摘要
先天性心脏病（CHD）以及淋巴水肿和获得性黑素细胞痣（AMN）等皮肤疾病在特纳综合征（TS）中较为常见。我们假设颅神经嵴细胞衍生的异常是导致TS患者出现皮肤和心脏症状的原因。在2023年的一次全国TS会议上，我们对志愿者进行了心脏和皮肤的联合检查。心电图异常根据明尼苏达代码进行分类。主动脉直径和心脏解剖结构通过标准化的超声心动图协议进行了评估。主要研究结果是心电图异常与胸主动脉瘤（TAA）或CHD之间的关联。次要研究结果是AMN数量与CHD、TAA或校正后的QT间期（QTc）之间的关联。在118名参与者中（中位年龄33岁；CHD占39%；TAA约占25%），35%存在严重的心电图异常，最常见的为T波倒置和ST段压低；7%出现QTc延长。严重的心电图异常与较大的主动脉直径相关，并且在CHD患者中更为常见，同时TAA的发生率也有所增加（OR 2.8）。值得注意的是，17%的参与者没有已知的CHD，但其中超过25%的人存在之前未被发现的心电图异常。只有45,X核型能够独立预测心电图异常。AMN负担显著升高，并且随着CHD和TAA的合并而逐步增加（调整后的OR每增加一个水平为13.1），但与QTc无关。心电图异常和AMN负担与TS患者的心血管疾病严重程度相关，可能有助于识别出那些有未被发现的心动脉病变的个体。这些初步发现支持在TS患者中进行综合性的多模式筛查。
1 引言
特纳综合征（TS）是由于第二性染色体部分或完全缺失引起的，影响大约每2000名活产婴儿中的1名（Gravholt等人，2024年）。典型的特征包括先天性心脏病、增加的获得性黑素细胞痣（AMN）、高血压、身材矮小、卵巢功能衰竭、肾脏畸形、自身免疫和淋巴系统异常。先天性心脏病（CHD），主要是双瓣主动脉瓣（BAV），容易引发胸主动脉瘤（TAA）、主动脉缩窄（COA）或部分异常肺静脉回流（PAPVR），在TS患者中的发生率约为30%–50%（Matura等人，2007年）。已报告心电图异常如QT间期延长，但其临床意义尚不明确（Harrahill等人，2021年；Noordman等人，2018年）。TS患者中高血压和糖尿病的发病率较高，这也增加了缺血性心脏病和中风的风险。这些情况会增加心血管死亡率，但可能在临床上并不明显。因此，建议TS患者终生进行心血管监测（Gravholt等人，2024年）。与一般人群估计相比，TS患者中皮肤疾病的发病率也更高。最新的TS临床护理指南建议每年进行一次皮肤检查（Gravholt等人，2024年）。在一项基于调查的研究中，三分之二的TS患者表示他们至少曾因皮肤干燥、AMN和瘢痕疙瘩被转诊给皮肤科医生，而这些皮肤问题显著影响了他们的生活质量。TS患者中AMN增加的终生发病率超过70%，发病中位数出现在生命的第一个十年（Said等人，2022年；Rodriguez-Buritica等人，2023年）。大多数受TS影响的组织（甲状腺、肾脏、卵巢）都是中胚层衍生物（Bondy，2007年）。相比之下，皮肤黑素细胞、心脏传导组织、主动脉瓣和近端主动脉通常受到TS中的先天性异常影响，它们来源于外胚层。由于细胞周期缺陷导致神经外胚层细胞增生减少被认为是TS中CHD的一个可能的发展机制（Álvarez-Nava和Soto-Quintana，2022年；Richards和Garg，2010年）。BAV、TAA、颅骨畸形和皮肤表现的共存支持了潜在的神经嵴病。我们假设AMN数量、心电图异常（包括QTc）和CHD在TS中可能存在关联，而心电图或AMN异常可能有助于识别出有生命威胁性心血管并发症风险的个体。
2 方法
特纳综合征健康心脏项目（HHP）是一项针对美国特纳综合征协会（TSSUS）全国会议参与者的纵向临床和超声心动图研究。2003年至2023年间，共有1218名TS志愿者参加了心血管健康筛查。本研究仅限于参加2023年于德克萨斯州休斯顿举行的TSSUS全国会议的HHP参与者。所有参与者或其法定监护人签署了书面同意书和/或同意书。使用Hodges公式（Silberbach等人，2018年）将校正后的QT间期（QTc）分类为延长。心电图异常根据明尼苏达心电图发现手册（Prineas等人，2024年）进行分类。心电图由三名独立评审员评分，如果至少有两名评审员同意，则将其分类为异常。使用STATA 13.1（StataCorp LP，德克萨斯州College Station）计算评分者间一致性的kappa值。