摘要
背景
肥厚型心肌病(HCM)是一种心肌疾病,其特征是左心室肥厚并向心力衰竭(HF)进展。约40%的病例是由编码肌小节蛋白的基因变异引起的。
目的
本研究旨在确定HCM患者中基因型与其他临床预测心力衰竭结局的关系。
方法
这项观察性单中心队列研究包括505名已进行基因分型的HCM患者(年龄52岁[第一四分位数-第三四分位数:41-62岁],33%为女性)。患者被分为基因阳性(G+)和基因难寻(G−)两组。主要终点是心力衰竭相关死亡或心脏移植。次要终点包括心脏死亡、心律失常事件和全因死亡率。使用比例风险模型评估包括遗传状态、对数转换的N末端前B型利钠肽(NT-proBNP)水平、peak VO₂和左心室射血分数(LVEF)在内的结局预测因子。
结果
在中位随访10.6年(第一四分位数-第三四分位数:4.6-15.0年)期间,34名患者(6.7%)经历了主要结局(心力衰竭相关死亡:22名[4.4%]和心脏移植:12名[2.4%])。心力衰竭终点在G+组中发生率为12.8%(219名中的28名),而在G−组中为2.1%(286名中的6名)。在多变量Cox分析中,G+状态(HR:5.86;95% CI:2.26-15.25;P < 0.001)、log NT-proBNP(HR:2.46;95% CI:1.59-3.80;P < 0.001)、peak VO₂(HR:0.90;95% CI:0.82-0.98;P < 0.001)和LVEF(每增加5%的HR:0.74;95% CI:0.63-0.86;P < 0.001)与心力衰竭结局独立相关。对于次要终点,60名患者(11.9%)死于心脏原因,34名(6.7%)经历心律失常事件,115名(22.8%)死于任何原因。
结论
遗传状态、peak VO₂、log NT-proBNP和LVEF独立预测HCM中的心力衰竭结局。将基因型与心力衰竭生物标志物和功能能力测量相结合,可以识别出心力衰竭相关死亡或移植风险增加的患者,并可能支持有针对性的监测和疾病修饰试验的选择。
中心插图
在一项针对505名肥厚型心肌病(HCM)患者的单中心队列研究中,随访超过十年,遗传状态与心力衰竭(HF)严重程度的既定标志物一起,被评估与HF相关死亡和心脏移植的关系。基因阳性患者构成了HF事件的相当大比例,并在不良结局患者中富集。在多变量分析中,遗传状态提供了独立于左心室收缩功能、循环N末端前B型利钠肽(NT-proBNP)水平和峰值氧消耗(VO₂)的预后信息。风险分层识别出一个HF相关死亡或移植风险高的患者亚组,其特征是存在致病性变异、较高的NT-proBNP浓度、降低的peak VO₂和较低的左心室射血分数(LVEF)。将基因型与客观生物标志物和功能测量相结合,可以识别具有进行性HF风险的患者,并支持针对未来临床试验的有针对性监测和富集策略,旨在评估HCM中的硬性HF终点。ALPK3 = alpha-蛋白激酶3;JPH2 = 联结蛋白2;MYBPC3 = 肌球蛋白结合蛋白C3;MYH7 = β-肌球蛋白重链7;MYL2 = 肌球蛋白轻链2;MYL3 = 肌球蛋白轻链3;TNNT2 = 心脏肌钙蛋白T;TNNI3 = 心脏肌钙蛋白I;TPM1 = α-原肌球蛋白。
关键词
- 脑钠肽
- 基因型
- 心力衰竭
- 肥厚型心肌病
- 预后
- 风险分层
缩写和首字母缩略词
- AF = 心房颤动
- HCM = 肥厚型心肌病
- HF = 心力衰竭
- LVEF = 左心室射血分数
- MWT = 最大左心室壁厚度
- NT-proBNP = N末端前B型利钠肽
- VO₂ = 氧消耗量
方法
研究设计和人群
这项观察性单中心队列研究最初于2006年1月至2010年7月在伦敦大学学院医院的专业心肌病诊所招募。招募的患者是根据超声心动图或心脏磁共振识别的肥厚(最大左心室壁厚度[MWT]≥15 mm)且无法用异常负荷条件解释的HCM基线诊断的连续先证者,或根据一级亲属中至少有1名具有明确诊断的家族性疾病诊断标准的患者。排除患有综合征性(如RAS病)、神经肌肉(如弗里德赖希共济失调)、代谢性疾病和心脏淀粉样变性的患者。所有患者在首次评估时年龄≥16岁。在本研究中,随访延长至2025年4月。所有程序和方案均符合1975年《赫尔辛基宣言》的伦理指南,所有参与者均提供知情同意。获得匿名患者数据收集和分析的当地伦理批准(24/WS/0149)。
