结节性硬化症复合体疾病中心脏横纹肌瘤(cardiac rhabdomyoma, CR)表型的基因型与基因型-表型关联分析

《International Journal of Genomics》：Genotype and Cardiac Rhabdomyoma Phenotype Analyses in Tuberous Sclerosis Complex Diseases

　　

背景：心脏横纹肌瘤(CR)是结节性硬化症复合体(Tuberous Sclerosis Complex, TSC)的典型表型之一。TSC患者伴CR可表现为不同严重程度及多样表型。TSC1与TSC2是TSC的致病候选基因，但TSC中CR表型与基因型的关系尚不清楚。方法：研究人员从HGMD、ClinVar及LOVD数据库筛选TSC1和TSC2的致病(pathogenic)及可能致病(likely pathogenic)变异（截止2024年12月1日），经严格排除标准及致病性再分析后进行统计学富集评价。结果：本研究最终纳入TSC1变异1250个，其中26个(20.8%)报道可致CR表型。外显子15中5.1%的变异与CR相关(p < 0.001)，外显子18中7.1%富集(p = 0.008)。经Benjamini–Hochberg法校正错误发现率(false discovery rate, FDR)后，外显子15(pFDR= 0.006)与外显子18(pFDR= 0.028)仍显著。考虑各外显子长度后Poisson模型未检出显著富集。纳入TSC2变异2690个，117个(4.3%)报道可致CR表型；外显子41中12%的变异与CR相关(p = 0.003)，FDR校正后无统计学意义(pFDR= 0.11)；Poisson模型校正外显子长度后，外显子37(IRR = 2.72 [1.42, 5.19], p = 0.003)、外显子38(IRR = 3.26 [1.65, 6.44], p = 0.001)及外显子41(IRR = 5.79 [3.11, 10.77], p < 0.001)呈显著富集，FDR校正后仍显著。结论：CR表型在特定外显子呈部分富集，提示遗传咨询中进行外显子水平解读的重要性。

论文解读：结节性硬化症复合体疾病中心脏横纹肌瘤表型的基因型与基因型-表型关联分析

本研究发表于《International Journal of Genomics》。心脏横纹肌瘤(cardiac rhabdomyoma, CR)是结节性硬化症复合体(Tuberous Sclerosis Complex, TSC)的典型表现之一，约70%–90%的CR患者患有TSC，但仅约半数TSC患者出现CR表型。TSC由TSC1或TSC2基因的致病/可能致病变异引起，导致mTOR(mammalian target of rapamycin)信号通路负调控丧失。目前TSC1/TSC2基因型与CR表型之间的关联尚未明确阐明，既往研究多聚焦于产前超声诊断CR及mTOR抑制剂治疗，缺乏系统的基因型–表型关联探索。为此，研究人员整合公共数据库与单中心临床数据，系统分析TSC1和TSC2各外显子中CR相关致病变异的富集情况，以明确是否存在外显子水平的CR表型富集热点，为遗传咨询提供依据。

研究人员采用的主要关键技术方法如下：从HGMD、ClinVar和LOVD数据库获取TSC1（转录本ENST00000490179.4）与TSC2（转录本ENST00000219476.9）的致病变异及可能致病变异（截止2024年11月30日），按ACMG指南重新评估致病性，排除意义未明变异、＞1000 bp拷贝数变异、非±1/2内含子变异、多外显子缺失及重复条目；通过PubMed及ClinVar检索每个变异是否报道伴CR表型（检索词含"cardiac rhabdomyoma""heart tumor""cardiac tumor"）；同时回顾上海儿童医学中心(SCMC) 2020年7月至2024年12月行全外显子测序(whole-exome sequencing, WES)且TSC1/TSC2检出阳性结果的先证者临床及基因数据；统计学上采用Fisher精确检验或卡方检验计算各外显子CR相关变异占比差异，Benjamini–Hochberg法校正多重比较得到FDR-adjusted p值，并以包含外显子长度为偏移项(offset)的Poisson回归模型计算发病率比(incidence rate ratio, IRR)评估外显子水平富集。

3. Results（结果）

TSC1分析共纳入1250个致病变异（ClinVar 402个、HGMD 485个、LOVD 354个、SCMC 9个），其中26个(2.08%)有CR表型报道，主要集中于外显子15（13例，占CR相关变异50.0%）和外显子18（6例，23.1%）。Fisher检验显示外显子15（5.1% vs 其余外显子，p < 0.001）与外显子18（7.1%，p = 0.008）CR相关变异比例显著升高，FDR校正后仍显著（外显子15 p_FDR= 0.006；外显子18 p_FDR= 0.028）。以Poisson回归校正外显子长度后，外显子15（IRR = 1.75 [0.81, 3.78], p = 0.152）与外显子18（IRR = 2.22 [0.89, 5.54], p = 0.086）未见统计学显著富集，但IRR > 1提示存在富集趋势。其余外显子未见显著富集。

TSC2分析共纳入2690个致病变异（HGMD 1285个、ClinVar 638个、LOVD 753个、SCMC 14个），其中117个(4.3%)有CR表型报道，分布于除外显子3/7/14/23/26外的各外显子。外显子41中12%的变异与CR相关（p = 0.003），但FDR校正后未达显著性（p_FDR= 0.11）。Poisson回归校正外显子长度后，外显子37（IRR = 2.72 [1.42, 5.19], p = 0.003）、外显子38（IRR = 3.26 [1.65, 6.44], p = 0.001）及外显子41（IRR = 5.79 [3.11, 10.77], p < 0.001）呈现显著富集，FDR校正后上述三个外显子仍保持显著（外显子37 p_FDR= 0.031；外显子38 p_FDR= 0.012；外显子41 p_FDR< 0.001）。

SCMC队列中新检出23个变异，其中13例伴CR表型（8例产前发现，4例＜3岁婴幼儿，1例儿童），5例(38%)合并神经系统并发症。汇总所有CR相关变异，约28.7%在胎儿期诊断，36.4%在婴儿期诊断，提示CR表型出现早；外显子15/18(TSC1)及外显子41(TSC2)的CR相关变异未发现特殊表型差异。

4. Discussion（讨论与结论）

讨论部分指出，TSC1外显子15编码Rho激活结构域（氨基酸145–510）C端，该结构域介导Rho GTP酶结合及细胞-基质黏附调控，其功能缺失可能与错构瘤发生有关；外显子18位于卷曲螺旋(coiled-coil)区（氨基酸730–996），对TSC1–TSC2复合物相互作用及稳定至关重要，小鼠心室肌细胞Tsc1外显子17/18缺失模型出现左心室扩大及CR病理改变支持其重要性。TSC2几乎各外显子均见CR相关变异，反映TSC2在心脏发育及mTOR信号抑制（TSC2 GAP结构域位于氨基酸1562–1748，外显子41编码其C端）中的核心作用；TSC2致病变异通常较TSC1引起更重表型。研究受限于公共数据库报道偏倚（重症易上报、轻症/无症状易漏报）及CR详细临床信息（肿瘤大小、位置、随访）缺乏，需大样本前瞻性队列验证。

结论(Conclusion)：心脏横纹肌瘤(CR)表型在TSC1基因外显子15与外显子18、TSC2基因外显子37、外显子38及外显子41呈部分富集，强调遗传咨询中进行外显子水平解读的重要性。临床中发现上述外显子致病变异时，建议行超声心动图或心脏磁共振以排查CR；产前超声检出胎儿CR应警惕TSC并启动基因检测；该外显子富集结果为后续CR发病机制研究提供线索。