3β-羟基类固醇脱氢酶2缺乏症患儿的临床管理挑战与单中心经验:表型多样性与基因型关联分析
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时间:2025年09月26日
来源:Frontiers in Endocrinology 4.6
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本综述深入探讨了儿科3β-羟基类固醇脱氢酶2缺乏症(3β-HSD2D)的诊疗难点,通过分析三例罕见病例,揭示了其临床表型的显著异质性及基因型(HSD3B2变异)与表型的关联。文章强调精准基因诊断与多学科协作(内分泌、遗传、泌尿、妇科)在优化个体化治疗(如氢化可的松、氟氢可的松、睾酮及孕激素干预)中的核心作用,为改善此类先天性肾上腺增生(CAH)罕见亚型患者的长期预后提供了关键临床见解。
引言
先天性肾上腺增生(CAH)是一组由类固醇生成过程障碍引发的遗传性疾病。其中,3β-羟基类固醇脱氢酶2缺乏症(3β-HSD2D)是一种极为罕见的CAH类型,由HSD3B2基因的致病性变异引起,估计发病率低于百万分之一的新生儿,约占所有CAH病例的0.5%。该研究旨在通过分析三例儿科病例,凸显3β-HSD2D相关的表型多样性及管理挑战。
3β-HSD2是肾上腺和性腺中表达的关键酶,负责催化Δ5-3β-羟类固醇向Δ4-3-酮类固醇的转化,这是类固醇激素合成中的限速步骤。其编码基因HSD3B2定位于染色体1p12,包含4个外显子和3个内含子。该酶的缺陷会导致Δ5类固醇的积累,引起肾上腺功能不全和性激素失调。临床严重程度主要取决于残余酶活性以及外周组织中3β-HSD1同工酶的代偿功能。
典型3β-HSD2D通常在新生儿期表现为肾上腺功能不全、盐耗竭综合征(如呕吐、脱水)和生殖器异常。男性可出现不完全男性化,而女性常表现为轻度 virilization。非典型形式的患者则症状较轻,可能直至生命后期才出现雄激素过多和性腺功能减退的迹象,如多毛症、痤疮、月经不规律和不孕。
材料与方法
研究对在克拉科夫大学儿童医院儿科内分泌科诊断为3β-HSD2D的三名患者进行了回顾性分析。评估内容包括临床特征、实验室发现、遗传分析和管理策略。同时,进行了详细的文献综述,以查找先前描述的3β-HSD2D患者并将临床表现与HSD3B2基因的不同变异相关联。
生化与激素参数在克拉科夫大学儿童医院生物化学部进行常规分析。尿液类固醇谱的24小时分析则在华沙儿童纪念健康研究所的临床生物化学部完成,使用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,涵盖38种类固醇代谢物。
分子遗传学分析在不同的时间点由外部诊断中心完成。三名患者均采用了靶向测序 panel 进行下一代测序(NGS),该 panel 包含针对HSD3B2基因的特异性引物,以最大限度地减少脱靶扩增并确保高特异性。在病例1和2中,发现的变异通过HSD3B2特异的引物进行双向Sanger测序验证。变异分类基于美国医学遗传学与基因组学学院(ACMG)制定的指南。
病例展示