二维超声心动图使用Philips Sonos 5500或IE 33（Philips Medical Systems，华盛顿州Bothell）根据标准化协议获取：在Valsalva窦和升主动脉（AAO）水平的主动脉根部（AR）的胸骨旁长轴视图；评估主动脉瓣形态的胸骨旁短轴视图；以及排除主动脉缩窄的胸骨上长轴视图（Lopez等人，2010年）。图像由一名经验丰富的阅读者使用Siemens Syngo Dynamics软件离线测量。来自模糊视图的测量结果被排除在外。参与者完成了一份标准化问卷，记录了核型（45,X与非45,X）、自报的CHD、种族/民族（白种欧洲人、非白种欧洲人、黑人和/或西班牙裔、亚洲人）以及包括生长激素使用、甲状腺疾病、肾脏疾病、泌尿系统疾病、心血管手术或高血压在内的病历。记录了身高、体重和血压（DINAMAP，GE HealthCare，伊利诺伊州芝加哥）。成人高血压定义为血压>130/80毫米汞柱，或18岁以下儿童血压超过同龄和性别的95%正常值（Flynn等人，2017年）。使用χ2检验和Fisher精确检验进行单变量比较。主动脉大小指数（ASI）和Z分数按先前描述的方法计算（Silberbach等人，2018年）。TAA定义为ASI>2.0厘米/平方米（n=79）和/或Valsalva窦Z>2.0（n=82），对每位患者进行了记录（Quezada等人，2015年）。AMN计数由德克萨斯大学健康科学中心的认证皮肤科医生或皮肤科住院医进行皮肤检查。AMN定义为直径≥2毫米的边界清晰的光亮至深棕色色素斑点或丘疹。使用皮肤镜在双侧手臂（不包括手部）、面部和颈部（不包括头皮）、背部、胸部、腹部和双侧腿部（不包括脚部）进行AMN计数（English等人，1988年；Zvulunov等人，1998年）。我们使用基于等级的非参数方法和负二项式回归评估了AMN计数和QTc间期的临床关联。
3 结果
127名HHP参与者中有103名的临床和超声心动图数据可用。中位年龄为33岁（IQR 22–47岁）（表1）。由于质量不足以测量，14%的根部图像和17%的升主动脉图像被排除在分析之外。40%的参与者报告至少有一个CHD病变，20%的参与者报告有过心血管干预。在82名有主动脉测量的参与者中，25%（21/82）被检测出TAA。
表1. 特纳综合征健康心脏项目参与者的临床、心电图和超声心动图特征。
| 特征 | 中位数（IQR） | 总数 |
|------------------|-------------|------------|
| 年龄，岁 | 33.3（21.5–47.4） | 100 |
| 身高，厘米 | 146（142–155） | 89 |
| 体重，千克 | 61.0（48.0–74.0） | 89 |
| 体表面积，平方米 | 1.57（1.40–1.80） | 89 |
| 心率，bpm | 84.0（72.3–92.8） | 118 |
| QRS持续时间，毫秒 | 86.0（80.0–94.0） | 118 |
| QTc间期，毫秒 | 430（420–439） | 118 |
| PR间期，毫秒 | 128（118–141） | 118 |
| 心电图数据 | N (%) | 总数 |
| 任何重大异常 | 41（35） | 118 |
| QTc延长（>460毫秒） | 8（7） | 118 |
| T波倒置 | 24（20） | 118 |
| ST段压低 | 12（10） | 118 |
| 房室传导阻滞 | 5（4） | 118 |
| 右束支阻滞 | 2（2） | 118 |
| 右轴偏斜 | 15（13） | 118 |
| 心房颤动 | 2（2） | 118 |
| AV传导异常 | 1（1） | 118 |
| 既往CHD诊断 | 40（39） | 103 |
| 双瓣主动脉瓣 | 29（28） | 103 |
| 主动脉缩窄 | 13（13） | 103 |
| 无既往CHD的心电图异常 | 18（17） | 103 |
| 胸主动脉瘤 | 20（23） | 88 |
超声心动图数据：
| Valsalva窦直径（厘米） | 2.7（2.4–3.0） | 101 |
| Valsalva窦Z分数 | 0.3（−0.5–1.0） | 84 |
| 升主动脉直径（厘米） | 2.6（2.3–3.0） | 94 |
| 升主动脉Z分数 | 0.4（−0.4–1.6） | 76 |
| 主动脉大小指数（厘米/平方米） | 1.6（1.5–2.0） | 79 |
