心脏血管肉瘤NGS显示独特基因组特征

心脏血管肉瘤是一种罕见的侵袭性恶性肿瘤，治疗选择有限。该疾病既有散发性病例，也有家族性病例，且最近发现其与胚系POT1基因突变存在关联。目前，人们对这种疾病的基因组特征了解甚少。研究者对心脏血管肉瘤进行了全面的基因组分析，以评估胚系易感性的程度，并确定其他具有临床意义的反复出现的基因组变异。

6名患者为女性，4名患者为男性。患者就诊时的中位年龄为40岁（范围为21至69岁）。所有有随访数据的病例均呈现出侵袭性的临床病程（8名患者中有6名死于该疾病）。在9/11例病例中发现了KDR变异，包括新型的结构变异，其发生率显著高于非心脏血管肉瘤。45.5%的心脏血管肉瘤病例中存在POT1基因突变。在5例POT1基因突变的病例中，有3例通过对正常组织的检测证实了胚系状态，另外1例通过等位基因频率分析，高度推测其为胚系状态。此外，研究者在POT1野生型的心脏血管肉瘤中发现了新型的反复出现的MED12基因第2外显子突变，这表明存在另一种引发心脏血管肉瘤癌变的途径。

心脏血管肉瘤展现出了与非心脏血管肉瘤不同的独特基因特征。本研究强调了胚系POT1基因负荷在心脏血管肉瘤发生发展中的作用，并首次证明了反复出现的MED12基因变异。所报告的KDR基因变异为治疗这种侵袭性疾病提供了一个潜在的途径。鉴于本研究中所报告的胚系POT1基因突变的普遍性，对于诊断为心脏血管肉瘤的患者，应考虑进行胚系基因检测。

研究背景

血管肉瘤是一种表现出内皮细胞分化的恶性软组织肿瘤。心脏血管肉瘤是人类心脏最常见的原发性恶性肿瘤。尽管手术切除仍然是治疗血管肉瘤的唯一根治性方法，但对于心脏肿瘤而言，局部治疗（如根治性切除或放疗）极具挑战性。此外，由于该疾病易于发生血行播散和早期转移，通常在临床晚期（III期或IV期）才被发现。例如，右心房（心脏血管肉瘤最常见的发生部位）的心脏血管肉瘤常常沿着血流扩散并转移至肺部。因此，心脏血管肉瘤的临床预后极差，中位总生存期（OS）短至6个月。

转移性心脏血管肉瘤的治疗主要依赖于化疗。以阿霉素或紫杉烷为基础的单药治疗方案已显示出一定的缓解率，并且仍是全身治疗的主要手段。尽管已经探索了联合化疗方案，但与单药治疗方案相比，其优势仍不明确。小规模研究调查了免疫检查点抑制剂在不同部位血管肉瘤中的临床疗效，但并未专门针对心脏血管肉瘤，且仅显示出一些部分缓解和罕见的完全缓解。尽管这些早期结果令人鼓舞，但缓解似乎与较高的肿瘤突变负荷（TMB）以及紫外线诱导的突变特征相关，这种特征在皮肤血管肉瘤中较为常见，但在心脏血管肉瘤中尚未有报道，并且目前尚不清楚免疫检查点抑制剂治疗对心脏血管肉瘤是否有益。

靶向治疗为心脏血管肉瘤的治疗提供了新途径。在软组织肉瘤（STS）中，使用酪氨酸激酶抑制剂（TKI）靶向致癌信号通路大致可分为以下两类：（i）选择性抑制激活的癌基因（例如，胃肠道间质瘤中的KIT和PDGFRA突变，或婴儿纤维肉瘤中的NTRK3和RET融合）；以及（ii）在没有明确分子靶点驱动的软组织肉瘤中，使用多激酶TKI进行更广泛的、不依赖特定靶点的治疗。例如，多激酶TKI帕唑帕尼目前已被美国FDA批准用于治疗对标准化疗产生进展的软组织肉瘤。帕唑帕尼在血管肉瘤中的临床试验表明，多达一半的患者获得了临床益处，尽管肿瘤缩小的情况很少见。这些结果表明，血管肉瘤可能适合TKI治疗，但仍需要进一步优化以提高疗效。在实际应用中，识别独特的基因依赖性并使用特定的TKI，已显著改善了其他肿瘤类型的临床结局（例如，在ALK驱动的非小细胞肺癌中，使用特定的ALK抑制剂相较于多激酶抑制剂；在RET突变的甲状腺髓样癌中，使用特定的RET抑制剂相较于多激酶抑制剂）。

