小儿外科

脉管畸形的体细胞突变研究进展四川大学华西医院小儿外科吉毅周江元 杨开颖 吉毅四川大学华西医院本文于2020年内刊载于《中华整形外科杂志》通信作者：吉毅【摘要】脉管异常根据其临床和组织学特征分为两大类：脉管肿瘤和脉管畸形。随着测序技术的发展，近年来关于脉管畸形体细胞突变的文献报道逐渐增多。脉管畸形中体细胞突变的发现改变了大家认识和诊断疾病的模式，突变及其通路为开发新的药物治疗提供了潜在的靶点。[A3]该文对毛细血管畸形、淋巴管畸形、静脉畸形、动静脉畸形、脉管畸形综合征等常见脉管畸形与其综合征的遗传分子学改变的研究进展进行综述。【关键词】[A4]脉管畸形；体细胞突变；基因；分子DOI:10.3760/cma.j.issn.1009-4598.2020.00.000【Summary】[A5]Vascular anomalies are classified by their clinical and histologic characteristics into 2 broad categories: tumors or malformations. With the development of next-generation sequencing technologies, there have been more and more literatures on somatic mutations in vascular malformations in recent years. Identification of somatic mutations in vascular malformations is changing the paradigm by which lesions are diagnosed and understood. Mutations and their pathways are providing potential targets for the development of novel pharmacotherapy. In the future, vascular malformations will be managed based on clinical characteristics as well as molecular pathophysiology.【Key words】Vascular malformation; Somatic mutation; Gene; MoleculeDisclosure of Conflicts of Interest:The authors have no financial interest to declare in relation to the content of this article.DOI:10.3760/cma.j.issn.1009-4598.2020.00.000脉管异常分为脉管肿瘤和脉管畸形，脉管肿瘤具有增殖的血管内皮，而脉管畸形是结构异常[1]。从1994年开始，家族性脉管异常的遗传基础开始被确定。由于几乎所有的病变都是散发性的，大多数脉管畸形的病因仍不清楚。种系突变是配子基因序列的改变，涉及生物体中的所有细胞，并且可以传递给后代；体细胞突变是受精后合子发生的DNA变异，如果不使用先进的DNA测序技术则难以发现[2]。下一代测序的发展使得能够识别散发性病变中的低水平体细胞镶嵌突变，2011年这项技术被应用于脉管畸形。因此，在过去的几年里，该领域中许多病变相关的突变被发现。本综述现就对近年来常见脉管畸形与其综合征的体细胞突变作一概述。一、毛细血管畸形毛细血管畸形（capillary malformation, CM）是最常见的脉管畸形类型。病变往往出生时就表现为压之可褪色的粉色至红色斑片。随着年龄的增长，病灶颜色逐渐加深，在体表下还可出现软组织和骨质过度生长。在散发性或综合征性（Sturge-Weber综合征，SWS）CM患者中，有45/52的患者出现GNAQ p.R183Q突变，同时发现了p.R183L和p.R183G 2个新的突变位点，并观察到内皮细胞GNAQ等位基因突变频率与疾病严重程度有关[3-7]。近期文献报道，在无GNAQ突变的弥漫性CM（包括过度生长）患者中发现GNA11突变[8]。此外，毛细血管畸形-动静脉畸形（capillary malformation-arteriovenous malformation, CM-AVM）通常是由RASA1突变引起的常染色体显性遗传病[9]。