Unexplained cardiac arrest (idiopathic ventricular fibrillation): clinical and genetic characteristics

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

AIM: The study was to evaluate the clinical and genetic characteristics of inherited arrhythmias in patients who survived unexplained cardiac arrest.

MATERIALS AND METHODS: 20 patients (10 male and 10 female) aged 15 to 55 years (median age 36 [28; 44] years) with documented VT/VF on ECG were observed for 3 years. The clinical and instrumental study included registration of 12-lead ECG, 24-hour Holter ECG, genealogical history collection and family history of sudden cardiac death with ECG assessment of all family members, transthoracic echocardiography, 2D Speckle Tracking echocardiography and cardiac magnetic resonance imaging to exclude structural myocardial changes. High-throughput sequencing (NGS) was utilized to search for mutations in genes linked to the onset of channelopathies and other inherited rhythm disorders.

RESULTS: In 4 (20 %) of the 20 probands included in the study, likely pathogenic variants were identified (pathogenicity class IV), and in 7 (35 %) patients, variants with unknown clinical significance (pathogenicity class III) in 10 genes associated with channelopathies (KCNQ1, KCNH2, SCN5A, AKAP9, ANK2, SCN10А, RYR2) and cardiomyopathies (MYH7, JPH2, RBM20). Several genetic variants were found in 3 cases. No significant genetic changes were detected in 9 (45 %) probands. The clinical diagnosis was established during the follow-up period and was verified due to the genetic testing in 5 (25 %) patients. From their ECGs, a prolonged QTc > 460 ms was found in 1 patient, Brugada pattern in 2 individuals, and a shortening of QTc up to 323 ms in 1 proband. Subclinical structural changes associated with cardiomyopathies were revealed in 2 patients. In 15 (75 %) patients, it was unfeasible to establish a distinct clinical phenotype. In 6 (30 %) probands, the diagnosis was clarified due to detected genetic variants.

CONCLUSION: Clinical manifestations and diverse genetic variants have been studied in patients who have survived unexplained cardiac arrest. In the course of genotyping patients who suffered unexplained cardiac arrest, genetic changes associated with LQTS were detected in 30 % of cases, while the QTc in most cases did not exceed 440 ms, which makes it difficult to establish a diagnosis at an early stage before the development of life-threatening arrhythmic events. The data from our study confirm the idea that in patients with idiopathic ventricular fibrillation, who have suffered unexplained cardiac arrest, cardiac channelopathy or subclinical manifestations of cardiomyopathy are commonly the cause. This phenomenon imposes a need for genetic testing in this category of patients.

About the authors

Svetlana M. Komissarova

“Cardiology” State Institution Republican Scientific and Practical Centre

Email: kom_svet@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9917-5932
SPIN-code: 8023-5308

MD, Dr. Sci. (Med.), professor

Belarus, Minsk

Natalya N. Chakova

Institute of Genetics and Cytology of Belarus National Academy of Sciences

Email: chaknat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4721-9109
SPIN-code: 5682-1497

Cand. Sci. (Biol.)

Belarus, Minsk

Nadiia M. Rineiska

“Cardiology” State Institution Republican Scientific and Practical Centre

Author for correspondence.
Email: nadya.rin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1986-1367
SPIN-code: 2782-2270

MD, Cand. Sci. (Med.), researcher, Laboratory of Chronic Heart Failure

Belarus, Minsk

Svetlana S. Niyazova

Institute of Genetics and Cytology of Belarus National Academy of Sciences

Email: kruglenko_sveta@tut.by
ORCID iD: 0000-0002-3566-7644
SPIN-code: 1093-1793

junior researcher

Belarus, Minsk

Tatyana V. Dolmatovich

Institute of Genetics and Cytology of Belarus National Academy of Sciences

Email: t.dolmatovich@igc.by
ORCID iD: 0000-0001-7562-131X

Cand. Sci. (Biol.)