基于基因组信息的管理策略已在所有器官系统的恶性肿瘤治疗中取得了进展。然而，心脏血管肉瘤的基因组特征在很大程度上仍未得到充分研究。研究者对心脏血管肉瘤分子变异的了解仅限于病例报告、小样本病例系列，或在较大规模的所有部位血管肉瘤测序队列中纳入的个别心脏血管肉瘤病例。本研究展示了一组经过基因组分析的心脏血管肉瘤病例，并证明了它们与非心脏血管肉瘤在生物学上的差异。

研究结果

临床病理特征：

这些病例选自1988年至2023年间在该机构回顾性研究的一组心脏血管肉瘤病例。共确定了58例病例，其中男性患者33例，女性患者25例。58例患者中有57例的年龄信息可查：中位年龄为43岁，年龄范围为14岁至73岁。47例病例有肿瘤部位信息：大多数肿瘤发生在右心房（n = 44，94%），其次是左心房（n = 2，4%），还有1例（2%）推测起源于心包。在这组病例中，有4例之前在常规临床诊疗中进行过NGS，另外有9例有可供分子分析的组织样本，并成功进行了测序。来自左心房的2例病例都进行了测序，测序结果显示的分子特征与其他诊断相符：MDM2扩增与内膜肉瘤相符，WWTR1::ACTL6A重排与上皮样血管内皮瘤相符。这些病例在重新进行组织学复查后被重新分类，并排除在进一步分析之外。

因此，最终具有基因组特征的心脏血管肉瘤病例组包括11例病例。表1展示了该病例组的主要临床和人口统计学特征。7例患者为女性，4例为男性。患者就诊时的中位年龄为34岁（范围为21至69岁）。在11例患者中的10例中，肿瘤发生在右心房。1例患者表现为局部晚期疾病，且无法可靠确定心脏内的肿瘤原发部位。

表1

11例病例中有8例有临床治疗和随访信息。8例患者中有4例接受了原发肿瘤切除术。另外2例患者表现为转移性疾病，2例患者表现为局部晚期且无法切除的疾病。8例患者中有6例接受了化疗。除化疗外，3例患者接受了免疫治疗：2例接受了帕博利珠单抗治疗，1例接受了纳武利尤单抗治疗。没有患者接受靶向治疗。3例患者接受了原发部位放疗--2例是为了对无法切除的原发疾病进行局部控制，另1例是在原发肿瘤切除后局部复发而接受放疗。6例患者死于该疾病（中位生存期 = 14个月；范围为2周至30个月），2例患者在9个月和28个月时仍带瘤生存。

心脏血管肉瘤的OS结局明显比非心脏血管肉瘤更差（P值 = 0.0059）。在对非心脏血管肉瘤进一步分类后，观察到心脏血管肉瘤与皮肤血管肉瘤（P值 = 0.015）或乳腺血管肉瘤（P值 = 0.015）之间存在显著差异，这两类是非心脏血管肉瘤中数量最多的两组。在心脏血管肉瘤与内脏和软组织血管肉瘤之间，未观察到OS有显著差异，这可能是因为这些组中的病例数量较少。

心脏血管肉瘤的基因组特征：

成功对11例病例进行了NGS。图1展示了所有血管肉瘤的基因组图谱，图2则更详细地展示了心脏血管肉瘤病例。在心脏血管肉瘤中，反复出现变异的基因包括KDR（n = 9）、POT1（n = 5）、MED12（n = 5）、KMT2D（n = 3）、ARID1A（n = 3）、NOTCH1（n = 2）和NRAS（n = 2）。其他值得注意的变异包括TERT的高水平扩增以及TP53、PBRM1、RASA1、NOTCH1、SETD2和CDKN2A的功能丧失变异（各出现于1例病例中）。1例病例存在CDKN2B的纯合缺失。

图1

图2

反复出现的KDR变异为心脏血管肉瘤提供了有前景的治疗靶点：

在已测序的心脏血管肉瘤病例中，最突出的反复出现的特征是KDR突变，在11例病例中的9例（82%）中被发现。KDR突变总结于图3中。共鉴定出16个KDR非同义变异。其中包括单核苷酸替换（n = 8）、框内插入（n = 5）和结构变异（n = 3）。KDR p.T771R出现在3例病例中，KDR p.V727_R728dup出现在2例病例中；其他所有变异都是独特的。大多数突变发生在Ig样C2型结构域7（D7），该结构域负责维持自抑制状态。KDR D7突变包括框内插入p.G671_T677dup、p.I669_Q676dup、p.C688dup和p.V727_R728dup，以及单核苷酸变异p.694L、p.C740Y和p.S741C。另一个在3例病例中出现的常见突变KDR p.T771R，影响了跨膜结构域（TMD）。此外，1个突变影响了酪氨酸激酶结构域（p.E979V），另1个突变影响了C末端细胞质尾部（p.D1189N）。

