高血压发病机制研究的新进展.ppt

1,高血压发病机制研究的新进展,惠汝太 心血管内科学、遗传学 中国医学科学院、国家心脏中心 阜外心血管病医院 高血压诊治中心主任,2011年9月10日,2,高血压防治的反常现象,1.越治越多， 2.难治性高血压（12%）越来越多。,与1958年比较， 高血压相关的 心脑血管病 增加2-4倍,3,防治策略必须前移、应当更加积极主动,提高高血压的知晓率、治疗率、控制率，对减少高血压并发症至关重要，仍需继续努力； 挡住3.86亿高血压前期向高血压转变的滚滚洪流也应提到议事日程。 50年没有新的靶点，30年没有新的降压药！ 呼唤加强机制研究， 加强创新研究！（New Engl J Med 2009）,4,（1）尿酸增加血压水平（张伟丽、惠汝太等Clin Chem 2009） （2）巨细胞病毒感染与高血压相关（蔡军等 Circulation 2011） （3）体位性血压升高可能是高血压的危险因素，与心脑血 管风险相关（樊晓寒、惠汝太等Am J Hypertens 2010） （4）遗传危险因素：线粒体基因突变（王士雯等Circ Res 2011）,一，高血压是遗传与环境共同作用的结果 传统的危险因素有增无减 新的危险因素不断出现,5,高血压的遗传机制：遗传度40%-60% 细胞核全基因组扫描所用的的遗传标记，能涵盖80%的常见核基因组变异。 但目前核全基因组筛查所找到的高血压易感基因只能解释2%人群血压变异，单个危险等位基因仅解释1 mmHg的收缩压、0.5 mmHg的舒张压变异。,N Engl J Med 2010; 363:166 Nature 2010; 466:714 J Cardiovasc Trans Res 2010;3:189 J Clin Hypertens 2010;12:350,二，核基因组变异只能解释部分高血压,6,三，核基因组序列以外的遗传调控机制,1，表观遗传调控机制 2，线粒体基因组 3，端粒长度,7,核基因组序列外“表观遗传”调控机制,4. 核小体位置,1.甲基化/羟甲基化,2.组蛋白修饰,3.microRNA,（1）可以遗传：1946年英国英格兰、苏格兰、威尔士 16,695名新生儿登记，随访65年（2011年）发现：出生体重低，成年后血压高（Br Med J 1985），心脏病风险大（Lancet 1989)。可能与胚胎时期的DNA甲基化修饰，改变基因表达有关。 荷兰“饥荒之冬”，列宁格勒保卫战期间 （2）可以改变，有干预手段：不像细胞核基因组的突变（束手无策）；表观遗传与端粒长度可以调控，肉类食物、运动、茶、大豆等能够影响表观遗传与端粒长度。,表观遗传、端粒长度,8,Cross-talk,线粒体基因突变可致母系遗传家族性高血压（王士雯等：Circulation Research 2011） 端粒长度缩短增加高血压风险（鞠振宇等 Hypertension 2009）,端粒,线粒体,核基因组序列以外的遗传调控机制 是环境因素与老化的靶点,9,环境因素,基因组,表观遗传 线粒体 端粒,表型：高血压前期 高血压 靶器官损害,总体思路,高血压是一个增龄性疾病， 是环境+遗传共同作用的结果 转向,10,四，继发性高血压：5%-20%,11,基因突变导致高血压：19个高血压致病基因 9个致嗜铬细胞瘤 10个致盐敏感高血压 患者的最佳利益是我们考虑的唯一利益（Mayo） 我们的责任与义务：把科学进步带给患者的希望送 给患者-转化医学,12,目前的19个高血压致病基因主要定位在肾与肾上腺,目前多数单基因高血压病因：肾离子通道，肾上腺。,13,Sgk1 (血清糖皮质激素可以诱导的激酶) 与 Akt（蛋白激酶B）磷酸化Nedd4L(Nedd4-2)， 磷酸化的 Nedd4L可与14-3-3蛋白结合, 抑制 Nedd4L与 ENaC 的相互作用,Cell Death and Differentiation (2010) 17, 6877,上皮钠通道（ENaC）活性调控相关基因-候选基因策略,（1）正常,（2）ENaC突变,（3）高醛固酮 高胰岛素,14,Liddle 氏综合征,1: liddle； 4：Gitelman， 2a/b：隐/显性PHA1； 5：Gordon； 3a/b/c/d: Bartter 氏综合佂I,II.II.IV 型； 降压药作用点,。,TALLH: Henle 氏襻厚升支； DCT：远端集合管； CT：集合管（MR受体）； ROMK2：肾外髓钾通道； NKCC2：钠钾氯交换通道； CLCKB：氯通道复合因子肾B； NCCT：钠氯共转运体。