Risk Stratification of Type 2 Long-QT Syndrome Mutation Carriers With Normal QTc Interval

Introduzione

L’introduzione dello screening genetico a cascata nella gestione delle famiglie con sindrome del QT lungo (LQTS) ha portato all’identificazione di un numero crescente di portatori di mutazioni, molti dei quali hanno QTc normale. Studi precedenti hanno indicato che i portatori di mutazioni hanno un rischio maggiore di eventi cardiaci rispetto ai membri della famiglia genotipo-negativi anche in assenza di prolungamento del QTc,1 che è usato come un razionale per la somministrazione di terapia con β-bloccanti ai portatori asintomatici di mutazioni LQTS indipendentemente dalla durata del QTc.2 La penetranza della mutazione, tuttavia, può manifestarsi non solo nel prolungamento del QTc ma anche nella morfologia aberrante dell’onda T, con le anomalie dell’onda T più evidenti associate al genotipo LQT2.

Il tipo e la localizzazione della mutazione LQT2 sembrano essere associati al rischio di eventi cardiaci con il rischio più elevato limitato alle mutazioni dei pori, come riportato in una vasta coorte internazionale LQT2.3 Tuttavia, non è noto se il rischio conferito da uno specifico tipo di mutazione sia indipendente dalle anomalie di ripolarizzazione rilevabili come QTc prolungato o morfologia anomala dell’onda T nei portatori della mutazione KCNH2. In uno studio precedente che includeva pazienti con tutti e 3 i genotipi più comuni di LQTS, l’impatto del tipo di mutazione (cioè, mutazioni missense transmembrana) è stato limitato solo ai portatori di mutazioni che non hanno mostrato il prolungamento del QTc, mentre nei pazienti con QTc prolungato, l’effetto predittivo del genotipo era attenuato.1

Abbiamo ipotizzato che la penetranza della LQTS nei portatori di mutazioni LQT2 con intervallo QTc normale valutato come occorrenza di eventi aritmici ed episodi sincopali sia legata al tipo di mutazione KCNH2 e alle alterazioni della morfologia dell’onda T che possono essere valutate dall’ECG standard a riposo. Il nostro obiettivo era quello di valutare se la morfologia dell’onda T anormale e le informazioni sulla localizzazione del difetto genetico possono essere utili nella stratificazione del rischio dei portatori adulti di mutazione LQT2 con intervallo QTc normale nel registro LQTS di Rochester.

Materiali

I dati, i metodi analitici e i materiali dello studio non saranno resi disponibili ad altri ricercatori al fine di riprodurre i risultati o replicare la procedura.

Popolazione dello studio

I pazienti di questo studio provengono dal registro LQTS di Rochester; l’iscrizione al registro è stata precedentemente descritta.4,5 I pazienti sono stati selezionati per l’analisi corrente se (1) hanno dimostrato di essere portatori della mutazione che causa la malattia in KCNH2 (LQT2), (2) avevano un intervallo QT corretto da Bazett (QTc) <470 ms per le donne e <460 ms per gli uomini, e (3) avevano 18 anni o più per escludere la variazione della morfologia delle onde T che può essere osservata nei bambini e negli adolescenti. I pazienti sono stati esclusi dallo studio se avevano > 1 mutazione associata alla LQTS.

La popolazione dello studio selezionata secondo questi criteri comprendeva 154 soggetti con pazienti LQT2 positivi al genotipo e QTc normale o minimamente influenzato e soggetti appartenenti a famiglie con probandi positivi al genotipo che sono stati testati geneticamente e sono risultati negativi alla mutazione associata alla LQTS (n=1007).

Raccolta dati

L’ECG standard a riposo a 12 derivazioni è stato acquisito al momento dell’iscrizione al registro. Gli intervalli RR e QT sono stati misurati sul primo ECG registrato e utilizzati per il calcolo dell’intervallo QT corretto per la frequenza cardiaca secondo la formula di Bazett (QTc). I dati clinici sono stati raccolti su moduli progettati prospetticamente con informazioni sulle caratteristiche demografiche, storia medica personale e familiare, risultati ECG, terapie, compresi i farmaci che prolungano il QT, ed eventi durante il follow-up a lungo termine. Sono state anche raccolte informazioni sull’uso di β-bloccanti per consentire una valutazione tempo-dipendente del loro possibile impatto sull’incidenza di eventi cardiaci.