图3

3例病例显示出KDR的新型结构变异。在2例病例中，较大的基因内缺失导致框内重排，使KDR外显子5和15（病例#7）以及外显子3和16（病例#9）并列。这两种变异都有效地去除了自抑制的D4至D7结构域。另外1例病例（#1）显示出激酶结构域的局部重复（跨越KDR外显子18至30），表现为KDR外显子30和外显子18之间的框内重排，同时外显子18至30发生扩增；由此产生的产物预计含有两个串联的酪氨酸激酶结构域。

心脏血管肉瘤中端粒维持机制的异常：

第二常见的反复出现的特征是POT1基因变异，出现在11例病例中的5例（45.5%）（图4）。另外还有1例病例检测到了TERT基因的高水平扩增（估计有7个拷贝）。5例存在POT1突变的患者中有4例有临床信息（图5）。

图4

图5

患者1号是一名29岁的男性，最初表现为右心房心脏血管肉瘤。在对他的心脏血管肉瘤进行分期检查时，影像学检查发现了一个肾脏肿物，通过肾部分切除术将其切除，病理显示为透明细胞肾细胞癌。专门的胚系检测显示存在POT1 p.R117C突变，肿瘤测序也发现了该突变。在肿瘤中未发现野生型（WT）等位基因失活的证据。在最后一次随访时，该患者在确诊26个月后仍带瘤生存。对家族史的回顾显示，该患者的弟弟（21岁）患有肝癌，父亲（39岁）患有结直肠癌，母亲（63岁）患有乳腺癌，堂兄（37岁）患有胃癌。

患者2号是一名女性，22岁时首次发现乳腺肿物。肿物被切除，诊断为低级别叶状肿瘤，手术切缘阴性。随后，她在32岁时患上了原发性血小板增多症，检测到存在CALR p.K385fs*突变。34岁时，该患者出现右心房肿物，随后被诊断为心脏血管肉瘤。由于该患者有多种肿瘤病史，她接受了专门的胚系检测，结果显示存在POT1 c.10-1G>A突变。心脏血管肉瘤的肿瘤测序显示出了胚系POT1变异，以及另一个体细胞失活性POT1变异p.R117H，这与肿瘤内的双等位基因失活情况相符。该患者在确诊2年后去世，年仅36岁。对家族史的回顾显示，该患者的叔叔（4岁）患有白血病，姑姑（年龄不详）有乳腺肿物，奶奶（年龄不详）有乳腺肿物，远房堂姐（40岁）患有乳腺癌。

患者3号是一名47岁的女性，她首次确诊为右心房心脏血管肉瘤。她既往没有恶性肿瘤病史。肿瘤组织测序显示，POT1基因存在高等位基因频率（79%）的p.T105M突变，同时伴有拷贝数中性的杂合性缺失，这表明肿瘤中双等位基因失活。由于没有正常组织可供分析，并且由于肿瘤含量高（估计为70%），虽然高等位基因频率提示可能为胚系来源，但无法确切推断胚系状态。她在确诊3年后去世，享年50岁。

患者4号是一名57岁的男性，他首次确诊为右心房心脏血管肉瘤。他在确诊4个月后因疾病进展去世。对其去世后进行的心脏血管肉瘤测序显示存在POT1 p.S377P突变，在非肿瘤性心脏组织中也检测到了该突变，这与胚系突变相符。此外，肿瘤显示出POT1的拷贝数中性的杂合性缺失，表明野生型等位基因缺失以及双等位基因失活。

POT1变异与心脏血管肉瘤中端粒含量增加相关：

鉴于POT1在调节端粒过度延长方面的作用，研究者使用TelomereHunter算法在测序数据中估计端粒长度。与POT1野生型的心脏血管肉瘤相比，存在POT1突变的心脏血管肉瘤显示出显著更高的端粒含量（Mann-WhitneyU检验，P值 = 0.0022，图6A）。由于端粒长度会随着年龄增长而缩短，研究者旨在排除年龄作为混杂因素。如图6B所示，在不同年龄组中，POT1突变的病例比年轻患者中POT1野生型的病例具有更高的端粒含量。

