脑和脊髓动静脉畸形（AVM）是引发颅内出血或永久性残疾的先天性疾病。有研究表明，AVM可能与以种系突变为特征的遗传综合征相关，遗传性出血性毛细血管扩张症中的TGF-β/SMAD通路突变、毛细血管-动静脉畸形综合征中的Rasa 1基因突变均属种系突变。另有研究表明，散发性脑脊髓血管畸形与体细胞突变而非种系突变相关。北京首都医科大学宣武医院神经外科的Tao Hong等运用包含422个肿瘤基因的超基因组新一代测序（next generation sequencing，NGS）研究脑和脊髓动静脉畸形是否可检测到与肿瘤相关的体细胞突变，结果发表在2019年1月的《Brain》上。

作者将21例脑AVM和10例脊髓AVM患者手术切除的畸形血管团，制成标本。从组织标本中提取基因组DNA，进行NGS和微滴数字聚合酶链反应（droplet digital polymerase chain reaction，ddPCR）分析，并与全血标本进行比对。

结果表明，平均测序深度为1077±298X。31例患者AVM组织标本中，检测到21例携带KRAS突变，2例携带BRAF突变。配对的全血样本中，均未检测到相应突变。除RAS/RAF信号通路基因突变外，2例以上的AVM组织标本中未发现其它基因突变。检测KRAS基因时，发现5个单核苷酸错义变异和1个插入变异，变异频率（variant frequencies，VF）从0.13%～8.82%。在密码子12处检测到KRAS突变：c.35G＞A p.Gly12Asp、c.35G＞T p.Gly12Val、c.34G＞T p.Gly12Cys和c.35G＞C p.Gly12Asp；密码子61处：c.183A＞T p.Gln61His；密码子66处：c.191_196dupACAGTG p.S65_Ala66insAspSer。在1例脑AVM和1例脊髓AVM中检测到BRAF突变：c.1799T＞A p.Val600Glu。

作者用ddPCR证实从NGS中检测到的21个KRAS和2个BRAF突变；并在8个外显子组测序阴性标本中检测到另外4个KRAS突变。该研究中，KRAS/BRAF突变的总流行率为87.1%。ddPCR检测突变的变异频率为0.03%～7.29%。ddPCR检测的变异频率与基于NGS方法检测的变异频率相关性较强（r=0.950，P＜0.001）。变异频率与脑和脊髓AVM的最大径、畸形血管团体积呈负相关，与患者年龄无相关性（图1）。KRAS/BRAF突变在脑AVM中占81.0%，在脊髓AVM中占100%。NGS和ddPCR结果均显示，脑和脊髓AVM在KRAS和BRAF中具有相同的突变模式。KRAS p.G12D和p.G12V在脑和脊髓中均为突变热点，在脊髓AVM为30.0%和30.0%，在脑AVM中为52.4%和19.0%。而BRAF p.V600E罕见，仅在1例脑AVM和1例脊髓AVM患者中发现。

图1. A.变异频率（VF）与脊髓AVM最大径呈负相关（r=0.764；P=0.010）；B.变异频率与脊髓AVM 畸形血管团体积呈负相关（r=0.686；P=0.028）；C.变异频率与脑AVM最大径呈负相关（r=0.524；P=0.037）；D.变异频率与脑AVM 畸形血管团体积呈负相关（r=0.522；P=0.038）；E.变异频率与患者年龄无关（r=0.338；P=0.085）。

该研究支持在绝大多数脑和脊髓AVM中，存在由KRAS/BRAF介导体细胞突变的致病机制的理论。AVM诊断可不依赖于组织遗传学。更重要的是AVM中的不同通路突变，成为RAS/RAF/MAPK通路抑制剂靶向治疗发展的主要障碍。