide 8

Фактори определящи фенотипа
Болести на саркомера,
болести на натрупването,
Нунан/Леопард синдром,
метаболитни

Причинни
гени
Съпътстващи
заболявания

Фактори на
средата

Модифициращи
гени
Полиморфизми,
Епигенетични фактори /метилиране, импринтинг/,
Епистазис /взаимодействие/,
посттранскрипционен и посттарнсационен контрол


Slide 9

Комплексен фенотип
• Хипертрофия





Левокамерна  Бивентрикуларна  Апикална
Асиметрична  Концентрична  Ексцентрична
Хипертрофия на задната стена на ЛК
Лека  Умерена  Тежка

• Обструкция

– Левокамерна  Бивентрикуларна
– Лека  Умерена  Тежка






Риск от внезапна смърт
Възраст на изява
Сърдечна недостатъчност
Еволюция към левокамерна конгестия


Slide 10

Генетика
• Моногенно заболяване
• 60-70% от пациентите могат да имат
етиологична диагноза.
(по-нисък % в детска възраст)

• Каква е причината за останалите 40% ?





Мутации в регулаторни и интронни участъци
Необичайни генетични механизми (напр. мозаицизъм)
Нови гени
Проява на синдроми и други заболявания


Slide 11

Болести на саркомера


Slide 12

Брой мутации в
гените за саркомерни протеини
Ген

Протеин

ХКМ
ДКМ
мутации мутации

MYH7

beta-cardiac Myosin Heavy Chain

194

13

MYBPC3 cardiac Myosin-Binding Protein C

149

1

TNNT2

cardiac Troponin T

31

6

TNNI3

cardiac Troponin I

27

1

TPM1

alpha-Tropomyosin

11

2

ACTC

cardiac alpha-Actin

7

2

MYL2

cardiac Regulatory Myosin Light Chain

10

0

MYL3

cardiac Essential Myosin Light Chain

5

0

434

25

Общо


Slide 13

Генотип-Фенотип проучвания


197 несвързани пациенти



60 нови мутации в известните гени



63%







60% от “спорадичните” случаи (25/124) всъщност са наследствени
5% (6/124) са сложни хетерозиготи, двойни хетерозиготи или хомозиготи

(124/197) - уточнени мутации в 9 саркомерни гена кaто от тях
40% MYH7 - beta-cardiac Myosin Heavy Chain
42% MYBPC3 – Myosin-binding protein C
10% cTnT – cardiac Troponin T

(Circulation. 2003;107:2227.)
© 2003 American Heart Association, Inc.
P. Richard, P. Charron et al. for Eurogene heart failure project
Hypertrophic Cardiomyopathy
Distribution of Disease Genes, Spectrum of Mutations, and Implications for a Molecular Diagnosis Strategy


Slide 14

Основни принципи на
генотип-фенотип корелациите
• Фенотип ≠ Мутация
• Нито един фенотип не е специфичен за определена мутация

• Значима фенотипна вариабилност
• Между членовете на фамилии с еднакви мутации
/интерфамилна/
• Между членовете на една фамилия
/интрафамилна/


Slide 15

Генотип – фенотип на
болестите на саркомера
β-MHC

cTnT

MyBPC

Хипертрофия

Тежка

Гранична
до лека

Лека
до умерена

Обструкция

ЛК
може тежка

Няма или лека

Няма или лека

Риск от
внезапна смърт

Повишен

Повишен

Нисък

Възраст на
начални прояви

Ранна

Всякаква

Късна

Сърдечна
недостатъчност

Възможна

Няма

Възможна

Преход в ДКМ

Arg719Trp


Slide 16

Риск от внезапна смърт



Фамилна анамнеза за внезапна сърдечна смърт
Фамилна анамнеза за преждевременна смърт

• “Малигнени" причинни мутации
• “Малигнени" модифициращи гени









Анамнеза за синкоп
Тежка камерна хипертрофия
Аномален отговор на арт. налягане на натоварване
Непродължителна КТ от Холтер ЕКГ
Степен на неправилно подреждане на миокардиоцитите
Степен на интерстициална фиброза
Ранно начало
Миокардна исхемия от перфузионна томография