基因检测
基因检测使用下一代测序或直接测序进行。基因变异根据美国医学遗传学与基因组学学会指南进行分类。基因难寻和基因阳性状态由在任何测试基因中缺乏或存在致病性或可能致病性变异来定义。在主要分析中,携带多个致病性或可能致病性变异(双杂合子)的患者被分类为基因阳性。2006年至2009年间,所有患者都接受了与该疾病相关的8个基因的基因检测。对于其余研究人群和初始检测结果为阴性的患者,进行了使用下一代测序和/或全外显子组测序的41基因组检测。
数据收集
遵循符合通用数据保护条例的标准数据收集程序。收集基线人口统计学、合并症、症状、12导联心电图、经胸超声心动图、心肺运动测试和动态Holter心电图记录。非持续性室性心动过速定义为动态Holter监测中持续<30秒、速率≥120次/分钟的≥3次连续室性搏动。血清N末端前B型利钠肽(NT-proBNP)水平使用罗氏E170分析仪上的双位点电化学发光免疫测定法测量,如初始研究所述。通过医院记录、直接患者联系和国家卫生服务数据库获取随访信息,以确认生存状态和临床终点。
临床终点
每位患者的随访时间从首次评估日期计算到最近一次评估、心脏移植或任何原因死亡的日期。主要终点是HF死亡和心脏移植的复合终点。次要终点包括心律失常结局(心脏性猝死、心脏性猝死终止、适当植入式心律转复除颤器电击)、所有心脏死亡和全因死亡率。
统计分析
所有统计分析均在R(4.4.1版,R统计计算基金会)中进行。使用gtsummary(2.3.0版)、flextable(0.9.10版)、dplyr(1.1.4版)和tidyr(1.3.1版)进行数据处理和描述性统计。使用直方图、Q-Q图和Shapiro-Wilk检验评估连续变量的分布。连续变量总结为均值±标准差或中位数(第一四分位数-第三四分位数),分类变量总结为计数和百分比。NT-proBNP进行对数转换以考虑右偏斜并改善对数风险尺度上的线性。
预测变量的缺失值使用mice(3.18.0版)包通过链式方程进行多重插补。插补模型包括结局、累积风险的Nelson-Aalen估计、最终分析模型中的所有变量以及缺失的预测因子。使用survival(3.8.3版)和survminer(0.5.0版)包进行时间-事件分析。HR和95% CI来自Cox比例风险模型,使用Rubin规则组合插补数据集中的估计值。使用Schoenfeld残差验证比例风险假设,并使用方差膨胀因子(car 3.1.3版)评估多重共线性。使用Fine-Gray亚分布风险(cmprsk 2.2.12版)对竞争风险事件进行建模。
使用rms(8.0.0版)和timeROC(0.4版)通过Harrell和Uno的一致性指数以及校准图评估模型区分度和校准度。使用自助法(500个自助样本)进行带有乐观校正的内部验证。使用ggplot2(3.5.2版)生成森林图和回归摘要。所有检验均为双侧,P < 0.05被认为具有统计学意义。
结果
基因分型研究队列包括505名基因分型个体,其中286名(57%)返回阴性基因发现(基因难寻亚组),219名(43%)携带可能致病/致病性变异(基因阳性组)。总体研究设计、队列特征和HF结局的关键预测因子在中心插图中进行了总结。
基线特征
基因分型队列的基线特征总结在表1和补充表1至3中。这些表格包括患者的流行病学、遗传学、临床和结局特征。
表1. 根据主要终点发生情况的患者人口统计学、遗传学和临床特征
| 基线特征 | 缺失 | 总体 (N = 505) | HF终点 (n = 34) | 无HF终点 (n = 471) | P值 |
|---|---|---|---|---|---|
| 年龄,岁 | 0 | 52.4 (40.9-62.3) | 46.0 (37.5-61.5) | 52.6 (41.3-62.5) | 0.2 |
| 女性 | 0 | 169 (33) | 19 (56) | 150 (32) | 0.007 |
| 随访时间,年 | 0 | 10.6 (4.6-15.0) | 6.3 (3.6-11.3) | 11.3 (4.9-15.1) | 0.020 |
