《Orphanet Journal of Rare Diseases》:Clinical characteristics and a screening tool for VEXAS syndrome: a case-control study from China
VEXAS综合征(vacuoles, E1 enzyme, X-linked, autoinflammatory, somatic)是一种严重的自体炎症性疾病(autoinflammatory disease),以全身性炎症、风湿病表现及血液学异常为特征。其临床异质性及与其他疾病的重叠使诊断复杂化。中国尚无病例系列报道。该研究旨在:(1)描述中国VEXAS综合征患者的临床特征;(2)提出筛查建议以促进早期识别。研究人员在北京协和医院开展了一项回顾性队列研究,纳入57例不明原因全身性炎症伴血液学异常的男性患者。采用骨髓或外周血样本进行UBA1基因测序。临床及实验室数据从电子病历系统中提取。基于确诊病例的核心特征,采用最小绝对收缩和选择算子(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator, LASSO)回归构建筛查模型,并在两个接受UBA1测序的独立队列中进行外部验证。在57例疑似病例中,21例携带致病性UBA1变异。与非VEXAS患者相比,VEXAS患者更常表现为发病年龄较晚、皮肤病变、软骨炎、大细胞性贫血及特征性骨髓空泡化。重要的是,超过半数VEXAS患者以皮肤病变为首发症状,而非VEXAS组则以发热为主。罕见表现包括肾小球肾炎、急性脑梗死及肺动脉受累。该研究还鉴定出一种新的UBA1变异(p.Thr318Met)。纳入发病年龄、皮肤病变、软骨炎、大细胞性贫血及骨髓空泡化的筛查模型在外部验证队列中显示出良好的敏感性和特异性。该研究首次描述了中国人群VEXAS综合征的临床特征并描绘其表型谱。所提出的筛查工具为临床医师识别疑似病例提供了实用辅助,可能有助于改善诊断 hammock诊断路径和患者预后。
VEXAS综合征(vacuoles, E1 enzyme, X-linked, autoinflammatory, somatic)是一种于2020年首次被识别的罕见自体炎症性疾病,以UBA1基因体细胞变异为特征,主要影响成年男性。该综合征的标志特征包括全身性炎症、细胞减少症及造血前体细胞空泡化。尽管对VEXAS综合征的认识逐渐提高,但因其临床表现与其他炎症性和血液病存在重叠,诊断仍具挑战性。该综合征的罕见性和高度可变的临床表现进一步导致了诊断延迟或误诊。
目前发表的VEXAS综合征研究多为病例系列或个案报告。虽然这些研究在提高疾病意识和勾画初始临床谱系方面发挥了重要作用,但其在识别疾病特异性危险因素或区分VEXAS与表型相似疾病方面存在局限。相比之下,病例对照研究能够进行系统性比较,在识别鉴别性临床和实验室标志物方面更为有效,有助于开发筛查工具并提高早期诊断的准确性,从而提供更高级别的证据。
此外,中国尚未有VEXAS综合征的病例系列报道。鉴于中国庞大的人口和独特的遗传背景,对中国人群VEXAS综合征进行系统性临床研究具有重要意义。该研究是中国首个VEXAS综合征病例对照研究,采用表型优先的方法,纳入了57例持续性炎症标志物升高伴血液学异常的患者。经风湿科、血液科和全科医学多学科团队(multidisciplinary team, MDT)评估后,最终21例患者确诊为VEXAS综合征,并经基因测序证实存在UBA1变异。该研究详细描述了这些患者的临床表现、治疗反应和预后,并基于临床和实验室发现提出了一种筛查工具,以促进VEXAS综合征的及时诊断,特别是在基因检测可及性较低的情况下。
研究人员于2020年1月起在北京协和医院门诊或住院部开展该项回顾性队列研究,纳入标准包括:反复发热和/或持续性全身炎症,C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)持续超过20 mg/L;存在至少一项血液学异常:贫血(血红蛋白<120 g/L)、血小板减少(血小板计数<100×10
