先天性类脂质性肾上腺增生症的研究进展

荣柳萍 综述 宋文秀 审校

遵义医科大学第五附属(珠海)医院儿科，广东 珠海 519100

先天性类脂质性肾上腺增生症(CLAH)是一组先天性常染色体隐性遗传病，据统计，目前CLAH 的全球发病例数约为190 例，我国国内确诊病例有20 余例，它是由类固醇生成急性调控蛋白(StAR)基因和编码胆固醇侧链裂解酶(P450scc)的基因CYP11A1 突变引起，其中以StAR基因突变最为常见[1-3]。StAR基因、P450scc 基因主要通过影响细胞线粒体内类固醇的合成从而引起CLAH 患者类固醇激素合成障碍，类固醇激素完全或部分缺乏。典型的CLAH 患儿在出生不久后即出现肾上腺功能不全表现，轻者出现呕吐、腹泻等症状，同时可合并外生殖器发育障碍，重者可引起低血容量、低血压等肾上腺素危象，危及患儿生命，因此CLAH 需尽早诊断并及时治疗。但目前关于CLAH 的具体发病机制尚不十分明确，现本文主要针对CLAH、StAR、P450scc 及其三者之间联系的研究进展予以综述，以期为CLAH的相关研究进展提供参考依据。

1 CLAH

1.1 CLAH与先天性肾上腺增生症(CAH) CAH是一组常染色体隐性遗传病，其大部分是由21-羟化酶缺乏(21-hydroxylase deficiency，21-OHD)引起，有报道指出CAH 中21-OHD 的比例约占95%[4-5]，除21-OHD 之外StAR 基因突变以及3β羟基类固醇脱氢酶(3β-hydroxysteroid dehydrogenase，3β-HSD)缺乏等均可引起CAH。CAH患者肾上腺皮质类固醇激素(如糖皮质激素、性激素等)合成障碍，导致类固醇激素分泌不足或无分泌，通常女性多于男性[6]，临床表现为肾上腺皮质功能下降、电解质代谢紊乱及性腺功能发育异常等，其中阴蒂增大是CAH最常见的表现[7]，除此之外，还可能出现呕吐、腹泻、色素沉着、喂养困难等症状，若未能及时治疗，病情进一步发展，可能出现肾上腺危象。例如，在龚春竹等[8]的临床研究中，28例CAH新生儿中15 例患儿均有阴蒂肥大，其中有4例患儿出现肾上腺危象，该研究还表示外生殖器的模糊体现是导致21-OHD 女性患儿就诊的主要原因，认为当出现胃肠道功能紊乱、血电解质紊乱(尤其表现为高钾低钠血症)，如果合并外生殖器模糊，需要考虑此病，并进一步完善相关检测，预防漏诊，同时由于患儿容易出现肾上腺危象，CAH 也需及早干预治疗。CAH 在临床上可分为经典型及非经典型，经典型又包括失盐型和单纯男化型，而CLAH 属于失盐型的少见类型，也是CAH最为严重的类型，StAR基因突变及P450scc基因CYP11A1 突变均可引起CLAH。临床中CLAH 也分为典型和非典型，典型的CLAH在患儿出生后不久即会出现失盐及肾上腺素功能不全的症状，如脱水、低钠血症、高钾血症等，两性患儿在出生时均表现为女性外生殖器；而非典型CLAH 在出生时多无相关症状，多在出生较长时间后开始出现肾上腺功能减退症状，表现为进行性全身色素沉着，血浆皮质醇降低，46XY 患者可出现男性发育正常外生殖器官[1，9]，如P450scc 相关CLAH 的肾上腺皮质功能不全症状可至8 岁时出现[10]。LEKAREV 等[11]研究表示，StAR 的纯合内含子2(c.178+1G＞C)剪接位点突变时，患者核型为46XY，其临床表现不典型，有轻度的生殖器官男性化，同时该患者能够在不接受糖皮质激素治疗情况下接受麻醉手术，因此学者认为CLAH具有明显的表型变异性，其典型CLAH 与非典型的CLAH之间的差异可能就是其基因突变的表型变异性导致。

