摘要目的:基于全外显子组测序和生物信息学分析,筛选早发高血压合并血钾代谢异常病人的易感基因,并探讨其潜在分子机制.方法:纳入57例早发高血压病人,根据入院时血钾水平将病人分为正常血钾组(血钾3.5～5.5 mmol/L,21例)和低血钾组(血钾＜3.5 mmol/L,36例).采集外周血样本进行全外显子组测序及变异注释,筛选两组间交互性差异基因.采用DAVID平台进行基因本体(GO)功能富集、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析.利用STRING数据库构建蛋白-蛋白互作(PPI)网络,并导入Cytoscape软件进行拓扑分析,识别关键节点基因和挖掘功能模块.通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测两组血浆Ⅳ型胶原α3链(COL4A3)及Ⅳ型胶原α5链(COL4A5)蛋白表达水平.结果:两组年龄、左室舒张早期快速充盈的充盈峰流速(E峰)、左室舒张早期快速充盈的充盈峰流速/左室舒张晚期充盈的充盈峰流速(A峰)比值(E/A)、血钾、血钙水平及脑卒中/脑梗死比例比较,差异均有统计学意义(P＜0.05).基因筛查共识别出交互性差异基因63个.PPI网络拓扑分析显示,纤连蛋白1(FN1)、钾电压门控通道亚家族Q成员1(KCNQ1)、肌联蛋白(TTN)、神经纤维瘤病1型(NF1)、赖氨酸甲基转移酶2D(KMT2D)、胰岛素样生长因子2(IGF2)、Barttin蛋白(BSND)、钙电压门控通道亚家族α1 H亚基(CACNA1H)、钠通道上皮1型调节亚基γ(SCNN1G)、COL4A3及COL4A5等基因有较高的介数中心性(BC).分子复合物检测(MCODE)聚类分析发现,FN1与COL4A3、Ⅳ型胶原α4链(COL4A4)、COL4A5及Ⅴ型胶原α1链(COL5A1)构成紧密连接的功能模块,显著富集于整合素信号通路.低血钾组血浆COL4A3和COL4A5水平均低于正常血钾组(P＜0.05).结论:通过外显子组测序和生物信息学整合分析筛选出FN1、KMT2D、NF1、TTN、COL4A3及COL4A5等早发高血压合并血钾代谢异常的潜在易感基因;其中,COL4A3与COL4A5可能是通过整合素信号通路参与疾病发生发展的关键分子,为阐明早发高血压的遗传机制提供了新的理论依据.