9/L)或白细胞减少(白细胞计数<4×10
9/L);经风湿科或血液科专科医师会诊或MDT讨论后无明确诊断,在排除感染或恶性肿瘤证据的情况下,将VEXAS综合征作为可能的推断性诊断;接受髓系恶性肿瘤靶向二代测序(next-generation sequencing, NGS,包括UBA1)、全外显子测序(whole exome sequencing, WES)或全基因组测序(whole genome sequencing, WGS)。共57例患者符合标准入组,其中21例经证实携带UBA1致病变异,36例为UBA1野生型。临床数据从医院电子病历系统中提取。该研究遵循《赫尔辛基宣言》开展,获北京协和医院伦理委员会批准。因研究为回顾性设计、参与者风险极小且部分患者已死亡或失访,豁免书面知情同意要求。未披露可识别个人身份信息。
在骨髓空泡化评估方面,血液病理医师通过回顾电子病历系统中存储的数字图像,每位患者评估10-15张骨髓涂片,评估粒系和红系前体细胞的细胞质空泡化。根据空泡的频率和分布,病例分为无、低、高三类。"无"定义为评估涂片中未见明显细胞质空泡;"低"表示空泡数量较少(通常每个前体细胞1-2个,且仅见于少数细胞),空泡化细胞出现在少于三分之一的涂片中;"高"指空泡数量显著增加(每个前体细胞≥3个,且见于大多数细胞)和/或空泡化细胞占涂片的三分之一及以上。
统计学分析中,连续变量以中位数和范围表示,分类变量以例数和百分比表示。组间连续变量比较采用Wilcoxon秩和检验,分类变量采用卡方检验或Fisher精确检验。单因素分析中统计学差异显著(p<0.05)的变量纳入LASSO回归模型进行特征选择和筛查模型构建。保留拟合模型中非零系数的变量。以最小非零系数为参考单位,其他系数除以该值后四舍五入取整以分配加权分数。每位患者的总分根据其临床特征对应分数求和。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线评估模型的诊断性能,通过最大化Youden指数确定最佳截断点。所有统计分析使用R软件(版本4.0.2)完成,双侧p<0.05认为有统计学意义。
为评估筛查模型的外部有效性,将其应用于法国昂热大学医院发表的独立回顾性队列数据进行验证。该队列53例疑似VEXAS综合征患者接受UBA1检测,12例确诊为UBA1变异阳性。以基因检测结果为金标准评估筛查模型的敏感性和特异性。此外,使用发表的西班牙VEXAS队列30例患者数据进行敏感性验证。
研究结果显示,在57例临床疑似VEXAS综合征患者中(均为男性),21例携带UBA1致病变异。
核心特征方面,两组炎症标志物(CRP和红细胞沉降率,erythrocyte sedimentation rate, ESR passé)水平无差异,提示两组炎症负担相当。相比之下,VEXAS组更常表现为发病年龄较大、皮肤病变、软骨炎、眼部炎症、大细胞性贫血及骨髓前体细胞空泡化(p<0.05)。VEXAS综合征的皮肤表现多样,组织病理学发现包括结节性红斑、脂膜炎、间质性肉芽肿性皮炎、中性粒细胞性皮肤病及多种非特异性炎症改变。更重要的是,VEXAS组患者通常以皮疹为首发症状,而非VEXAS组患者则多以发热为首发症状(p<0.05)。软骨炎主要累及鼻和耳廓区域,无气管受累证据。眼部炎症常表现为巩膜炎或葡萄膜炎,多与软骨炎伴发。大细胞性贫血及髓系和红系前体细胞细胞质空泡见于大多数VEXAS患者。在VEXAS患者中,骨髓涂片观察空泡时,每个细胞的空泡数通常超过两个,部分病例髓系和红系前体均显示空泡,这些特征具有较高特异性。相比之下,非VEXAS组的空泡如存在,通常限于髓系前体,数量较少(通常每个细胞1-2个),极少见于红系前体。