一名女性新生儿,胎龄36周经择期剖宫产出生。出生体重2880克。有DiGeorge综合征伴主动脉弓中断的家族史。出生后因呼吸窘迫需要复苏。体检发现面部畸形特征和心脏杂音。心电图显示右位主动脉弓和大型室间隔缺损(VSD)。出生第5天,因进行性皮肤色素沉着和家族史,开始内分泌评估。检查发现轻度阴蒂肥大和阴唇色素沉着(Prader II)。实验室检查显示显著电解质紊乱:低钠血症(最低127 mmol/L)、高钾血症(最高6.1 mmol/L)和低氯血症。激素检查提示肾上腺功能不全:ACTH高达1394 pg/mL,皮质醇低至5.0 μg/dL,17-羟孕酮(17OHP)和雄烯二酮升高。初步怀疑为21-羟化酶缺乏症(21OHD)导致的CAH。在生后第11天,因持续呕吐、腹泻和电解质失衡恶化,开始静脉注射氢化可的松治疗,后改为口服。第16天添加氟氢可的松。治疗使电解质水平稳定,皮肤色素沉着改善。尿液类固醇谱与HSD3B2缺乏症的生化特征一致,显示5-孕烯三醇(5PT)、DHEA、孕烷三醇(PT)、17OHP和孕烷二醇(PD)排泄增加,5PT/孕烷三醇酮(PTONE)比值为9.0,支持HSD3B2缺乏症的诊断。基因分析发现HSD3B2基因第4外显子存在纯合错义致病性变异c.760T>G (p.Tyr254Asp)。患者后续接受了VSD修补等心脏手术,术后情况稳定。在氢化可的松和氟氢可的松治疗下,患者电解质平衡稳定,但早期治疗过度导致生长速度减慢和体重加速增加,至今身材矮小(身高低于第3百分位)。
一名男性婴儿,父母健康、非近亲结婚。妊娠合并妊娠期糖尿病。出生体重3750克。出生时即表现出生殖器非典型:阴茎长2.7厘米,伴有会阴型尿道下裂,尿道开口位于泌尿生殖窦内;色素沉着的分叉阴囊,双侧可触及睾丸;皮肤呈青铜色黄疸样 discoloration。电解质测量显示钠正常(140 mmol/L),钾轻度升高(6.06 mmol/L)。超声显示肾上腺增大。激素评估显示ACTH显著升高(547.4 pg/mL),DHEA-S极高(>1500 μg/dL),皮质醇在正常范围上限,睾酮水平与年龄相符,雌二醇异常升高(274.1 pg/mL,解释为胎儿肾上腺区持续活跃导致前体物质外周转化所致)。尿液类固醇谱不典型,5PT/PTONE比值为3.5,不能明确区分HSD3B2缺乏症与其他CAH类型,因此转诊进行分子遗传学检测。基因分析发现HSD3B2基因的两个杂合变异:一个新的剪接位点变异c.308-6G>A和一个错义致病性变异c.760T>G (p.Tyr254Asp)。最终诊断为3β-HSD2D。患者未出现临床肾上腺功能不全表现,因此未开始糖皮质激素治疗。因会阴型尿道下裂和小阴茎,在35-37周龄期间接受了三次肌内睾酮治疗以促进阴茎生长,便于手术。后续分阶段进行了尿道下裂矫正手术。在1岁10个月时,因生长速度过快(15.9厘米/年)和骨龄加速,开始氢化可的松治疗。
一名女性婴儿,胎龄39周经阴道分娩出生,出生体重2600克。4月龄时因多汗、喂养困难、生长发育停滞数月入院。体重4710克,体检发现皮肤苍白花斑、肌张力稍减低,以及外生殖器virilization(阴蒂肥大,Prader II)。实验室检查显示严重电解质紊乱:低钠血症(120 mmol/L)、高钾血症(7.70 mmol/L)、低氯血症(90 mmol/L);尿素和肌酐升高。激素检查显示ACTH极高(1282 pg/mL),17OHP(>9.50 ng/mL)、DHEA-S(>822 μg/dL)升高,皮质醇正常(162.2 ng/mL)。腹部超声显示肾上腺显著增大,肾脏可见多个小囊肿,提示多囊肾病。尿液类固醇谱高度提示HSD3B2缺乏症,显示5PT、DHEA、PT、17OHP和PD显著升高,5PT/PTONE比值高达75.6。