由于病灶的局限性和表型的差异，故有学者提出二次突变假说，认为只有当体细胞发生二次突变才会导致CM-AVM出现。近来的研究发现CM-AVM患者病变部位存在RASA1体细胞突变，支持二次突变假说[10-14]。同时，无RASA1突变的CM-AVM患者中存在EPHB4（位于RASA1上游）突变，有学者提出将其命名为CM-AVM2，以区分RASA1突变引起的CM-AVM[15-16]。对巨脑畸形-毛细血管畸形（macrocephaly-capillary malformation, M-CM）患者进行基因分析，发现其存在AKT3突变[17]。有研究发现角化性皮肤毛细血管静脉畸形（hyperkeratotic cutaneous capillary venous malformations, HCCVM）与CCM3/PDCD10、CCM1/KRIT1突变有关[18]。与整个CM病变组织相比，内皮细胞富集了体细胞突变，但有学者发现基质的等位基因突变频率也很高[19-20]。因此，有学者提出假设：体细胞突变存在于可以分化为多系细胞的祖细胞中，Uchiyama等[21]研究表明GNAQ p.R183Q突变发生在中胚层祖细胞中。二、淋巴管畸形淋巴管畸形（lymphatic malformation, LM）是囊性结构，可以分为微囊型（囊肿性病变（fibroadipose vascular anomaly, FAVA）是一种罕见的、复杂的间充质畸形，表现为纤维脂肪组织替代受影响的肌肉和低流量型血管畸形，一项研究在8例病例中发现4例存在PIK3CA突变[24]。球形细胞静脉畸形（glomuvenous malformation, GVM）是由Glomulin（GLMN）突变引起的多个小病变，有学者发现相同GLMN突变的GVM患者中存在不同的表型[35]。四、动静脉畸形动静脉畸形（arteriovenous malformation, AVM）是一类高流量型血管畸形，是由动脉和静脉之间的异常连接导致动静脉分流，没有正常的毛细血管网[1]。通常情况下，AVM会持续进展，导致周围组织的破坏，严重时会引起心力衰竭。近来，有学者在25例患者中发现16例MAP2K1基因的突变，且该突变仅存在于内皮细胞中[36]。研究发现ENG、ACVRL1、SMAD4、RASA1突变基因是肺动静脉畸形（pulmonary arteriovenous malformation, PAVM）和CM-AVM的致病基因，并发现PAVM是由这些基因突变后，通过调节转化生长因子-信号通路引起的。目前，已经报道了ENG基因中有超过100个突变与PAVM有关，Yokoo等[37]首次报道了在PAVM患者中发现了ENG基因c.1517T >C (p.Leu506Pro)突变，使用WES进一步验证了ENG突变与PAVM的相关性[38 。另外，有学者在一个弥漫性PAVM家系中发现了一个可能的致病基因NARFL（Ser161Ile）[39]。此前，脑动静脉畸形（brain arteriovenous malformation, BAVM）被认为是静止的先天性疾病，但是关于其消退或加重的临床证据与BAVM处于静止状态的观点相矛盾。在BAVM患者中，74％存在KRAS突变，内皮细胞中KRAS的突变可激活MAPK-ERK通路[40-41]。有学者在BAVM中检测到BRAF突变和KRAS中的两个新突变（p.G12A和p.S65_A66insDS）[42]。随后的2项研究发现，分别在1/3、2/3的BAVM患者中检测到了KRAS突变，并首次报道BAVM患者中存在KRAS p.G12C突变[43-44]；而BRAF V600E突变是皮肤AVM罕见的基因突变类型[45]。近期，对颅外AVM患者进行WES、全基因组测序以及微滴式数字PCR（droplet digital PCR, ddPCR）检测，发现MAP2K1突变是颅外AVM的常见原因。五、脉管畸形综合征脉管畸形综合征是由脉管畸形合并其他组织异常引起的。Klippel-Trenaunay综合征（Klippel-Trenaunay syndrome, KTS）是以CM+VM/LM+骨软组织肥大为特征，在其病变组织中发现了PIK3CA突变[24]。Parkes-Weber 综合征（Parkes-Weber syndrome, PWS）的特征性病变为肢体过度发育伴发CM和AVM，研究发现其存在RASA1突变。