Punti finali

Il punto finale prespecificato dello studio era il verificarsi di un primo evento cardiaco (CE) che includeva la sincope (definita come perdita transitoria di coscienza che era brusca in insorgenza e recupero), arresto cardiaco abortito (ACA) che richiedeva la defibrillazione come parte dei tentativi di rianimazione, o morte cardiaca improvvisa (SCD; improvvisa senza causa evidente, se testimoniata o morte che non è stata spiegata da nessun’altra causa se si è verificata in un ambiente non testimoniato, compreso il sonno).

Caratterizzazione del fenotipo ECG

Tutti gli ECG in arrivo sono stati valutati da un cardiologo (W.Z.) in cieco rispetto alle caratteristiche cliniche dei soggetti per quanto riguarda la morfologia delle onde T nelle derivazioni V5 e II, che è stata classificata come normale, ampia, piatta, dentellata, negativa o bifasica.6,7 Ai fini di questa analisi, le morfologie delle onde T, che non sono state valutate come normali nelle derivazioni II o V5, sono state classificate come anormali, indicando la possibile presenza di un’anomalia della ripolarizzazione ventricolare/penetrazione della mutazione.

Gs sono stati valutati anche per quanto riguarda le misure convenzionali degli intervalli come PR, QRS, QT misurato nella derivazione II e corretto utilizzando la formula di Bazett, e intervallo Tpeak-Tend misurato dal massimo assoluto dell’onda T alla fine dell’intervallo QT.

Lo studio è stato approvato da un comitato di revisione istituzionale e i partecipanti allo studio hanno fornito il consenso informato.

Caratterizzazione del genotipo

La presenza della mutazione LQTS-causante KCNH2 è stata verificata con l’uso di test genetici standard eseguiti in laboratori accademici di genetica molecolare riportati precedentemente.1 Le alterazioni genetiche della sequenza aminoacidica sono state caratterizzate dalla posizione nella proteina del canale, che è stata definita come appartenente alla regione del poro se la sequenza codificante ha coinvolto residui aminoacidici situati nella regione S5-loop-S6 (da 552 a 657). Tutte le altre varianti genetiche sono state considerate come mutazioni non pore ai fini di questo studio.

Analisi statistica

Le differenze nelle caratteristiche univariate dei soggetti LQT2-normali QTc rispetto ai soggetti di controllo genotipo-negativi sono state confrontate utilizzando il test χ2 o il test esatto di Fisher per le variabili categoriche e il test Wilcoxon rank-sum per le variabili continue. I dati categorici sono stati presentati come frequenza e percentuale e le variabili continue come media±SD o mediana e corrispondente intervallo interquartile.

La probabilità cumulativa dei punti finali primari e secondari è stata valutata con il metodo Kaplan-Meier con test di significatività tramite la statistica log-rank. Il modello di rischio proporzionale di Cox è stato utilizzato per valutare il contributo indipendente dei fattori clinici e genetici al primo verificarsi di eventi cardiaci dipendenti dal tempo dall’età di 18 anni fino alla fine del follow-up. Il modello di regressione di Cox è stato aggiustato per l’uso di β-bloccanti in funzione del tempo (l’età in cui i pazienti erano in terapia con e senza β-bloccanti) e stratificato per sesso. Poiché i criteri di inclusione del QTc preselezionati si sono sovrapposti al prolungamento del QTc borderline, il modello è stato anche aggiustato per la durata del QTc con 440 ms selezionato come cutoff per i valori normali rispetto al QTc borderline. Per sviluppare stime dei parametri di regressione specifiche per il sesso per i fattori clinici e genetici, sono state utilizzate le interazioni tra il sesso e le variabili di interesse. L’ipotesi di proporzionalità è stata testata utilizzando le covariate tempo-dipendenti create dalle interazioni tra il tempo di sopravvivenza e le varie covariate.

