17α-羟化酶/17,20碳链裂解酶缺陷症的研究进展及挑战

张一鸣，祝捷，叶山东

中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)内分泌科，合肥 230001

17α-羟化酶 /17,20碳链裂解酶缺陷症(17OHD)是先天性肾上腺皮质增生症(CAH)的一种少见类型，为CYP17A1基因突变引起的常染色体隐性遗传病，发病率在1/100 000至1/50 000之间,仅占所有CAH的1%[1]，以低肾素型高血压、低钾血症、男性患者假两性畸形、女性患者性幼稚和原发性闭经为主要临床表现。由于本病属于罕见病且临床表现复杂，容易发生漏诊及误诊。本文对17OHD的生化及病理生理、临床表现及分型、分子遗传学机制尤其是中国人群的常见突变类型以及其诊断、治疗的研究发展和面临的挑战进行综述。

1 生化及病理生理

既往研究发现17α-羟化酶/17,20碳链裂解酶(P450c17)在肾上腺类固醇激素合成过程中起关键作用[2]，其属于细胞色素P450酶超家族的一员，含508个氨基酸，分子量约57 KD，为混合功能酶，同时具有17α-羟化酶和17,20-裂解酶的活性。在正常的皮质醇代谢过程中，胆固醇在急性调节蛋白(StAR)作用下转变为孕烯醇酮，再由2条途径衍变为皮质醇的前体17羟孕酮：一是转化为孕酮后经17α-羟化酶作用形成17羟孕酮，再经两步羟化形成皮质醇；二是由17α-羟化酶羟化为17羟孕烯醇酮，再经3β-羟类固醇脱氢酶作用转变为17羟孕酮。而17,20碳链裂解酶则将17羟孕烯醇酮的17和20位碳原子上的侧链断开，形成雌激素及雄激素的前体脱氢表雄酮。因此，当P450c17存在缺陷时，皮质醇及性激素的合成通路均受阻。

本病患者皮质醇合成减少，ACTH分泌反馈性增加导致双侧肾上腺增生。而孕烯醇酮和孕酮合成增加，向盐皮质激素转化，脱氧皮质酮(DOC)大量增加[3]。由于DOC有弱的糖皮质激素作用，可部分代偿皮质醇不足，因此患者一般不出现肾上腺皮质功能减退的表现。同时DOC强大的盐皮质激素作用引起低血钾、碱中毒、水钠潴留及高血压。大部分患者血容量的增加会抑制肾素-血管紧张素系统，醛固酮生成减少[4]。然而醛固酮水平升高的17OHD病例也有报道，机制尚不明确，可能与标本未层析分离而脱氧皮质酮、皮质酮等前体物质干扰放射免疫法测定结果有关[5]；近年来，也有研究指出当17α-羟化酶 /17,20碳链裂解酶活性严重低下时，肾上腺醛固酮合酶活性增强，可导致醛固酮大量增加[6]。

P450c17缺乏时性激素合成通路受阻，睾酮和雌激素等性腺激素均存在合成障碍，垂体促黄体生成素和促卵泡生成素均反馈性增加。在女性患者，主要导致青春期无第二性征发育和原发性闭经，而17OHD男性患者的睾丸支持细胞仍可产生抗苗勒氏管激素(AMH)使中肾旁管退化而无子宫、输卵管等出现，故内生殖器为男性型。而睾酮水平不足则导致睾丸进一步发育及外生殖器分化障碍，表现为外生殖器女性型，整体上表现为假两性畸形，社会性别常为女性。性腺激素水平低下还会造成17OHD患者骨骺延迟闭合，骨龄落后，常伴有骨质疏松。

2 临床表现及分型

17OHD患者因P450c17残余的酶活性水平不同而有轻重不一的临床表现，目前认为临床类型可分为完全型、部分型以及孤立型3种[7]。完全型患者最为常见，以低肾素型高血压、低血钾、男性假两性畸形、女性性幼稚和原发性闭经为典型临床表现。部分型患者仍存在一定的P450c17活性，临床表现与完全型相似但较轻，可无低血钾及高血压。部分型的男性患者可出现小阴茎、尿道下裂等性发育障碍。部分型的女性患者可有自发的青春期第二性征发育，如乳腺发育及稀发月经。孤立型患者的P450c17保留了17α-羟化酶活性，糖皮质激素合成功能基本正常，仅17,20碳链裂解酶的活性缺失造成患者性激素缺乏。17α-羟化酶和17,20碳链裂解酶的活性均需要电子从还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)经过细胞色素P450氧化还原酶(POR)转移到P450c17，而细胞色素B5的A型(CYB5A)通过其变构效应，促进POR与 P450c17相互作用，从而间接促进17，20-碳链裂解酶活性，17α-羟化活性却不受CYB5A影响，国外研究指出CYP17A1基因(p.R347H、p.R358Q、p.E305G)、POR基因(p.G539R)错义突变，以及CYB5A基因(p.W27X)无义突变造成缺乏酶活性的截短蛋白均与孤立型17,20碳链裂解酶缺陷症有关[8]。

3 分子遗传学机制

CYP17A1基因位于染色体10q24.3，包含8个外显子，8 637个碱基对[9]。自1966年Biglieri等[10]首次报道1例女性17OHD患者以来，已有超过100种CYP17A1的突变被报道[11-12]。目前研究发现CYP17A1基因突变在特定族群或地理区域的分布有一定遗传学规律，有文献指出在20例加拿大门诺派人和荷兰弗里斯兰人患者中100%检测到Ile479后4-bp(CATC)重复(第8外显子)突变[13]。p.R362C (exon 6)突变在巴西患者中较多见。日本患者中可见F53(或54)(2119-2121)3-bp del(外显子1)，p.H373L、p.H373N(外显子6)突变。韩国患者中p.H373L (外显子6)较多见，其次为p.Y329fs(外显子6)突变。

