17α-羥化酶/17,20碳鏈裂解酶缺陷癥的研究進展及挑戰

張一鳴，祝捷，葉山東

中國科學技術大學附屬第一醫院(安徽省立醫院)內分泌科，合肥 230001

17α-羥化酶 /17,20碳鏈裂解酶缺陷癥(17OHD)是先天性腎上腺皮質增生癥(CAH)的一種少見類型，為CYP17A1基因突變引起的常染色體隱性遺傳病，發病率在1/100 000至1/50 000之間,僅占所有CAH的1%[1]，以低腎素型高血壓、低鉀血癥、男性患者假兩性畸形、女性患者性幼稚和原發性閉經為主要臨床表現。由于本病屬于罕見病且臨床表現復雜，容易發生漏診及誤診。本文對17OHD的生化及病理生理、臨床表現及分型、分子遺傳學機制尤其是中國人群的常見突變類型以及其診斷、治療的研究發展和面臨的挑戰進行綜述。

1 生化及病理生理

既往研究發現17α-羥化酶/17,20碳鏈裂解酶(P450c17)在腎上腺類固醇激素合成過程中起關鍵作用[2]，其屬于細胞色素P450酶超家族的一員，含508個氨基酸，分子量約57 KD，為混合功能酶，同時具有17α-羥化酶和17,20-裂解酶的活性。在正常的皮質醇代謝過程中，膽固醇在急性調節蛋白(StAR)作用下轉變為孕烯醇酮，再由2條途徑衍變為皮質醇的前體17羥孕酮：一是轉化為孕酮后經17α-羥化酶作用形成17羥孕酮，再經兩步羥化形成皮質醇；二是由17α-羥化酶羥化為17羥孕烯醇酮，再經3β-羥類固醇脫氫酶作用轉變為17羥孕酮。而17,20碳鏈裂解酶則將17羥孕烯醇酮的17和20位碳原子上的側鏈斷開，形成雌激素及雄激素的前體脫氫表雄酮。因此，當P450c17存在缺陷時，皮質醇及性激素的合成通路均受阻。

本病患者皮質醇合成減少，ACTH分泌反饋性增加導致雙側腎上腺增生。而孕烯醇酮和孕酮合成增加，向鹽皮質激素轉化，脫氧皮質酮(DOC)大量增加[3]。由于DOC有弱的糖皮質激素作用，可部分代償皮質醇不足，因此患者一般不出現腎上腺皮質功能減退的表現。同時DOC強大的鹽皮質激素作用引起低血鉀、堿中毒、水鈉潴留及高血壓。大部分患者血容量的增加會抑制腎素-血管緊張素系統，醛固酮生成減少[4]。然而醛固酮水平升高的17OHD病例也有報道，機制尚不明確，可能與標本未層析分離而脫氧皮質酮、皮質酮等前體物質干擾放射免疫法測定結果有關[5]；近年來，也有研究指出當17α-羥化酶 /17,20碳鏈裂解酶活性嚴重低下時，腎上腺醛固酮合酶活性增強，可導致醛固酮大量增加[6]。

P450c17缺乏時性激素合成通路受阻，睪酮和雌激素等性腺激素均存在合成障礙，垂體促黃體生成素和促卵泡生成素均反饋性增加。在女性患者，主要導致青春期無第二性征發育和原發性閉經，而17OHD男性患者的睪丸支持細胞仍可產生抗苗勒氏管激素(AMH)使中腎旁管退化而無子宮、輸卵管等出現，故內生殖器為男性型。而睪酮水平不足則導致睪丸進一步發育及外生殖器分化障礙，表現為外生殖器女性型，整體上表現為假兩性畸形，社會性別常為女性。性腺激素水平低下還會造成17OHD患者骨骺延遲閉合，骨齡落后，常伴有骨質疏松。

2 臨床表現及分型

17OHD患者因P450c17殘余的酶活性水平不同而有輕重不一的臨床表現，目前認為臨床類型可分為完全型、部分型以及孤立型3種[7]。完全型患者最為常見，以低腎素型高血壓、低血鉀、男性假兩性畸形、女性性幼稚和原發性閉經為典型臨床表現。部分型患者仍存在一定的P450c17活性，臨床表現與完全型相似但較輕，可無低血鉀及高血壓。部分型的男性患者可出現小陰莖、尿道下裂等性發育障礙。部分型的女性患者可有自發的青春期第二性征發育，如乳腺發育及稀發月經。孤立型患者的P450c17保留了17α-羥化酶活性，糖皮質激素合成功能基本正常，僅17,20碳鏈裂解酶的活性缺失造成患者性激素缺乏。17α-羥化酶和17,20碳鏈裂解酶的活性均需要電子從還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)經過細胞色素P450氧化還原酶(POR)轉移到P450c17，而細胞色素B5的A型(CYB5A)通過其變構效應，促進POR與 P450c17相互作用，從而間接促進17，20-碳鏈裂解酶活性，17α-羥化活性卻不受CYB5A影響，國外研究指出CYP17A1基因(p.R347H、p.R358Q、p.E305G)、POR基因(p.G539R)錯義突變，以及CYB5A基因(p.W27X)無義突變造成缺乏酶活性的截短蛋白均與孤立型17,20碳鏈裂解酶缺陷癥有關[8]。