Tutti i test statistici erano a due lati, e un valore P <0,05 è stato considerato statisticamente significativo. Le analisi sono state eseguite con il software SAS versione 9.4 (SAS Institute, Cary, NC).

Risultati

Popolazione dello studio

La distribuzione degli intervalli QTc nel gruppo di studio e nel gruppo di controllo genotipo-negativo sono presentati nella Figura 1. In totale, 60 varianti genetiche patogene uniche sono state segnalate tra i portatori di mutazioni QTc normali, di cui la stragrande maggioranza (n=119, 78%) ha portato mutazioni che sono state riportate anche tra i membri della famiglia affetti con QTc prolungato.

Le caratteristiche cliniche della popolazione in studio sono presentate nella tabella 1 con confronti tra portatori e non portatori di QTc normale LQT2. L’età al momento dell’iscrizione al registro e la distribuzione del sesso non differivano tra i gruppi. Ci sono state differenze nella durata del QTc che era più lungo nei portatori rispetto ai non portatori nonostante fosse nei limiti della norma. Anche il Tpeak-Tend misurato nelle derivazioni II e V5 era più lungo nei portatori della mutazione. Una morfologia anomala delle onde T è stata osservata nel 39% dei portatori di LQT2 con QTc normale e nel 7% dei non portatori. Le mutazioni dei pori sono state identificate nel 15% dei portatori. La sincope prima dell’età di 18 anni è stata osservata in 23 portatori di LQT2 con QTc normale, di cui 5 avevano mutazioni pore e 12 avevano morfologia anormale dell’onda T.

Among the 154 LQT2 carriers, there were 44 (29%) patients with cardiac events ≥18 years of age including 8 (5%) ACA or SCD. Dei 1007 non portatori, 135 (13%) pazienti hanno avuto almeno 1 evento cardiaco tra cui 3 (0,3%) con ACA o SCD. A causa del piccolo numero di ACA/SCD in questa coorte, abbiamo concentrato le nostre analisi sugli eventi cardiaci. Dei 25 destinatari del cardioverter-defibrillatore impiantabile tra i portatori di LQT2 nessuno aveva una storia precedente di arresto cardiaco o torsades de pointes documentata; tuttavia, 9 avevano una storia di sincope e 6 avevano storia familiare di SCD. Un singolo individuo di questo gruppo che ha ricevuto una scarica di cardioverter-defibrillatore impiantabile durante il follow-up era un portatore della mutazione 209 A>G nonpore, aveva morfologia anomala dell’onda T e un QTc basale di 450 ms.

Corso clinico nei portatori di LQT2 con QTc normale

Morfologia dell’onda T

La figura 2A mostra la probabilità cumulativa di eventi cardiaci nei portatori di LQT2 con onda T anomala rispetto ai portatori di LQT2 con onda T normale in confronto ai non portatori. Dopo 10 anni di follow-up dall’età di 18 anni, i portatori di LQT2 con onda T anormale hanno avuto un tasso significativamente più elevato di eventi cardiaci rispetto ai portatori di LQT2 con onda T normale e non portatori (27% contro 10% e 6% rispettivamente; P<0.001). Dopo 30 anni di follow-up dall’età di 18 anni, i tassi erano 37% contro 19% (P=0,134) e 12% (P<0,001), rispettivamente. Dopo l’aggiustamento multivariato per il sesso e la terapia β-bloccante dipendente dal tempo, i portatori di LQT2 con QTc normale e morfologia dell’onda T anormale avevano un rischio maggiore di eventi cardiaci rispetto ai portatori di LQT2 con morfologia dell’onda T normale e ai non portatori (Tabella 2). Rispetto ai non portatori, i portatori di LQT2 con morfologia dell’onda T normale avevano una tendenza verso un rischio maggiore di eventi cardiaci con hazard ratio (HR) di 1,58 (P=0,072). Tpeak–Tend did not demonstrate an independent prognostic value in the multivariable analysis, and its inclusion in the model did not affect the results.