Slide 17

Тип MYH 7 мутации

β-MHC

Малигнени

Бенигнени

Аrg403Gln
Arg719Trp

Phe 513 Cys
Leu908Val
Gly256Glu
Val606Met


Slide 18

Сложни хетерозиготи в
гени за саркомера
2 различни мутации в
двата алела на един и
същи ген
или
в един и същи алел (cis)
или
мутации в 2 различни
гена
5%
(учудващо висок)

Ген 1

Ген 2


Slide 19

Сложни хетерозиготи в
саркомерни гени
Води до по-тежък фенотип

Потвърждава необходимостта от
скриниране на целия панел на гени за
ХКМ дори когато вече е открита една
мутация


Slide 20

Примери (1)
Two cases of severe neonatal hypertrophic
cardiomyopathy caused by compound heterozygous
mutations in the MYBPC3 gene

R H Lekanne Deprez1,*, J J Muurling-Vlietman2,*, J Hruda3, M J H Baars4, L C D Wijnaendts5, I Stolte-Dijkstra6,
M Alders1 and J M van Hagen4
Journal of Medical Genetics 2006;43:829-832
© 2006 by BMJ Publishing Group Ltd


Slide 21

Примери (2)
Mutations in cis can confound genotype-phenotype
correlations in hypertrophic cardiomyopathy.
(Letter)
Втора мутация в MYH7 cis на иначе бенигнената Val606Met е
обяснила тежък фенотип

Blair, E.; Price, S. J.; Baty, C. J.; Ostman-Smith, I.; Watkins, H. :
J. Med. Genet. 2001;38: 385-387

.


Slide 22

Изводи
Отсъствието на левокамерна
хипертрофия не изключва наличието
на мутация в саркомерни гени
Намирането на мутацията изглежда, че
не може да има висока и сигурна
прогностична стойност


Slide 23

Апикална ХКМ





Хипертрофия локализирана за върха
Рядка
Бенигнен ход
Гигантски T-вълни

• Неясна връзка геотип-фенотип
– Малко гени като правило водят
до апикална ХКМ.

• ACTC
– cardiac actin Glu101Lys
Circulation. 2005;112:2805-2811.)
© 2005 American Heart Association, Inc.
Gene Mutations in Apical Hypertrophic Cardiomyopathy
Michael Arad, MD; Manual Penas-Lado, MD; Lorenzo Monserrat, MD; Barry J. Maron, MD; Mark Sherrid, MD; Carolyn Y. Ho, MD; Scott Barr, BSc;
Ahmad Karim, MD; Timothy M. Olson, MD; Mitsohiro Kamisago, MD; J.G. Seidman, PhD*; Christine E. Seidman, MD*


Slide 24

Редки причинни
гени






Titin
Myosin light-chain kinase
Muscle LIM protein
Alfa-Myosin heavy chain
Caveolin – 3


Slide 25

Noonan/Leopard syndrome


Slide 26

Noonan/Leopard синдром


Slide 27

Noonan/LEOPARD синдром
• Честота ~ 1: 2500
• До ~ 30% от случаите на ХКМ при деца
• До ~ 50-60% от случаите на NS/LS може
да се намери мутация
• PTPN
• KRAS
• Sos

11 – 40
3- 4
8 - 12

%
%
%


Slide 28

Болести на натрупване
Gene code

Frequency

Protein encoded

Systemic
disease

GAA

Very rare

lysosomal acid
alfa-1,4-glucosidase

Pompe

AR

GLA

6% of
adult male
HCM

lysosomal hydrolase
alfa-galactosidase A

Fabry

XD

PRKAG2

LAMP2

4% of
Pediatric
HCM

the regulatory gamma- subunit of AMPactivated protein kinase

AD

lysosome-associated
membrane protein

XD

Danon


Slide 29

Други причини за ХКМ







left ventricle non-compaction
cardiac variant of Fabry's disease,
glycogen storage diseases
Friedreich's ataxia
mitochondrial diseases
incomplete expression of syndromes like
Noonan and LEOPARD