| 高血压 | 3 | 162 (32) | 5 (15) | 157 (33) | 0.033 |
| 2型糖尿病 | 12 | 23 (4.6) | 2 (5.9) | 21 (4.5) | 0.7 |
| 体重指数,kg/m² | 7 | 27.9 (25.2-31.2) | 28.1 (24.2-32.3) | 27.9 (25.2-31.2) | >0.9 |
| 纽约心脏协会(NYHA)功能I/II级 | - | 447 (89) | 22 (65) | 425 (90) | <0.001 |
| 纽约心脏协会(NYHA)功能III/IV级 | - | 58 (11) | 12 (35) | 46 (9.8) | <0.001 |
| HCM家族史 | 0 | 179 (35) | 18 (53) | 161 (34) | 0.040 |
| 心脏性猝死家族史 | 1 | 101 (20) | 7 (21) | 94 (20) | >0.9 |
| 种族 | 0 | - | - | - | 0.4 |
| 白人 | - | 406 (80) | 25 (74) | 381 (81) | - |
| 黑人 | - | 27 (5.3) | 3 (8.8) | 24 (5.1) | - |
| 亚裔 | - | 52 (10) | 6 (18) | 46 (9.8) | - |
| 混血 | - | 10 (2.0) | 0 (0) | 10 (2.1) | - |
| 其他 | - | 10 (2.0) | 0 (0) | 10 (2.1) | - |
| 最大壁厚度 | 0 | 17.0 (15.0-20.0) | 16.0 (12.0-17.0) | 17.0 (15.0-20.0) | 0.004 |
| LVEF | 0 | 66.0 (62.0-74.0) | 60.0 (45.0-66.0) | 67.0 (62.0-74.0) | <0.001 |
| 左心房直径 | 9 | 44.0 (40.0-48.5) | 49.5 (45.0-53.0) | 44.0 (40.0-48.0) | <0.001 |
| 左心室舒张末期内径 | 2 | 47.0 (43.0-51.0) | 49.0 (43.0-54.0) | 46.0 (43.0-50.0) | 0.065 |
| 左心室收缩末期内径 | 4 | 30.0 (26.0-33.0) | 33.5 (28.0-38.0) | 30.0 (26.0-33.0) | 0.001 |
| 左心室流出道梯度(静息) | 57 | 9.0 (4.0-45.0) | 5.2 (4.0-9.0) | 9.0 (4.0-46.0) | 0.032 |
| 左心室流出道梯度(最大) | 55 | 11.0 (4.0-75.0) | 5.2 (4.0-9.0) | 12.0 (4.5-76.0) | 0.016 |
| 左心室流出道梗阻(>30 mm Hg) | 55 | 179 (40) | 4 (19) | 175 (41) | 0.066 |
| NT-proBNP,pg/mL | 0 | 693.5 (279.1-1,530.7) | 1,792.9 (1,116.3-3,543.5) | 634.3 (270.6-1,463.1) | <0.001 |
| Peak VO₂,mL/kg/min | 117 | 18.6 (13.4-23.6) | 13.1 (8.0-16.7) | 19.0 (13.7-23.8) | <0.001 |
| 基线时非持续性室速 | 0 | 109 (22) | 13 (38) | 96 (20) | 0.028 |
| 基线时心房颤动 | 0 | 116 (23) | 19 (56) | 97 (21) | <0.001 |
| 基因型 | |||||
| 基因难寻 | 286 (57) | 6 (18) | 280 (59) | - | |
| 基因阳性 | |||||
| MYBPC3(%基因阳性) | 108 (49) | 7 (25) | 101 (53) | - | |
| MYH7 | 67 (31) | 14 (50) | 53 (28) | - | |