Mutazione LQT2 Pore Versus Nonpore

Il possesso della mutazione LQT2 nel dominio del poro sembrava essere un indicatore di rischio nel sottogruppo di pazienti positivi alla mutazione con QTc normale (Figura 2B). Dopo l’aggiustamento multivariato per il sesso e la terapia β-bloccante dipendente dal tempo, i portatori di LQT2 con QTc normale e mutazioni pore hanno avuto una tendenza verso un rischio maggiore di eventi cardiaci rispetto ai portatori di mutazioni LQT2 non pore (HR, 1,93; P=0,068; Tabella 2).

Abbiamo anche eseguito un’analisi di sensibilità escludendo i portatori di LQT2-mutazione QTc normale che hanno avuto episodi sincopali prima dei 18 anni, che ha dato risultati simili dell’analisi della curva Kaplan-Meier e non ha influenzato le stime del rischio.

Sex-Related Risk of Cardiac Events in LQT2 Mutation Carriers

Because the risk of cardiac events is significantly different in adult LQT2 women than men, we analyzed the above associations in men and women separately (Table 3). Among LQT2 carriers with normal QTc, women had greater risk of cardiac events than men (HR, 4.09, 95% confidence interval, 1.89–8.81; P<0.001; Figure 3).

Morfologia anomala delle onde T è stata osservata in 26 uomini (39%) e 29 donne (33%); tuttavia, gli eventi cardiaci sono stati riportati solo in 4 (15%) uomini e 19 (66%) donne (P value for interaction=0.018). Come mostrato nella tabella 3, le portatrici di LQT2 con onda T anormale hanno avuto un rischio maggiore di eventi cardiaci rispetto alle portatrici di LQT2 con morfologia dell’onda T normale (HR, 3,31; P=0,001; Figura 4A e 4B). Non c’era alcuna associazione significativa tra morfologia dell’onda T ed eventi cardiaci negli uomini.

La localizzazione delle mutazioni LQT2 ha indicato un rischio significativamente aumentato di eventi cardiaci rispetto agli uomini non portatori di mutazioni LQT2 (HR, 3,70; P=0,002). Tuttavia, non c’era tale associazione nelle donne (HR, 1,37; P=0,487; Figura 4C e 4D). I portatori della mutazione del poro LQT2 costituivano l’unico sottogruppo maschile che ha dimostrato un rischio significativo rispetto ai non portatori (Figura 4C).

Discussione

Abbiamo dimostrato che tra i portatori di mutazioni che causano la malattia nel gene KCNH2 con intervallo QTc normale è possibile ottenere un’ulteriore stratificazione del rischio combinando le informazioni sul sesso del paziente, la regione KCNH2 interessata e la morfologia delle onde T. I nostri risultati estendono il rischio precedentemente segnalato associato al sesso femminile al sottogruppo di portatori di mutazione LQT2 con intervallo QTc normale. Inoltre, i pazienti con morfologia normale dell’onda T e mutazioni KCNH2 nonpore hanno generalmente un basso rischio di eventi cardiaci; tuttavia, esistono importanti differenze nel valore di stratificazione del rischio di queste caratteristiche tra uomini e donne. Le donne portatrici di mutazioni LQT2 dimostrano un rischio significativamente aumentato di eventi cardiaci rispetto ai controlli genotipi-negativi, che è legato alla presenza di onde T anomale e non al tipo di mutazione. Al contrario, portare la mutazione poro è stato l’unico fattore di rischio che ha identificato un sottogruppo con rischio elevato di CE tra gli uomini.

I portatori di mutazioni che causano LQTS con QTc normale rappresentano un gruppo di pazienti impegnativo. Sebbene il rischio di ACA/SCD sia ritenuto basso, come dimostrato dal nostro gruppo in precedenza,1 esso rappresenta ancora il ≈4% del rischio cumulativo entro i 40 anni di età ed è 10 volte maggiore rispetto ai familiari non affetti. Questa osservazione ha portato alla raccomandazione di una terapia con β-bloccanti in tutti i portatori di mutazioni LQTS, indipendentemente dalla durata del QTc.2 Anche se i β-bloccanti sono noti per il loro eccellente profilo di sicurezza, i membri della famiglia diagnosticati come risultato dello screening genetico familiare a cascata ampiamente implementato sono spesso individui giovani e sani, che vengono esposti a una terapia a lungo termine con β-bloccanti e i loro effetti collaterali associati, che possono influenzare significativamente la loro qualità di vita. Ulteriori tentativi di stratificare il rischio di portatori di mutazioni LQTS con QTc normale sono quindi necessari.

