重新审视"沉默"变异：SGCA同义变异导致非典型心肌病的分子机制与临床意义

《European Journal of Human Genetics》：Reconsidering a silent variant: SGCA’s role in atypical cardiomyopathy

本研究针对SGCA基因同义变异在常规外显子测序中易被忽略的问题，研究人员通过回顾性分析五个近亲婚配家系，发现c.600G>A(p.Val200=)这一同义变异可通过破坏mRNA剪接导致LGMDR3伴显著心脏表型。研究证实该变异引起外显子跳跃和内含子保留，产生异常转录本，首次系统描述了SGCA相关心肌病的临床谱系，为隐性遗传性心肌病的精准诊断提供了重要依据。

　　

在遗传性心肌病的研究领域，一个长期存在的挑战是如何解释临床表现与基因检测结果不一致的病例。肢带型肌营养不良R3型(LGMDR3)作为一种常染色体隐性遗传病，通常由SGCA基因突变引起，其主要特征为进行性肌肉无力，而心脏受累相对少见。传统观点认为，SGCA相关疾病的心脏表现仅见于约10%的患者，且多与特定外显子突变相关。然而，临床实践中发现，部分患者表现出显著的心脏功能障碍，却无法通过常规基因检测找到解释。

这种诊断困境在近亲婚配人群中尤为突出。以色列哈达萨医疗中心的研究团队在接诊五个阿拉伯穆斯林近亲婚配家系时，遇到了令人困惑的临床现象：多个患者表现出严重的左心室功能障碍、心律失常甚至致命性室性心动过速，但初步的外显子测序未能提供明确答案。这些患者均来自同一村庄，具有共享的遗传背景，这提示可能存在某种尚未被认识的遗传变异。

为了解开这个谜团，研究团队采用了多学科整合的研究策略。他们首先对7名先证者进行了全外显子测序，使用SureSelect Human All Exon或xGen Exome Research Panel进行外显子捕获，在Illumina测序平台上获得平均覆盖度为63-136X的高质量数据。当初步分析无果后，研究人员转向基因型-表型相关性再分析，这一关键步骤最终锁定了所有患者共享的一个纯合同义变异——SGCA基因c.600G>A(p.Val200=)。

该变异位于SGCA基因第6外显子，距离最近的外显子-内含子边界15个碱基对，在常规分析中容易被归类为"可能良性"。然而，研究团队没有止步于这一初步判断，而是通过一系列功能实验深入探究其生物学效应。

在技术方法上，研究团队主要运用了以下几种关键技术：首先通过外显子测序和Sanger测序进行基因分型验证；其次利用患者原代成纤维细胞培养模型进行RNA/cDNA分析，包括逆转录PCR和测序；采用环己酰亚胺(CHX)处理评估无义介导的衰变(NMD)效应；通过扩增子测序(Amplicon-seq)精细表征异常剪接转录本；最后结合心脏磁共振(CMR)、超声心动图和动态心电图等临床评估手段全面描述表型特征。

Cohort描述

研究共纳入13名个体，其中6名为女性，平均就诊年龄10.9±7.3岁，末次随访时平均年龄25.8±13.7岁。所有接受检测的个体(11/11)均显示肌酸磷酸激酶(CPK)升高，伴丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)升高至正常上限的2-3倍。6/11报告进行性肌无力或肌痛，5/11有反复横纹肌溶解史。在12名接受评估的个体中，6名(50%)显示左心室收缩功能减低，程度从轻度到重度不等。

代表性临床病例

患者A-II-1为24岁男性，因体力活动时突发心悸、胸痛和无力就诊。既往有CPK升高和横纹肌溶解发作史。超声心动图提示非缺血性扩张型心肌病，射血分数(EF)38%。CMR显示左心室功能障碍(LVEF 47%)和扩张，存在侧壁心外膜下和中层心肌的晚钆增强(LGE)。因反复多形性室性心动过速(VT)植入植入式心律转复除颤器(ICD)。