图6

在3名患者中，研究者能够比较肿瘤组织和非肿瘤组织之间的端粒含量（2名患者的外周血，另1名患者的良性心脏组织）。虽然与匹配的非肿瘤组织相比，POT1突变患者的肿瘤组织具有更高的端粒含量，但在POT1野生型的病例中，端粒含量仅有轻微增加（图6C）。值得注意的是，即使是POT1突变患者的非肿瘤组织，其端粒含量也比POT1野生型患者的肿瘤组织更高，尽管在进行多重比较校正后，这种差异没有统计学意义（Mann-WhitneyU检验，P值 = 0.03571，Benjamini-Hochberg多重比较校正后的P值 = 0.0536）。

反复出现的MED12变异定义了POT1野生型的心脏血管肉瘤：

在其余5例没有POT1或TERT变异的病例中，所有病例都表现出MED12外显子1或2的热点突变：3个错义变异（p.L36P、p.T37R和p.V41G）以及2个框内缺失（p.Q27_P29del和p.A38_A50del）。这些突变如图7所示。

图7

心脏血管肉瘤代表了一种基因组上独特的血管肉瘤亚型：

为了确定心脏血管肉瘤在基因组上是否与非心脏血管肉瘤不同，研究者比较了不同亚型中最常见的基因变异的发生率（图1）。由于在最初版本的测序panel中没有包含POT1和MED12基因，一些病例被认为无法提供有效信息。最终本研究还纳入了52例非心脏血管肉瘤病例，这些病例有POT1和MED12基因数据。

与非心脏血管肉瘤病例相比，KDR变异在心脏血管肉瘤中显著更为常见（KDR在心脏血管肉瘤中为9/11例，81.8%；在非心脏血管肉瘤中为9/73例，12.3%，卡方检验P值 < 0.0001）。在6例无既往放疗史的乳腺血管肉瘤（原发性乳腺血管肉瘤）中，有3例（50%）存在KDR变异，这与先前的报道一致。相比之下，在25例有放疗史的病例中，只有3例（12%）显示出KDR突变，这证实了先前已发表的关于放疗相关血管肉瘤中KDR突变相对减少的报道。同样，在22例皮肤血管肉瘤中，只有3例（13.6%）显示出KDR变异。

POT1变异在心脏血管肉瘤和皮肤血管肉瘤中较为普遍（在可提供有效信息的病例中，分别为5/11，45.5%和9/18，50%）。所有POT1突变的皮肤血管肉瘤患者都没有进行胚系检测，因此无法确定在这种情况下POT1突变的性质。

除了心脏血管肉瘤和皮肤血管肉瘤外，在34例可提供有效信息的病例中，只有1例（3%）存在POT1变异。该病例是一名原发性肾脏血管肉瘤患者，其POT1基因存在p.E462K突变，且患者的母亲有未明确类型的心脏肿瘤家族史。虽然没有进行胚系检测，但POT1的变异等位基因频率（VAF）很高（85%），提示可能为胚系来源。

致癌性的MED12外显子1和2变异仅在52例可提供有效信息的非心脏血管肉瘤病例中的2例中发现（均为皮肤血管肉瘤，在18例可提供有效信息的皮肤血管肉瘤病例中占2例），这表明在心脏血管肉瘤中该变异显著富集（卡方检验P值 < 0.0001）。

讨 论

心脏血管肉瘤是一种罕见的恶性肿瘤，具有侵袭性。心脏血管肉瘤肿瘤的关键位置以及早期易发生血行转移的倾向，给局部治疗带来了巨大挑战。了解心脏血管肉瘤的发病机制，是制定更有效的治疗策略和预防措施的关键。这项研究展示了最大规模的具有基因组特征的心脏血管肉瘤病例组，证明了它们在基因组上与非心脏血管肉瘤不同，并强调了KDR、POT1、TERT和MED12基因变异的重要性。

KDR基因变异：

KDR基因编码VEGFR2，它是VEGFR家族跨膜酪氨酸激酶受体的成员之一，该家族还包括VEGFR1、VEGFR2和VEGFR3。VEGFR2是该家族中血管发育的主要调节因子，而VEGFR1由于其相对较弱的激酶活性，主要作为诱饵受体发挥作用，VEGFR3则主要参与淋巴管系统的调控。在生理状态下，未结合配体的VEGFR受体处于非激活状态。VEGF（包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C和VEGF-D）或胎盘生长因子的结合会引发VEGFR受体的二聚化。VEGFR2具有强大的激酶结构域，能够激活MAPK通路、PI3K/AKT通路以及磷脂酶γ通路。这些通路的失调可导致不受控制的细胞生长和存活信号传导，进而引发肿瘤发生。因此，在多种血管肉瘤中都发现了KDR基因的功能获得性突变。Antonescu及其同事报道，在39例血管肉瘤中，有4例（10%）存在KDR基因突变。这4例KDR突变的病例均为原发性乳腺血管肉瘤；该研究仅纳入了4例内脏血管肉瘤，尚不清楚其中是否有心脏原发性血管肉瘤。在后续研究中，Huang及其同事在113例血管肉瘤病例中，发现有8例（7%）存在KDR基因突变。其中7例发生在乳腺/胸壁区域，1例发生在腰椎。该研究纳入了11例内脏血管肉瘤病例，但不确定其中是否有心脏起源的病例。值得注意的是，KDR激活突变在其他肿瘤类型中极为罕见。在本研究中，11例病例中有9例（82%）检测到了KDR激活变异。这些数据表明，与非心脏血管肉瘤相比，KDR基因变异在心脏血管肉瘤中显著富集。