罕见表现方面,除核心特征外,部分患者表现出文献中罕见报道的临床特征。一例患者27岁发病,仅次于Sánchez-Hernández等报道的23岁病例,挑战了VEXAS综合征主要见于50岁以上人群的传统观点。两例患者发生肾小球肾炎,表现为血尿、蛋白尿和正常肌酐水平。基于排除其他病因,肾脏损害被认为与VEXAS综合征相关。遗憾的是未能进行肾活检,确切病理类型尚不清楚。其中一例尿常规在糖皮质激素治疗后恢复正常。三例患者发生周围神经病变。一例在疾病 onset时出现神经病变,另外两例在起病约一年后出现症状,经肌电图证实。有趣的是,两例患者发生急性脑梗死,尽管缺乏常见代谢危险因素,这是VEXAS另一种尚未报道的罕见神经系统表现。一例患者显示远端肺动脉受累,呈串珠样改变。
变异特征方面,该研究观察到三种UBA1变异——p.Met41Thr、p.Met41Leu和p.Met41Val——频率大致相似。这些变异类型的临床综合征总体分布 comparable(p>0.05)。然而,p.Met41Val变异患者更常表现中性粒细胞减少和血小板减少。p.Met41Val组中性粒细胞减少发生率为83.3%,p.Met41Leu组为57.1%,p.Met41Thr组为28.6%(p=0.124)。血小板减少在p.Met41Val携带者中占50%,p.Met41Leu携带者中占33.3%,p.Met41Thr携带者中未观察到(p=0.055)。此外,一例患者同时携带两种UBA1变异,包括p.Met41Val(VAF 88.8%)和剪接位点突变c.1181G>C(VAF 3.8%)。研究还鉴定了一种新的UBA1变异p.Thr318Met,位于外显子10(NM_003334: c.953C>T)。携带该变异的患者表现出与经典UBA1突变患者高度一致的临床特征,包括持续性高级别全身炎症、皮肤皮疹、大细胞性贫血、骨髓前体细胞空泡化及糖皮质激素依赖性。
治疗与预后方面,根据FRENVEX缓解标准,18例患者中3例(16.7%)达到完全缓解(complete remission, CR),6例(33.3%)达到部分缓解(partial remission, PR),9例(50.0%)为非缓解者(non-responder, NR)。治疗反应高度异质性。3例达到CR的患者中,一例对糖皮质激素联合霉酚酸酯(mycophenolate mofetil, MMF)有反应,随后停用糖皮质激素,以MMF单药维持缓解;一例对糖皮质激素联合环孢素A难治,换用托珠单抗后达到CR;另一例经3个周期阿扎胞苷治疗后达到CR。6例PR患者中,3例经糖皮质激素联合或不联合传统合成改善病情抗风湿药(conventional synthetic disease-modifying antirheumatic drugs, csDMARDs)显示部分改善。其余患者经治疗方案调整后达到PR,包括csDMARDs联合糖皮质激素失败后换用Janus激酶(Janus kinase, JAK)抑制剂(n=1)、糖皮质激素失败后换用托珠单抗(n=1),以及糖皮质激素、托珠单抗和JAK抑制剂序贯治疗失败后使用阿扎胞苷(n=1)。治疗期间,10例患者发生需住院的重症肺部感染。鉴定病原体包括3例耶氏肺孢子菌(Pneumocystis jirovecii, PCP)、4例军团菌属,以及1例PCP合并黑曲霉感染。一例患者不幸死于感染相关并发症。
筛查模型构建方面,VEXAS综合征的诊断怀疑不能基于单一临床特征,而需要多种特征性表现的组合。单因素分析中,发病年龄、皮肤病变、软骨炎、大细胞性贫血及骨髓髓系和红系前体细胞细胞质空泡化均与VEXAS综合征有统计学关联。由于眼部炎症常与软骨炎伴发且独立诊断价值有限,被排除在模型构建过程之外。
LASSO回归模型最终选择的变量包括发病年龄、皮肤病变、软骨炎、大细胞性贫血及骨髓前体细胞空泡化。发病年龄以55岁为最佳截断值进行二分类。皮肤病变根据皮肤受累的存在及时间分为:皮疹为首发表现、皮疹为非首发表现、无皮肤受累。骨髓前体细胞空泡化因实践中难以可靠量化为"低"与"高"等级,故以二元方式记录(有或无)。根据各变量的回归系数构建加权评分系统:以最小非零系数(发病年龄,β=0.334)为参考单位,其他系数除以该值后四舍五入取整。每位患者的总分为其临床特征对应分数之和。以此总分绘制ROC曲线,结果显示模型曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.904。通过最大化Youden指数,确定最佳诊断阈值为7分,敏感性为88.9%,特异性为85.3%。
