心脏“体貌”与疾病基因有关？“基因心超”图谱技术可帮助更快识别遗传风险

来源：网易新闻

用超声波粉碎肿瘤，手术只有短短10分钟左右，术后当晚即可进食，两名患者一名达到"肿瘤消除"，一名病情已控制可继续等候移植。近日，这一来自香港大学医学院的消息让十分前沿的超声波组织碎化技术走入公众视野。

超声波在医疗领域的应用已有几十年历史。从消炎去肿、胎儿监测，到清除血管内壁斑块、粉碎肿瘤，超声技术在与其他学科的融合中，不断开拓着医学前沿应用。它的前世今生有哪些故事？在临床治疗和诊断上有哪些最新应用？本期特邀上海医学超声领域专家撰文介绍。

——编者

医生通过远程超声系统，为患者进行基因心超检查。

1896年，法国儿科医生安托万·马凡接诊了一名5岁小女孩，她的手指、手臂和腿部异常纤细修长，眼球突出，还有心脏问题。他将这些特征描述为一种特殊的病理状况，这便是以他名字命名的"马凡综合征"。

近百年后，美国霍华德·休斯医学研究所的哈尔·迪茨和他的同事们通过一系列遗传学和分子生物学实验确定了FBN1基因（编码纤维蛋白）的突变是导致马凡综合征的原因，该突变影响了纤维蛋白的结构和功能。纤维蛋白是一种重要的结构性蛋白质，存在于人体的结缔组织中，特别是在心血管系统、眼睛和骨骼系统中。自此，马凡综合征的体貌特征与基因挂上了钩。

随着遗传学的不断发展，越来越多的疾病找到了对应的致病基因。在心血管疾病中，已有许多已明确致病基因的遗传性疾病，在全身性疾病中也不乏因基因突变导致蛋白质功能改变，进而累及心脏的情况。

例如，转甲状腺素相关心脏淀粉样改变（ATTR-CM）就是由转甲状腺素（TTR）基因突变引起；遗传性肥厚型心肌病通常由多个基因变异引起，这些基因大多编码心肌收缩的蛋白质；丹纳氏综合征由LAMP2基因突变引起，影响细胞内物质的降解和回收。此外，家族性高胆固醇血症、法布雷病也都找到了相关致病基因。

找到疾病的基因靶标，就可能开发出更具针对性的治疗方法。自20世纪70年代以来，靶向治疗逐渐被人们所接受，靶向药物能够精准作用于与致病基因紧密相关的细胞关键分子和信号通路，从而有效纠正基因突变带来的不良后果，达到治疗疾病的目的。

有了靶标和子弹，临床上的另一个关键问题就凸显出来，那就是如何精准识别出罹患这些疾病的患者。那些与基因相关的心脏疾病，如果不能及时、早期发现，往往会导致患者英年早逝。如遗传性肥厚型心肌病就是导致年轻人猝死最常见的病因之一，而法布雷病如未治疗也可能导致患者早逝。

尽管致病基因明确，这些疾病却并不像马凡综合征那样，具有显而易见的体貌特征。怎样才能早期识别这些患者从而及时给予干预呢？临床上，超声心动图成了一个重要手段。

超声心动图的设备外观及工作原理与我们熟悉的"B超"一样，通过超声波获取心肌、心腔内血流的实时位置、回声特点等信息进行诊断。它采用的声波频率较高，穿透深度较浅，既可从胸壁由前向后观察心脏（经胸超声心动图），也可从食管由后向前观察心脏（经食管超声心动图）。经胸超声心动图是临床最为常用的心血管影像诊断工具。通过超声心动图，医生能够直观看到患者的心脏结构，如心肌的厚度和心脏的大小，并由此评估心脏泵血能力、心脏内部血流动态等心脏功能。

基因心超图谱描绘出不同致病基因对心脏"体貌"造成的改变。

在累及心脏时，上述心血管遗传性疾病都会导致心肌肥厚，但又各有特点。为了从超声心动图上探寻这些疾病给心脏"体貌"带来的不同，从2015年起，中国医师协会超声分会超声心动图专业委员会主任委员、复旦大学附属中山医院心脏超声诊断科主任舒先红教授就带领团队开始通过基因测序得到遗传信息，并详细记录下携带有这些不同致病基因的患者超声心动图特征。经过长达10年的病例积累，一幅基因心超图谱日渐鲜活起来——不同基因突变位点与超声心动图特征之间，确实存在一定关联。

2023年8月，舒先红团队在国际权威心血管病学术期刊《欧洲心脏杂志—心血管成像》上发表论文，在国际上首次提出"基因心超"的概念。研究团队创新性地绘制出了肥厚型心肌病的基因心超图谱。这项研究发现，一些基因突变更容易导致心尖部肌肉的肥厚，而另一些突变则可能使室间隔（心室中起到隔断作用的肌肉）的肥厚更为明显。

除了心肌肥厚，一些基因突变还会导致其他心脏结构的变化，如二尖瓣形态的变化。二尖瓣位于心脏内部，是一种帮助控制血流方向的单向阀门结构。在一些基因突变的患者中，研究者通过超声心动图观察到了由此引起的心脏功能障碍，比如心脏在收缩时将血液泵出去的通道可能会变得狭窄。这种现象被称为"流出道梗阻"，它会妨碍血液泵向全身，可能导致患者因器官、肢体供血不足而感到胸闷、发生晕倒甚至猝死。

这些心脏结构与功能的特征都可通过超声心动图被观察到，提示患者可能携带的致病基因或需进一步进行基因检测。

在医学遗传学和心脏病学领域，基因心超图谱具有重要价值。它不仅有助于更深入地理解心血管疾病的遗传背景和表型表现之间的复杂关系，还可帮助医生在基因测试结果出来之前，在临床实践中通过此类图谱更快识别出可能的遗传风险，从而为患者提供更为精准的诊断和治疗选择。

（作者为上海市影像医学研究所主治医师）

　　作者：郭瑶 周年伟

文：郭瑶 周年伟 图：中山医院供图 编辑：刘琦 责任编辑：许琦敏