新生儿先天性低促性腺激素性性腺功能减退症的遗传图谱：新发变异与表型谱

《Journal of Neuroendocrinology》：Genetic landscape of a neonatal hypogonadotropic hypogonadism series: Novel variants and phenotypic spectrum

　　

摘要 为描述2岁前确诊的先天性低促性腺激素性性腺功能减退症（congenital hypogonadotropic hypogonadism, CHH）婴儿队列的临床表型与遗传学发现，研究人员从2019年至2025年间接受CHH二代测序（next-generation sequencing, NGS）的大型患者队列中，筛选出所有检测时年龄≤2岁的患者。遗传学分析采用靶向CHH基因panel，随后进行CPHD-NGS panel检测；对1例伴神经发育缺陷的剩余患者，研究人员实施了全外显子组测序。表型数据通过GENHYPOPIT注册数据库收集。12例男性婴儿（占总队列的1.5%）符合纳入标准；另经家系筛查纳入1例患者，共计13例。所有患者均表现为小阴茎；4例合并隐睾（半数呈双侧性）。10例婴儿在迷你青春期（mini-puberty）期间获得CHH的生物学确诊，中位年龄为6.8周。其中7例接受了促性腺激素治疗，平均起始年龄为4.1月龄。MRI显示5例存在双侧嗅球发育不全。12例患者中7例（58%）检出致病性或可能致病性变异，涉及TACR3（n = 2）、ANOS1、FGFR1（含2个新发变异）、SOX10、GLI2（经CPHD panel检出）及SOX11（经外显子组测序检出）。58%的病例获得遗传学病因诊断，其诊断率高于青春期队列的报道水平。早期遗传学诊断有助于对综合征性表现及合并垂体功能缺陷进行预期监测——对携带FGFR1和GLI2变异、存在CPHD风险的个体尤为关键。研究结果支持将GLI2和SOX11纳入靶向HH基因panel。

一、研究背景与问题

先天性低促性腺激素性性腺功能减退症（congenital hypogonadotropic hypogonadism, CHH）是一种极为罕见的疾病，估计发病率介于1/15,000至1/50,000，以男性为主。CHH的病理机制在于促性腺激素释放激素（gonadotropin releasing hormone, GnRH）的产生、分泌或作用缺陷，进而导致黄体生成素（luteinizing hormone, LH）和卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone, FSH）两种主要促性腺激素分泌受损。在男性新生儿中，CHH可表现为小阴茎和/或隐睾，并影响后续青春期发育及未来生育能力。因此，新生儿期观察到小阴茎或单侧/双侧隐睾时，应在迷你青春期（出生后1至4个月）进行激素评估以确诊CHH。早期诊断对于启动促性腺激素治疗至关重要，该治疗已被证实可促进睾丸发育和下降，从而改善未来生育潜能。然而，目前关于治疗方案的共识仍缺乏，且大多数CHH病例并非在出生后第一年内确诊，而是在青春期或成年早期因青春期延迟或不孕才被识别，导致显著的心理社会及生殖后遗症。

遗传学分析可辅助CHH的临床与实验室诊断。自20世纪90年代以来，多个基因被证实与CHH相关，包括与卡尔曼综合征（Kallmann syndrome, KS）相关的KAL1/ANOS1、与嗅觉正常型CHH相关的GNRHR，以及同时与KS和嗅觉正常型CHH相关的FGFR1。二代测序（next-generation sequencing, NGS）技术的发展使相关基因数量扩展至约40个。此外，参与联合垂体激素缺乏症（combined pituitary hormone deficiency, CPHD）的基因如PROP1和GLI2也被证实与CHH相关，支持CHH与CPHD之间存在发育和表型连续性。识别遗传学病因有助于更准确的预后判断和遗传咨询，目前成人队列的诊断率约为20%至40%。然而，针对婴儿期的遗传学诊断数据十分有限，绝大多数研究聚焦于年龄较大的患者。因此，研究人员对极年轻CHH患者的遗传学检测效率进行了系统研究，并描述了相应的基因型-表型关联。

二、研究设计与技术方法

本研究为回顾性分析，数据来源于GENHYPOPIT国际注册数据库，纳入2019年5月至2025年1月间在10家法国医院接受遗传学检测、年龄≤2岁的低促性腺激素性性腺功能减退症（hypogonadotropic hypogonadism, HH）患者。遗传学分析采用分层策略：首先对所有先证者进行包含23个HH相关基因的靶向NGS panel检测（包括ANOS1、CHD7、FGFR1、GNRHR、KISS1R、PROKR2、SOX10、TACR3等）；若未检出致病性（pathogenic, P）或可能致病性（likely pathogenic, LP）变异，则进行CPHD相关基因panel检测（含GLI2、PROP1等）；对1例伴神经发育缺陷的患者进一步实施全外显子组测序。变异按照美国医学遗传学与基因组学学会（American College of Medical Genetics, ACMG）指南进行分类，等位基因频率参考GnomAD数据库，并通过Sanger测序对先证者及家系成员的P/LP变异进行验证。表型数据通过标准化问卷收集，包括出生参数、临床异常发现、家族史及迷你青春期期间的激素评估结果。