患者B-III-1为28岁男性，在体力活动时发生心室颤动(VF)并成功复苏。既往有CPK升高和心肌病病史。超声心动图显示严重收缩功能减低(LVEF<20%)和左心室扩张。CMR显示基底段下壁和侧壁中层心肌LGE。动态心电图显示频发并行心律性室性早搏(PVCs)，占全部心搏的23%。

外显子测序揭示SGCA共享纯合变异

基因分析显示，所有患者均携带SGCA基因纯合同义变异NM_000023.4:c.600G>A; NP_003997.1:p.Val200=。家系分析显示清晰的常染色体隐性遗传模式，且存在奠基者效应——来自同一村庄的五个家系共享这一变异，该变异在村庄人群中的等位基因频率高达5.1%。

SGCA变异导致异常剪接

功能实验证实该同义变异具有显著的剪接破坏效应。RT-PCR分析显示患者成纤维细胞中存在多个异常条带，而对照组仅见正常条带。CHX处理抑制NMD后，特定条带(图2A中条带2)强度明显增加，表明异常转录本通常被NMD机制降解。

定量实时PCR分析显示，未处理的患者成纤维细胞中SGCA转录本水平低于对照组，而CHX处理部分恢复了转录本水平。扩增子测序和Sanger测序进一步表征了三种主要异常剪接转录本：条带2包含内含子5的101个碱基对(bp)保留，随后是外显子6的13bp，导致移码和提前终止密码子；条带3包含内含子6的79bp adjacent至外显子7；条带5完全跳过外显子6(163bp，移码)。

生物信息学分析预测该变异破坏了SRSF2(亦称SC35)识别的外显子剪接增强子(ESE) motif，导致外显子6跳跃和内含子中隐蔽剪接位点的激活。为排除其他变异干扰，研究人员还对内含子6进行了Sanger测序，确认不存在其他可能引起异常剪接的序列变异。

讨论

本研究首次系统描述了SGCA同义变异c.600G>A引起的LGMDR3扩展表型，显著拓宽了对该疾病心脏表现的认识。与传统认知不同，这一特定变异与高频率的心脏受累相关，50%的携带者出现左心室功能障碍，多人发生危及生命的室性心律失常。

从分子机制角度，该研究揭示了同义变异致病的新途径：虽然不改变氨基酸序列，但通过破坏剪接调控元件，导致多种异常转录本的产生。其中两种异常转录本因移码而触发NMD，第三种虽保持阅读框但缺乏正常外显子6，其功能后果值得进一步研究。

这一发现对临床实践具有重要启示。根据2022年心律学会(HRS)指南，LGMD2患者左心室射血分数(LVEF)<35%时建议ICD植入进行一级预防。但基于本研究中观察到的心律失常风险，对于任何程度左心室功能障碍合并CMR-LGE的患者，都应进行个体化风险评估和共享决策讨论。

研究局限性及未来方向

本研究存在若干局限性：RNA表达分析在成纤维细胞中进行，而非理想的心肌或骨骼肌组织；样本量较小且来自单一村庄，可能影响结果的普适性；先证者接受了全面评估，但小样本量可能引入 ascertainment bias。

未来研究应探索SGCA在不同组织的差异表达，比较男女患者心肌和骨骼肌样本；探索基因治疗和碱基编辑等治疗途径；对纯合携带者进行长期随访以明确自然史；在其他人群中调查该变异的流行率和影响。

结论

本研究通过整合临床评估、基因分析和功能验证，证实SGCA同义变异c.600G>A(p.Val200=)与LGMDR3非典型表现相关，其特征为显著心肌病和心律失常。这一发现扩展了SGCA相关疾病的表型谱，凸显了在近亲婚配人群中进行全面变异分析的重要性，以及重新评估现有变异分类的必要性。

研究强调了现代遗传诊断的几个关键方面：基因型-表型相关性分析的价值、人群特异性内部数据库的效用、以及对初步归类为"良性"的变异保持审慎态度。通过将基因组再分析与临床洞察相结合，这项工作不仅完善了变异分类，也揭示了重新审视看似沉默的变异所带来的诊断价值。认识其致病潜力最终将有助于改进遗传筛查，为遗传性心肌病患者提供更精准的个性化医疗。