Maffuci综合征（Maffucci syndrome, MS）以内生性软骨瘤病和VM为特征，由体细胞异柠檬酸脱氢酶（isocitrate dehydrogenases, IDH）基因的突变引起[46]。在38例CLOVES综合征（CLOVES syndrome, CS）患者中发现36例存在PIK3CA突变，该综合征以先天性脂肪过度生长、血管畸形、表皮痣和骨骼异常为特征[24]。Proteus综合征（proteus syndrome, PS）临床特征为血管畸形和不对称性躯体过度发育，研究发现体细胞存在AKT1突变，PIK3CA突变也是本病的原因[47]。遗传性出血性毛细血管扩张症（hereditaryhemorrhagic telangiectasia, HHT）是一种常染色体显性遗传病，表现为鼻出血、消化道出血以及皮肤黏膜毛细血管扩张；ENG突变或激活ACVRL1/ALK1几乎是所有病例的原因。六、小结与展望在脉管畸形中发现的大多数突变都与RAS/PIK3CA通路的酪氨酸激酶受体信号传导通路有关，RAS和PIK3CA信号传导对细胞增殖、分化和存活具有广泛影响[48],但某些突变的功能尚不清楚。同一基因的突变可能导致不同的病变，虽然PIK3CA突变导致相对类似的脉管畸形，但在肿瘤和畸形中都发现了GNAQ/GNA11突变。目前尚不清楚同一基因的突变如何导致不同的表型，但这可能是由于基因突变的位置、受影响的细胞类型和（或）突变发生时的发育阶段不同所致。因此，突变可导致肿瘤和畸形。例如，MAP2K1中的种系突变可导致心面皮肤综合征，而不同的体细胞MAP2K1突变可导致动静脉畸形[36]或肿瘤（黑色素瘤和肺癌）[49]。尚不清楚为何在胚胎早期发育期间发生的PIK3CA突变可导致嵌合体和血管过度生长表型，然而在成人组织中发生的完全相同突变可促进肿瘤发生[50]。探索PIK3CA突变的分子病理生理学基础与导致身体各种罕见病症发生的机制，将是未来工作的重点。此前，由于临床诊断技术的限制，可能难以对部分脉管异常病变进行准确的区分和诊断，现在，我们可以使用ddPCR对已知的脉管异常病例进行突变位点的检测。脉管畸形中的突变发现也使得我们认识基因型-表型的关系成为可能。例如，此前VM被归类为一个实体，但现在已经认识到不同的突变与独特的表型相关：皮肤VM（TIE2）、皮下VM（PIK3CA）、角化过度VM（MAP3K3）、疼痛性VM（GLMN）。同样，AVM可以由MAP2K1（最常见）、PTEN（富含脂肪组织）或RASA1（PWS）中的突变引起。分子结果也证实了临床发现，即某些病变是密切相关的，例如疣状“血管瘤”和VM[32]。因此，由PIK3CA突变引起的脉管畸形被归入PROS（PIK3CA相关过度生长谱）这一概括性术语下，并且不再被视为独立的疾病[47]，现在它们被认为是由相同突变引起的一系列情况。同样，RASA1或EPHB4突变导致的CM-AVM不同亚型均可以使用mTOR抑制剂来改善症状。脉管畸形的处理包括切除、激光、硬化治疗和（或）栓塞。许多脉管畸形无法彻底治愈，治疗的目的是控制病变。干预治疗后常会出现进展和复发，且手术可会留下瘢痕从而影响美观，降低患者生活质量。因此，开发可以逆转异常和（或）防止其在治疗后进展和复发的药物极具潜力和价值。脉管畸形的遗传框架仍在迅速发展（表1）。但是，并未在所有进行WES或ddPCR的患者中发现体细胞突变，可能的原因包括：（1）突变等位基因频率低于检测的极限；（2）基因的其他部位存在突变；（3）突变位于不同的基因。其他引起脉管畸形的突变将继续被发现，可能导致相同或不同的信号通路发生改变。未来的研究将显示携带突变的特定细胞类型，以及突变如何影响细胞生物学。了解与脉管畸形相关的突变是开发针对这些病变的特异性靶向药物的第一步。未来，通过将遗传发现与临床信息相结合，对脉管畸形的诊断和治疗将变得更加系统和全面。总之，下一代测序使得在脉管畸形中发现体细胞突变成为可能，大多数突变影响RAS或PIK3CA酪氨酸激酶信号通路。鉴定脉管畸形的分子基础有助于识别可疑的临床组织学病变，以及建立基因型-表型关系。进一步的研究将明确特定的突变导致脉管畸形发生的具体机制，研发和验证针对突变位点及其下游信号通路的靶向药物。Disclosure of Conflicts of Interest:The authors have no financial interest to declare in relation to the content of this article.