VEGFR2蛋白由一个含有7个免疫球蛋白（Ig）同源结构域重复序列（D1-D7）的细胞外结构域、一个单一的跨膜结构域（TMD）以及一个细胞内酪氨酸激酶结构域组成。D1至D3结构域负责配体结合，而D4至D7结构域在没有配体结合的情况下，可通过静电排斥等方式防止受体不受控制地二聚化。

Antonescu及其同事以及Huang及其同事报道了4种不同的KDR基因替代突变。除了热点跨膜结构域突变KDR p.T771R和p.T771K外，还有一个突变影响了D7结构域（p.D731E），另一个发生在酪氨酸激酶结构域（p.A1065T）。Painter及其同事和Nacev及其同事的研究中也鉴定出了KDR p.T771R和p.D731E突变。此外，Nacev及其同事在D7结构域中发现了一些新的突变，包括p.X685_splice、p.V665_P667delinsA、p.G681_E682insKG、p.G681_A690dup、p.C688Y、p.W700C、p.C737F和p.F778_W779insLGTAVIAMFF。只有一个新的突变p.L88V发生在D7结构域之外，影响了D1结构域。Calvete及其同事在心脏血管肉瘤中发现了KDR p.T771R（跨膜结构域）和p.N704del（D7结构域）突变。Zhrebker及其同事通过全外显子测序（WES）在一例心脏血管肉瘤中发现了KDR p.G681R（D7结构域）突变。Kunze及其同事在两例心脏血管肉瘤病例中检测到了KDR p.T771R（跨膜结构域）和p.R720W（D7结构域）突变。Beca及其同事在7例原发性乳腺血管肉瘤中鉴定出了p.T771R（跨膜结构域）、p.D731E（D7结构域）、p.R725S（D7结构域）、p.Q676delinsENG（D7结构域）和p.Y194delinsCN（D2结构域）突变。

在本研究中，研究者鉴定出了7个新的D7结构域突变，包括p.G671_T677dup、p.I669_Q676dup、p.C688dup、p.694L、p.V727_R728dup、p.C740Y和p.S741C。热点突变KDR p.R771R出现在3例病例中。只有两个突变，p.E979V（酪氨酸激酶结构域）和p.D1189N（C末端细胞质尾部）发生在T771热点区域和D7结构域之外。

此外，研究者还鉴定出了新的潜在激活结构变异。发现了两种特定的结构重排，导致了大片段的框内缺失。在病例#7中，重排导致KDR外显子5和15并列，而在病例#9中，涉及外显子3和16。预计这两种变异在两个病例中都能保持阅读框不变，病例#7中缺失了D2至D7结构域，病例#9中缺失了D3至D6结构域以及部分D7结构域。系统的结构域缺失研究表明，D1至D3结构域对于有效结合配体至关重要。D3结构域的缺失会完全消除VEGF与VEGFR2的结合。因此，鉴定出的截短型KDR变异不太可能结合VEGF。然而，Tao及其同事先前已证明，缺乏D4至D7结构域的VEGFR2受体在没有配体的情况下会表现出高水平的自发二聚化和磷酸化。因此，D4至D7结构域的缺失可能使配体结合变得不必要，这就解释了这些变异如何驱动心脏血管肉瘤的发生。

结合先前的报道，这些结果表明，D7结构域是血管肉瘤中的一个功能热点区域，很可能是因为其自抑制特性可能会被该区域的突变所破坏。

最后，另一例病例（#1）显示出串联激酶结构域重复。据推测，酪氨酸激酶结构域的串联重复会导致不依赖配体的顺式自磷酸化，这在先前针对EGFR的研究中已得到证实。此前也有报道称，BRAF和FGFR1也存在类似的激活事件。据研究者所知，这是首次报道KDR串联激酶结构域重复的情况。