1.2 CLAH中类固醇激素合成障碍

1.2.1 激素合成障碍导致电解质代谢紊乱 醛固酮主要由肾上腺球状带分泌，它在平衡水、电解质方面有着重要的作用，类固醇激素急性合成期胆固醇从线粒体外膜进入线粒体内膜是醛固酮合成的限速步骤，该步骤主要受StAR的表达和磷酸化调节[12]。醛固酮可以增加肾脏远端小管对钠的重吸收和摄取，同时受肾素-血管紧张素-醛固酮轴控制，当StAR 基因或者P450scc 基因突变时，患者盐皮质激素合成受阻，肾远端小管对钠的重吸收受阻，进而导致低钠血症、高钾血症，这是CLAH中一种常见的电解质紊乱。另外糖皮质激素具有类醛固酮作用，CLAH糖皮质激素合成减少，可以引起游离水潴留、稀释性低钠血症，但合并醛固酮缺乏时，盐皮质激素明显降低，即醛固酮水平明显降低，导致机体处于“失盐型”，进一步导致血容量降低、低血压、低钠血症、高钾血症及代谢性酸中毒等表现，若不及时处理，可引起“失盐危象”，甚至造成生命危险[13]。同时，CLAH 导致皮质醇缺乏刺激下丘脑抗利尿激素(antidiuretic hormone，ADH)水平升高也可导致游离水潴留，皮质醇缺乏导致下丘脑皮质醇释放激素(cortisol releasing hormone，CRH)的产生增加，下丘脑也是ADH促泌剂，皮质醇对CRH和促肾上腺皮质激素(adreno-cortico-tropic-hormone，ACTH)有负反馈调节作用，因此，皮质醇也会直接抑制ADH的分泌，而CLAH 患者缺乏以上作用，由于血浆皮质醇水平降低会导致ADH水平升高，进而导致稀释性低钠血症[14]。

1.2.2 性激素合成障碍导致外生殖器发育障碍 性激素稳态对正常的生殖系统发育具有重要作用，CLAH生殖系统46XX女性与46XY男性CLAH生殖系统发育有所不同，其原因在于正常卵巢组织不同于睾丸及肾上腺，女性青春发育期前不表达类固醇生成相关酶，可以不产生类固醇，在青春发育后，颗粒层细胞才开始表达StAR，但当StAR急性反应能力丧失，受到首次打击。第二次打击是颗粒层细胞受促性腺激素刺激，胆固醇聚集增多，导致卵巢受累。卵巢的“二次打击”使卵巢的功能进行性衰竭，受影响的卵巢多表现出显著的脂质沉积和线粒体超微结构的变化，同时，卵巢周期中晚期不能合成大量孕酮，可出现卵巢早衰、无自发性排卵导致无法怀孕等现象[15-16]。而对于典型CLAH男性患儿，因肾上腺来源睾酮及雌二醇均减少，CLAH 男性外生殖器表现为女性表型，且StAR活性的丧失导致Leydig细胞中的脂质积累，脂质积累导致细胞破坏和睾酮生物合成的缺乏，导致外生殖器发育障碍[15]。ISHII等[17]发现在敲除StAR小鼠的肾上腺皮质中巨噬细胞浸润增加，并通过CLAH 患者的病理切片发现成人CLAH 患者的卵巢的特征巨噬细胞也浸润明显，细胞质清亮积聚，认为炎症或免疫反应在类固醇生成组织的病理状况中有关键作用。但是具体的作用及机制有待于研究人员进一步去探索。

1.2.3 糖皮质激素合成障碍 糖皮质激素主要是从肾上腺皮质束状带分泌，受丘脑-垂体-肾上腺轴控制，主要是与转录因子核受体超家族的糖皮质激素受体(GR)结合发挥作用，对人体稳态的维持具有重要的作用，同时具有昼夜节律性，在人体中早晨和夜间活动较高，可达到峰值[18]。对于葡萄糖的代谢而言，糖皮质激素可作用于体内大多数细胞，对维持葡萄糖的稳态具有重要作用；在肝脏细胞中，糖皮质激素促进肝脏中的糖异生，在骨骼肌和白色脂肪组织中，它们通过拮抗胰岛素反应来减少葡萄糖的摄取和利用。糖皮质激素通过上调参与糖异生的酶的转录并间接通过增加必要前体的可用性来促进肝脏糖异生，通过对蛋白质的分解代谢作用提供了可用氨基酸的来源，其对白色脂肪组织的脂解作用为糖异生提供了甘油，游离脂肪酸可作为驱动糖异生的能量来源。遂当缺乏皮质醇介导的糖异生可导致患者发生低血糖，同时糖皮质激素缺乏对于免疫、炎症反应、血压调节、皮肤色素沉着等也具有重要的作用[19]。StAR 基因突变及P450scc 基因CYP11A1 突变时，CLAH 由于糖皮质激素的合成障碍，糖皮质激素大量减少，早期糖皮质激素缺乏可出现疲劳、恶心、呕吐、色素沉着、血压降低及血糖降低等，若病情进一步发展，可能出现低血容量、低血压等肾上腺素危象表现，危及患者生命[20]。