| TNNI3 | 9 (4.1) | 3 (11) | 6 (3.1) | - | |
| TNNT2 | 15 (6.8) | 2 (7.1) | 13 (6.8) | - | |
| TPM1 | 4 (1.8) | 0 (0) | 4 (2.1) | - | |
| MYL2 | 3 (1.4) | 0 (0) | 3 (1.6) | - | |
| MYL3 | 2 (0.9) | 0 (0) | 2 (1.0) | - | |
| ALPK3 | 2 (0.9) | 1 (3.6) | 1 (0.5) | - | |
| JPH2 | 1 (0.5) | 0 (0) | 1 (0.5) | - | |
| 多重(>1个变异) | 8 (3.7) | 1 (3.6) | 7 (3.7) | - |
值为均值±标准差、中位数(25th-75th百分位数)或n(%),除非另有说明。
AF = 心房颤动;ALPK3 = alpha-蛋白激酶3;HF = 心力衰竭;JPH2 = junctophilin 2;左心房 = 左心房;LVEDD = 左心室舒张末期内径;LVEF = 左心室射血分数;LVESD = 左心室收缩末期内径;LVOT = 左心室流出道;LVOT梗阻 = 静息或激发时左心室流出道梯度≥30 mm Hg;MYBPC3 = 肌球蛋白结合蛋白C3;MYH7 = 肌球蛋白重链7;MYL2 = 肌球蛋白轻链2;MYL3 = 肌球蛋白轻链3;NSVT = 非持续性室性心动过速;NT-proBNP = N末端前脑钠肽;SCD = 心脏性猝死;TNNI3 = 肌钙蛋白I;TNNT2 = 肌钙蛋白T;TPM1 = 原肌球蛋白1;VO₂ = 氧消耗。
P值:Wilcoxon秩和检验;Fisher精确检验;基于2,000次重复的模拟P值的Fisher精确检验。
患者结局
在中位随访10.6年(第一四分位数-第三四分位数:4.6-15.0年)期间,34名患者(6.7%)在4,921人年中经历了主要HF结局,对应于每1,000人年6.9的发病率(每年0.7%)。该复合终点包括22名患者的HF相关死亡(4.4%)和12名患者的手术移植(2.4%)。
与未达到主要终点的患者相比,达到主要终点的患者在初始评估时年龄略小(中位年龄46.0岁[第一四分位数-第三四分位数:37.5-61.5岁] vs 52.6岁[第一四分位数-第三四分位数:41.3-62.5岁]),但差异无统计学意义(P = 0.20)。女性患者比男性患者更可能经历HF结局(56% vs 32%;P = 0.007)。
基因阳性组中HF终点的患病率(13%)显著高于基因难寻组(2.1%)(P < 0.001)。此外,HF终点的患病率在不同基因组之间存在显著差异(P < 0.001)。在基因阳性患者中,MYBPC3和MYH7是主要基因型,分别占219例中的108例(49.3%)和67例(30.6%)。HF事件发生在108例MYBPC3携带者中的7例(6.5%)和67例MYH7携带者中的14例(20.9%)。在TNNT2(15例中的2例,13.3%)、TNNI3(9例中的3例,33.3%)、ALPK3(2例中的1例,50.0%)和携带多个变异的患者(8例中的1例,12.5%)中也观察到额外的HF事件,而基因难寻组中为286例中的6例(2.1%)(P < 0.001)。在TPM1、MYL2、MYL3或JPH2变异携带者中未记录HF事件。总体而言,MYH7携带者占HF事件的大部分(34例中的14例,41.2%)(图1)。
图1. 研究队列和基因型及HF结局的分布
(A)总体505名肥厚型心肌病(HCM)患者研究队列(平均年龄52.4岁[第一四分位数-第三四分位数:40.9-62.3岁];33%为女性),随访中位数为10.6年(第一四分位数-第三四分位数:4.6-15.0年)。其中,219名(43%)为基因阳性,286名(57%)为基因难寻。(B)基因阳性患者中基因型的分布,其中肌球蛋白结合蛋白C3(MYBPC3)和β-肌球蛋白重链7(MYH7)分别占49%和31%,其次是心脏肌钙蛋白I(TNNI3)、心脏肌钙蛋白T(TNNT2)、α-原肌球蛋白(TPM1)、肌球蛋白轻链(MYL2、MYL3)、alpha-蛋白激酶3(ALPK3)、junctophilin 2(JPH2)和携带多个变异的患者。(C)达到主要心力衰竭(HF)终点(HF相关死亡或心脏移植)的患者中基因型的相对分布。在基因阳性病例中,MYH7和MYBPC3分别占HF事件的50%和25%,在TNNT2、TNNI3、ALPK3和多变异携带者中观察到额外事件。
