《International Journal of Molecular Sciences》：Targeted DNA Sequencing Reveals Distinct Rare-Variant Profiles in Pulmonary Hypertension Associated with Chronic Lung Diseases
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慢性阻塞性肺疾病（COPD）和间质性肺病（ILD）中肺动脉高压（PH）发生及严重程度的机制仍知之甚少。为探究遗传因素的贡献，研究人员对63例COPD患者、51例ILD患者和38例特发性肺动脉高压（IPAH）患者进行了PH相关基因的靶向测序，并根据右心导管检查评
慢性阻塞性肺疾病（COPD）和间质性肺病（ILD）中肺动脉高压（PH）发生及严重程度的机制仍知之甚少。为探究遗传因素的贡献，研究人员对63例COPD患者、51例ILD患者和38例特发性肺动脉高压（IPAH）患者进行了PH相关基因的靶向测序，并根据右心导管检查评估的PH严重程度对COPD和ILD患者进行分层。ILD相关性PH患者携带的遗传变异少于无PH的患者，而在COPD相关性PH中观察到相反趋势。在28例重症COPD-PH患者中有2例及1例非重症ILD-PH患者中分别鉴定出PAH相关基因（BMPR2、BMPR1B）中的意义未明变异（VUS）。在4例重症COPD-PH患者中还鉴定出细胞外基质相关基因（THBS1、LOXL2）中的VUS，在2例ILD-PH患者中鉴定出炎症相关基因（TNFAIP6）中的VUS。PAH相关基因中的致病性/可能致病性变异仅见于IPAH。研究人员得出结论，COPD-PH与ILD-PH之间的遗传重叠有限，而遗传因素对COPD相关PH的贡献更强，尤其是在重症形式中，部分患者携带PAH相关基因或参与血管重塑的基因中的VUS。
慢性阻塞性肺疾病（COPD）和间质性肺病（ILD）是慢性肺病（CLD）的主要类型，肺动脉高压（PH）是这两种疾病中常见且与不良生存率和运动能力下降相关的并发症。部分CLD患者会发展为重症PH，其生存率更差。然而，CLD中PH发生及严重程度的具体机制仍不明确，尤其是遗传因素在其中所起的作用。尽管遗传性及特发性肺动脉高压（PAH）的遗传决定因素已被广泛表征，但COPD或ILD患者中可能促使PH发生的遗传因素仍存在显著的知识空白。为此，研究人员开展了一项基于靶向基因面板的测序研究，旨在探究COPD和ILD中PH的存在及严重程度是否与特定遗传变异相关，并评估这些变异是否与IPAH中观察到的遗传特征存在重叠。
研究人员纳入了63例COPD患者、51例ILD患者和38例散发性IPAH患者，所有患者均接受了右心导管检查（RHC）以进行血流动力学评估。根据现行指南，COPD和ILD患者被分为无PH、非重症PH和重症PH三组；重症PH定义为肺动脉阻力（PVR）＞5 Wood单位。ILD诊断通过多学科讨论并结合高分辨率CT和必要时的肺活检确认；ILD组仅限于纤维化性特发性间质性肺炎或纤维化性慢性过敏性肺炎，排除了结缔组织病相关ILD、结节病及肺纤维化合并肺气肿。COPD诊断依据GOLD指南，仅纳入FEV1＜80%预计值的患者。研究经Hospital Clínic伦理委员会批准（RE 2018/0709），所有参与者均签署书面知情同意。
在技术方法方面，研究人员通过文献检索和生物信息学优先化算法设计了一个包含150个PH、COPD和ILD相关基因的靶向测序面板。从冷冻全血样本中提取基因组DNA，采用杂交捕获法进行靶向富集，并在Illumina NextSeq2000平台上进行双端测序（2×151 bp），所有样本平均覆盖深度＞100×，碱基质量分数（Q30）＞90%。测序数据经BWA-MEM比对至参考基因组GRCh37/hg19，并用Mutect2和VarDict双调用器鉴定变异，仅保留两者共同检出的、最小读段深度≥20且变异等位基因分数≥5%的变异。变异注释使用SnpEff、BcBio-nextgen和Ensembl VEP完成。仅保留预测为高或中等影响的高质量非同义变异（包括错义突变、框内插入缺失、移码突变及起始/终止密码子改变）。致病性预测采用CADD、ClinVar、gnomAD人群等位基因频率（AF）、REVEL和AlphaMissense等工具，并以美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）标准进行变异分类。