2 StAR

2.1 StAR 的结构、功能 StAR 基因位于8 号染色体q11.23，是由7 个外显子组成，可以编码285 个氨基酸，其主要是将胆固醇传递到线粒体上，进而合成类固醇激素[21]。StAR蛋白内有两个主要结构域：一个是蛋白质的N 端序列，它包含线粒体引导肽，可维持StAR与线粒体外膜接触时的寻靶能力；另外一个是C端的生物活性部位，是胆固醇可以结合的一段由氨基酸残基组成的脂质结合域(START)[22]，起到促进胆固醇在两个线粒体膜之间的易位的作用。目前关于StAR作用机制的模型，有模型-膜间穿梭假说和胆固醇解吸假说[23]，但是具体的转移机制不详，这两种机制的研究需要进一步去探索。STOCCO[24]表示胆固醇是合成所有类固醇激素的底物，受调控的类固醇生物合成受放线菌酮敏感因子控制，其功能是将胆固醇从线粒体膜外转移到线粒体内膜，而该调节因子的候选物是StAR。MILLER[25]认为StAR基因并不是单独工作，它可能需要和其他结合蛋白一起运输胆固醇进入线粒体内，并表示外周苯二氮卓受体(PBR)与StAR可以相互作用，PBR 是一个18 kDa 的小型线粒体外膜(OMM)，有五个跨膜区的蛋白质，在大鼠睾丸间质R2C细胞中PBR的破坏减少了类固醇生成，而PBR敲除小鼠是胚胎致死的，认为StAR 和PBR 可能会相互影响。另外，HAUET 等[26]也表示StAR 和PBR 与类固醇生成的这一速率决定步骤有关，他在MA-10 小鼠Leydig 肿瘤细胞中用PBR 的可转导肽拮抗剂处理细胞，导致成熟线粒体30-kDa StAR 蛋白的积累受到抑制，因此他认为PBR 的存在是StAR 导入线粒体所必需的，同时两者以协调的方式将胆固醇转移到线粒体中。TUGAEVA 等[27]则提出14-3-3 家族蛋白作为STAR 伴侣类固醇生成的调节剂，认为它通过磷酸化的蛋白伴侣发挥调节功能，从而调节类固醇生成。OBSILOVA等[28]也表示14-3-3蛋白与STAR基因的磷酸化位点Ser195的结合也会影响STAR在折叠和展开的状态，他表示当活性Ser195磷酸化后，STAR表达迅速增强。PRASAD 等[29]认为StAR 在其易位到线粒体基质之前会与线粒体相关内质网膜(MAM)上的电压依赖性阴离子通道2(VDAC2)相互作用，在他的实验中发现如果不存在VDAC2 的情况下，StAR 被表达但不会作为成熟的30 kDa 蛋白加工到线粒体中，因此，VDAC2可以调节StAR的线粒体加工然后转化为成熟蛋白，当在没有VDAC2的情况下，StAR不能进入线粒体或与MAM 相关蛋白相互作用，类固醇的合成将会受到抑制，认为VDAC2 可以起到控制着StAR的加工和活性作用，调节线粒体将StAR 加工成成熟蛋白。StAR并不是独立地起作用，但是，其具体的作用机制有待于进一步的去探索。

2.2 StAR与CLAH 激素是一种生物活性物质，由内分泌细胞合成和分泌物质，类固醇激素属于其中的一种，其合成的步骤有以下三个方面：脂蛋白和胆固醇的摄取、细胞内胆固醇的加工、起始域蛋白和胆固醇向线粒体传递，而到达线粒体外膜向线粒体内膜的传递受StAR 的调节，类固醇生成细胞内贮存的类固醇激素较少，因此快速的类固醇生成反应需要快速合成新的类固醇。肾上腺类固醇激素生成依赖ACTH，ACTH的作用如下：通过刺激细胞肥大和增生促进肾上腺生长；而后ACTH和通过钙/钙调素途径起作用的血管紧张素Ⅱ促进编码各种类固醇生成酶和供电子辅因子蛋白的基因的转录；最后ACTH会刺激新的类固醇合成和释放，而ACTH 和黄体生成素(luteinizing hormone，LH)则通过环磷酸腺苷(cAMP)起作用，可刺激现存StAR中磷酸化和StAR基因的快速转录，增加胆固醇从线粒体细胞膜外到膜内的流量[26]。当StAR突变时，CLAH由于类固醇激素合成障碍，丘脑-垂体-性腺的负反馈调节机制无反应，ACTH及黑色素细胞雌激素水平升高，导致类固醇激素缺乏，引起肾上腺素肥大。典型STAR基因突变导致血液循环中类固醇激素完全消失或近乎完全消失，其多余的胆固醇储存在类固醇生成细胞中[30]。HASEGAWA 等[31]在新生的StAR基因敲除小鼠中发现睾丸间质空间中含有脂滴，且脂质沉积随着年龄的增长而增加，近年来，这一证明也在人类中被发现[32]。同时，有研究提示StAR基因突变多具有种族异质性，例如StAR基因Q77X突变病例在中国人群中更为常见[33]，而StAR基因Q258X突变多在日本和韩国中较为常见[15]。当前认为在CLAH的STAR基因突变中，主要发病机制是“两次打击”学说，一次是失去StAR介导的急性类固醇生成反应，导致体内大多数类固醇激素丢失；第二个打击ACTH不断分泌补偿增加了脂滴中胆固醇的含量，积累的胆固醇、胆固醇酯及其自氧化产物最终会破坏细胞的类固醇生成机制[26]。但具体的发生机制有待于进一步研究。