识别的变异完整列表,以及致病性分类,见补充表4,而在携带多个可能致病或致病性变异的患者中识别的特定变异列于补充表5中。
在附加分析中,基因难寻组进一步细分为具有意义不明变异(VUS)的患者和基因阴性患者。HF终点的患病率在VUS携带者和基因阴性受试者中相似,而携带可能致病或致病性变异的患者HF事件的患病率显著更高(补充表6,补充图1)。
达到主要终点的患者的基线中位左心室射血分数(LVEF)较低(60.0% vs 67.0%;P < 0.001)和较大的左心房(49.5 mm vs 44.0 mm;P < 0.001)、左心室舒张末期内径(49.0 mm vs 46.0 mm;P = 0.065)和左心室收缩末期内径(33.5 mm vs 30.0 mm;P = 0.001)。左心室流出道梯度在HF终点组中较低(5.2 mm Hg vs 12.0 mm Hg;P = 0.016),达到HF终点的患者显示出左心室流出道梗阻患病率较低的趋势(19% vs 41%;P = 0.066)。探索梗阻状态与基因型关系的附加分析见补充图2。
NT-proBNP水平在HF终点组中较高(1,793 pg/mL)与无HF终点组相比(634 pg/mL),(P < 0.001)。HF组的peak VO₂低于无事件组(13.1 vs 19.0 mL/kg/min;P < 0.001)。
HF事件的预测因子
HF结局的单变量Cox回归确定了与主要终点相关的多个基线变量(补充表7,补充图3和4)。在分类变量中,与HF终点显著相关的预测因子包括女性性别、NYHA功能III/IV级、心房颤动、非持续性室性心动过速和基因阳性状态。在连续变量中,显著预测因子包括较低的LVEF、较高的log NT-proBNP、较低的peak VO₂、较大的左心房直径和较大的左心室收缩末期内径。
评估具有临床相关关联的变量是否纳入多变量模型。鉴于结局事件数量有限,选择了四个预测因子以代表HCM中HF的互补决定因素,同时保持模型结构的简洁性(每个预测因子的事件比例约为8.5)。这些包括遗传状态(疾病基质)、LVEF(收缩功能)、log NT-proBNP(神经激素激活和壁应力)和peak VO₂(功能能力)。后三个是HF和HCM中不良结局的既定预测因子。这些变量在单变量分析中也显示出与结局的强关联,同时避免了后续多变量分析中的共线性。
多变量建模表明,基因阳性状态(HR:5.86 [95% CI:2.26-15.25];P < 0.001)、log NT-proBNP(HR:2.46 [95% CI:1.59-3.80];P < 0.001)、LVEF(每增加5%的HR:0.74 [95% CI:0.63-0.86];P < 0.001)和peak VO₂(每mL/kg/min的HR:0.90 [95% CI:0.82-0.98];P = 0.019)与主要终点独立相关(补充表8)。在使用Fine-Gray模型的竞争风险分析中,所有四个预测因子仍与HF终点独立相关(补充表9)。针对HF终点的完整病例分析和包含三个变量(基因阳性状态、log NT-proBNP和LVEF)的模型的敏感性分析分别见补充表10和11。
Kaplan-Meier生存分析表明,与基因难寻患者相比,基因阳性患者具有更高的HF相关死亡或心脏移植率(log-rank P < 0.001)(图1)。按四个最常见肌小节基因(MYBPC3、MYH7、TNNT2和TNNI3)分层的Kaplan-Meier曲线见补充图5。在NT-proBNP三分位数中(三分位数1:<397 pg/mL;三分位数2:397-1,133 pg/mL;三分位数3:>1,133 pg/mL),HF自由生存率逐渐下降(log-rank P < 0.001)。同样,较低的peak VO₂值与较高的HF事件率相关,最低三分位数(三分位数1:<14.9 mL/kg/min)与中等(三分位数2:14.9-21.7 mL/kg/min)和最高(三分位数3:>21.7 mL/kg/min)三分位数相比显示最差的生存率(log-rank P < 0.001)(图2)。与保留收缩功能的患者相比,LVEF <50%的患者HF事件自由生存率也显著较低,这是一个预先指定的定义HCM中收缩功能障碍的阈值(log-rank <0.001)(图2)。