基因检测证实HSD3B2基因第4外显子存在纯合无义致病性变异c.849delG (p.Trp283fs)。开始氢化可的松和氟氢可的松治疗后,临床症状改善,电解质水平恢复正常。后续病程复杂,包括7月龄时肾囊肿消失、7岁时诊断为胆石症(使用熊去氧胆酸治疗)、诊断为小肠细菌过度生长(SIBO)、7岁3个月开始青春期发育(乳房发育Tanner II期)、10岁7个月初潮(月经初期不规则且量多)、以及反复出现的卵巢囊肿(最大达5厘米,使用地屈孕酮治疗)。目前13岁8个月,继续接受氢化可的松和氟氢可的松治疗,身高151厘米,已达成人生长速率,有痤疮,需持续的妇科和皮肤科随访。
讨论
本报告长期随访了三例3β-HSD2缺乏症患者,包括两例经典盐耗型女性婴儿和一例经典单纯男性化型男性婴儿,均在婴儿早期出现症状。女性患者表现为肾上腺功能不全和轻度外生殖器virilization,男性患者则表现为男性化不足和GnRH非依赖性性早熟。3β-HSD2缺乏导致肾上腺和性腺类固醇合成紊乱,理论上应导致Δ5类固醇前体(如孕烯醇酮、17-羟孕烯醇酮、DHEA)积累,而下游代谢物(如孕酮、17OHP、雄烯二酮、睾酮)减少。然而,临床患者中常观察到17OHP和睾酮代谢物升高,这可通过外周组织(如胎盘、肝脏)中HSD3B1同工酶将Δ5前体转化为Δ4类固醇来解释。胎儿肾上腺区的持续存在也促进了新生儿期类固醇前体的产生。临床表现取决于3β-HSD2的残余活性,低于1-2%时表现为经典形式,高于2%时则可能表现为单纯男性化形式。本研究中三名患者的临床和生化变异性凸显了该病的复杂性,并强调了基因检测的重要性。
从儿科和儿科泌尿科医生角度,理解3β-HSD2缺乏导致男性新生儿男性化不全和女性新生儿virilization的机制至关重要。胎儿肾上腺皮质类固醇合成在发育过程中发生显著变化。胎儿区(FZ)以雄激素合成途径为主,而定型区(DZ)的皮质醇和醛固酮合成能力逐渐发展。肾上腺类固醇合成始于约妊娠第7周(GW)。在8-9 GW期间,两性DZ中均可检测到3β-HSD2。到8 GW,肾上腺中可识别出皮质醇,皮质醇-ACTH反馈环开始建立。9 GW后皮质醇合成下降,3β-HSD2在14 GW后无法检测到,其活性从19 GW起逐渐再次增加。8-13 GW期间皮质醇的短暂升高——对应“男性化编程窗口”(MPW)——对女性胎儿至关重要,因为皮质醇抑制ACTH,从而抑制肾上腺雄烯二酮(可转化为睾酮)的产生,防止健康女性胎儿外生殖器virilization。同时,睾丸产生睾酮,对正常男性生殖器发育至关重要。女性胎儿肾上腺类固醇合成受损(如21OHD导致的CAH)可能因缺乏ACTH抑制而产生过多肾上腺雄激素(包括11-酮睾酮等强效雄激素),导致12-13 GW时外生殖器完全virilization。在3β-HSD2缺乏症中,女性胎儿的生殖器异常同样可由外生殖器发育关键窗口期3β-HSD2活性低解释。妊娠晚期,3β-HSD1有助于将DHEA转化为睾酮。此阶段雄激素水平升高可导致受累女性出现不同程度的virilization,表现为阴蒂肥大和部分阴唇融合。睾丸中3β-HSD2缺乏会破坏雄激素生物合成,导致生殖器异常,如小阴茎、尿道下裂和外生殖器严重发育不全。尽管3β-HSD1活性超过3β-HSD2,且后者在妊娠晚期(生殖器发育完成后)最活跃,但46,XY核型且严重3β-HSD2缺乏的个体仍无法产生足够的雄激素用于正常生殖器发育。
