Capillary malformation–arteriovenous malformation (CM–AVM) is an autosomal-dominant disorder, caused by heterozygous RASA1 mutations, and manifesting multifocal CMs and high risk for fast-flow lesions. A limited number of patients have been reported, raising the question of the phenotypic borders. We identified new patients with a clinical diagnosis of CM–AVM, and patients with overlapping phenotypes. RASA1 was screened in 261 index patients with: CM–AVM (n = 100), common CM(s) (port-wine stain; n = 100), Sturge–Weber syndrome (n = 37), or isolated AVM(s) (n = 24). Fifty-eight distinct RASA1 mutations (43 novel) were identified in 68 index patients with CM–AVM and none in patients with other phenotypes. A novel clinical feature was identified: cutaneous zones of numerous small white pale halos with a central red spot. An additional question addressed in this study was the "second-hit" hypothesis as a pathophysiological mechanism for CM–AVM. One tissue from a patient with a germline RASA1 mutation was available. The analysis of the tissue showed loss of the wild-type RASA1 allele. In conclusion, mutations in RASA1 underscore the specific CM–AVM phenotype and the clinical diagnosis is based on identifying the characteristic CMs. The high incidence of fast-flow lesions warrants careful clinical and radiologic examination, and regular follow-up.

Venous malformations (VMs) are composed of ectatic veins with scarce smooth muscle cell coverage. Activating mutations in the endothelial cell tyrosine kinase receptor TIE2 are a common cause of these lesions. VMs cause deformity, pain, and local intravascular coagulopathy, and they expand with time. Targeted pharmacological therapies are not available for this condition. Here, we generated a model of VMs by injecting HUVECs expressing the most frequent VM-causing TIE2 mutation, TIE2-L914F, into immune-deficient mice. TIE2-L914F-expressing HUVECs formed VMs with ectatic blood-filled channels that enlarged over time. We tested both rapamycin and a TIE2 tyrosine kinase inhibitor (TIE2-TKI) for their effects on murine VM expansion and for their ability to inhibit mutant TIE2 signaling. Rapamycin prevented VM growth, while TIE2-TKI had no effect. In cultured TIE2-L914F-expressing HUVECs, rapamycin effectively reduced mutant TIE2-induced AKT signaling and, though TIE2-TKI did target the WT receptor, it only weakly suppressed mutant-induced AKT signaling. In a prospective clinical pilot study, we analyzed the effects of rapamycin in 6 patients with difficult-to-treat venous anomalies. Rapamycin reduced pain, bleeding, lesion size, functional and esthetic impairment, and intravascular coagulopathy. This study provides a VM model that allows evaluation of potential therapeutic strategies and demonstrates that rapamycin provides clinical improvement in patients with venous malformation.