Adrenogenitálny syndróm (nedostatok 21-hydroxylázy) - mutácieCYP21A2 (analýza) - Synevo
Všeobecné informácie - Adrenogenitálny syndróm (nedostatok 21-hydroxylázy) - mutácie CYP21A2
Vrodená hyperplázia nadobličiek alebo adrenogenitálny syndróm je skupina autozomálne recesívnych stavov spôsobených nedostatkom jedného alebo viacerých enzýmov podieľajúcich sa na normálnej syntéze steroidov v troch hlavných triedach hormónov: mineralokortikoidy (aldosterón), glukokortikoidy (kortizol) a pohlavné hormóny.
Vo všetkých formách dochádza k zníženiu produkcie kortizolu, čo vedie k zvýšenej syntéze hypofýzy ACTH; Nadmerná stimulácia nadobličiek spôsobuje hyperpláziu spojenú s hypersekréciou steroidov a ich metabolitov proximálne k defektu enzýmu.
Klinické prejavy sa líšia v závislosti od umiestnenia enzymatického defektu v biochemickej ceste nadobličkových steroidov a stupňa deficitu (pozri obrázok 1).
Obr. 1 Biochemické cesty syntézy steroidných hormónov
StAR = steroidný akútny regulačný proteín (proteín, ktorý prenáša cholesterol do vnútornej mitochondriálnej membrány)
17a = 17a-hydroxyláza; 17,20 = 17,20-liaza; 3p = 3p-hydroxysteroid dehydrogenáza;
11p = 11p-hydroxyláza; DHEA = dehydroepiandrostendión; DHEAS = síran DHEA
A: proces dvojstupňovej syntézy aldosterónu:
- hydroxyláciou kortikosterónu za vzniku 18-hydroxykortikosterónu
- oxidácia 18-hydroxykortikosterónu za vzniku aldosterónu
Zatiaľ čo ľudia s čiastočným defektom enzýmu môžu mať znížené príznaky, ktoré najčastejšie vykazujú klinický obraz naznačujúci syndróm polycystických vaječníkov, u ľudí so závažnými defektmi sa môže prejaviť akútna nedostatočnosť nadobličiek so stratou solí, dvojznačnosťou genitálií a virilizáciou (z ľahkých foriem). do úplnej maskulinizácie vonkajších genitálií dievčat XX) 9 .
S prihliadnutím na závažnosť klinických prejavov možno adrenogenitálny syndróm rozdeliť na klasickú formu (závažnú s neonatálnym nástupom) a neklasickú formu (kryptogénnu s tradičným nástupom). Klasická forma sa ďalej delí na variant spojený so stratou. soli a v jednej bez straty soli (jednoduchý variant virilizácie).
Kortikoadrenálne hormóny sú steroidné deriváty syntetizované z LDL-cholesterolu dodávaného do nadobličiek a zachytávané špecifickými receptormi. StAR zaisťuje jeho transport cez vonkajšiu mitochondriálnu membránu s cieľom inicializovať cesty syntézy steroidov. Enzýmy, ktoré ovplyvňujú biosyntézu kortizolu, sú: P450SCC (defekt StAR), 3β-hydroxysteroid dehydrogenáza, 21-hydroxyláza, 11-hydroxyláza a 17-hydroxyláza 3 .
Deficit vo výške 21-hydroxyláza je najčastejšou príčinou adrenogenitálneho syndrómu, je zodpovedný za asi 90-95% prípadov. Enzým sa nachádza v endoplazmatickom retikule a katalyzuje premenu 17-OH progesterónu na 11-deoxykortizol, ako aj premenu progesterónu na deoxykortikosterón (DOC). Deficit 21-hydroxylázy teda vedie k zvýšeným hladinám 17-OH progesterónu v sére a zvýšeným hladinám pregnantriolu a 17-OH progesterónu v moči. Tieto prekurzory sú na ceste k nadmernej produkcii androstendiónu a testosterónu s následnou virilizáciou. Zároveň dochádza k premenlivému zníženiu hladín DOC, 11-deoxykortizolu, kortikosterónu, kortizolu a aldosterónu.
Klinický obraz často koreluje so závažnosťou enzymatickej dysfunkcie. Klasická forma ochorenia začína v novorodeneckom období alebo v prvom detstve s adrenálnou insuficienciou sprevádzanou virilizáciou, so stratou alebo bez straty solí. Novorodenci (XX) majú rôzny stupeň maskulinizácie, od zväčšenia podnebia po úplný vývoj mužských vonkajších genitálií, čo sťažuje zistenie pohlavia pri narodení. Novorodenci mužského pohlavia majú normálne vonkajšie pohlavné orgány. Približne 75% postihnutých novorodencov si spája nedostatok aldosterónu, ktorý spôsobuje stratu solí; príznaky hyponatrémie, hyperkaliémie, zníženia objemu krvi a hypotenzie sa vyskytujú počas prvých 2 týždňov života.
Neklasická forma sa prejavuje neskôr v detstve skorou adrenarou alebo v období mladej dospelosti hirzutizmom, amenoreou a neplodnosťou. U žien je klinický obraz podobný ako v prípade syndrómu polycystických vaječníkov. U mužov sa môže vyvinúť skorá puberta, zvyšky tkaniva nadobličiek v semenníkoch a neplodnosť.
Klasická forma adrenogenitálneho syndrómu má incidenciu 1 z 5 000 - 15 000 živo narodených detí, zatiaľ čo neklasická forma 1 z 1 000 3; 8; 9 .
