限制性心肌病的精准医疗之路

李新立

限制型心肌病是一种罕见的心脏疾病，以舒张功能异常为特征，表现为限制性充盈障碍。WHO的定义：以单或双心室充盈受限，舒张期容积缩小为特征，但心室收缩功能及心室壁厚度正常或接近正常，可出现间质的纤维增生。限制型心肌病可单独出现，也可与其他疾病同时存在[1]。由于心室充盈受限，心室舒张压、肺静脉压和颈静脉压均升高，限制型心肌病在临床上表现为体循环或肺循环淤血的症状及体征，如气促、呼吸困难、水肿和腹胀等；由于心室充盈减少，心输出量降低，患者可以表现为乏力、运动耐量下降等。常见的体征包括血压偏低、脉压差减小、颈静脉怒张、Kussmaul征阳性，还可能伴有心律失常，异常心音及二、三尖瓣收缩期反流性杂音等。随着疾病进展，患者最终发展为心力衰竭，预后很差，在儿科病例中尤其。心脏移植通常是唯一的治疗方法。猝死在限制型心肌病的儿童患者中常见，约50%的患儿平均生存率仅为2年[2-5]。

1 传统医学理念下限制性心肌病诊断与治疗所面临的挑战

1995年，WHO的心肌病传统的分类方法将将限制性心肌病分为心肌疾病和心内膜心肌病两大类。传统诊断的限制性心肌病大多数为继发，如淀粉样变性、结节病、硬皮病、血色病、伴有或不伴有嗜酸性粒细胞增多症的心内膜心肌疾病或由于放射治疗所致。

传统医学方法下，限制性心肌病的诊断主要依靠症状、体征、影像学检查及实验室检查。超声心动图可见双心房明显扩大，心室壁厚度正常或增厚，多普勒血流图可见舒张期快速充盈突然中止；舒张中、晚期心室内径无继续扩大，A峰减低，E/A比值增大；心导管检查可根据左右心室舒张压差值、左心室造影等鉴别限制性心肌病和缩窄性心包炎；CT和MRI是诊断限制性心肌病的良好无创手段，心包不增厚者往往提示为限制性心肌病者。放射性核素心室造影也有助于限制性心肌病的诊断。早期的限制性心肌病临床表现往往缺乏特异性，确诊仍然依赖于心肌活检。然而，该项检查技术要求较高，在大多数医院往往难以实现。病因不明易导致确诊困难，治疗也会缺乏针对性和特异性。目前对于继发性限制性心肌病治疗主要针对原发疾病，同时给予对症处理。原发的限制性心肌病的治疗以舒张性心力衰竭的治疗为主，包括小剂量的利尿剂、血管扩张剂、血管紧张素转换酶抑制剂等。钙离子拮抗剂能否改善心室顺应性尚不清楚。小剂量的血管紧张素转换酶可以使用。对于严重病例，心脏移植可能是唯一有效的方法，但患者的总体生存率不高，预后较差。

2 限制性心肌病的精准医疗概述

精准医疗是以个体化的医疗为基础，结合基因组学、蛋白质组学、生物信息学等多个学科交叉融合发展起来的新型诊疗模式。随着人类基因组图谱的破译和高通量测序技术的发展，以基因组学为基础的精准医疗发展迅速。在心血管病学领域，精准医疗有望实现对于单基因致病的遗传性心血管疾病的早期诊断、治疗甚至是预防，将极大地促进医学诊疗水平的发展。

3 限制性心肌病的精准分类

随着分子遗传学的研究进展和对心肌病发病机制认识的不断深入，美国心脏病学会（AHA）在2006年发表了关于心肌病定义和分类的专家共识。在新的分类中，将浸润性、贮积病、中毒性、心内膜、炎症（肉芽肿）和医源性（药物和放疗等）等都归在继发性心肌病的范围。原发性心肌病又分为3类：遗传性，混合性和获得性。原发性限制性心肌病属于混合性心肌病中的一种，既有遗传因素，又有非遗传因素。新的分类方法从分子遗传学的角度认识原发性心肌病；克服了单纯从解剖形态学分类的局限性，有助于理解心肌病的发病机制；开创了从基因水平诊断心肌病的新时代。

4 限制性心肌病的精准诊断

越来越多的研究发现，基因遗传因素在心肌病中发挥了重要的作用；精准医疗作为新一代诊疗技术，较传统诊疗方法有很大的技术优势。一方面通过基因测序迅速检测到突变基因，从而明确诊断；另一方面，基因测序只需要患者的血液甚至唾液，无需传统的病理切片，可以减少诊断过程中对患者身体的损伤。可以预见，精准医疗技术的出现，将显著改善限制性心肌病患者的诊疗体验和诊疗效果，发展潜力巨大。

糖原贮积症是一种常见的与遗传相关继发性限制性心肌病，该病多由糖代谢相关酶蛋白基因突变引起：位于染色体17q23-25上编码酸性-α-葡萄糖苷酶（GAA）基因突变，造成溶酶体中GAA缺乏，导致糖原分解障碍并过度沉积在心脏可引起Pompe病，表现为病理性心肌肥厚[6]；糖原脱支酶（GDE）基因突变引起GDE活性缺乏导致糖原支链不能完全被分解，最终致使大量糖原在心肌贮积引起Forbes病[7]；糖原分支酶缺陷则可引起Anderson病；编码AMP激活蛋白激酶（AMPK）γ2调节亚基的基因（PRKAG2）突变，导致AMPK活性异常增加，使心肌细胞内糖原贮积可引起PRKAG2心脏综合征[8]。