外部验证方面,该诊断模型在法国昂热大学医院的独立验证队列中进行了回顾性评估。该队列53例疑似VEXAS综合征患者中,12例基因确诊,41例UBA1野生型。整个随访期间,模型敏感性为100%(11/11,排除1例18个月时失访患者),特异性为100%(39/39,2例UBA1阴性患者因骨髓空泡数据缺失被排除,无法评估其评分是否达到7分),显示出良好的总体区分能力。但值得注意的是,该模型在此队列中早期诊断的敏感性有限。具体而言,首次临床评估后3个月的敏感性为66.6%(8/12),18个月前增加至90.9%(10/11),整个随访期间达到100%(11/11)。这提示随着临床表现的演进,模型的诊断性能可能随时间改善。此外,使用发表的西班牙队列数据进行敏感性验证,敏感性为96.4%(27/28;2例因骨髓空泡存在情况未知被排除,无法确定其评分是否达到7分)。
非VEXAS队列遗传特征方面,36例非VEXAS患者中32例有遗传学数据。4例有记录的UBA1检测阴性结果但原始测序报告不可获取,无法评估其他变异。其余32例可获取基因组数据中,12例未检测到致病变异。其他20例经MM-NGS、WES或WGS检测出至少一个基因变异。最频繁的变异涉及IDH(共7例;IDH1 2例,IDH2 5例)、SRSF2(4例)、MEFV(4例)和TET2(3例)。其他观察到的变异基因包括SETBP1、TP53、DNMT3A、SF3B1、KMT2D、FANCA、CBL、ASXL1/ASXL等。从现有医学认知角度,这些基因突变似乎不能完全解释其疾病表现。
讨论部分,该研究中VEXAS综合征的临床特征与国际报道密切相关,大多数患者表现为全身性炎症、皮肤病变、软骨炎、大细胞性贫血及骨髓空泡化。VEXAS患者的皮肤表现常发生于病程早期,半数以上病例以皮肤皮疹为首发症状,而非VEXAS组则以发热为主诉。这提示在病因不明的炎症性血液病中,首发症状为皮肤皮疹可能是VEXAS的重要线索和早期全身性炎症的可见标志。该研究还发现了中国患者的某些独特临床特征:队列中中性粒细胞减少发生率高(52.4%),显著高于国际队列报道的10-20%,提示UBA1突变——特别是p.Met41Val变异——可能更深程度地损害粒细胞生成。既往研究表明,p.Met41Val导致细胞质异构体UBA1b的表达显著低于p.Met41Leu和p.Met41Thr,可能破坏造血细胞的蛋白质稳态并阻碍中性粒细胞发育。
该研究将VEXAS综合征的临床谱扩展至30岁前发病、肾小球肾炎、急性脑梗死和肺动脉受累,为更全面理解该疾病提供了新见解。此外,研究鉴定了一种新的UBA1突变。UBA1 p.Thr318Met变异(NM_003334.4:c.953C>T)是位于外显子10的罕见错义突变,影响蛋白质的E1酶结构域,在群体数据库中极为罕见。PolyPhen-2分析预测该变异可能有害,最高评分1.000,提示对蛋白质E1酶活性功能影响的强烈可能性。需进一步体外功能研究证实其生物学意义。
VEXAS综合征的治疗仍是重大临床挑战。该队列中仅16.7%的患者达到CR,半数仍为非缓解者,凸显了治疗反应的显著异质性。糖皮质激素联合或不联合csDMARDs可使部分患者获得PR,但很少能维持缓解。值得注意的是,一例患者在完全停用糖皮质激素后仅以MMF单药维持缓解,提示部分患者可能实现长期无激素缓解,但此类个体的特征需进一步研究。随着生物制剂的近期应用和VEXAS专家共识的发布,托珠单抗和JAK抑制剂等治疗在部分患者中有效,而阿扎胞苷在多线免疫抑制和生物制剂治疗难治的患者中诱导缓解,支持克隆性造血在疾病发病机制中的作用。治疗相关发病率显著,超过半数患者经历严重机会性感染,包括耶氏肺孢子菌和军团菌。这些发现强调了个体化、基于机制的治疗策略、仔细监测和感染预防以优化该挑战性疾病结局的必要性。
