DNMT3A胚系与体细胞变异对肺动脉高压的影响：生物标志物与治疗的新方向

研究亮点

本研究显示，在肺动脉高压（Pulmonary Arterial Hypertension，PAH）患者中，包括DNMT3A在内的胚系变异和体细胞变异，以及其他不确定潜能的克隆性造血（clonal haematopoiesis of indeterminate potential，CHIP）相关基因变异，均显著富集；这一现象同样见于结缔组织病相关PAH（associated PAH with connective tissue disease，APAH-CTD）。研究进一步证实，这些遗传改变与驱动PAH病理过程的炎症机制相关。实验中，造血细胞DNMT3A半量不足可在小鼠模型中重现PAH表型，而靶向白细胞介素-1β（interleukin-1 beta，IL-1β）可逆转相关改变，提示了新的生物标志物和治疗靶点。

研究背景

肺动脉高压是一种进行性、最终可致死的疾病，其特征为肺血管阻力升高，进而导致右心室衰竭。尽管多种胚系基因变异已被证实与家族性和特发性PAH相关，但结缔组织病相关PAH（APAH-CTD）的遗传基础仍不明确。此外，体细胞突变，尤其是与不确定潜能的克隆性造血（CHIP）相关的突变，在PAH发病机制中的潜在作用尚未得到阐明。CHIP以造血细胞中DNMT3A、TET2和ASXL1等基因的体细胞变异为标志，已逐渐被认为是系统性炎症和心血管疾病的重要参与因素，但在PAH中的研究仍较少。

研究设计与方法

本项综合性遗传学研究分析了来自大型国际PAH生物样本库队列的外显子组测序（exome sequencing，ES）数据（n=2572，主要为欧洲祖源），并与gnomAD对照组及英国生物样本库（UK Biobank）数据集进行比较。研究采用两种主要方法：第一，利用ES识别DNMT3A及其他CHIP基因中预测为有害的胚系和体细胞变异；第二，采用靶向面板测序（targeted panel sequencing，TPS）在PAH队列及对照中评估22个CHIP基因。基因表达分析检测了特发性PAH、硬皮病相关APAH-CTD、无PAH的硬皮病患者以及健康对照外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMCs）中的DNMT3A mRNA水平。最后，在造血系统特异性Dnmt3a敲除小鼠中进行了功能验证，以考察血流动力学后果和炎症变化，并进一步探索对白细胞介素-1β（IL-1β）的治疗靶向作用。

主要发现

DNMT3A变异与PAH的遗传关联：在欧洲祖源PAH患者中，预测为有害的DNMT3A胚系变异发生率显著高于对照组（6/1832 vs. 6/7509），相对风险为4.1（P = .018）。当纳入整个PAH生物样本库队列中的胚系和体细胞DNMT3A变异后，这种富集更为明显（1.28% vs. 对照组0.43%，P = 1.65 × 10^-10）。

体细胞突变与CHIP基因变异：8个DNMT3A突变（0.39%）被归类为可能为胚系突变，25个突变（0.82%）则更可能为体细胞突变。体细胞变异以女性为主（女性21例，男性4例）。在APAH-CTD亚组中，33名参与者中有13名携带DNMT3A或其他CHIP基因突变。靶向面板测序在1659例PAH患者中检出242例CHIP变异，其中近半数涉及DNMT3A。

校正后的统计学显著性：在校正年龄、性别以及年龄与CHIP交互作用后，DNMT3A变异与PAH关联的比值比为25.44（P = 4.50 × 10^-5）；所有CHIP基因变异合并分析的比值比为23.35（P = 2.87 × 10^-8）。

UK Biobank验证：与上述结果一致，PAH个体中的体细胞CHIP突变较对照更常见（5.35% vs. 3.45%，P ≤ .0001）。

功能表达分析：与无PAH的硬皮病患者及健康对照相比，PAH和APAH-CTD患者PBMC中的DNMT3A mRNA水平显著降低（AUC=0.82，P < .0001），提示其具有作为生物标志物的潜力。

体内机制研究：小鼠造血系统特异性Dnmt3a敲除可诱导炎症性PAH表型，包括右心室收缩压升高、肺血管重构以及炎症细胞浸润。给予IL-1β中和抗体后，上述病理改变得到减轻，提示该模型中存在由IL-1β介导的炎症机制。

专家点评

该研究有力证明，DNMT3A及CHIP基因的胚系和体细胞变异均可增加PAH易感性，从而将PAH的遗传学认识从传统肺血管相关基因拓展至更广泛的范围。尤其值得注意的是，在相当比例的APAH-CTD患者中检出CHIP突变，这一表型此前缺乏稳定的遗传标志物。体细胞突变以女性为主的现象与PAH已知流行病学特征一致，也引发了关于性别特异性机制的进一步思考。

从机制上看，造血细胞中DNMT3A缺失似乎通过改变DNA甲基化和表观遗传调控促进系统性炎症，继而引发由IL-1β驱动的肺血管损伤。这与既往将克隆性造血与心血管病理及炎症联系起来的研究相一致，并进一步延伸至肺血管疾病领域。

本研究的局限性包括：变异频率相对较低，以及尽管采用了严格分析方法，仍难以绝对区分胚系与体细胞突变。另有，虽然小鼠模型支持因果关系，但CHIP突变与内皮功能障碍及右心室功能异常之间的联系仍需进一步阐明。从临床角度看，CHIP变异筛查是否能够用于预测预后或指导PAH个体化治疗，仍有待证实。

结论

这项里程碑式研究揭示，DNMT3A及CHIP相关基因的胚系和体细胞变异对PAH，尤其是结缔组织病相关类型，具有重要贡献。研究提示，携带突变的造血克隆所驱动的炎症轴是新的致病机制。外周血细胞中DNMT3A表达降低有望成为一种有前景的生物标志物。从治疗角度看，靶向IL-1β信号通路可能有助于减轻CHIP相关PAH。未来临床试验应评估CHIP变异筛查在风险分层中的应用价值，并考虑采用抗炎治疗以改善这一复杂疾病的预后。

基金资助与临床试验注册

本研究得到多项重要生物医学基金资助，包括NIH和欧洲心血管研究联合体。原始发表中未提供具体的临床试验注册号。更多细节可通过《European Heart Journal》发表文章及相关数据集获取。

参考文献

1. Al-Qazazi R et al. Germline and somatic variants in DNMT3A and other clonal haematopoiesis of indeterminate potential genes contribute to pulmonary arterial hypertension. Eur Heart J. 2026;47(33):4658-4675. PMID: 40878867.
2. Jaiswal S et al. Clonal Hematopoiesis and Risk of Atherosclerotic Cardiovascular Disease. N Engl J Med. 2017;377(2):111-121.
3. Hemnes AR et al. Recognizing and managing pulmonary arterial hypertension associated with connective tissue disease. Eur Respir Rev. 2019; 28(153):190056.
4. MacLean MR, Dempsie Y. The epigenetic future of pulmonary arterial hypertension. Pulm Circ. 2019;9(2):2045894019828359.
5. Fuster JJ et al. Clonal hematopoiesis associated with TET2 deficiency accelerates atherosclerosis development in mice. Science. 2017;355(6327):842-847.