本研究中的病例表现出明显的表型变异性,部分原因可能与HSD3B2基因特定的致病性变异和等位基因配置有关。每个孩子携带复合杂合或纯合致病性变异,但具体变异不同。已识别的致病性变异包括:无义-移码突变、剪接位点和错义变异,均位于第4外显子。与盐耗和非盐耗形式疾病相关的突变型HSD3B2蛋白的动力学分析表明,其催化孕烯醇酮转化为孕酮或DHEA转化为雄烯二酮的效率降低了4至40倍或更多,具体取决于特定突变和底物。盐耗疾病个体突变蛋白的不稳定性增加,部分解释了不同的临床表型。已通过类固醇测量鉴定出 attenuated 或迟发性3β-HSD2缺乏症形式。不能排除远端启动子中的潜在致病性变异、多态性或其他影响酶表达的表观遗传因素。观察到的3β-HSD2活性降低也可能源于影响催化活性的膜环境变化或降低酶功能的翻译后修饰。可以推断,驱动HSD3B2表达增加的转录调节因子可能包括NR5A1、NR4A1 (NURR77)和GATA6。病例1的c.760T>G (p.Tyr254Asp)变异预计为致病性,既往在波兰裔女性患者中有描述,体外测试显示该突变酶无显著酶活性,故纯合子患者表现为经典的SW CAH。病例2的c.308-6G>A是一个新剪接区变异,分类为VUS,其与错义变异的组合导致男性化不足但无肾上腺功能不全,表明第二个等位基因至少具有部分活性。病例3的c.849delG (p.Trp283fs)是一个无义移码变异,预计会显著降低酶活性,与患者的严重表型相关。这些遗传发现与临床表现密切相关,证实了经典的3β-HSD2缺乏症,并支持明确的基因型-表型关系。
3β-HSD2缺乏症的主要治疗是激素替代疗法,氢化可的松和氟氢可的松是儿科最常用药物。本研究中的氢化可的松治疗在三例病例中既有共性也有差异。共同点是从婴儿期开始逐渐减少剂量,盐耗病例在儿童早期维持在15–40 mg/m2/天,在学校年龄前后略微增加后稳定在约10–12 mg/m2/天。显著差异在于初始剂量,病例1和3需要比病例2高得多的起始剂量。病例1在婴儿期因心脏并发症和心脏手术前管理需要,接受了比病例2和3高得多的氢化可的松剂量。病例2未进行Synacthen试验是一个临床疏忽,该测试本可提供关于肾上腺皮质醇储备的关键信息。早期开始低剂量氢化可的松可能预防了雄激素过多和 subsequent 骨龄提前。三例病例的分析为管理3β-HSD缺乏症提供了宝贵见解。治疗方法与21-羟化酶缺乏症相似。然而,与21-羟化酶缺乏症治疗相比,3βHSD2D中的氢化可的松剂量可以更低,雄激素过多更容易调控。认识到这些患者过度治疗的潜在风险很重要。过量氢化可的松可能导致生长抑制、生长板软骨损伤和库欣样特征,包括肥胖和高血压、高血糖、血脂异常、骨矿物质密度降低等代谢并发症。病例1观察到库欣样特征、身材矮小和超重,可能与婴儿期心脏手术所需的极高剂量氢化可的松(达到70 mg/m2/天)有关。病例3在婴儿期接受的氢化可的松剂量低于病例1,体重身高比例适当,无库欣样特征,但骨龄提前和性早熟导致其最终身高远低于父母平均身高。性早熟在许多3βHSD2D病例中有过描述,最早可在3月龄开始。对于病例1,如果出现类似情况,应考虑额外引入GnRH类似物治疗。在青春期,一名女性青少年患者最初经历月经过多和反复卵巢囊肿,有些直径达50毫米。类似卵巢囊肿在女性3βHSD2D患者中曾有描述。地屈孕酮(一种合成孕激素)的使用暂时控制了囊肿的形成。如果此问题持续,计划开始口服避孕药治疗。男性患者管理的另一个关键方面是治疗男性化不足,主要针对发育不全的男性生殖器,包括小阴茎、尿道下裂和其他形式的男性化不全。