当前VEXAS综合征文献主要集中于临床描述,系统性诊断标准仍缺乏。目前诊断主要依赖UBA1基因检测变异,但在许多资源有限地区,基因检测的可及性仍是诊断的重大障碍。为应对这一挑战,研究人员基于持续性炎症反应伴细胞减少且缺乏明确诊断的患者队列,开发了VEXAS的经验性临床筛查工具。研究人员建议将持续性高炎状态作为VEXAS诊断的关键纳入标准。发病年龄、皮肤皮疹、软骨炎、大细胞性贫血及髓系和红系前体骨髓空泡化是相对特异的临床表现。当满足纳入标准且总分达到7分时,应考虑VEXAS的可能性。重要的是,为提高筛查工具对早期VEXAS的敏感性,细胞减少未设为强制性纳入标准。该筛查评分在研究人员自身队列中显示出良好的敏感性和特异性,而在外部验证队列中敏感性下降但特异性显著提高。除人群差异外,这种差异可能归因于中国患者常见的诊断延迟(平均间隔23个月)。这种延迟可能降低该工具对法国队列早期VEXAS病例的敏感性。值得注意的是,法国队列中观察到的更高特异性提示该评分系统在疾病早期阶段可能特别有效于排除VEXAS,从而减少不必要的基因检测。
Maeda等此前提出了预测UBA1变异存在的评分工具,包括五项临床参数:年龄超过50岁(1分)、皮肤皮疹(1分)、肺部受累(1分)、软骨炎(1分)和大细胞性贫血(2分),总分3分及以上提示VEXAS可能。该工具主要用于门诊大规模初步筛查,敏感性高但特异性相对较低(法国队列76%,本研究队列50%)。相比之下,研究人员开发的筛查工具立足于VEXAS综合征作为罕见病的背景,临床上通常并非首要诊断。其设计目的是在排除其他已知诊断或现有诊断无法完全解释患者临床表现时,辅助识别高度疑似VEXAS的复杂或未诊断病例。因此,该筛查工具更适合复杂或疑难病例而非广泛人群筛查。鉴于外部验证中显示的相对较高特异性,研究人员进一步建议在基因检测可及性有限的情况下,总分达到7分时可考虑VEXAS综合征的临时临床诊断,以便及时启动针对性治疗。需要强调的是,该工具不旨在取代基因测序,而是帮助临床医师有效识别值得进行测序的患者,从而提高诊断效率并减少不必要的检测负担。
除明确的VEXAS综合征外,许多伴全身性炎症的血液病病因仍不清楚。对照队列中大多数患者缺乏明确诊断。20例携带至少一个基因突变的患者中,7例(35%)携带IDH1或IDH2突变,这一频率远超年龄相关克隆性造血(clonal hematopoiesis of indeterminate potential, CHIP)的背景流行率。这种显著富集提示IDH突变可能反映潜在的血液学炎症过程。IDH突变是新功能获得性改变,产生肿瘤代谢物2-羟基戊二酸(2-hydroxyglutarate, 2-HG),抑制TET2活性并诱导广泛的表观遗传失调和髓系分化受损。既往研究表明,IDH突变在伴自身免疫或炎症表现的髓系肿瘤中富集,尤其见于血清阴性类风湿关节炎。实验证据也显示IDH突变单核细胞和巨噬细胞表现出促炎表型,白细胞介素-18(interleukin-18, IL-18)等细胞因子上调。这些数据共同提示IDH1/2突变可能通过代谢介导的炎症途径驱动独特的自体炎症表型。针对性治疗策略如突变IDH抑制剂可能在此类患者亚群中具有临床相关性。研究人员正在进一步扩大队列并开展更全面的基因组和临床研究,以确定IDH相关血液学炎症性疾病是否代表具有独特生物学特征的独立临床实体。
该研究存在局限性。样本量小、回顾性设计和单中心设置限制了泛化性。虽进行了外部验证,但有限病例数呼唤多中心研究。该医院作为国家三级转诊中心,患者来自本地和全国;由于临床认识有限,VEXAS在地区内可能被低估诊断。尽管如此,这是中国VEXAS的首次系统性报告,提供了真实的筛查建议,也可能为国际策略提供参考。
研究结论为:该研究通过报道首个中国UBA1变异队列扩展了对VEXAS的认识,突出其临床和遗传异质性,并强调新型治疗策略的必要性。提出的筛查工具为临床医师识别疑似VEXAS病例提供了实用框架,尤其在基因检测受限的情况下。这些贡献为该新发疾病的早期识别和未来研究奠定了基础。