三、研究结果

3.1 遗传学发现

在774例接受CHH靶向NGS检测的患者中，12例（1.5%）检测时年龄≤2岁，均为男性，中位检测年龄为8.1个月。12例先证者中7例（58%）检出P或LP变异。其中5例通过CHH panel检出：TACR3变异2例（患者1A和2），ANOS1、FGFR1、SOX10变异各1例；1例（患者6）通过CPHD panel检出GLI2 LP变异；1例（患者7）因神经发育障碍行全外显子组测序检出SOX11变异并经Sanger测序确认。家系分离分析在4个家系9名亲属中开展：患者1A的弟弟（患者1B）经靶向检测确认携带相同的TACR3纯合P变异，来自非近亲婚配的杂合父母；患者4的FGFR1变异经父母检测提示为新发突变；患者6的GLI2 LP变异遗传自表型正常的母亲。

3.2 表型特征

全部13例患者均表现为新生儿期小阴茎。4例（31%）合并隐睾，其中2例为双侧、2例为单侧。10例（77%）在迷你青春期经实验室检查确诊CHH，首次实验室评估中位年龄为6.8周，血清睾酮中位值0.52 nmol/L，LH和FSH水平均偏低。抗苗勒管激素（anti-Müllerian hormone, AMH）和抑制素B水平均低于或处于年龄对应正常低值。9例患者接受垂体MRI检查，5例（56%）显示单侧或双侧嗅球发育不全，其中仅2例有明确遗传学病因。2例患者表现为综合征性HH：患者5具有Waardenburg综合征样特征，患者7表现为CHH合并神经发育障碍、颅面异常和先天性心脏病。

3.3 基因型-表型关联

携带TACR3截短变异的3例患者（纯合或复合杂合）仅表现为单纯HH表型，无其他临床特征。ANOS1截短变异患者亦为单纯HH生殖器表型，但嗅觉状态因年龄过小无法评估。携带FGFR1错义变异的患者4表型更为复杂，合并神经发育障碍和巨头畸形，MRI显示垂体前叶发育不全。SOX10 LP变异患者5除小阴茎和隐睾外，还有虹膜色素减退和先天性耳聋，符合Waardenburg综合征2型诊断。GLI2 LP变异患者6仅表现为小阴茎，但MRI发现双侧嗅球发育不全。SOX11变异患者7具有Pierre Robin序列、房间隔缺损、外斜视、神经发育障碍、喂养困难和单侧嗅球发育不全。

3.4 治疗

10例实验室确诊CHH的患者中，7例（70%）接受促性腺激素治疗，中位起始年龄4.1个月；3例（30%）接受睾酮补充治疗，中位起始年龄5.2个月。3例在迷你青春期后确诊的患者均未接受激素治疗。4例隐睾患者均接受睾丸固定术，中位手术年龄18.5个月。

四、讨论与结论

本研究的遗传学诊断率为58%，显著高于既往成人队列报道的20%至40%，可能与小阴茎作为主要检测指征以及排除青春期体质性延迟混杂因素有关。TACR3是本研究队列中唯一在多个患者中检出的基因，3例患者（来自2个独立家系）均携带相同的c.824G>A p.(Trp275*)致病性变异，该变异为ClinVar中最常见的TACR3变异，可能反映约2000年前白种人群中的奠基者效应。研究还鉴定出ANOS1新发半合子截短变异和FGFR1新发错义变异。FGFR1变异患者存在垂体发育不全，提示其有进展为CPHD的风险，早期遗传学诊断直接指导了临床管理。研究结果支持将GLI2和SOX11纳入靶向HH基因panel，并强调在HH合并听力障碍患者中优先分析SOX10。研究也揭示了新生儿期遗传学检测的稀缺性——仅占队列的1.5%，提示儿科医生在产科病房对CHH临床体征的识别培训存在不足。早期诊断结合遗传学检测可改善患者管理，并可能通过基因型预测治疗反应和自然病程。研究局限性包括样本量小、缺乏青春期进展及垂体功能缺陷演变的纵向数据、以及靶向panel较全外显子组测序覆盖范围有限。

结论：本研究是首批专门描述婴儿期CHH遗传谱系的研究之一，该人群在文献中严重代表性不足。研究结果强调了早期识别小阴茎的重要性，以便在迷你青春期及时进行激素评估和早期诊断确认与治疗。婴儿期遗传谱与青春期队列报道大体重叠，诊断率达58%，高于青春期队列的一般报道水平。早期遗传学诊断可实现个体化随访、预测合并垂体功能缺陷及可能的综合征性表现，同时为家庭提供适当的遗传咨询。研究结果支持在HH panel中纳入GLI2和SOX11变异筛查。