节段性血管瘤的临床特点婴儿血管瘤（IH）是儿童最常见的良性肿瘤，发病率大约为4-5%，多见于女性。大多数血管瘤病灶较小，通常在不治疗的情况下可逐渐消退。然而，一些特殊类型的高风险IH需要得到患者家长、临床医生的关注和标准化治疗。2019年美国儿科学会（AAP）制定的最新IH临床实践指南将直径大于5厘米的血管瘤定义为节段性IH。节段性IH是一种高风险的IH类型，它可能与溃疡和气道受累等严重的并发症有关，还可能伴有后颅窝、动脉病变、心脏异常/主动脉缩窄、眼部异常的PHACE综合征和下肢、泌尿生殖系统异常/溃疡、脊髓病、骨畸形、肛门直肠畸形/动脉异常、直肠畸形的LUMBAR综合征等结构异常。然而，目前只有少数大样本研究报道节段性血管瘤的临床特征。因此，四川大学华西医院小儿外科儿童脉管疾病治疗与研究团队发表在SCI期刊《Therapeutics and Clinical Risk Management》上的《Clinical features of segmental infantile hemangioma: a prospective study》一文对节段性IH进行了一项前瞻性的横断面研究，探讨节段性IH的临床特点，旨在提高对节段性IH的认识，预防发病。该文通讯作者为华西医院小儿外科吉毅副教授。四川大学华西医院婴幼儿血管瘤课题组于2017年10月至2019年8月开展了一项关于IH的前瞻性研究。这项研究得到了四川大学华西医院伦理委员会的批准。本研究收集了所有在四川大学华西医院急诊、住院或在门诊接受治疗的IH患者的样本。收集内容包括患者性别、初诊年龄、IH发现时间、IH生长阶段、IH类型、IH解剖位置、并发症、溃疡部位、当前治疗方案等资料。本研究共筛选出1584名患者，其中1528名IH患者符合纳入标准并最终进入研究。其中非节段性IH 1375例，节段性IH 153例。节段性IH组与非节段性IH组的人口学特征无明显差异。非节段性IH和节段性IH患者首次就诊的平均年龄分别为3.41±2.73个月和3.63±3.23个月。我们发现节段性IH患者出生时即出现血管瘤比非节段性IH患者更常见（P<0.001）。在IH分型中，非节段性IH以浅表性IH为主（P<0.001），节段性IH以混合型IH多见（P<0.001）。49.67%节段性IH位于四肢，而仅仅只有22.04的非节段性IH位于四肢（P<0.001）。非节段性IH主要发生在头面部，而累及头面部的节段性IH较少见。（表1）溃疡是IH最常见的并发症。节段性IH溃疡发生率高于非节段性IH。节段性颈部、会阴/肛周/生殖器IH比非节段性IH更容易发生溃疡。另外，节段性IH较非节段性IH更易引起气道阻塞（P<0.001）。5例发生在面部胡须区域或腮腺深部的节段性IH，由于咽喉受累导致气道阻塞。（表2）在评估了高风险IH患者的情况后，127例（83.01%）节段性IH患者需要接受治疗，远远多于非节段性IH患者。并且节段性IH患者较非节段性IH患者更倾向于早期口服药物干预（P<0.001）。153例节段性IH患者中105例（68.63%）每天服用普萘洛尔2~3 mg/kg。（表3）大多数IH的特征性生长曲线是非线性的。在出生1-3周后IH开始增殖，而IH的快速生长期通常在出生后的前3个月内，因此，肿瘤可能要到出生后才能被发现。但由于节段性IH病灶面积大，常常累及一个或多个解剖结构，出生时被发现的可能性大大增加。然而，出生时观察到的节段性IH可能很难与毛细血管畸形区分开来。典型的IH随着年龄的增长而逐渐出现如红色斑块或红色丘疹样，节段性IH一般最初表现为网状毛细血管扩张，而且一些生长受阻的节段性IH在出生后并未表现出明显的增殖。因此，节段性IHS的识别具有挑战性，需要密切随访和观察，提供及时的干预和治疗。图示：右下肢节段性IH：出生时为暗红色斑块伴毛细血管扩张（图A），3周龄时表现为典型IH鲜红色斑块伴簇状红色丘疹（图B）。