Medzi kôrou nadobličiek a dreňou nadobličiek je úzky vzťah. Klasický nedostatok 21-hydroxylázy bol opísaný ako dreňová adrenálna dysplázia a znížená tvorba katecholamínov. Predpokladá sa, že stupeň poškodenia nadobličiek môže byť markerom závažnosti adrenogenitálneho syndrómu. .
Diagnóza adrenogenitálneho syndrómu z nedostatku 21-hydroxylázy je stanovená kvantitatívnym stanovením steroidných hormónov a ich prekurzorov. Neonatálne skríningové programy zavedené v mnohých krajinách, ktoré spočívajú v meraní hladiny 17-OH progesterónu v krvných škvrnách zhromaždených na filtračnom papieri, sa zameriavajú na identifikáciu novorodencov s klasickou formou nedostatku 21-hydroxylázy, pretože skoré zahájenie liečby minerolokortikoid/glukokortikoid môže zabrániť vážnym krízam so stratou solí 9; 10 .
Doteraz bolo opísaných viac ako 100 mutácií CYP21A2 vrátane bodových mutácií, delécií alebo malých inzercií, ako aj komplexných preskupení génov. Väčšina ľudí s nedostatkom 21-hydroxylázy sú zložené heterozygoty (majú 2 rôzne mutované alely). Najbežnejšie mutácie sú reprezentované: c.293-13A> G; c.293-13C> G, p.Pro31Leu, p.Ile173Asn, mutačný klastr exónu 6 p. (Ile237Asn, Va238Glu, Met240Lys), p.Val282Leu, p.Leu308PhefsX6, p.Gln319X, p.Arg357T p.Pro454Ser, p.Gly111ValfsX21. Tieto spolu s 30 kb deléciou ovplyvňujúcou 3 'koniec pseudogénu CYP21A2P, susedný gén C4B komplementu a 5' koniec génu CYP21A2 tvoria
90% mutácií spôsobujúcich choroby.
U veľkej väčšiny pacientov s adrenogenitálnym syndrómom spôsobeným nedostatkom 21-hydroxylázy je možné na predvídanie závažnosti ochorenia na prediktívne účely použiť genotyp CYP21A2. U ľudí vykonávajúcich testy molekulárnej genetiky možno teda „predpovedať“ fenotypy spojené so stratou solí, jednoduchou virilizáciou alebo neklasickou formou. Fenotyp všeobecne koreluje s najvyšším stupňom zvyškovej enzymatickej aktivity mutantnej alely (vyjadrený fenotyp odráža mutáciu s menej závažným fenotypovým účinkom).
Niekedy z neznámych dôvodov získaný genotyp nie vždy koreluje s rovnakým fenotypom, či už v prípade skupín s identickými mutáciami, alebo v tej istej rodine.
Na základe zvyškovej enzymatickej aktivity sú mutované alely klasifikované ako ťažké a mierne (pozri tabuľku 2).
Genotyp spojený s klasickou formou ochorenia je charakterizovaný prítomnosťou závažnej mutácie na oboch alelách CYP21A2. Homozygotné delécie génu sú najťažšie abnormality, vždy spojené s fenotypom sprevádzaným stratou solí. Veľké konverzie génov môžu nahradiť veľký segment funkčného génu CYP21A2 segmentom pseudogénu CYP21A1P, ktorý je nefunkčný z dôvodu viacerých mutácií. Prejavujú sa tiež závažným fenotypom.
Jednou z najbežnejších mutácií (zistená v 20 - 30% prípadov) je substitúcia A> G alebo C> G na úrovni intrónu 2 (c.293-13A> G; c.293-13C> G), ktorá vedie k aberantné zostrih mRNA a modifikácia čítacieho rámca; nakoniec sa vytvorí skrátený nefunkčný proteín. Aj keď väčšina ľudí, ktorí sú homozygotní pre túto mutáciu, má variant choroby so stratou solí, závažnosť poruchy elektrolytov je premenlivá. Mutáciu intrónu 2 teda možno nájsť aj v jednoduchých virilizačných formách. Tento nedostatok zhody genotyp-fenotyp možno vysvetliť zvýšeným alternatívnym zostrihom, ku ktorému dochádza, keď je ten normálny potlačený v dôsledku mutácie miesta zostrihu, čo umožňuje určitú produkciu proteínu s variabilnou aktivitou. Približne 20% mutantných alel je výsledkom meiotickej rekombinácie medzi opakovanými sekvenciami, ktorá vedie k vyššie opísanej 30 kb delécii, ktorá nakoniec povedie k nefunkčnému chimérickému pseudogénu. Po malých konverziách génov sa môžu vyskytnúť nasledujúce abnormality spojené so závažným fenotypom:
-8-bázová delécia v exóne 3 (G110del8): je ovplyvnený čítací rámec, čo vedie k výskytu predčasného stop kodónu (130) a nakoniec k skrátenému proteínu;
-bodové mutácie missense na exóne 6 (I236N, V237E, M239K);
-vloženie bázy do exónu 7 (F306 + T);
-nezmyselná mutácia v kodóne 318 (Q318X);
-missens mutácia v exóne 8 (R356W).
Mutácia I172N je bežná u pacientov s jednoduchou virilizáciou; neexistujú žiadne hydrolytikolytické poruchy, pretože existuje zvyšková enzymatická aktivita, ktorá zaisťuje minimálnu produkciu aldosterónu.
Genotyp spojený s neklasickou formou ochorenia obsahuje dve mierne mutácie CYP21A2 alebo jednu miernu a jednu závažnú mutáciu. Asi 2/3 pacientov sú zložené heterozygoti. Missensove mutácie P30L a V281L sú charakteristické pre pacientov s neklasickou formou, existujú však aj zriedkavé prípady (1; 10 .