Slide 30

Болести на натрупването
Gene code

Protein encoded

Systemic
disease

GAA

lysosomal acid
alfa-1,4-glucosidase

Pompe

AR

GLA

lysosomal hydrolase
alfa-galactosidase A

Fabry

XD

PRKAG2

the regulatory gamma- subunit of AMPactivated protein kinase

AD

lysosome-associated
membrane protein

XD

LAMP2

Frequency

4% of
Pediatric
HCM

Danon


Slide 31

Болести с натрупване на гликоген


Slide 32

LAMP2 mutations –
Histology

Vacuolated myocytes, Insignificant myocardial disarray


Slide 33

PRKAG2 mutations –
Histology

Vacuolated myocytes, No Myocardial Disarray or Interstitial fibrosis


Slide 34

ХКМ от болести с натрупване на
гликоген
LAMP2 мутациите предизвикват системно заболяване (Danon's disease) но
могат да се проявят и като първична кардиомиопатия.
Кардиомиопатията от мутации на LAMP2 or PRKAG2 наподобява ХКМ, но
се отличава по

Електрофизиологичните нарушения, а именно камерна
преексцитация.
NEJM 2005;352 (4):362-372
Glycogen Storage Diseases Presenting as Hypertrophic Cardiomyopathy
Michael Arad, M.D., Barry J. Maron, M.D., Joshua M. Gorham, B.A., Walter H. Johnson, Jr., M.D., J. Philip Saul, M.D., Antonio R. Perez-Atayde, M.D., Paolo
Spirito, M.D., Gregory B. Wright, M.D., Ronald J. Kanter, M.D., Christine E. Seidman, M.D., and J.G. Seidman, Ph.D.


Slide 35

Механизъм на камерната
прексцитация
Нарушаване на целостта на
фиброзния пръстен от миоцити с
натрупан гликоген, позволяващо АВ
провеждане извън АВ възела.
Patel VV, Arad M, Moskowitz IP, et al. Electrophysiological characterization and postnatal development of ventricular
pre-excitation in a mouse model of cardiac hypertrophy and Wolff-Parkinson-White syndrome. J Am Coll Cardiol
2003;42:942-951. розния пръстен
Arad M, Moskowitz IP, Patel VV, et al. Transgenic mice overexpressing mutant PRKAG2 define the cause of WolffParkinson-White syndrome in glycogen storage cardiomyopathy. Circulation 2003;107:2850-2856.


Slide 36

PRKAG2 vs LAMP2
PRKAG2

LAMP2

Пол

Мъже и жени (AR)

Мъже (XR)

Възраст на начална
изява

По-късно
(средно 30г)

По-рано
(обикновено
педиатрични 8-17г)

EКГ

Скъсен PR,
прогресивен AV блок

Скъсен PR,
голям QRS

ЛК хипертрофия

Лека до умерена

тежка
Обикновено >20mm
(достига 40mm)

CK, LDH, ASAT, ALAT

Нормални

Могат да бъдат
увеличени


Slide 37

Собствени случаи скъсен PR (1)


Slide 38

Собствени случаи скъсен PR (2)


Slide 39

Особености на ХКМ при
болест на Fabry


Изолирана сърдечна форма – до 6% от случаите на ХКМ при мъже
• Остатъчна ензимна активност 1-10%



Късно начало
• Извън педиатрична възраст



Лека хипертрофия с бавна прогресия



Концентрична хипертрофия
• Нормална кухина (няма редукция на диастолния диаметър)
• Обикновено симетрична



Няма увеличение на индексите на помпена функция
• Нормална ЕФ



Скъсен PR
• Поява и прогресия в еволюция


Slide 40

Системни прояви на болест на


Slide 41

ХКМ при хетерозиготни жени с
болест на Fabry disease (1)

ЛК маса (LVM) индекс в зависимост от възрастта при
140 нелекувани жени с болест на Fabry
P B Deegan1, A F Baehner2, M-Á Barba Romero3, D A Hughes4, C Kampmann2, M
Beck2, on behalf of the European FOS Investigators

