Abstract

Sudden cardiac death (SCD) remains a major health problem worldwide, and a great proportion of victims do not have a previously diagnosed heart disease. Especially in older population, the majority of SCDs are caused by coronary artery disease (CAD); however, the burden of CAD among the young has also been noted. The aim of this thesis was to study the characteristics of SCDs associated with CAD, especially in younger victims and in those with no prior history of heart disease.

The study population consisted of 5,869 SCD victims from Northern Finland who underwent medicolegal autopsy between the years 1998–2017. In Study I, CAD was found to be the most common cause of SCD. At autopsies, a prior silent myocardial infarction (SMI) was detected in about 42% of the victims without a clinical history of CAD, and it was associated with myocardial hypertrophy and SCD during physical activity. A prior electrocardiogram was abnormal in 67% of the SCD victims with a previous SMI.

In Study II, 10% of the study population were found to be aged under 50 years and the most common cause of SCD among these young SCD victims was CAD. In about 90% of the cases SCD occurred in the absence of previously diagnosed CAD, but at least one known cardiovascular risk factor was present in over half of the victims. Despite the young age, advanced heart disease was a common finding at autopsies.

In Study III, the genetic background of cardiac hypertrophy was investigated in SCD victims with single-vessel CAD without a previously diagnosed heart disease. Possible disease-causing variants were detected in 8% of the study victims, while variants of uncertain significance existed in about 40% of the study victims. All detected variants were in myocardial structure protein coding genes.

In Study IV, temporal trends in the incidence and characteristics of SCDs were studied in subjects under 40 years of age. The incidence of SCD decreased during the years 1998–2017. Most SCDs in this age group were due to non-ischemic myocardial diseases, and the incidence of CAD-related SCD decreased.

The findings of this thesis increase the understanding of CAD-related SCDs, especially among younger population. In addition, Studies I and III provide novel information on the role of SMIs and genetics in the risk of SCD among victims without a previously diagnosed CAD.

Tiivistelmä

Sydänperäinen äkkikuolema on edelleen merkittävä terveysongelma maailmanlaajuisesti, ja suurella osalla uhreista ei ole aiemmin todettua sydänsairautta. Etenkin iäkkäillä suurin osa äkkikuolemista johtuu sepelvaltimotaudista, mutta sen taakka myös nuoremmilla on tiedostettu. Tämän väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli tutkia sepelvaltimotautiin liittyvien äkkikuolemien tunnuspiirteitä erityisesti nuoremmilla uhreilla sekä niillä, joilla ei ole aiemmin todettua sydänsairautta.

Tutkimusjoukkoon kuului 5869 sydänperäisen äkkikuoleman uhria Pohjois-Suomesta, joille tehtiin ruumiinavaus vuosina 1998–2017. Tutkimuksessa I sepelvaltimotaudin todettiin olevan yleisin äkkikuoleman syy. Ruumiinavauksissa aiemmin sairastettu hiljainen sydäninfarkti todettiin 42 %:lla uhreista, joilla ei ollut aiemmin diagnosoitua sepelvaltimotautia, ja se oli yhteydessä sydämen hypertrofiaan sekä äkkikuolemaan fyysisen rasituksen aikana. Ennen kuolemaa nauhoitettu sydänsähkökäyrä oli poikkeava 67 %:lla uhreista, joilla todettiin aiemmin sairastettu hiljainen sydäninfarkti.

Tutkimuksessa II havaitsimme, että 10 % tutkimusjoukostamme oli alle 50-vuotiaita ja sepelvaltimotautioli heillä yleisin äkkikuoleman syy. Noin 90 %:ssa tapauksista äkkikuolema esiintyi ilman aiempaa tietoa sepelvaltimotaudista, mutta yli puolella oli ainakin yksi tiedossa oleva sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijä. Nuoresta iästä huolimatta pitkälle edennyt sydänsairaus oli yleinen löydös ruumiinavauksissa.

Tutkimuksessa III tutkimme sydämen hypertrofian geneettistä taustaa äkkikuoleman uhreilla, joilla oli yhden suonen sepelvaltimotauti ilman aiemmin diagnosoitua sydänsairautta. Löysimme todennäköisesti sydänsairautta aiheuttavia geenimuutoksia 8 %:lla tutkituista uhreista, ja 40 %:lla todettiin merkitykseltään epäselvä geenimuutos. Geenimuutokset todettiin sydänlihasproteiineja koodaavissa geeneissä.

Tutkimuksessa IV tutkimme alle 40-vuotiaiden äkkikuolemien ilmaantuvuuden ja tunnuspiirteiden ajallisia kehityssuuntia. Äkkikuolemien ilmaantuvuus väheni vuosina 1998–2017. Suurin osa äkkikuolemista tässä ikäryhmässä johtui ei-iskeemisistä sydänsairauksista, ja sepelvaltimotautiperäisten kuolemien ilmaantuvuus väheni.

Tämän väitöstutkimuksen havainnot lisäävät ymmärrystä sepelvaltimoperäisistä äkkikuolemista erityisesti nuoremman väestön keskuudessa. Lisäksi tutkimuksissa I ja II saatiin uutta tietoa hiljaisten sydäninfarktien ja genetiikan roolista äkkikuoleman riskissä uhreilla, joilla ei ole aiemmin diagnosoitua sepelvaltimotautia.

Osajulkaisut / Original papers

Osajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon. / Original papers are not included in the electronic version of the dissertation.

1. Vähätalo, J. H., Huikuri, H. V., Holmström, L. T. A., Kenttä, T. V., Haukilahti, M. A. E., Pakanen, L., Kaikkonen, K. S., Tikkanen, J., Perkiömäki, J. S., Myerburg, R. J., & Junttila, M. J. (2019). Association of silent myocardial infarction and sudden cardiac death. JAMA Cardiology, 4(8), 796–802. https://doi.org/10.1001/jamacardio.2019.2210

2. Vähätalo, J., Holmström, L., Pakanen, L., Kaikkonen, K., Perkiömäki, J., Huikuri, H., & Junttila, J. (2021). Coronary artery disease as the cause of sudden cardiac death among victims < 50 years of age. The American Journal of Cardiology, 147, 33–38. https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2021.02.012

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

3. Vähätalo, J. H., Holmström, L. T. A., Pylkäs, K., Skarp, S., Porvari, K., Pakanen, L., Kaikkonen, K. S., Perkiömäki, J. S., Kerkelä, R., Huikuri, H. V., Myerburg, R. J., & Junttila, M. J. (2022). Genetic variants associated with sudden cardiac death in victims with single vessel coronary artery disease and left ventricular hypertrophy with or without fibrosis. Frontiers in Cardiovascular Medicine, 8, 755062. https://doi.org/10.3389/fcvm.2021.755062

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

4. Vähätalo, J., Holmström, L., Pakanen, L., Kaikkonen, K., Perkiömäki, J., Huikuri, H., & Junttila, J. (2022). Temporal trends in the incidence and characteristics of sudden cardiac death among subjects under 40 years of age in Northern Finland during 1998-2017. Cardiology. Advance online publication. https://doi.org/10.1159/000522554

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version