初级保健医生可能无法独立评估和管理高风险IH，如节段性IH。理想情况下，初级保健医生应该在4-6周内将高危IH患者转诊给IH专科医生，或者至少咨询IH专科医生有关治疗的事宜。有时因为转诊的延迟，一些患者可能无法得到及时的专业评估和治疗、无法得到早期、频繁和密切的监测。这种延迟转诊大大延误了对高危IH患者的评估和治疗。因此，强调节段性IH的早期识别和初级保健医生及时转诊的重要性。节段性IH较非节段性IH更易合溃疡。颈部皱褶区、唇部粘膜和会阴/肛周/生殖器区溃疡发生率较高。尤其是会阴/肛周/生殖器部位，由于反复摩擦以及尿便细菌和刺激物的存在，溃疡的发生几率大大增加。当这些高危溃疡部位发生节段性IH时，应加强临床随访和父母的日常护理，如经常更换尿布，减少病灶部位的摩擦等。如果出现溃疡，应在口服普萘洛尔治疗的同时，加强对局部溃疡创面的护理，如莫匹罗星软膏等。位于胡须区域的节段性IH常累及咽部和喉部，大大增加了气道阻塞的风险。图：面部和头部节段性IH：消退期有毛细血管扩张红色斑块的面部节段性IH（图A）和转诊前使用噻吗洛尔滴眼液治疗过的混合型头面部IH（图B）随着对IH认识的加深，对IH的评价和管理要求日益规范。因此，充分认识节段性IH的临床特点，正确识别节段性IH，及时转诊并采取措施进行早期干预，对儿科医生、基层医生和全科医生具有重要意义。

近日，四川大学华西医院小儿外科儿童脉管疾病治疗与研究团队在皮肤科顶级期刊Journal of the American Academy of Dermatology（《美国皮肤病学会杂志》，IF=8.277，HX1级），以原创性论著（Original Article）的形式在线发表题为皮肤婴幼儿多发血管瘤患者筛查婴幼儿肝血管瘤：一项多中心前瞻性研究 （Screening for infantile hepatic hemangioma in patients with cutaneous infantile hemangioma: a multicenter prospective study）论文。华西医院小儿外科吉毅副教授为该研究论文共同通讯作者。 该研究旨在探索皮肤多发血管瘤的个数与肝血管瘤发病之间的联系，从而为临床上多发血管瘤患者筛查肝血管瘤提供证据。研究发现皮肤多发血管瘤的个数越多，合并肝血管瘤的风险越大；筛查肝血管瘤的最佳皮肤多发血管瘤个数为5个。研究提示对于年龄＜9个月患儿，当其出现≥5个皮肤多发血管瘤时，应当建议积极主动的使用彩超去筛查肝血管瘤。 婴幼儿肝血管瘤（infantile hepatic hemangioma, IHH）是儿童最常见的肝脏肿瘤，临床上分为三类: 局灶性、多发性与弥散性。IHH的临床表现不一，轻者可无症状，严重者也可危害生命。常见的临床表现包括：肝大、腹胀、黄疸、贫血、血小板减少等，严重者可导致呼吸困难、心衰和甲状腺功能减退等并发症，危及患儿生命。 目前研究证实皮肤多发血管瘤（infantile hemangioma, IH）与IHH之间存在着紧密联：皮肤多发IH患者更易合并IHH。研究显示，皮肤多发IH患者更易合并危害性更大的多发性或弥散性IHH。因此，早期筛查可为早期干预治疗提供可能，使心力衰竭和甲状腺功能减退等严重并发症发生的概率更小，从而降低多发性或弥散性IHH的患病率和死亡率。 现在用以筛查IHH的皮肤多发IH的个数标准在业界仍存在着激烈争议。针对这一问题，华西医院小儿外科儿童脉管疾病治疗与研究团队进行了多中心、前瞻性研究（Clinicaltrial.gov identifier: NCT03331744）。研究纳入了676例皮肤多发IH数量≥3个以及980例局灶性皮肤IH（1-2个）的患者，发现其中1/3患者合并IHH。研究显示皮肤多发IH的数量越多，其并发IHH的风险越高（R = 0.973, P < 0.001）。