中国人群CYP17A1基因突变的高发区域为第6和第8外显子，最常见的突变类型为p.Y329fs(外显子6)和D487-S488-F489(1519-1527)9-bp del(外显子8)突变[14]，p.H373L突变少见。此类现象可能与“奠基者效应”有关。此外，近期尚有研究发现一些中国患者的新发突变，如c.1244-3C>A[15]。CYP17A1基因TAC329AA即p.Y329fs突变最初由Hahm等在1例32岁韩国女性患者中发现。该患者329位密码子由T A C变成 A A，导致移码突变，生成仅包含417个氨基酸的截短蛋白，此蛋白缺乏CYP17 C端高度保守的血红素结合区(密码子435-455)，而该区域对于P450c17酶活性的表达必不可少，因此该区域的缺失造成17α-羟化酶和 17,20 碳链裂解酶两种酶活性的完全丧失[16]。另外按照 P450c17酶的计算机模拟结构，329位酪氨酸位于 P450c17酶J螺旋的中心，对维持其正常的酶活性非常重要[17]。除了p.Y329fs，目前报道的该位点相关突变类型还有p.Y329X[18]，p.Y329D[19]和p.Y329D/A-G[20]，表明329位密码子可能是一个突变热点。D487-S488-F489(1519-1527)9-bpdel突变则首先报道于1例14岁的泰国女孩[21]，CYP17A1第8外显子的缺失突变使合成的肽链缺少3个氨基酸(Asp487-Ser488-Phe489)，使P450c17两种酶的活性均缺失[22]。

4 诊断及治疗

目前国内尚无本病的统一诊断标准。其临床诊断要点在于低肾素型高血压、低血钾、男性患者假两性畸形、女性患者性幼稚和原发性闭经为主要特点的疾病表型，以及激素测定ACTH增高而皮质醇低于正常、促性腺激素增高而性激素低于正常两个方面。确诊依靠分子诊断，以CYP17A1基因测序为主，拷贝数变异检测使用多重连接依赖式探针扩增(MLPA)技术[23]。鉴别诊断方面，完全型17OHD患者常在青春期因第二性征发育障碍、原发性闭经而就诊，需要与各种原因导致的高促性腺激素性性腺功能减退症、特纳综合征鉴别。部分型17OHD患者可有青春期第二性征发育，如稀发月经及乳腺发育，血压及血钾可正常也可能异常，对ACTH兴奋实验可有反应，在临床上需注意与醛固酮增多症相鉴别。值得注意的是，极少数患者有P450c17缺陷而CYP17A1基因检测却无异常，需要与细胞色素P450氧化还原酶(POR)缺陷症相鉴别。POR基因突变可能导致微粒体P450酶活性降低，包括P450c17以及P450c21[24]。Antley-Bixler综合征(ABS)中存在POR基因突变的患者也常表现为皮质醇合成障碍和生殖器模糊。

对于17OHD患者及时适当的治疗可防止高血压造成心脑血管并发症发生以及纠正低血钾和性腺功能低下，有助于促进骨骺闭合[11]。糖皮质激素替代治疗非常重要，目前认为需维持终身治疗以抑制ACTH过量分泌，使DOC水平下降，低血钾及高血压得到缓解。糖皮质激素治疗以小剂量为宜，儿童患者应选用氢化可的松，成年患者常用地塞米松，起始剂量在每日0.75～2 mg，一般血钾在治疗1周左右恢复正常，血压需1～4周恢复。地塞米松一般维持剂量需每日0.375 mg。若高血压仍难以控制，可加用安体舒通辅助治疗[25]，并嘱患者低盐、富钾饮食。近期国外也有使用微量泵持续皮下注射氢化可的松治疗先天性肾上腺皮质增生症患者[26-27]的报道。

患者一般需要在年龄达到青春期后开始使用性激素替代疗法，促进第二性征的发育以及获得正常的骨代谢。在女性患者，通常需要雌激素联合孕激素治疗诱导人工月经周期。既往认为本病女性患者难以受孕生育，但随着辅助生殖技术的不断发展，国内已有报道p.Y329fs杂合突变的患者经辅助生殖成功受孕[7],但目前尚未见有p.Y329fs纯合突变患者受孕的报告。国外也有数例患者经体外受精技术(IVF)受孕并活产的报道[28-29]。提示某些CYP17A1基因突变类型的患者可以借助辅助生殖技术生育。在男性患者，则需注意发育不良及异位睾丸的筛查，必要时需手术切除从而避免恶性变[30]，如社会性别为女性，术后可给予雌激素促进女性性征发育。心理干预方面，需要从患者年龄、外阴形态、患者社会性别定位、自我性别认知等方面考虑，综合治疗，促进其心理健康发育。

综上所述，由于本病是一种罕见遗传性疾病，虽然目前对该病的认知较前有所进展，但仍存在局限。患者在基层医院容易发生漏诊、误诊，国内相关的病例研究主要来源于高级别医院，本病的基因检测和诊断技术需要进一步推广，在辅助生殖等方面的临床工作仍存在挑战。未来临床及基础研究的进一步深入，有利于17OHD患者的及时诊断、治疗，进一步提高本病的诊疗水平。