溶酶体贮积症也是导致限制性心肌病的一种系统性疾病。溶酶体内的酸性水解酶激活蛋白、转运蛋白的功能缺陷或溶酶体蛋白的加工校正酶的缺乏，可导致溶酶体功能缺陷，使基质在心肌贮积引起代谢性心肌病。溶酶体贮积引起的代谢性心肌病多为常染色体隐性遗传，但Danon病、Fabry病和Hunter综合征为X连锁遗传。位于染色体Xq24-25上的溶酶体相关膜蛋白-2（LAMP2）基因突变导致LAMP2原发缺陷，造成心肌自噬过程或自噬空泡形成，进而出现心肌功能障碍，引起Danon病[9-10]。α-半乳糖苷酶A（α-GalA）基因突变导致细胞溶酶体中α-GalA功能部分或全部缺失，导致糖鞘磷脂代谢异常，广泛的鞘磷脂结晶沉积于心肌细胞溶酶体引起Fabry病，表现为心脏传导障碍、冠状动脉功能不全、高血压、心脏瓣膜退行性病变等[10-11]。以上疾病均可以通过基因检测获得精确诊断，从而及早针对原发疾病诊疗，改善继发性的限制性心肌病。

另外，研究证实，特发性的限制性心肌病也可以通过家族遗传的方式获得。最初，家族性限制性心肌病主要发生在基因编码心肌肌钙蛋白I（TnI）和肌间线蛋白[12-16]。TNNI3基因是cTnI基因中的一段保守序列，2003年，Mogensen等[13]首次明确了TNNI3基因突变可以导致限制性心肌病，并通过基因分析确定了cTnI中某些特定区域中参与重要细丝相互作用的基因突变（D190H，R192H，K178E，R145W，A171T，L144Q等）。在另1例23岁限制性心肌病患者中，TNNI3基因中核苷酸的缺失，导致了168位密码子的移码突变，最终引起C-末端蛋白突变，从而影响肌钙蛋白的功能[14]。这些结果表明，移码突变其机体产生了有害的影响。这可能是由于cTnI的降解，或者是突变的cTnI与细丝结合的失败。无论如何，cTnI的含量减少可能会导致严重的舒张功能异常。近来的研究证实，心肌肌动蛋白（ACTC）、肌凝蛋白重链（MHC）和 cTnT（TNNT2）基因突变与限制性心肌病相关[17-19]。2006年，与限制性心肌病相关的cTnT基因（TNNT2）中的第一个突变被发现。限制性心肌病与肥厚型心肌病有相似的临床特征。随着与限制性心肌病相关的基因数量的增加，先前决定引起肥厚型心肌病的突变也会导致限制性心肌病或肥厚型心肌病的限制性表现型。一般来说，限制性心肌病和肥厚型心肌病与TNNI3基因突变引起的限制性生理因素有更差的临床结果和疾病进展。

5 限制性心肌病的精准治疗

对限制性心肌病患者新突变的发现有利于进一步探索基因是如何改变心脏功能的。为了更好地将突变与引起心肌病的原因联系起来，应着重参考功能性和临床数据，为精准治疗提供依据。目前针对限制性心肌病的治疗主要集中在对症治疗，预防猝死，而针对病因的治疗则是患者迫切需要的。目前的研究表明，cTNT限制性心肌病突变位于TnT N端区域，推测cTnT上的突变可能会破坏TNT-TM之间的通信，从而影响肌凝蛋白的相互作用和细丝的协同激活。因此，进一步明确和改善cTnT n-末端域的调节作用和功能可能对疾病有益。

TNI的限制性心肌病突变位于抑制性肽或C-末端区域内。cTnI的C端与肌动蛋白结合，并帮助细丝维持在被阻断的状态。这些cTnI突变可能是不稳定的，也就是说。在缺乏Ca2+的情况下，可通过减少cTnI C-端区域与肌动蛋白之间的相互作用，从而缓解cTnI的抑制。这个小区域被称为抑制肽，对于cTnI调节肌肉收缩是必要的；也有可能是因为在cTnI C-末端区域内的突变改变抑制肽的结构和功能。故而新的治疗手段集中于针对这些方面进行改善。目前相关研究仍然处理基础研究阶段，仍然需要进行更多的机制和临床探索，在此基础上研发出新的治疗策略来治疗这种疾病。

6 限制性心肌病的精准预防

限制性心肌病的精准预防主要是通过基因检测进行早期诊断、预警和针对性治疗，对致病性基因突变携带者及其家族进行遗传筛查、遗传阻断，预测疗效，进行个体化治疗，并对患者进行早期的危险分层，并进行评估、早期诊疗和预防。如果有基因突变的家族史，可以对家族进行筛查，早期发现高危人群，进行干预治疗，也可以进行产前诊断，从而达到优生优育。

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