进一步研究发现，对于年龄＜9个月的患者，采用B超筛查IHH的最佳皮肤多发IH个数是5个（P<0.001; 95% CI, 0.789-0.955）。 该研究首次对皮肤多发IH数量与IHH筛查之间的联系进行了多中心、大病例的全面分析和深入探索，研究的重要发现将IHH诊治指南的制定提供重要的循证证据。该研究得到国家自然科学基金与四川大学华西医院卓越发展135工程临床研究孵化项目的资助。其顺利完成得到华西医院小儿外科全体医护人员及华西医院儿童脉管疾病MDT团队的大力支持。 华西医院小儿外科由全国著名的小儿外科专家胡廷泽教授于1960年10月创立，是国内最早建立小儿外科中心之一。2006年成为首批卫生部全国小儿外科专科医生培养基地，2007年与四川大学华西妇产儿童医院（华西第二医院）小儿内科联合被授予儿科学卫生部全国重点学科，并于2012年成立四川大学华西儿童医学中心。目前华西医院小儿外科历经60余年不懈努力发展，已成为西部地区重要的小儿外科疑难重症诊治中心。 吉毅，四川大学华西医院副教授；医学博士，硕士研究生导师、博士研究生联合培养导师；四川省海外高层次留学人才；美国哈佛大学医学院波士顿儿童医院外科进修学习（访问学者）；现任中华医学会小儿外科分委会肿瘤学组委员、中国抗癌协会儿童肿瘤分委会青年委员会委员、中国血管瘤与血管畸形联盟常务委员、四川省医学会血管瘤与脉管畸形学组委员兼副组长、四川省医学会小儿外科分会青年委员会委员、四川省医师协会小儿外科青年委员会委员。 主要从事临床工作及研究方向：小儿实体肿瘤、淋巴管瘤、婴幼儿血管瘤、卡波西样血管内皮瘤、神经纤维瘤病。目前主导的婴幼儿血管瘤、卡波西样血管内皮瘤治疗个体化治疗方案，均被纳入美国NIH与美国儿科医师协会推荐方案之一。在血管瘤领域，吉毅副教授参与并制定治疗IH的中国专家共识“口服普萘洛尔治疗婴幼儿血管瘤专家共识”（婴幼儿血管瘤治疗共识专家小组，中华小儿外科杂志，2019）。其在IH研究成果被国内外指南及顶级期刊引用报道，如被2015年美国儿科协会（American Academy of Pediatrics, AAP）制定的IH诊断与治疗的临床指南报告（Diagnosis and Management of Infantile Hemangioma. Pediatrics. 2015）、2017年澳大利亚脉管异常协会与澳大利亚儿童皮肤科协会制定的IH专家共识（Consensus statement for the treatment of infantile haemangiomas with propranolol. Australas J Dermatol. 2017）以及2019年AAP制定的婴幼儿血管瘤临床治疗指南（Clinical Practice Guideline for the Management of Infantile Hemangiomas. Pediatrics. 2019）收入引用。在卡波西样血管内皮瘤领域，吉毅副教授参与并制定了“Kasabach-Merritt 现象诊断与治疗中国专家共识”（中国口腔颌面外科杂志，2019）。 吉毅副教授近年来以第一作者及通讯作者公开发表论文70余篇，其中在SCI收录的国际学术期刊论文40余篇，8篇为专科学术顶级期刊（专科排名前5%），总影响因子超过200分。作为项目负责人承担国家自然科学基金、四川省科技厅重点研发项目、四川大学优秀青年学者基金等多项基因；参与美国国立卫生研究院（NIH）基金、国家自然科学基金等多项课题。为Medline收录杂志 World Journal of Clinical Oncology编委，Precision Clinical Medicine青年编委；Pediatrics、JAAD、Chest、Angiogenesis、BJD等国际杂志审稿人。