缩写：CHD，先天性心脏病；ECG，心电图；IQR，四分位距；N (%)，参与者数量和队列百分比；QTc，校正后的QT间期；Total N，包含数据的参与者数量。118名参与者的ECG数据可用。评分者间一致性的kappa值为0.58。总体而言，35%的参与者至少有一个重大异常，最常见的是T波倒置（TWI）或ST段压低（表1）。右轴偏斜（RAD）和窦性心动过速是最常见的轻度异常。超过20%的参与者静息心率异常（心动过速或心动过缓）。T波倒置最常在前导联V1–V3中观察到。没有心电图符合左心室肥大的诊断标准。7%的参与者QTc延长（460–540毫秒）。103名参与者的临床和心电图数据可用（补充表1）。报告有过心血管手术的参与者（p<0.01）更有可能至少有一个重大心电图异常。至少有一个重大心电图异常的参与者ASI也显著较高（图1）。至少有一个重大心电图异常的个体也更有可能患有TAA（OR 2.8，95% CI：0.9–9.0，p=0.09），但这一关联在统计上并不显著。有CHD病史的参与者中心电图异常的患病率高于无CHD病史的参与者（18/39=46% vs 19/63=30%）。超过四分之一的（7/26）无CHD病史但至少有一个重大心电图异常的参与者通过超声心动图检查被发现有TAA。有CHD的参与者QTc延长（>460毫秒）的比例更高（p=0.002），并且QTc间期的中位数也显著更长（p=0.006）。在一个同时包括自报CHD、年龄和高血压的多元逻辑模型中，只有45,X核型是重大心电图异常的显著预测因子（p=0.03）。图1：按重大心电图异常对参与者进行索引的主动脉大小。HHP参与者中任何重大心电图异常的ASI中位数显著更高（p<0.03）。46名参与者的皮肤检查数据可用（表S2）。在仅报告白种欧洲血统的个体中（n=37），AMN中位数分别为91个（四分位距51–160个）。这一负担远高于基于欧洲血统的成年人的研究估计，在这些研究中，AMN中位数通常在15–20个之间，少于30%的个体有超过20个痣，大约5%–10%的个体有超过50个痣（Gandini等人，2005年；Olsen等人，2009年）。相比之下，该队列中92%的白种欧洲血统参与者有超过20个AMN，78%的参与者有超过50个AMN。这些发现与先前报道一致，表明AMN负担增加是TS的一个特征性皮肤表现（Ali等人，2024年；Rodriguez-Buritica等人，2023年；Said等人，2022年）。非白种欧洲或中东血统的参与者AMN数量显著高于白种欧洲血统的参与者（IRR=2.11，95% CI：1.02–4.36，p=0.04）。AMN数量在不同心血管表型中差异显著。在未调整的比较中，同时患有CHD和TAA的个体表现出显著更高的AMN数量。当将AMN视为连续变量时，全局非参数测试显示四个互斥组之间存在显著差异（无CHD和TAA、仅有CHD、仅有TAA、CHD+TAA；Kruskal–Wallis p=0.035），这主要是由于CHD+TAA组的富集（表S3）。事后检验确认，在校正多重比较后，CHD+TAA组的AMN数量显著高于无任一诊断的个体。为了评估极端AMN值的富集情况，我们以队列的第75百分位数作为“高AMN”的阈值。所有患有CHD+TAA的个体的AMN值都高于第75百分位数（4/4，100% vs 23%（5/22），无任一诊断的个体（Fisher精确p=0.008；Holm校正p=0.025）。相比之下，仅有CHD和仅有TAA的组与参考组没有显著差异。图2：在图示查看器中打开（PowerPoint）
对获得的黑色素痣数量（AMN）和校正后的QT间期（QTc）进行分类分析，并诊断胸主动脉瘤（TAA）和先天性心脏病（CHD）。接下来，我们将心血管疾病负担建模为一个序数暴露变量（0 = 两种疾病均无，1 = 仅有CHD或TAA，2 = CHD + TAA）。逻辑回归显示，随着疾病负担的增加，高AMN计数的几率显著单调增加（每个负担水平的OR为3.3，p = 0.033）。这种剂量-反应关系在调整年龄和45,X核型后仍然存在（每个水平的调整后OR为13.1，p = 0.017），而年龄和核型均与高AMN计数无独立关联。敏感性分析证实了这些发现的稳健性。当高AMN被定义为超过队列中位的任何值（每个水平的调整后OR为9.0，p = 0.018）或第75百分位时，心血管疾病负担与高AMN之间的关联仍然显著。