尽管本研究的心脏血管肉瘤患者均未接受过如TKI或mAbs等抗VEGFR治疗，但越来越多的文献表明，这是一种可行的血管肉瘤治疗途径。存在KDR基因变异的血管肉瘤患者对TKI类药物，包括阿帕替尼、舒尼替尼和帕唑帕尼，表现出了良好的治疗反应。虽然目前尚无具体报道称存在KDR基因突变的心脏血管肉瘤患者接受VEGFR抑制剂治疗的病例，但有多项报道显示，心脏血管肉瘤患者使用帕唑帕尼进行靶向治疗后，病情有明显改善。

POT1和TERT：

尽管心脏血管肉瘤是一种罕见的恶性肿瘤，但基因易感性的重要性在数十年前就已得到认可。1999年，Hu及其同事报道了同卵双胞胎中发生的心脏血管肉瘤病例。2002年，Casha及其同事以及Lundkvist和Erntell又分别报道了另外两个兄弟姐妹中出现心脏血管肉瘤的家族病例。2006年，Keeling及其同事报道了另一例相关病例。在Calvete及其同事报道3个TP53阴性的Li-Fraumeni样西班牙家族之前，家族性心脏血管肉瘤的病因一直不明，这些家族中除了其他恶性肿瘤外，心脏血管肉瘤的发生率异常高。这3个家族都携带POT1 p.R117C突变。Li及其同事以及Baptista Freitas及其同事也报道了其他与POT1突变相关的家族病例。一个携带显性负性Pot1aR117C突变敲入的小鼠模型提供了更多的因果证据，该模型显示出较高的自发心脏血管肉瘤发生率。

端粒保护蛋白1（由POT1基因编码）是端粒保护复合物的成员之一，该复合物还包括TRF1、TRF2、RAP1、TIN2和TPP1。端粒保护复合物结合在线性染色体末端的端粒DNA序列上，保护它们不被DNA损伤修复机制识别（以及异常的末端连接）。POT1通过TPP1被招募到端粒单链DNA（ssDNA）突出端，在其中调节端粒酶介导的端粒延长。因此，POT1的功能有两个方面：首先，它抑制由单链DNA触发的ATR介导的DNA损伤反应的激活；其次，它防止端粒过度延长。体细胞或胚系突变导致的POT1失活，被认为是通过这两种功能的失调来驱动癌症的发生。然而，一些研究小组认为，由此导致的端粒延长起着更重要的作用，并且至少在一些已报道的POT1变异中，可能在不引发DNA损伤反应的情况下发生。此外，一些POT1变异（例如p.L259S）可能会产生相反的效果，导致端粒缩短，并与加速衰老表型相关。因此，这种变异与肺纤维化和肝脏疾病相关，这是短端粒综合征的两种病理表现。

胚系POT1变异与多种恶性肿瘤的发病风险增加相关，这种情况被称为POT1肿瘤易感（POT1-TPD）综合征。该综合征是常染色体显性遗传的，已报道了错义突变和无义突变等致病突变。其外显率似乎较高，但不完全，并且在许多情况下在生命后期才表现出来 [例如，在Calvete及其同事的研究中，中位年龄为45岁，范围为24至93岁；在Baptista Freitas及其同事的研究中，中位年龄为53.5岁，范围为28至78岁]。目前的证据表明，致病性POT1变异的携带者容易患上皮肤黑色素瘤、慢性淋巴细胞白血病（CLL）、胶质瘤以及软组织肉瘤（STS），包括血管肉瘤。其他肿瘤类型，如结直肠癌、甲状腺癌和肺癌，以及脾边缘区淋巴瘤，也有相关报道。受影响个体中肿瘤类型的多样性以及偶尔出现的多种恶性肿瘤，与Li-Fraumeni综合征类似。事实上，POT1-TPD综合征的首批病例之一就是通过对TP53野生型的Li-Fraumeni样家族进行筛查而发现的。这些家族的特征是，个体容易患上心脏血管肉瘤，并且心脏血管肉瘤被认为是四种"核心"恶性肿瘤之一，其他三种还包括皮肤黑色素瘤、慢性淋巴细胞白血病和胶质瘤。目前，对于患有这些癌症之一，且一级或二级亲属中有确诊的核心癌症的个体，建议进行POT1-TPD检测。