图2. HF终点的Kaplan-Meier曲线
(A)基因状态(基因阳性vs基因难寻)、(B)峰值氧消耗(VO₂)三分位数、(C)N末端前B型利钠肽(NT-proBNP)三分位数和(D)左心室射血分数(LVEF)(<50% vs ≥50%)的无事件生存曲线。阴影区域表示95% CI。成对log-rank比较(Bonferroni校正)在NT-proBNP三分位数中显著(三分位数3 vs 三分位数2,P = 0.006;三分位数3 vs 三分位数1,P < 0.001;三分位数2 vs 三分位数1,P = 0.01)和VO₂三分位数中(三分位数1 vs 三分位数2,P = 0.034;三分位数1 vs 三分位数3,P < 0.001;三分位数2 vs 三分位数3,P = 0.047)。
模型诊断和性能
使用Schoenfeld残差在20个多重插补数据集上评估比例风险假设,未检测到系统性偏差。所有协变量的方差膨胀因子约为1.0,表明不存在多重共线性。
表观Harrell和Uno C指数分别为0.91(95% CI:0.864-0.959)和0.94(95% CI:0.922-0.958)。使用自助重采样进行内部验证后,乐观校正的C指数为0.90(95% CI:0.888-0.916)和0.93(95% CI:0.900-0.951)。内部验证的校准斜率为0.93(95% CI:0.69-1.16),表明模型存在轻微的过拟合。
还使用Kaplan-Meier衍生的观察风险在5年和10年时间点评估校准。预测和观察风险在大多数十分位数中紧密对齐;在最高十分位数中,10年预测风险(25%)低于相应的观察估计值(46%)。(诊断指标和校准图见补充图6)。
次要终点
在随访期间,34名患者(6.7%)经历了心律失常事件,60名(11.9%)死于心脏原因,115名(22.8%)死于任何原因,对应于每1,000人年7.1、12.5和23.9的发病率(每年0.7%、1.3%和2.4%)。与基因难寻病例相比,基因阳性患者的死亡和心律失常结局发生率更高(P = 0.003和P = 0.031,分别),而全因死亡率在基因型之间没有差异(P = 0.70)。这些终点的遗传状态、peak VO₂、NT-proBNP和LVEF的单变量和多变量分析见补充表12和13,数据集中所有变量的单变量森林图见补充图7。
在心脏死亡的多变量分析中,对数转换的NT-proBNP与心律失常事件风险增加独立相关(HR:1.51;95% CI:1.05-2.18;P = 0.028)。基因阳性状态与心律失常风险增加相关(HR:1.94;95% CI:0.92-4.06;P = 0.079),尽管这未达到统计学显著性,而LVEF和peak VO₂未显示明确关联。对于心脏死亡,log NT-proBNP(HR:1.64;95% CI:1.24-2.16;P < 0.001)、较低的LVEF(每增加5%的HR:0.88;95% CI:0.78-0.99;P = 0.034)和基因阳性状态(HR:1.93;95% CI:1.12-3.34;P = 0.019)与较高风险独立相关。在全因死亡率模型中,peak VO₂(每mL/kg/min的HR:0.93;95% CI:0.90-0.97;P < 0.001)、log NT-proBNP(HR:1.39;95% CI:1.16-1.68;P < 0.001)和LVEF(每增加5%的HR:0.90;95% CI:0.82-0.99;P = 0.028)均与结局相关,而基因状态则不相关(P = 0.60)(补充表13)。无缺失数据的次要结局的多变量Cox比例风险模型见补充表14。
心脏死亡、心律失常事件和全因死亡率的Kaplan-Meier分析在基因型、NT-proBNP、peak VO₂和LVEF类别中显示出一致的趋势(补充图8)。