Belarus, Minsk

Veronika Ch. Barsukevich

“Cardiology” State Institution Republican Scientific and Practical Centre

Email: barsukevich.v@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5180-7950
SPIN-code: 9413-7121

MD, Cand. Sci. (Med.)

Belarus, Minsk

Larisa I. Plashchinskaya

“Cardiology” State Institution Republican Scientific and Practical Centre

Email: lario2001@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8815-3543
SPIN-code: 2666-1270

MD, Cand. Sci. (Med.)

Belarus, Minsk

References

  1. Al-Khatib SM, Stevenson WG, Ackerman MJ, et al. 2017 AHA/ACC/HRS guideline for management of patients with ventricular arrhythmias and the prevention of sudden cardiac death: Executive summary: A report of the American College of Cardiology/American Heart Association task force on clinical practice guidelines and the Heart Rhythm Society. Circulation. 2018;138(13):e210–e271. doi: 10.1161/CIR.0000000000000548
  2. Damask A, Steg PG, Schwartz GG, et al. Regeneron genetics center and the ODYSSEY OUTCOMES investigators. Patients with high genome-wide polygenic risk scores for coronary artery disease may receive greater clinical benefit from alirocumab treatment in the ODYSSEY OUTCOMES trial. Circulation. 2020;141(8):624–636. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.119.044434
  3. Stiles MK, Wilde AAM, Abrams DJ, et al. 2020 APHRS/HRS expert consensus statement on the investigation of decedents with sudden unexplained death and patients with sudden cardiac arrest, and of their families. Heart Rhythm. 2021;18(1):e1–e50. doi: 10.1016/j.hrthm.2020.10.010
  4. Priori SG, Wilde AA, Horie M, et al. HRS/EHRA/APHRS expert consensus statement on the diagnosis and management of patients with inherited primary arrhythmia syndromes: document endorsed by HRS, EHRA, and APHRS in May 2013 and by ACCF, AHA, PACES, and AEPC in June 2013. Heart Rhythm. 2013;10(12):1932–1963. doi: 10.1016/j.hrthm.2013.05.014
  5. Iglesias M, Ripoll-Vera T, Perez-Luengo C, et al. Diagnostic yield of genetic testing in sudden cardiac death with autopsy findings of uncertain significance. J Clin Med. 2021;10(9):1806. doi: 10.3390/jcm10091806
  6. de Noronha SV, Behr ER, Papadakis M, et al. The importance of specialist cardiac histopathological examination in the investigation of young sudden cardiac deaths. EP Europace. 2014;16(6):899–907. doi: 10.1093/europace/eut329
  7. Tester DJ, Medeiros-Domingo A, Will ML, et al. Cardiac channel molecular autopsy: insights from 173 consecutive cases of autopsy-negative sudden unexplained death referred for postmortem genetic testing. Mayo Clin Proc. 2012;87(6):524–539. doi: 10.1016/j.mayocp.2012.02.017
  8. Asatryan B, Schaller A, Seiler J, et al. Usefulness of genetic testing in sudden cardiac arrest survivors with or without previous clinical evidence of heart disease. Am J Cardiol. 2019;123(12): 2031–2038. doi: 10.1016/j.amjcard.2019.02.061
  9. Wilde AAM, Semsarian C, Márquez MF, et al. Developed in partnership with and endorsed by the European Heart Rhythm Association (EHRA), a branch of the European Society of Cardiology (ESC), the Heart Rhythm Society (HRS), the Asia Pacific Heart Rhythm Society (APHRS), and the Latin American Heart Rhythm Society (LAHRS). European Heart Rhythm Association (EHRA)/Heart Rhythm Society (HRS)/Asia Pacific Heart Rhythm Society (APHRS)/Latin American Heart Rhythm Society (LAHRS) Expert Consensus Statement on the state of genetic testing for cardiac diseases. Europace. 2022;24(8):1307–1367. doi: 10.1093/europace/euac030