尽管心脏血管肉瘤在POT1-TPD综合征中较为常见，但此前心脏血管肉瘤中体细胞和胚系POT1变异的发生率尚不清楚。本研究证明了11例心脏血管肉瘤病例中有5例（45.5%）携带POT1变异。在这5例病例中，有3例确定了胚系状态，另外1例通过肿瘤检测提示可能为胚系突变，但没有正常组织可用于胚系检测。相比之下，胚系POT1突变仅在0.5%的皮肤黑色素瘤中被发现。慢性淋巴细胞白血病中胚系POT1突变的发生率尚不清楚，但大规模测序研究发现，6%的慢性淋巴细胞白血病病例存在POT1突变。在胶质瘤中，确切的发生率未知，但在55个家族性胶质瘤家族中，只有2个家族显示出POT1突变，在另外检查的246个胶质瘤家族中，只有1个家族显示出POT1突变。鉴于心脏血管肉瘤的极端罕见性以及本研究中发现的胚系POT1突变的高发生率，研究者主张心脏血管肉瘤的发生应促使进行遗传咨询和胚系检测。即使排除未确诊的病例，根据本研究保守估计，心脏血管肉瘤中胚系POT1变异的发生率为11例中的3例（27%），这高于例如卵巢癌（约14%-20%）或乳腺癌（6%-10%）的胚系变异发生率，因此值得关注。

在2例POT1突变的心脏血管肉瘤患者中，在出现心脏血管肉瘤之前还患有另一种恶性肿瘤（1例为肾细胞癌，另1例为乳腺叶状肿瘤和原发性血小板增多症）。另外2例患者中，心脏血管肉瘤是他们首次也是唯一患有的恶性肿瘤。这些病例中没有一个有提示POT1-TPD综合征的家族史。心脏血管肉瘤的侵袭性临床病程解释了为什么在POT1-TPD综合征患者中，这些恶性肿瘤常常是首次出现且唯一的，或者是最后出现的肿瘤。

与POT1的功能一致，POT1突变的心脏血管肉瘤比POT1野生型的病例显示出更高的端粒含量。Sharaf及其同事之前在一项对多种肉瘤的端粒长度探索性分析中也报道了类似的发现。

1例患者的肿瘤显示出TERT基因的高水平局部扩增。TERT基因编码端粒酶逆转录酶，在大多数分化的人类细胞中处于沉默状态。TERT的重新激活（例如通过TERT启动子突变、重排或扩增）会促进端粒的延长，这与POT1突变的作用类似。该病例进一步支持了端粒维持异常在心脏血管肉瘤肿瘤发生中的作用。

除了POT1基因外，之前在软组织肉瘤患者中还发现了端粒保护复合物其他成员以及相关基因的胚系突变（例如SMARCAL1、STAG3、TERF1、TERF2IP、TIMELESS和TINF2）。本研究的测序panel不包括这些基因，因此研究者不能排除它们在POT1野生型心脏血管肉瘤发病机制中的作用。然而，据研究者所知，迄今为止还没有关于血管肉瘤患者中这些基因胚系变异的报道。

鉴于POT1突变是失活性的，针对这些变异进行治疗面临着重大挑战。然而，POT1的缺失可能会为合成致死提供机会，正如其他肿瘤抑制基因所证明的那样（例如，用PARP抑制剂靶向BRCA1/2缺陷的肿瘤）。例如，POT1在抑制对3'端粒单链DNA的DNA损伤反应中起着关键作用。这个过程是由共济失调毛细血管扩张症突变蛋白和共济失调毛细血管扩张症及Rad3相关蛋白以及检查点激酶CHK1和CHK2介导的。目前可用的小分子抑制剂可以影响该通路中许多成员的活性。在POT1缺陷模型中进行的基因组和化学筛选可以帮助确定合成致死的节点。

反复出现的MED12外显子1和2突变：

研究者还首次报道了心脏血管肉瘤中MED12外显子1和2的反复出现的突变。所有MED12突变的病例都出现在POT1野生型的心脏血管肉瘤中。MED12基因编码中介体复合物亚基12，中介体复合物是一个由26个亚基组成的复合物，它通过RNA聚合酶II调节基因转录。中介体复合物进一步分为头部、中部、尾部和激酶模块。激酶模块包括MED12、MED13、细胞周期蛋白C和细胞周期蛋白依赖性激酶8（CDK8）。此外，最近的证据表明，MED12-CDK8亚复合物可以独立于中介体复合物发挥作用。尽管MED12外显子1和2突变的总体影响尚未完全了解，但据推测，这些突变会导致MED12-CDK8相互作用的破坏以及基因转录的异常调节。MED12外显子1和2的热点变异之前已在子宫平滑肌瘤、乳腺纤维腺瘤和叶状肿瘤中被报道。

