一个遗传性出血性毛细血管扩张症家系的基因分析

Abstract

目的

研究一个遗传性出血性毛细血管扩张症（HHT）家系的ENG、ACVRL1、SMAD4基因突变情况，探讨其分子发病机制。

方法

对1例HHT患者进行临床诊断和家系调查。采集先证者及其长子外周血标本，应用芯片捕获高通量测序法进行ENG、ACVRL1、SMAD4基因分析，对检出的突变以Sanger测序法进行验证。

结果

71名家系成员中有9名被临床诊断为HHT，均以反复鼻腔出血为主要表现。基因分析结果显示，先证者及其长子ENG基因9号外显子存在框移突变c.1502-1503insGG（p.Gly501GlyfsX18），未检出ACVRL1、SMAD4基因突变。

结论

ENG基因框移突变c.1502-1503insGG（p.Gly501GlyfsX18）是这个HHT家系致病的遗传学基础。

遗传性出血性毛细血管扩张症（hereditary hemorrhagic telangiectasia, HHT）又称为Rendu-Osler-Weber综合征，是由编码TGFβ/BMP9信号通路的基因发生突变致病。大约85%的HHT患者存在ENG或ACVRL1基因突变，3%的患者存在SMAD4基因突变[1]。BMPR2、BMP9基因突变亦有报道[2]–[3]。我们对1例HHT患者进行家系调查并进行ENG、ACVRL1、SMAD4基因检测，报道如下。

病例资料

一、先证者临床资料

先证者，女，70岁，满族，因反复鼻出血50年、加重伴乏力头晕4年入院。患者50年前开始反复发作鼻出血，未予重视。近4年鼻出血较前频繁，并逐渐出现头晕、乏力。既往白内障病史4年，未行手术治疗。家族史：父母已故，具体死因不详。家系4代71名成员中9名有鼻出血反复发作病史（图1）。体格检查：重度贫血貌，结膜苍白，舌面可见散在鲜红色点状毛细血管扩张（图2）。入院后血常规：WBC 2.26×10⁹/L，HGB 50 g/L，PLT 269×10⁹/L；血清铁1.8 µmol/L（正常参考值6.6~32.4 µmol/L），铁蛋白6.7 µg/L（正常参考值13.0~150.0 µg/L），可溶性转铁蛋白受体9.91 mg/L（正常参考值0.76~1.76 mg/L）；尿便常规、肝肾功能、血电解质、肿瘤标志物、溶血及免疫等相关检查均正常；超声心动图：左心右室扩大、肺动脉高压；心电图、肺CT、腹部及泌尿系B超均未见明显异常；骨髓象：小细胞低色素性贫血骨髓象；胃镜：胃、十二指肠毛细血管扩张，轻触可见出血，盐水冲洗可止血，未见溃疡形成、食管胃底静脉曲张及胃黏膜糜烂性出血（图3）。参照文献[4]诊断标准诊断为HHT。入院后给予输注悬浮少白红细胞6 U纠正贫血，并予右旋糖酐铁及维生素C口服及鼻黏膜涂覆红霉素软膏，头晕、乏力症状缓解，HGB升至78 g/L，鼻出血频率降低，病情好转出院。其他8名有反复发作鼻出血家族成员亦符合文献[4]HHT诊断标准。

图1. 遗传性出血性毛细血管扩张症（HHT）家系图.

图2. 遗传性出血性毛细血管扩张症患者舌体表面毛细血管扩张.

图3. 遗传性出血性毛细血管扩张症患者胃、十二指肠黏膜多发毛细血管扩张.

二、基因分析结果

采集先证者及其长子外周血2~3 ml，送深圳华大临床检验中心有限公司以芯片捕获高通量测序法进行ENG、ACVRL1、SMAD4基因检测，以Sanger测序验证。结果显示，先证者及其长子ENG基因9号外显子存在框移突变c.1502-1503insGG（p.Gly501GlyfsX18），未检出ACVRL1、SMAD4基因突变（图4）。NCBI数据库检索结果显示，ENG基因9号外显子框移突变c.1502-1503insGG（p.Gly501GlyfsX18）为新发现的突变。

图4. 遗传性毛细血管扩张症家系ENG基因测序图.