Natural history of Fabry disease in females in the Fabry Outcome Survey
J Med Genet 2006;43:347-352


Slide 42

ХКМ при хетерозиготни жени с
болест на Fabry disease (2)

Лонгитудинални данни за средната дебелина на ЛК
При нелекувани жени с болест на Fabry
P B Deegan1, A F Baehner2, M-Á Barba Romero3, D A Hughes4, C Kampmann2, M
Beck2, on behalf of the European FOS Investigators
Natural history of Fabry disease in females in the Fabry Outcome Survey
J Med Genet 2006;43:347-352


Slide 43

Болестта на Fabry се лекува
Ензимозаместваща терапия с Fabrazyme

Weidemann F, Breuning F, Beer M, Sandstede J, Turschner O, Voelker W, Ertl G, Knoll A,
Wanner C, Strotman J.
Improvement of cardiac function during enzyme replacement therapy
in patients with Fabry disease. A prospective strain rate imaging Study.
Circulation 2003; 108:1299-1301


Slide 44

Болест на Pompe





Ранна изява (в кърмаческа възраст)
Мускулна хипотония
 CK ± ASAT ± ALAT ± LDH
Скъсен PR



Болестта на Pompe се лекува с ензимозаместваща терапия –
Мyozyme


Slide 45

ЛК маса и ЕФ след
ензимозаместваща терапия при
болест на Pompe

Cook AL, Kishnani PS, Carboni MP, Kanter RJ, Chen YT, Ansong AK, Kravitz RM,
Rice H, Li JS. Ambulatory electrocardiogram analysis in infants treated with
recombinant human acid alpha-glucosidase enzyme replacement therapy for
Pompe disease. Genet Med. 2006 May;8(5):313-7.


Slide 46

PR интервал след
ензимозаместваща терапия при
болест на Pompe

Ansong AK, Li JS, Nozik-Grayck E, Ing R, Kravitz RM, Idriss SF, Kanter RJ, Rice H, Chen YT,
Kishnani PS.
Electrocardiographic response to enzyme replacement therapy for Pompe disease.
Genet Med. 2006 May;8(5):297-301.


Slide 47

Некомпактирана лява камера
TAZ

G4.5 Tafazzin

DTNA

α-dystrobrevin

SNTA1

α1-syntrophin

FKBP1A

FK506 Binding protein 1A

Cypher/
ZASP:
LDB3

LIM Domain Binding
protein 3


Slide 48

Клиничен ход на НКЛК
Не винаги дори когато е диагностицирана в неонаталния период
има фатален изход.
Значима част от пациентите имат временно подобрение,
последвано от по-късно влошаване. Това може да обясни някои
от случаите при възрастни и протичането по тип “нагоренадолу”.

Circulation. 2003;108:2672
Clinical Characterization of Left Ventricular Noncompaction in Children
A Relatively Common Form of Cardiomyopathy
Ricardo H. Pignatelli, MD*; Colin J. McMahon, MB, MRCPI*; William J. Dreyer, MD; Susan W.
Denfield, MD; Jack Price, MD; John W. Belmont, MD; William J. Craigen, MD; Jen Wu, MD;
Howaida El Said, MD; Louis I. Bezold, MD; Sarah Clunie, RN; Susan Fernbach, RN; Neil E.
Bowles, PhD; Jeffrey A. Towbin, MD


Slide 49

Пътят напред
С полагане на основите на ХКМ геномиката и понататъшното натрупване на генетична, клинична и
научна информация, ние ще се борим за критични
пробиви които биха могли да ни доведат до
Ефективно прогнозиране, лечение, и вероятно
профилактика на това заболяване.
J Am Coll Cardiol, 2005; 46:1744-1746,

© 2005 by the American College of Cardiology Foundation

Are Longitudinal, Natural History Studies the Next Step in Genotype-Phenotype
Translational Genomics in Hypertrophic Cardiomyopathy?*
Michael J. Ackerman, MD, PhD, FACC*, Sara L. Van Driest, BA and Martijn Bos, MD


Slide 50

Край
Благодаря за вниманието
и
участието в дискусията