尿道下裂的手术矫正通常在阴茎生长 stimulated 后(通常在6个月至2岁之间,与微青春期一致)进行。病例2接受了长效睾酮治疗以促进阴茎生长,导致阴茎满意增大和尿道下裂修复术后成功恢复。该治疗是安全的,未诱导GnRH依赖性性早熟。另一个未来的关注点可能是肾上腺残余瘤(ART),如睾丸残余瘤(TART)以及一例位于会阴区的肾上腺残余瘤病例均有报道。因此,建议从儿童早期开始定期进行睾丸和腹部超声检查作为男性患者的随访。氟氢可的松剂量随年龄逐渐减少,推荐最大剂量不超过100 μg/天。应根据血压、电解质水平和血浆肾素活性进行调整,确保肾素在治疗期间保持在正常至中范围。另一个有趣的问题是自身免疫与类固醇合成受损之间的联系。曾有一例自身免疫性艾迪生病(AAD)与3βHSD2D共存的病例,作者推测可能还有其他未报告的自身免疫性肾上腺炎罕见病例,因为CAH的早期诊断掩盖了AAD的临床症状。
本研究存在一定局限性,主要是样本量小。它描述了在低预算环境下的临床护理,这限制了诊断程序以及监测和治疗选择。然而,其主要优势在于详细介绍了患者管理,概述了遇到的挑战和实施的处理策略。本研究的实用价值是其最重要的贡献。作为一项回顾性研究,此分析极大地增强了我们对疾病的理解。我们发现DHEA-S似乎是患者监测的一个有价值的标志物。早晨血清DHEA-S水平——不受昼夜节律变化影响——在3β-HSD2缺乏症患者的随访中被证明有用。在我们的背景下,使用年龄特异性参考范围使我们能够依赖此参数,而不是ACTH和皮质醇等受显著昼夜波动的激素。然而,我们完全承认17-羟孕烯醇酮(17OHPreg)是3β-HSD2缺乏症生化监测更特异和关键的标志物。不幸的是,由于患者数量极少且检测成本高,该检测在我们医院实验室不可用。从机构角度来看,在当前条件下实施此测量被认为不具有成本效益。因此,我们的监测方法基于常规可用的参数,包括血清电解质、皮质醇(及其日曲线)、ACTH、DHEAS、血浆肾素活性、LH、FSH、睾酮和雌二醇。文献分析为我们指出了潜在的随访目标——男性患者的TARTs、骨龄评估和性早熟(可能需要GnRH类似物治疗以防止最终身材矮小)。只有通过如此细致的回顾性评估,才能识别这些错误并在未来的临床实践中加以预防。我们也承认儿童早期超声评估的频率可能高于必要。基于我们不断发展的临床经验,我们此后采取了更保守和个体化的方法,保留影像学检查用于有特定临床指征的病例,而非常规监测。
结论
本研究呈现了三例经典3β-HSD2缺乏症病例。所有受累婴儿均表现出生殖器异常和紊乱的类固醇激素谱,女性患者还患有盐耗性肾上腺功能不全。已识别的突变多样且位于第4外显子内,展示了强大的基因型-表型相关性。管理主要涉及皮质类固醇替代疗法,成功使肾上腺功能正常化。在患有尿道下裂和小阴茎的男性患者中,使用睾酮 administration 以优化尿道下裂修复的手术效果,而不是将干预推迟到青春期进行阴茎增大。在一名患有复发性卵巢囊肿的女性患者中,使用了地屈孕酮,效果有限,并讨论了潜在引入口服避孕药的可能性。患者还需要密切监测骨龄和青春期阶段,以确保最终身高正常。这些病例的介绍凸显了管理患有此类类固醇合成障碍患者时多学科方法的必要性,特别需要内分泌科、妇科和泌尿科专家的参与。此外,与间歇性高剂量氢化可的松和氟氢可的松相关的并发症可能影响肾功能,导致高血压和肾钙化。因此,应考虑将这些患者转诊给肾病和高血压专家咨询。
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