  10. Isbister JC, Nowak N, Butters A, et al. “Concealed cardiomyopathy” as a cause of previously unexplained sudden cardiac arrest. Int J Cardiol. 2021;324:96–101. doi: 10.1016/j.ijcard.2020.09.031
  11. Lahrouchi N, Raju H, Lodder EM, et al. Utility of post-mortem genetic testing in cases of sudden arrhythmic death syndrome. J Am Coll Cardiol. 2017;69(17):2134–2145. doi: 10.1016/j.jacc.2017.02.046
  12. Mellor G, Laksman ZWM, Tadros R, et al. Genetic testing in the evaluation of unexplained cardiac arrest: From the CASPER (Cardiac Arrest Survivors with Preserved Ejection Fraction Registry). Circ Cardiovasc Genet. 2017;10(3):e001686. doi: 10.1161/CIRCGENETICS.116.001686
  13. Visser M, Dooijes D, van der Smagt JJ, et al. Next-generation sequencing of a large gene panel in patients initially diagnosed with idiopathic ventricular fibrillation. Heart Rhythm. 2017;14(7): 1035–1040. doi: 10.1016/j.hrthm.2017.01.010
  14. Wang K, Li M, Hakonarson H. ANNOVAR: functional annotation of genetic variants from high-throughput sequencing data. Nucleic Acids Res. 2010;38(16):e164. doi: 10.1093/nar/gkq603
  15. Richards S, Aziz N, Bale S, et al. ACMG Laboratory Quality Assurance Committee. Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genet Med. 2015;17(5): 405–424. doi: 10.1038/gim.2015.30
  16. Monasky MM, Micaglio E, Vicedomini G, et al. Comparable clinical characteristics in Brugada syndrome patients harboring SCN5A or novel SCN10A variants. Europace. 2019;21(10):1550–1558. doi: 10.1093/europace/euz186
  17. Alders M, Koopmann TT, Christiaans I, et al. Haplotype-sharing analysis implicates chromosome 7q36 harboring DPP6 in familial idiopathic ventricular fibrillation. Am J Hum Genet. 2009;84(4): 468–476. doi: 10.1016/j.ajhg.2009.02.009
  18. Ackerman MJ. Genetic purgatory and the cardiac channelopathies: Exposing the variants of uncertain/unknown significance issue. Heart Rhythm. 2015;12(11):2325–2331. doi: 10.1016/j.hrthm.2015.07.002
  19. Nunn LM, Lopes LR, Syrris P, et al. Diagnostic yield of molecular autopsy in patients with sudden arrhythmic death syndrome using targeted exome sequencing. Europace. 2016;18(6):888–896. doi: 10.1093/europace/euv285
  20. Bagnall RD, Weintraub RG, Ingles J, et al. A prospective study of sudden cardiac death among children and young adults. N Engl J Med. 2016;374(25):2441–2452. doi: 10.1056/NEJMoa1510687

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. 12-lead ECG of proband 873c. Prolonged QTc interval — 482 ms, ventricular premature beat (red ellipse)

Download (601KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. 24-hour Holter ECG of patient 829. Ventricular premature beats and paroxysms of nonsustained ventricular tachycardia

Download (383KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Pedigree of the proband 799’s family with mutations p.Glu48Lys in SCN5A gene and p.Ala143Thr in JUP gene. The proband is indicated by an arrow. Clinically affected individuals are indicated by the shaded symbols

Download (171KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. 12-lead ECG of patient 732 with Brugada pattern type 1 (“coved”), showing a “vaulted” ST elevation of more than 2 mm in V1–V2, followed by a negative T-wave

Download (1MB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. 24-hour Holter ECG of patient 642с. Ventricular premature beat, R on T pattern (red asterisk), initiated a paroxysm of ventricular tachycardia with transformation into ventricular fibrillation

Download (1MB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. 2D Speckle Tracking Echocardiography of patient 816. Left ventricular global longitudinal strain — 13,6 %

Download (459KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».