Abbiamo ipotizzato che la penetranza della mutazione e il rischio aritmico associato possono essere valutati non solo dal grado di prolungamento del QTc ma anche dalle alterazioni della forma dell’onda T visibili anche nell’intervallo QTc normale. Tra le 2 varianti genetiche LQTS più comuni, il tipo 2 è noto per la sua caratteristica distorsione dell’onda T descritta per la prima volta nel 19956 e potrebbe essere distinta in modo affidabile con metodi informatici.8-10 I nostri risultati di una forte associazione tra la morfologia dell’onda T anormale giudicata dal cardiologo e il rischio di eventi aritmici tra i pazienti con sindrome LQTS di tipo 2 indicano che la terminologia precedentemente utilizzata di LQTS fenotipo-negativa basata esclusivamente sulla valutazione del QTc dovrebbe essere ridefinita e, almeno nel contesto del tipo 2 LQTS, essere basata sulla valutazione sia del QTc che della forma dell’onda T.

Nonostante la dimostrazione di un rischio inferiore di eventi aritmici rispetto ai pazienti con morfologie anomale dell’onda T, le donne LQT2 con onde T normali avevano ancora un rischio aumentato di eventi cardiaci rispetto ai familiari genotipi-negativi, che non è stato osservato tra gli uomini. Il rischio residuo significativo osservato tra le donne con onde T normali può essere dovuto all’impatto ben riconosciuto degli ormoni sessuali sull’aritmogenesi, esaminato di recente,11 che potrebbe non essere direttamente tradotto nelle anomalie dell’ECG di superficie. Tuttavia, è anche possibile che il legame tra le singole varianti genetiche e la loro espressione sull’ECG di superficie sia specifico della mutazione e il rischio aritmico possa non essere legato all’espressione ECG del difetto del canale ionico.

L’associazione tra le mutazioni nella regione del poro transmembrana di KCNH2 e l’aumento del rischio di aritmia è stata riportata per la prima volta nel 200212 e successivamente ampliata in una grande coorte internazionale di pazienti LQT2.3 In linea con le osservazioni precedenti,2 la prevalenza delle mutazioni del poro nel nostro studio era relativamente bassa nel nostro gruppo di pazienti con QTc normale. In una precedente analisi dell’impatto delle caratteristiche specifiche della mutazione sull’esito nei pazienti con diverse varianti di LQTS,3 è stato suggerito che le caratteristiche della mutazione avevano un impatto prognostico solo tra quelli con intervallo QTc normale, mentre nei pazienti con QTc prolungato, era il grado di prolungamento QTc piuttosto che il tipo di mutazione che ha influenzato il rischio di aritmie. È notevole, tuttavia, che anche le mutazioni nonpore a basso rischio nel nostro studio sono state associate a un rischio 3 volte maggiore di eventi cardiaci nei portatori maschi di mutazione LQT2 con QTc normale rispetto ai membri della famiglia genotipo-negativi.