A：先证者ENG基因第9号外显子框移突变c.1502-1503insGG（p.Gly501GlyfsX18）；B：野生型

讨论及文献复习

HHT发病率约为1/5 000[4]。是一种遗传性疾病，主要表现为皮肤黏膜毛细血管扩张及动静脉畸形。鼻出血是HHT最常见的临床表现，发生率达95%，平均发病年龄12岁，约80%的患者在20岁之前会发生鼻出血[5]–[6]。毛细血管扩张可以贯穿全胃肠道，常见部位是胃、十二指肠，大约1/4的HHT患者发生胃肠道出血。肝脏动静脉畸形发生率8.0%~30.0%，肺动静脉畸形发生率4.6%~30.0%，中枢神经系统动静脉畸形发生率4.0%~10.0%，脊髓动静脉畸形发生率约1.0%[7]。HHT的诊断主要依赖于病史及特征性临床表现，目前采用Curacao诊断标准[4]：①一级亲属患有HHT；②反复发作的自发性鼻出血；③内脏损伤（肺、肝、脑、胃肠、脊髓动静脉畸形）；④毛细血管扩张。符合以上3~4项可确诊HHT，符合2项为可疑，符合0~1项可排除。本例患者20岁开始反复发生鼻出血，胃镜示胃黏膜毛细血管扩张，多名家系成员有反复自发性鼻出血，符合文献[4]HHT诊断标准。

HHT为常染色体显性遗传病，男女均可发病。目前已知HHT的致病基因主要有3种：①ENG基因：编码endoglin蛋白的ENG基因定位于9q34.11，是转化生长因子（TGF-β）家族的辅助性受体；②ACVRL1基因：编码ALK-1蛋白的ACVRL1基因定位于12q11-q14，是TGF-β超家族Ⅰ型细胞表面配体的受体；③SMAD4基因：编码MADH4蛋白的SMAD4基因定位于18q21，是TGF-β超家族的重要细胞内信号转导的共同效应分子。以ENG和ACVRL1基因突变最为常见，三种突变基因编码的蛋白均与TGF-β超家族介导的信号传导有关。ENG、ACVRL1和SMAD4基因突变导致内皮细胞对TGF-β的反应发生变化，导致血管生成和修复出现异常，这可能是HHT患者动静脉畸形、毛细血管扩张类型复杂多变的原因之一。患者的基因表型与临床类型有相关性，ENG基因多态性与肺动静脉畸形相关，ACVRL1基因多态性与肝脏动静脉畸形有关[8]，两种基因型同时出现可导致多系统血管畸形（HHT 1型和HHT 2型）。SMAD4基因突变见于HHT伴幼年息肉病患者[9]。另外，Rigelsky等[2]报道了1例合并肺动脉高压的HHT患者，BMPR2基因突变阳性而ENG、ACVRL1、SMAD4基因均正常，提示BMPR2基因突变可能与肺动脉高压和HHT发病均相关。Wooderchak-Donahue等[3]在3例无关HHT患者中证实BMP9基因与血管新生相关，可能导致HHT发生。

本例患者检出ENG基因9号外显子框移突变c.1502-1503insGG（p.Gly501GlyfsX18），导致氨基酸编码蛋白提前终止，产生截短蛋白，从而影响内皮细胞对TGF-β的反应，导致血管畸形。HHT基因突变NCBI数据库显示ENG突变可以发生在1号至14号任何外显子，突变类型共280余种，包括无义突变、错义突变、剪接点突变、移码突变、缺失突变等。本例患者的突变位点在数据库中尚无记载。

对于HHT患者的鼻出血，保守治疗是一种低风险、非侵袭性的一线治疗方法，主要是应用生理盐水或润滑剂形成黏膜保护层，以达到减少鼻出血发生的治疗目标。药物治疗包括雌激素和新药贝伐单抗。贝伐单抗是血管内皮细胞生长因子抑制剂[10]–[11]，广泛用于治疗转移性结肠癌。近年来研究证实，贝伐单抗能使HHT患者的鼻出血和胃肠道出血减轻[12]–[13]。鼻出血的外科治疗包括电凝止血、热凝固、氩等离子凝固、低温消融、射频治疗、激光治疗及冷冻治疗，病情严重者可选择鼻中隔植皮术、前鼻孔闭合术及数字减影血管造影介入栓塞等[11]。重要脏器局部血管畸形需要手术治疗。