3 P450scc基因结构、功能与CLAH的发生

P450scc 基因(CYP11A1)位于染色体15q23-q24上，由9个外显子组成，长约30 kb，编码521个氨基酸，包括一个39 个氨基酸的前导肽，其在P450scc 进入线粒体时被切割，最终定位于线粒体内，是一个可以催化胆固醇转化为孕烯醇酮的关键酶[30]。正常情况下P450scc 在肾上腺皮质、脑、睾丸、卵巢及胎盘内存在大量的表达，对器官发育成熟有着重要的作用[34]。SHIH 等[35]通过研究CYP11A1 的调控元件，表示CYP11A1 启动子有较多顺式调控元件及反式调控元件的组织特异性因子，而这些因子可以与较多细胞中的因子(如AP-1、Sp1 和AP-2)相互作用，进而使CYP11A1转录发挥最大潜力。至今为止，较多学者认为CYP11A1 基因突变引起的肾上腺功能不全是常染色体隐性遗传，但是PAPADIMITRIOU 等[36]研究发现CYP11A1 基因杂合突变也有可能是人类常染色体显性遗传，这有待于进一步扩大样本量去研究。当P450scc 基因突变时，线粒体内胆固醇转换成类固醇受阻，也会产生与STAR 基因突变致CLAH 的相似表现。如HU 等[37]在一项CYP11A1 缺失的小鼠实验中发现缺失该基因的小鼠在出生后1～2 d 内死亡，并出现明显的脱水症状。P450scc 基因突变与STAR 基因突变造成的CLAH 相比，虽然其临床表现、激素水平未见明显的差别，但有的报道指出STAR 基因突变致CLAH 多有肾上腺肿大，而P450scc 基因突变则大多无肾上腺肿大[38-39]，因此两者之间的鉴别诊断主要依赖于基因检测。同时，TEE等[40]表示胎盘不表达StAR并通过独立于StAR 的类固醇生成产生黄体酮，但是P450scc 的缺陷会破坏孕酮的胎盘合成，而孕酮是抑制子宫收缩力从而防止自然流产或早产所必需的，所以P450scc 的缺失有可能会导致流产或早产；另外，P450scc 患儿可出现发育正常的男性外生殖器，然后再出现性腺功能衰竭，但其具体的机制尚不清楚，有待于进一步探索。

4 CLAH的治疗

CLAH是CAH最严重也是最罕见的类型，由于其可能导致患儿在出生后即出现肾上腺素危象，因此一旦发现患儿在出生后出现肾上腺功能不全表现、外生殖器发育障碍等，应考虑及完善CLAH 相关方面检查，尽早确诊。当前CLAH的治疗主要目标是实现皮质醇缺乏的生理剂量替代，同时抑制肾上腺雄激素的过度产生[41]。在患儿不同成长时期针对方面有所不同，例如在儿童时期，治疗的主要目的是预防肾上腺危象，达到正常身高、正常青春期；而在成人中，旨在预防肾上腺危象，确保正常的生育能力，同时改善患者的生命质量[42]。但是当前的糖皮质激素治疗方案不能最佳地复制正常的生理皮质醇水平，过度的治疗容易导致库欣综合征等不良反应，不足量的治疗容易导致患者症状无法得到明显缓解，影响患者的生存质量，遂目前建议个体化治疗，同时定期监测患儿内分泌激素水平，防止不足或过度治疗，即需要寻找模拟人体类固醇激素的分泌周期，达到个体化精准治疗。

5 小结

目前CLAH 是儿童中较为严重的一类常染色体隐性遗传病，早期容易发生肾上腺素危象，造成不可挽救的后果。在临床中，当高度怀疑此病时，临床医生需进一步完善基因检测，及早的诊断并治疗，以防止肾上腺素危象的发生。而当前在临床中激素替代疗法是最好的治疗方案，但是由于个体化的差异，激素替代疗法无法模拟内分泌的释放周期。而StAR基因、P450scc 基因与CLAH 的发生、发展有着密切的关系，其具体的发生机制有待于进一步的去探索，或许可以从中进行干预，从而探索出更佳的治疗方案。