研究结果显示，在患者特征方面，COPD和ILD患者较IPAH患者年龄更大且男性比例更高；COPD合并重症PH患者的FEV1数值较高，但一氧化碳弥散量（DLCO）较低且低氧血症更明显。变异负荷分析显示，在150个测序基因中，除5个外其余基因均在至少一名患者中携带变异，每名患者平均携带20个基因的变异。COPD-PH患者的每患者变异数（中位数37.5，IQR 29–47）高于无PH者（33，IQR 26–41），但差异未达统计学显著（p=0.156）；相反，ILD-PH患者的变异数（35.5，IQR 29–45）显著低于无PH者（43，IQR 36–55）（p=0.016），且在重症PH患者中尤为明显。基因特异性分析显示，在COPD中，变异负荷差异集中在黏蛋白-5B（MUC5B）和黏蛋白-5AC（MUC5AC）基因；COPD-PH患者中携带MUC5B变异的比例高于无PH者，而重症COPD-PH患者在MUC5AC基因上的每患者变异数显著高于其他亚组。与IPAH的比较显示，ACVRL1、SMAD3、BCL2和CYP1B1变异在IPAH中较COPD-PH更常见，而SIRT3变异在COPD-PH中更常见；ILD-PH的唯一差异是TLR4变异频率高于IPAH。
在PAH相关基因的变异鉴定中，研究人员未在COPD-或ILD-PH患者中发现七个具有明确PAH关联证据的基因中的致病性序列变异，而3例IPAH患者携带BMPR2致病性变异，1例携带ACVRL1可能致病性变异。在明确PAH相关基因中，1例重症COPD-PH患者携带BMPR2 VUS，1例非重症ILD-PH患者携带SMAD9 VUS；在争议PAH关联基因中，1例重症COPD-PH患者携带BMPR1B中极罕见的VUS（AF=4×10??）。在无既定PAH关联的基因中，4例COPD患者（8.7%，均为重症PH）和2例ILD-PH患者（6.2%）以及7例IPAH患者（18.4%）携带的VUS出现在THBS1、LOXL2、PTGS2、TNFAIP6、CYP1B1和NCOR2基因中，且除一个外均为罕见变异（AF＜0.01）。
在讨论部分，研究人员指出COPD-PH患者相较于无PH患者呈现遗传变异增加的趋势，尤其是在重症PH中；VUS仅见于重症COPD-PH，提示PAH相关基因可能促成重症PH的发展，或这些患者可能实际上患有遗传驱动的IPAH并合并COPD。重症COPD-PH中发现的THBS1和LOXL2 VUS与细胞外基质调节和血管重塑相关，与该队列既往蛋白质组学特征一致。ILD-PH中变异负荷较低，仅检出SMAD9 VUS和TNFAIP6 VUS，其病理意义尚不确定。COPD-PH、ILD-PH与IPAH之间的比较揭示了部分遗传重叠但主要呈遗传分歧：致病性/可能致病性变异仅见于IPAH；VUS在COPD中仅见于重症PH，在ILD中与PH严重程度无关；三个疾病组中未共享任何VUS。研究还发现IPAH中CYP1B1 VUS（CADD=30）具有较高预测致病性和生物学合理性，值得进一步研究。研究的局限性包括各亚组样本量有限、基于150基因靶向面板而非全外显子或全基因组测序、未进行拷贝数变异分析以及未涵盖所有目前具有明确PAH关联证据的基因。
在结论部分，研究人员总结道，该研究显示COPD-PH与ILD-PH之间的遗传重叠有限，提示遗传因素对COPD相关PH的贡献可能更大，尤其是重症形式，其中部分患者携带PAH相关基因或参与血管重塑的基因中的VUS。这些发现支持这两种疾病中PH发生具有不同的潜在致病机制。研究还鉴定了目前未被认为与PAH相关的基因中的可能有害变异，这些变异可能在不同临床情境下促进PH的发生。这些发现为假设生成性质，需独立复制及功能或正交验证。尽管研究结果不支持在CLD相关PH中常规使用基因面板检测，但重症COPD-PH亚组中存在PAH相关基因VUS这一事实提示，在特定病例中基因检测可能具有临床实用性，有助于识别与PAH致病机制重叠的个体，可能为疾病分类和个体化管理提供信息，这一可能性值得进一步研究。