使用更极端阈值（>第90百分位）的模型因数据过于集中而在TAA组中不稳定。留一法分析进一步证明了这种关联的稳定性，且在大多数迭代中保持了统计显著性，表明观察到的关系并非由单一影响因素驱动。使用相同的分析方法，QTc也显示出随着心血管疾病负担的增加而适度但一致地延长（表S3）。作为连续特征，CHD患者（434 ms）和CHD + TAA患者（440 ms）的中位QTc值与非诊断组（430 ms，Kruskal–Wallis p = 0.069）相比有非显著性趋势。经过多重检验校正后，没有个体间的两两比较具有显著性。当使用队列第75百分位对QTc进行二分时，不同诊断组的高QTc发生率存在显著差异（χ2 p = 0.02）。在CHD + TAA患者中观察到54%的高QTc值，而CHD单独患者中为36%，TAA单独患者中为14%，无诊断组中为16%。在精确检验中，CHD + TAA患者的高QTc值显著增多（OR 6.3，p = 0.008）。当QTc被建模为序数变量时，经过年龄和45,X核型调整后，高QTc值的比例呈现显著单调增加（每个水平的调整后OR为2.45，p = 0.031）。当使用固定的临床阈值（≥460 ms）时，不同诊断组中的QTc延长分布存在显著差异（全局χ2 p = 0.003），但关联模式发生了变化。在没有CHD或TAA的个体中（2.0%，1/51）或仅有TAA的个体中（0/7），QTc延长的情况较少见，而在仅有CHD的个体中（23%，5/22）或CHD + TAA的个体中（15%，2/13）较为常见。在精确的成对检验中，CHD + TAA患者中的QTc ≥ 460 ms显著增多（OR 15，p = 0.018）。在调整年龄和45,X核型的多变量序数模型中，心血管疾病负担与QTc ≥ 460 ms无独立关联（p = 0.27），但年龄是一个独立预测因子（p = 0.046）。使用几种互补方法评估了AMN负担与QTc之间的关联（补充方法）。在调整了种族/ethnicity和年龄的多变量负二项式回归模型中，QTc与AMN无关（IRR = 1.01；95% CI：1.00–1.03，p = 0.15）（表2）。同样，在标准回归、惩罚回归、多重插补或交互作用检验中，AMN计数与QTc也无独立关联。带交叉验证惩罚的岭回归得到的AMN估计值减弱（β ≈ +0.15 ms），自助法置信区间跨越零。对缺失的年龄和45,X值进行多重插补（m = 20；有效n = 37）得到了一致的结果（β = +4.5 ms，95% CI：−4.8至13.7；p = 0.35）。交互作用检验没有显示出AMN和QTc之间的关系因心血管疾病负担而不同（交互作用p = 0.91）。
表2. 用于评估AMN和QTc相关性的负二项式回归。变量 IRR（95% CI）
QTc 1.01 (1.00–1.03)
0.15 种族/ethnicity White—ED 参照组 —
White—无祖先或ME/NA 2.11 (1.02–4.36) 0.04
黑人和/或西班牙裔，或亚洲人 0.20 (0.10–0.38) 0.00
年龄 0.99 (0.98–1.00) 0.23
缩写：CI，置信区间；ED，欧洲血统；IRR，发病率比；ME/NA，中东/北非血统；QTc，校正后的QT间期。
4. 讨论
在一个全国性的Turner综合征（TS）队列中，我们发现了与一般人群中同龄匹配个体相比显著更常见的重大心电图（ECG）异常（35%对比910/14，749 = 6.2%）（Denes等人，2007）。TWI（20%）和ST压低（10%）是最常见的重大异常。静息性心动过速（16%）和RAD（13%）是最常见的轻微异常。这些发现与先前对TS成年患者的回顾性分析结果大体一致，表明心电图异常的发病率很高；然而，这些观察结果的独立临床意义尚不确定（Noordman等人，2018）。冠状动脉疾病不太可能是相对年轻的TS患者中ST压低或TWI的原因。由于大多数TWI发生在前导联，并且在28%的病例中伴有右轴偏移和/或前导联R波增高，这些发现的一个可能解释是右心负荷（RHS）。在TS中，RHS可能表明存在CHD病变，如PAPVR或房间隔缺损，这些病变可能导致左向右分流和肺容量过载，从而诱发心律失常或充血性心力衰竭（Gravholt等人，2024；Bondy等人，2006；Ho等人，2004）。由于PAPVR的体征和症状可能直到成年才出现，因此可能难以早期识别。