讨论
本研究表明,peak VO₂、NT-proBNP、LVEF和基因型是HCM中与心力衰竭相关结局的独立预测因子。将遗传状态与这些常规可用的临床标志物整合,能够识别出可能受益于更密集监测、早期医学干预和未来疾病修饰疗法试验的高风险患者。
HCM中的HF
来自大型国际登记的数据表明,HCM患者中从运动症状到晚期疾病的HF临床表现发生在高达22%的患者中,尤其是在年轻时诊断的患者中。在一项涉及近5,000名HCM患者的2020年研究中,中位随访6.2年期间,4.4%的患者经历了HF相关死亡或需要心脏移植。HCM中HF的机制包括由心室收缩和舒张的不均匀性引起的舒张功能障碍、心肌纤维化、肌球蛋白-肌动蛋白失活延迟、细胞内钙稳态异常和细胞能量代谢受损。在运动期间,舒张功能由于舒张充盈期减少和达到峰值充盈时间延长而进一步受损。进行性左心室收缩功能障碍也很常见,在一些患者中进展为所谓的"烧尽"或终末期阶段,其中存在左心室腔扩大和左心室壁厚度减少。
HCM中HF的预测因子
先前的研究已将NT-proBNP、LVEF和peak VO₂确立为HCM中不良结局的可靠预测因子。在Coats等人研究中,对数转换的NT-proBNP独立预测死亡或心脏移植(HR:2.04;95% CI:1.56-2.66;P < 0.001),与LVEF(每增加1%的HR:0.98;P = 0.035)一起,突显了它们作为血流动力学应力和收缩功能障碍标志物的互补作用。随后的工作表明,peak VO₂独立预测全因死亡率和心脏移植,每增加1 mL/kg/min与约18%的较低风险相关。这些观察结果得到了对超过12,000名患者的最新荟萃分析的支持。平均peak VO₂为22.4 mL/kg/min,表明即使在症状轻微的患者中也存在显著的功能限制。一小部分研究贡献了特定于死亡率的数据,证实较高的VO₂与较低风险相关(汇总HR:0.86;95% CI:0.82-0.90,每增加1 mL/kg/min)。心肺运动测试参数在检测早期生理损伤方面优于NYHA功能分级等主观测量,支持在风险分层中更广泛地使用。
在当前的基因分型队列中,NT-proBNP、LVEF和peak VO₂各自仍与HF结局独立相关。基因阳性状态在调整后保留了独立的预后价值,提供了超越常规临床和功能标志物的附加信息。女性性别在单变量分析中也与HF事件相关,这与先前的观察一致,即HCM女性可能在晚期就诊并表现出更高级的HF表型。
基因型与结局
在多变量模型中,基因阳性状态与HF相关死亡或心脏移植的可能性大约高6倍,与心脏死亡的风险几乎高2倍独立相关。心律失常结局也观察到类似程度的影响,尽管这未达到统计学显著性。与全因死亡率的关联在统计学上不显著,这与长期随访持续时间一致,在此期间非心脏死亡原因变得更加频繁,削弱了基因型特异性信号。
最近的研究报告了关于基因型对HF结局影响的矛盾证据,可能反映了患者队列特征、事件定义和随访持续时间的差异。例如,一些数据表明,当调整年龄时,基因型与HF进展无关。相比之下,SHARE登记处的数据表明,与基因阴性患者相比,变异阳性患者的事件发生较早且不良结局的累积发生率较高。关于基因特异性风险,SHaRE中的MYH7变异携带者与MYBPC3变异携带者相比,总体复合结局和高级HF的风险高约1.7至3倍。然而,这些数据的一个限制是其易受幸存者和不朽时间偏倚的影响。
我们的研究表明,与基因难寻患者相比,变异阳性患者HF相关死亡或心脏移植的风险显著更高(HR:5.86;95% CI:2.26-15.25;P < 0.001)。在将基因难寻患者分为VUS和基因阴性亚组的次要分析中,HF终点的患病率在各组之间相似,尽管VUS携带者中事件数量较少限制了确定结论。大多数HF事件发生在MYH7变异携带者中,这与先前登记观察结果一致。肌小节基因之间的HF自由生存率差异也很明显,尽管个别基因组内事件数量有限需要谨慎解释。
综上所述,这些发现表明,将基因型与血流动力学应力、收缩功能和功能能力的既定临床标志物整合,可能有助于识别HF进展风险较高的患者。然而,该模型应主要被视为风险分层的探索性框架,也将为更大规模的研究提供信息,而不是确定的临床预测工具。尽管这些发现需要在更大、独立的队列中验证,但这种方法可能有助于识别可能受益于更密切临床监测或更频繁随访的患者,并且也可能支持针对HCM中以心力衰竭结局为目标的临床试验的风险富集策略。