鉴于这一发现的新颖性，研究者检查了先前发表的软组织肉瘤和血管肉瘤的数据集。Nacev及其同事报道了2138例肉瘤的基因组研究结果，这些肉瘤代表了45种病理类型，使用基于杂交捕获的NGSpanel MSK-IMPACT进行了分析。总共鉴定出30个MED12外显子2突变。其中25个（83.3%）突变发生在子宫软组织恶性肿瘤中：22例子宫平滑肌肉瘤、1例血管周上皮样细胞肿瘤、1例低级别子宫内膜间质肉瘤和1例未分化多形性肉瘤。这些结果证实了先前的报道，即MED12突变在良性子宫平滑肌瘤中很常见，但偶尔也会在其恶性对应肿瘤中发现。在子宫外，MED12外显子1和2突变很少见，仅在2例未分化多形性肉瘤、1例心脏血管肉瘤、1例肢体软组织血管肉瘤、1例盆腔平滑肌肉瘤、1例血管球肉瘤和1例胃肠道间质瘤中发现。该研究仅纳入了3例心脏血管肉瘤。本研究使用的MSK-IMPACT 468基因panel不包括POT1基因，因此无法评估其发生率以及与MED12突变的相互排斥性。

Painter及其同事对来自36例患者的48个血管肉瘤样本进行了WES。虽然没有鉴定出MED12外显子2突变，但仅纳入了2例心脏血管肉瘤患者。Espejo-Freire及其同事对143例不同部位的血管肉瘤进行了NGS靶向panel测序，并对部分患者进行了WES。在39例可提供有效信息的病例中，有3例发现了未明确的MED12变异：1例头颈部血管肉瘤、1例内脏血管肉瘤和1例肢体软组织血管肉瘤。目前尚不清楚该研究中是否纳入了心脏血管肉瘤病例，如果纳入了，数量是多少。所有MED12突变都发生在POT1野生型的病例中。Kunze及其同事对6例心脏血管肉瘤进行了靶向肿瘤测序，但他们的panel中不包括MED12基因。Calvete及其同事对9例心脏血管肉瘤病例进行了WES。然而，仅提供了2例携带胚系POT1 p.R117C突变患者的完整变异检测列表。其中1例患者的肿瘤测序显示出MED12外显子2 p.T37R突变。本研究的1例患者的心脏血管肉瘤中也鉴定出了相同的替换突变。

反复出现的MED12外显子2突变在一小部分CLL中也有发现，CLL是另一种POT1变异富集的肿瘤类型。值得注意的是，在这种恶性肿瘤中，MED12和POT1突变似乎在很大程度上也是相互排斥的。Knisbacher及其同事对1020例CLL患者的样本进行了全外显子或全基因组测序。分别在57个和12个样本中发现了POT1突变和MED12外显子2突变；它们仅在其中2个样本中同时出现。

总之，本研究展示了最大规模的已测序心脏血管肉瘤病例组，揭示了新的KDR激活变异。这些可靶向的突变在心脏血管肉瘤中比在非心脏血管肉瘤病例中更为常见，它们的频繁出现表明存在可靶向的依赖性。这对于通常不适合进行积极局部治疗的心脏血管肉瘤尤为重要。此外，本研究表明端粒维持机制的变异在心脏血管肉瘤中反复出现。尽管心脏血管肉瘤目前被认为是POT1-TPD综合征的核心恶性肿瘤之一，但本研究表明，与其他POT1-TPD综合征的核心肿瘤（皮肤黑色素瘤、慢性淋巴细胞白血病和胶质瘤）相比，POT1变异在心脏血管肉瘤中更为普遍，强调了这种紧密的关联。鉴于在一些病例中，POT1突变的心脏血管肉瘤是首次且唯一的恶性肿瘤，心脏血管肉瘤的诊断应考虑到POT1-TPD综合征的可能性。最后，本研究报道了反复出现的MED12外显子1和2突变是心脏血管肉瘤肿瘤发生的新因素，并且这些突变似乎与POT1突变在很大程度上相互排斥。

我司的"骨与软组织肿瘤1308基因检测"项目包括KDR和MED12的全编码区（CDS）以及POT1的部分区域，指导心脏血管肉瘤的靶向治疗和遗传风险评估等，如需更全面检测可选择我司的"实体瘤全外显子组基因检测"项目。

参考文献：

Odintsov I, Papke DJ, George S, Padera RF, Hornick JL, Siegmund SE. Genomic Profiling of Cardiac Angiosarcoma Reveals Novel Targetable KDR Variants, Recurrent MED12 Mutations, and a High Burden of Germline POT1 Alterations. Clin Cancer Res. 2025;31(6):1091-1102. doi:10.1158/1078-0432.CCR-24-3277