,1: liddle； 4：Gitelman， 2a/b：隐/显性PHA1； 5：Gordon； 3a/b/c/d: Bartter 氏综合佂I,II.II.IV 型； 降压药作用点,15,16,患者22岁，男性，13岁查体发现高血压，2006年来阜外医院就诊, 血压: 160/120mmHg，4个降压药无效。 化验: 血钾：3.05mEq/L, 24小时尿钾：37mmol（高醛固酮时，血钾30mEq） 双肾上腺增强CT：正常； 双肾超声：无异常发现； PRA：立位 0.03ngAI/ml/小时， 血清醛固酮：78.5 pg/ml（参考63.0239.6pg/ml） 24小时尿醛固酮：0.42ug（参考1.08.0ug） 治疗反应：安体舒通160mg/天；两周，血压血钾无反应。,汪一波, 惠汝太 Clinical Endocrinology 2007,17,。,临床特点：少年高血压（95有继发原因） 降压药反应不好 低血钾 血、尿醛固酮正常 安体舒通治疗无效 拟诊：非原醛低血钾高血压： （1） Liddle 氏综合征, (2) 妊娠加重的高血压（MR突变，孕酮高，与MR 受体结合）: 怀孕，安体舒通加重 （3） AME（拟醛固酮增多症)：甘草史，皮质醇高， 用利尿剂、安体舒通及地塞米松（抑制皮质 醇）治疗有效。,18,19,20,我们发现这位患者编码上皮钠通道基因亚型的基因C-末端583密码子存在AGCTC缺失，引起的移码突变（frame-shift mutation）, 在585位引入一个新的终止密码子，导致PY模体（motif）缺失。 汪一波惠汝太 Clin Endocrinology 2007,21,22,Liddle 氏综合征,1: liddle； 4：Gitelman， 2a/b：隐/显性PHA1； 5：Gordon； 3a/b/c/d: Bartter 氏综合佂I,II.II.IV 型； 降压药作用点,。,TALLH: Henle 氏襻厚升支； DCT：远端集合管； CT：集合管（MR受体）； ROMK2：肾外髓钾通道； NKCC2：钠钾氯交换通道； CLCKB：氯通道复合因子肾B； NCCT：钠氯共转运体。,1: liddle； 4：Gitelman， 2a/b：隐/显性PHA1； 5：Gordon； 3a/b/c/d: Bartter 氏综合佂I,II.II.IV 型； 降压药作用点,23,Liddle 氏综合征药物治疗-钠通道抑制剂,氨苯蝶啶，两周后血压维持在130-120/80-70mmHg， 血钾达到4.0mEq/L以上。 阿米洛利：5mg-10mg qd 选择性生育,24,家族性与散发原醛的遗传机制 原醛：占高血压的10% 三种临床类型： FH-1: GRA，嵌合基因突变（CYP11B2/B1) FH-2: 两侧肾上腺增生（BAH，bilateral adrenal hyperplasia),最常见,连锁位点7p22，致 病基因突变尚未找到。 FH-3: 产醛固酮的腺瘤，KCNJ5突变所致（APAs， aldosterone producing adenomas)。 其他点突变、遗传重排伴杂合缺失（LOH）尚待发 现、证实。 ？FHx：其他孟德尔型的原醛可能存在。,25,FH1：GRA,CYP11B2/B1嵌合基因突变 FH3：致病基因：KCNJ5，编码钾通道Kir3.4， FH2: 连锁在7p22,Copyright American Heart Association,家族性,散发,家族与散发原发性醛固酮增多症遗传机制 FH:家族性高醛固酮血症Circ Res 2011;108:1417,26,FH-1:糖皮质激素可以治疗的醛固酮增多症,Glucocorticoid remediable aldosteronism (GRA） 假性家族性高醛固酮血症-II型（PHA-II） 编码醛固酮合成酶与编码11-羟化酶的基因位于第8号染色体，同源性95%； GRA患者,11-羟化酶基因的5-调控序列融合到醛固酮合成酶的编码区，杂交基因的产物-醛固酮合成酶ACTH敏感。 杂交基因位于束状带。醛固酮的产生在ACTH调控下。,27,嵌合基因CYP11B2/B1,28,醛固酮合成：从球状带易位到束状带,性激素,醛固酮,糖皮质激素,29,GRA症状：可以没有症状,疲劳，头疼， 高血压，低血钾， 肌肉软弱，麻木，肌肉痉挛，间歇性或暂时性瘫痪， 烦渴， 高血钠 代谢性碱中毒 家族性早发脑血管意外,30,1）Southern blot Blot,2）Long-range PCR S1: CYP11B2 S2:嵌合基因,GRA基因诊断,嵌合基因检查可使诊断敏感性 与特异性均达到100%，高度可 疑的患者应当建议基因诊断。,31,GRA治疗,1)地塞米松：0.25mg qd 2)依普利酮：50mg-100mg qd 3)螺内酯：20mg tid 因为GRA患者的高醛固酮与高血压均是ACTH调控的醛固 酮过分泌所致，糖皮质类固醇可以反馈性抑制ACTH分泌。