对未来试验设计的启示
本研究的见解对HCM未来临床试验的设计具有启示意义。在未经选择的HCM人群中,事件率较低,除非应用风险富集,否则限制了以硬性终点为目标的试验的可行性。本研究中观察到的事件率和模型衍生的风险分布为以HF相关死亡或移植为目标的研究提供了功效计算和可行性评估。
在我们的队列中,基于模型的分层确定了5年内的高风险十分位数。该组的特征是LVEF较低、peak VO₂降低、NT-proBNP较高,并且主要是基因阳性患者。该组内的表型和基因型分布详见补充图9。
使用与主要HF试验相似的假设(HR范围:0.70-0.80,对应于预期20%-30%的相对风险降低),富集到此高风险亚组(观察到的5年风险≈26%)将与非富集设计(5年风险≈3%)相比,将总样本量要求大致降低一个数量级,如补充表15中总结的那样。这些数字是说明性的,旨在指导可行性规划,而不是定义特定阈值。
有两个注意事项值得强调。首先,虽然模型区分度良好,但在风险谱的上端校准不完美,对最高风险个体存在低估的趋势。富集试验中的事件率可能超过此处预测的水平。其次,富集应在较高的基线风险与疾病后期可能减弱的治疗效果之间取得平衡。
未来的试验应将基因检测作为患者评估的标准组成部分,反映其附加的预后价值及其在有针对性的入组策略中的潜在作用。在更大、多中心队列中验证此风险模型对于完善阈值并将这些发现转化为HCM试验设计的实用框架至关重要。
研究局限性
研究的单中心设计可能影响研究结果的可推广性。主要HF事件的数量限制了模型复杂性并防止了详细的基因特异性分析。尽管内部验证中显示出可接受的校准性能,但相对于预测因子数量的事件数量有限仍可能在系数估计中引入不确定性。尽管模型区分度良好,但在风险范围的上端校准不完美,显示出对最高风险患者的预测不足趋势。未进行外部验证,在临床实施前需要重新校准。基线时并非所有患者的peak VO₂和左心室流出道梯度测量都可用。使用多重插补解决了这些变量的缺失值。然而,不能排除与不完整数据相关的残余偏倚。在长期随访期间,治疗的进步和非心脏死亡贡献的增加可能削弱了与全因死亡率的关联。未提供连续NT-proBNP和纵向心肺运动数据以评估随时间的变化。最后,试验样本量估计是说明性的,基于具有指数事件累积的比例风险,替代设计可能产生不同的要求。
结论
延长随访与全面基因分型表明,遗传状态与NT-proBNP、LVEF和peak VO₂一起,识别出HF相关死亡或移植风险增加的患者。将基因型与客观临床指标相结合可以支持增强的临床监测和疾病修饰试验的选择。需要前瞻性验证和多中心复制,以将这种方法转化为常规实践和试验入组策略。
视角
医学知识能力:在HCM患者中,遗传状态提供了独立于LVEF、循环NT-proBNP水平和运动能力客观测量的心力衰竭相关死亡或移植的预后信息。将基因检测与常规可用的生物标志物和心肺运动测试相结合,可以改善对进展性HF风险患者的识别。这种方法可能支持对疾病进展轨迹高级患者的早期监测、临床决策和转诊至专科护理。
转化展望:这些发现支持使用结合遗传和临床风险分层来为HCM中以硬性HF终点为目标的未来临床试验提供富集策略信息。
资金支持和作者披露
本工作得到了UCL英国心脏基金会研究中心卓越(RE/24/130013)和英国卫生部国家卫生研究所生物医学研究中心资助计划的支持。Protonotarios博士已从Tenaya Therapeutics和Avidity Biosciences获得咨询费。Lopes博士已从Novo Nordisk和Bristol Myers Squibb获得咨询费;已从Alnylam和Sanofi获得演讲费;并且是Bristol Myers Squibb的资助持有者。Elliott教授已从Pfizer、Cytokinetics、Bristol Myers Squibb、Sanofi、AstraZeneca、Affinia和Forbion获得咨询费。所有其他作者报告说,他们没有与本文内容相关的披露。
致谢
作者感谢为使这项工作成为可能而做出贡献的患者及其家人。
附录
补充表1-9和补充图1-5
【全文结束】