因此，如前导联TWI、RBBB、RAD、右心房扩大或前导联R波增高等ECG证据应提示对CHD进行诊断评估（Silberbach等人，2018；Raad等人，2021）。据报道TS患者中QTc延长（>460 ms），但目前没有证据表明QT延长具有临床意义。在本研究中，7%的参与者QTc延长，仅有2%的参与者QTc超过490 ms，这支持了TS患者中QT延长监测应与一般人群相似的建议（Silberbach等人，2018）。涉及主动脉根或升主动脉的近端主动脉扩张在TS中很常见。我们发现，重大ECG异常与主动脉直径、45,X核型以及自报的心血管手术史显著相关。这一观察可能反映了与BAV或主动脉缩窄相关的心动脉病变的严重程度，这些病变在45,X核型个体中更为常见。值得注意的是，18名HHP患者（17%）未报告BAV、主动脉缩窄或其他CHD病变，但仍至少有一个重大ECG异常（表S1）。我们的发现支持当前的TS筛查指南，强调了心血管疾病的频率和严重性。我们确认TS患者中的AMN计数增加，且在非欧洲血统患者中最高（IRR = 2.11）。AMN计数来自日晒暴露和非日晒暴露的解剖部位。因此，观察到的AMN负担与种族/ethnicity之间的关联不太可能仅归因于紫外线暴露，更可能反映了潜在的发育和遗传因素。我们发现AMN计数与QTc之间存在线性相关，但在调整已知的临床风险因素后这种相关性不显著。我们还发现AMN计数可能与CHD相关。AMN负担和QTc都与心血管疾病负担的增加有关，但在调整相关协变量后它们之间无独立关联。这些观察表明，AMN计数和QTc可能反映了平行的但不同的生物学途径，并支持使用互补生物标志物来表征TS中的心血管风险。我们发现了结构性心血管疾病严重程度与TS中AMN计数之间的剂量-反应关系。生物学上，升高的AMN计数可能反映了基因组应激、DNA修复受损或细胞周期调节改变的系统反应，这些可能易导致结构性心脏或主动脉疾病。或者，AMN负担可能代表了共同的发展或环境暴露的下游标志物，而不是疾病发生的直接原因。从临床角度来看，目前的发现不支持将AMN计数作为TS中CHD风险的独立生物标志物。然而，它们提出了AMN负担可能识别出部分CHD患者的可能性，特别是那些同时患有心脏和主动脉疾病的个体，他们代表了生物学上具有更高风险的表型。未来在更大独立队列中的研究对于验证这一关联、细化效应估计以及确定AMN负担是否提供了超出已有临床和遗传因素的额外预后或机制见解至关重要。这些发现应谨慎解释，作为探索性和假设生成的而非确定性的。由于样本量小，置信区间较宽，并且在极端阈值处模型偶尔不稳定。年龄、日晒和生长激素暴露带来的潜在混淆可能降低了研究的效力。自我报告的诊断和药物使用可能与客观临床记录不符，这可能会减弱或夸大关联。尽管观察到的关联的强度和方向内部一致，但事件数量有限限制了统计精度，无法得出明确的因果推断。尽管如此，这些观察结果支持神经嵴细胞前体缺陷可能对TS的一些皮肤和心脏表现有贡献的假设，并加强了对TS中常规皮肤病筛查的临床实用性。
5. 结论
五分之一的TS成年患者表现出重大ECG异常，但没有确诊的心血管疾病。该组中AMN计数、QTc延长和先前未发现的主动脉扩张增加，表明终身多模式筛查对于TS中的结构性心脏病具有潜在价值。
作者贡献
数据收集和初稿撰写：Sarah Elsaim、Riya T. Patel、Brett Vernier、Matthew Brown和Martin Chacon Portillo。数据分析：Van Thi Thanh Truong和Brett Vernier。概念设计和框架构建：David Rodriguez-Buritica和Siddharth K. Prakash。手稿修订：David Rodriguez-Buritica、Siddharth K. Prakash和Megan Rogge。项目监督：Siddharth K. Prakash和Megan Rogge。
致谢
我们感谢美国Turner综合征协会在患者招募和后勤支持方面的帮助。
资助
本工作得到了美国Turner综合征协会的支持。
伦理声明
德克萨斯大学休斯顿健康科学中心的伦理委员会根据协议HSC-MS-23-0628批准了这项研究。
同意
已从所有志愿受试者或其法定监护人那里获得了书面同意。也获得了参与青少年的书面同意。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
数据可用性声明
支持本研究结果的数据可在本文的支持信息中找到。