因 此，小剂量糖皮质类固醇（如每天地塞米松0.25mg口服）可 纠正GRA患者的高醛固酮血症及高血压（有时需要8周方见 效）。 另有报告，螺内酯，依普利酮（每天50-100mg）亦有 效。,32,FH-2: PHA-II型，地塞米松不能抑制的高血压,低肾素, 高醛固酮，18-oxo皮质醇，18-羟皮质醇，类固醇非常高。 上述表现反应17-羟化酶与醛固酮合成酶氧化反应活跃。地塞米松无效，提示是另一种常染色体遗传性高血压。 基因检查：虽然最常见, 但没有发现致病基因；连锁位点7p22 但是，病理改变：肾上腺特别大，两侧可达82克。 组织学：束状带增生（糖皮质素高？），细胞肥厚，球状带萎缩。,33,FH-3: KCNJ5突变引起产醛固酮的腺瘤（APAs，aldosterone producing adenomas)； 其他点突变、遗传重排伴LOH（杂合缺失）尚待发现、证实。,34,体细胞突变/胚细胞突变？肿瘤组织找突变，外周血基因组DNA找突变,新技术：全外显子测序（whole exome sequencing） 4个腺瘤（APA）的DNA及4个配对未受累对照的肾上腺DNA, 作者在3个肿瘤组织中查到体细胞KCNJ5 基因突变， KCNJ5编码Kir3.4钾通道。 再检查6个患者的18个腺瘤（APA），均被发现存在KCNJ5 突变。 只有2个突变（G151R与 L168R）重复出现，位于影响Kir3.4 钾通道选择性滤过功能部位。 在FH-3 家系中发现类似的胚系细胞突变T158A,位于相同的保守区域。,Science. 2011;331:768772,35,Three-dimensional models of the Kir3.1/Kir3.4 channel.,Dibb K M et al. J. Biol. Chem. 2003;278:49537-49548,2003 by American Society for Biochemistry and Molecular Biology,只有2个突变（G151R与L168R）重复出现，位于影响Kir3.4钾通道选择性滤过功能部位。 T158A（胚性突变）,KCNJ5 编码内向钾电流通道 Kir3.4 以同源4聚体与Kir3.1形成异四聚体存在。,异四聚体,36,基因突变的功能研究-下结论,作者用电生理研究方法证明： KCNJ5突变导致Kir3.4钾通道功能改变：丧失选择性，增加钠电导及膜除极。 膜除极导致电压激活的钙通道开放,钙信号通路激活，这条通路是调控醛固酮合成的主要信号通路，导致肾上腺皮质球状带细胞合成醛固酮增加。 根据这些基因结构与突变基因功能的研究结果，作者得出结论：KCNJ5 突变参与遗传性与获得性醛固酮增多症的发病。KCNJ5 突变导致肾上腺皮质细胞自主增生，足以引起持续性醛固酮分泌，细胞增殖。 K+ Channel Mutations in Adrenal Aldosterone-Producing Adenomas and Hereditary Hypertension Choi et al Science. 2011;331:768772,37,KCNJ5 编码钾通道 Kir3.4，突变导致相当一部分APAs（adrenal aldosterone producing adenoma）， 生殖细胞KCNJ5 突变引起罕见常染色体显性、早发型原发性醛固酮增多症（ PAL，以两侧肾上腺结节样增生为主，临床常诊为FH-3（family hyperaldosteronism FH） PAL: Primary aldosteronism， idiopathic hyperaldosteronism（BAH 两侧增生）,Science. 2011;331:768772,38,鉴别诊断 临床像原醛，但是醛固酮不高： （1）Liddle氏综合征， （2）MR受体突变：妊娠加重的高血压（孕酮太多，与盐皮质类固醇受体结合，对安体舒通反应 （3）11-HSD突变：AME-拟盐皮质类固醇增多症 临床像原醛，醛固酮高： （1）GRA,家族性高醛固酮血症-2型， （2）原醛（产生醛固酮的腺瘤-APA，两侧肾上腺增生-BAH或特发）,39,鉴别诊断（2）血钾,原醛：血钾低占50%，低血钾是比较晚期的表现，同时血钠 偏高；对利尿剂敏感（极易造成低血钾） 利尿剂、腹泻等也造成低血钾，但同时血钠偏低 血钾高：WNK突变，Gordon,40,(A)盐皮质类固醇受体突变，妊娠家中的高血压(孕酮与MR结合). (B) 11-HSD-2缺乏或遗传性 (AME) 或获得性 (甘草)导致皮质醇升高