3 分子遺傳學機制

CYP17A1基因位于染色體10q24.3，包含8個外顯子，8 637個堿基對[9]。自1966年Biglieri等[10]首次報道1例女性17OHD患者以來，已有超過100種CYP17A1的突變被報道[11-12]。目前研究發現CYP17A1基因突變在特定族群或地理區域的分布有一定遺傳學規律，有文獻指出在20例加拿大門諾派人和荷蘭弗里斯蘭人患者中100%檢測到Ile479后4-bp(CATC)重復(第8外顯子)突變[13]。p.R362C (exon 6)突變在巴西患者中較多見。日本患者中可見F53(或54)(2119-2121)3-bp del(外顯子1)，p.H373L、p.H373N(外顯子6)突變。韓國患者中p.H373L (外顯子6)較多見，其次為p.Y329fs(外顯子6)突變。

中國人群CYP17A1基因突變的高發區域為第6和第8外顯子，最常見的突變類型為p.Y329fs(外顯子6)和D487-S488-F489(1519-1527)9-bp del(外顯子8)突變[14]，p.H373L突變少見。此類現象可能與“奠基者效應”有關。此外，近期尚有研究發現一些中國患者的新發突變，如c.1244-3C>A[15]。CYP17A1基因TAC329AA即p.Y329fs突變最初由Hahm等在1例32歲韓國女性患者中發現。該患者329位密碼子由T A C變成 A A，導致移碼突變，生成僅包含417個氨基酸的截短蛋白，此蛋白缺乏CYP17 C端高度保守的血紅素結合區(密碼子435-455)，而該區域對于P450c17酶活性的表達必不可少，因此該區域的缺失造成17α-羥化酶和 17,20 碳鏈裂解酶兩種酶活性的完全喪失[16]。另外按照 P450c17酶的計算機模擬結構，329位酪氨酸位于 P450c17酶J螺旋的中心，對維持其正常的酶活性非常重要[17]。除了p.Y329fs，目前報道的該位點相關突變類型還有p.Y329X[18]，p.Y329D[19]和p.Y329D/A-G[20]，表明329位密碼子可能是一個突變熱點。D487-S488-F489(1519-1527)9-bpdel突變則首先報道于1例14歲的泰國女孩[21]，CYP17A1第8外顯子的缺失突變使合成的肽鏈缺少3個氨基酸(Asp487-Ser488-Phe489)，使P450c17兩種酶的活性均缺失[22]。

4 診斷及治療

目前國內尚無本病的統一診斷標準。其臨床診斷要點在于低腎素型高血壓、低血鉀、男性患者假兩性畸形、女性患者性幼稚和原發性閉經為主要特點的疾病表型，以及激素測定ACTH增高而皮質醇低于正常、促性腺激素增高而性激素低于正常兩個方面。確診依靠分子診斷，以CYP17A1基因測序為主，拷貝數變異檢測使用多重連接依賴式探針擴增(MLPA)技術[23]。鑒別診斷方面，完全型17OHD患者常在青春期因第二性征發育障礙、原發性閉經而就診，需要與各種原因導致的高促性腺激素性性腺功能減退癥、特納綜合征鑒別。部分型17OHD患者可有青春期第二性征發育，如稀發月經及乳腺發育，血壓及血鉀可正常也可能異常，對ACTH興奮實驗可有反應，在臨床上需注意與醛固酮增多癥相鑒別。值得注意的是，極少數患者有P450c17缺陷而CYP17A1基因檢測卻無異常，需要與細胞色素P450氧化還原酶(POR)缺陷癥相鑒別。POR基因突變可能導致微粒體P450酶活性降低，包括P450c17以及P450c21[24]。Antley-Bixler綜合征(ABS)中存在POR基因突變的患者也常表現為皮質醇合成障礙和生殖器模糊。

對于17OHD患者及時適當的治療可防止高血壓造成心腦血管并發癥發生以及糾正低血鉀和性腺功能低下，有助于促進骨骺閉合[11]。糖皮質激素替代治療非常重要，目前認為需維持終身治療以抑制ACTH過量分泌，使DOC水平下降，低血鉀及高血壓得到緩解。糖皮質激素治療以小劑量為宜，兒童患者應選用氫化可的松，成年患者常用地塞米松，起始劑量在每日0.75～2 mg，一般血鉀在治療1周左右恢復正常，血壓需1～4周恢復。地塞米松一般維持劑量需每日0.375 mg。若高血壓仍難以控制，可加用安體舒通輔助治療[25]，并囑患者低鹽、富鉀飲食。近期國外也有使用微量泵持續皮下注射氫化可的松治療先天性腎上腺皮質增生癥患者[26-27]的報道。

患者一般需要在年齡達到青春期后開始使用性激素替代療法，促進第二性征的發育以及獲得正常的骨代謝。在女性患者，通常需要雌激素聯合孕激素治療誘導人工月經周期。既往認為本病女性患者難以受孕生育，但隨著輔助生殖技術的不斷發展，國內已有報道p.Y329fs雜合突變的患者經輔助生殖成功受孕[7],但目前尚未見有p.Y329fs純合突變患者受孕的報告。國外也有數例患者經體外受精技術(IVF)受孕并活產的報道[28-29]。提示某些CYP17A1基因突變類型的患者可以借助輔助生殖技術生育。在男性患者，則需注意發育不良及異位睪丸的篩查，必要時需手術切除從而避免惡性變[30]，如社會性別為女性，術后可給予雌激素促進女性性征發育。心理干預方面，需要從患者年齡、外陰形態、患者社會性別定位、自我性別認知等方面考慮，綜合治療，促進其心理健康發育。

綜上所述，由于本病是一種罕見遺傳性疾病，雖然目前對該病的認知較前有所進展，但仍存在局限。患者在基層醫院容易發生漏診、誤診，國內相關的病例研究主要來源于高級別醫院，本病的基因檢測和診斷技術需要進一步推廣，在輔助生殖等方面的臨床工作仍存在挑戰。未來臨床及基礎研究的進一步深入，有利于17OHD患者的及時診斷、治療，進一步提高本病的診療水平。