I nostri risultati illustrano ulteriormente l’importanza del sesso nella valutazione del rischio dei portatori di mutazione LQT2. Sebbene l’associazione del sesso femminile con un elevato rischio di CE nel LQT2 sia stata ripetutamente riportata in precedenza,5,13 i nostri risultati estendono questa conoscenza al gruppo crescente di membri della famiglia portatori di mutazioni fenotipiche negative derivanti dall’implementazione dello screening genetico a cascata nella routine clinica. Anche se la valutazione della morfologia delle onde T potrebbe essere utile per identificare il gruppo a più alto rischio nelle donne, anche le donne portatrici della mutazione LQT2 con ECG apparentemente normale, cioè onde T normali e QTc normale, sembrano essere a rischio significativamente elevato rispetto ai non portatori. Inoltre, il rischio di CE associato al genotipo LQTS persiste per tutta la vita, come il nostro gruppo ha dimostrato in precedenza,14 e i nostri risultati attuali confermano la validità di questa osservazione nelle donne con QTc normale, che rimangono a rischio attraverso il tardo periodo postmenopausale. Al contrario, gli uomini portatori di mutazioni LQT2 sembrano avere un rischio molto basso di eventi se hanno un QTc normale indipendentemente dalla morfologia dell’onda T, così che il loro rischio di eventi rimane indistinguibile dai controlli genotipo-negativi, ad eccezione della piccola minoranza di soggetti maschili portatori di mutazioni del poro che avevano un aumento del rischio di 4 volte rispetto ai non portatori.

Infine, i nostri risultati sollevano domande se la terapia preventiva primaria con β-bloccanti, che è attualmente raccomandata nei portatori di mutazioni con QTc normale,2 dovrebbe essere applicata indiscriminatamente. I nostri risultati di differenze legate al sesso sul rischio di eventi cardiaci tra i portatori di mutazione LQT2 con QTc normale suggeriscono che gli uomini portatori di una mutazione LQT2 nonpore, che rappresenta la stragrande maggioranza dei portatori di mutazioni maschili, sono a rischio di eventi aritmici che non è distinguibile dal 1 osservato nei membri della famiglia genotipo-negativi e quindi potrebbe non avere un rapporto rischio-beneficio sufficiente per giustificare la terapia con β-bloccanti a vita.

Limitazioni dello studio

I nostri risultati sono applicabili solo ai portatori adulti di mutazione LQT2 perché abbiamo intenzionalmente escluso gli individui sotto i 18 anni di età a causa di una maggiore variazione delle varianti normali legate all’età della morfologia delle onde T. Rimane quindi indimostrato se uno schema di stratificazione del rischio simile potrebbe essere sviluppato per i bambini e i neonati nati con la variante KCNH2 che causa la malattia e che dovrebbero essere trattati con il blocco β secondo le raccomandazioni attuali.2

La valutazione della morfologia dell’onda T è stata eseguita senza l’uso di algoritmi automatici basati su computer e quindi potrebbe aver sottovalutato le manifestazioni ECG di malfunzionamento dei canali del potassio possibilmente attribuibili al rischio aritmico nei pazienti con morfologia dell’onda T normale.

Infine, anche se il modello è stato aggiustato per l’uso di β-bloccanti in funzione del tempo, non siamo stati in grado di accedere alle informazioni sulle circostanze che circondano il CE riportato. Pertanto, non possiamo tenere conto di possibili fattori scatenanti, dell’esposizione a potenziali farmaci che allungano il QT o di fattori predisponenti, che possono aver contribuito agli episodi sincopali nei portatori di mutazioni LQT2.

Conclusioni

Tra i pazienti LQT2 non affetti elettrocardiograficamente, il sesso femminile, la morfologia dell’onda T e il tipo di mutazioni LQT2 sono indipendentemente associati al rischio di eventi cardiaci e dovrebbero essere considerati nella valutazione dei rischi e benefici delle terapie preventive primarie. Le donne genotipo-positive LQT2 pazienti con QTc normale sono a più alto rischio di eventi cardiaci rispetto alla popolazione di controllo, anche se la presenza di anomalia dell’onda T è associata ad un rischio più elevato rispetto alla morfologia normale dell’onda T. Il tipo di mutazione è utile nella stratificazione del rischio di eventi cardiaci negli uomini portatori di LQT2 con QTc normale: le mutazioni LQT2 nonpore non sono a rischio significativamente diverso di eventi cardiaci rispetto ai membri della famiglia non affetti. I risultati indicano che la stratificazione del rischio all’interno dei portatori di mutazioni LQT2 non affetti è possibile e sostengono l’uso su misura per il paziente della terapia profilattica con β-bloccanti.

Footnotes