21 羟化酶缺乏症诊治新进展(药物治疗和基因治疗新进展).docx
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1、摘要21-羟化酶缺乏症(21-0HD)是一种常染色体隐性遗传性疾病,由于肾上腺类固醇激素合成过程中21-羟化酶缺乏或活性减低导致醛固酮、皮质醇合成减少,肾上腺来源雄激素增多。近几年肾上腺雄激素合成的“后门”代谢途径及肾上腺的特异性II-氧合C19类固醇在21-OHD的作用被认识,一些特异性的肾上腺来源的雄激素正逐渐成为21-OHD诊断、治疗和监测的指标。在原有糖皮质激素及盐皮质激素替代治疗基础上,新的药物和治疗方法被逐渐研发和应用于临床。现就21-0HD诊断、治疗及监测的最新进展进行阐述。21-羟化酶缺乏症;诊断;治疗;监测先天性肾上腺皮质增生症(CAH)是一组由于肾上腺皮质激素合成酶基因突变
2、导致酶活性缺乏或减低,肾上腺皮质激素合成减少,对下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)负反馈作用减弱,促皮质素(ACTH)分泌增多,继发肾上腺皮质增生引起的一组疾病。最常见的酶缺陷是21-羟化酶缺乏,约占CAH的95%,其次为类固醇生成的急性调节蛋白、17-羟化酶/17,20碳链裂解酶、ll-羟化酶等。总发病率为1/180001/14000口。21-羟化酶缺乏症(21-0HD)是由于编码21-羟化酶的基因CYP21A2突变导致,为常染色体隐性遗传,基因突变影响酶活性,依据残留酶活性的差异,临床可表现失盐型、单纯男性化型及非经典型。近几年肾上腺雄激素合成的“后门”代谢途径及肾上腺的特异性II-氧合C
3、I9类固醇在21-0HD的作用被认识,一些特异性的肾上腺来源的雄激素正逐渐成为21-0HD诊断、治疗和监测的指标。在原有糖皮质激素及盐皮质激素替代治疗基础上,新的药物和治疗方法被逐渐研发和应用于临床。现就21-0HD诊断、治疗及监测的最新进展进行阐述,以提高临床医师对21-OHD的诊治水平。1发病机制1.1分子遗传学21-羟化酶由位于第6号染色体短臂6p2L3的CYP21A2基因编码(MIM#613815;GenBankID1589),该基因包含10个外显子。CYP21A2位于人类白细胞抗原In类基因区,除CYP21A2及与其高度同源但无活性的伪基因CYP21A1外,该区域同时包含编码血清补体
4、C4的C4a、C4b基因,编码丝氨酸/苏氨酸激酶19的RPl基因,及编码肌腱蛋白X的TNXB基因等,它们彼此存在部分重叠且串联分布,形成RCCX结构(RPl-C4-CYP2IA2-TNX)0无功能的CYP21Al位于CYP21A2基因上游,二者高度相似,仅有87个或88个碱基存在差异,与CYP21A2基因不同的15个突变导致CYP21A1基因失活。在有丝分裂过程中CYP21A2和伪基因之间发生基因交换重组,可能导致CYP21A2失活,这是造成CYP21A2基因失活的主要遗传学机制,除此之外常见的还有大片段缺失等。目前报道的CYP21A2突变有300多种,最常见的是IVS-13A/C-G突变2。
5、有研究对84例21-0HD患者基因分析显示,中国南方地区也以c.293-13A(G点突变最为常见,其次为c.518TA及c.I069CT3。国内另一项研究显示,在中国北方地区最常见的点突变为c.518TA4。CYP21A2基因型与表型存在一定相关性。研究表明在基因型最为严重的21-OHD患者中,二者相关联程度最强(预测阳性率为93.8%)5。其中启动子序列突变及外显子1(p.p301)和外显子7(p.v2811)通常与非经典型CAH有关。外显子3(p.gllOfs)、外显子4(p.il72n)及内含子2G突变通常与经典型CAH相关。患者的临床表型取决于相对较轻的突变类型。但也需注意部分研究发现
6、基因型与表型存在不相符合的情况,分析可能与基因转录调控及蛋白翻译相关,也可能与肾上腺外其他酶如CYP2CI9,CYP3A4介导的21-羟化作用相关6。1.2类固醇激素合成肾上腺皮质分为球状带、束状带、网状带,分别合成醛固酮、皮质醇及性激素。21-羟化酶在球状带介导孕酮转化为II-脱氧皮质酮进而合成醛固酮,在束状带介导17-羟孕酮(17-0HP)转化为II-脱氧皮质醇进而合成皮质醇。21-羟化酶活性减低可导致醛固酮、皮质醇合成受阻,反应底物孕酮、17-0HP堆积,旁路代谢途径增加,雄激素合成增多,临床表现为高雄激素血症。由于皮质醇生成减少,HPA轴负反馈减弱,ACTH分泌增多,导致肾上腺皮质增生
7、。既往对21-0HD雄激素的研究多集中在睾酮、雄烯二酮、脱氧表雄酮经典途径,近期对于肾上腺类固醇激素合成途径的研究提示,雄激素“后门”合成途径可能在CAH高雄激素血症中起更为关键的作用。雄激素后门”途径又称为替代途径,是指17-0HP不通过率酮直接生成双氧睾酮(dihydrotestosterone,DHT)的途径,其中关键酶是醛酮还原酶1C1/37。正常情况下,经“后门途径生成DHT在出生1年内逐渐减少。21-OHD患者由于17-0HP堆积,经“后门”途径生成DHT增多,在CAH的高雄激素血症中起重要作用8。肾上腺特异性II-氧合C19类固醇在CAH高雄激素血症中也可能起重要作用。雄烯二酮和
8、睾酮由ll羟化酶(CYPlll)羟化作用产生II-羟雄烯二酮(Il-OHAD)和II-羟基睾酮(Il-OHT),然后分别在ll-羟基类固醇脱氢酶2(HSDll2)作用下还原为II-酮雄烯二酮(Il-KAD)和Il-酮睾酮(H-KT)e该途径既往被认为是肾上腺类固醇激素灭活途径,未予特殊重视,但近期研究表明,该途径在肾上腺合成雄激素中发挥重要作用。Il-KT经5还原酶作用生成U-酮双氢睾酮(II-KDHT)。II-KAD与雄激素受体结合能力弱,II-OHAD可部分激活雄激素受体,11-0HT及Il-KT可与雄激素受体完全结合,其中II-KT活性与睾酮相当9-10。研究表明,21-0HD患者II-
9、OHT、II-OHAD、II-KAD及Il-KT等均较健康人群显著升高,推测其可能在21-0HD高雄激素血症中发挥重要作用9-10。在肾上腺类固醇激素中被重新发掘的还有21-脱氧皮质醇(21-deoxycortisol,21-deoxy)o17-0HP在CYPlll作用下生成21-deoxy,既往由于检测技术受限,对于21-deoxy研究较少。近期发现,在21-0HD患者中21-deoxy明显升高,与17-0HP具有高度一致性,与17-0HP不同的是在新生儿中不受胎龄等限制,因此可用于新生儿21-0HD的筛查11,见图1。SSMP4;)0c|K3D5HS)17B XSOcnMMcIIAS hr
10、aB*HSOHBl HSDlie?IMm5d1zb 1*2CYPilBiii:50cc:细胞色奈P45O胆N甘刖能裂斛桁;SIAR:固醇激索介成急件调赞ll;3HSD2:3珞越类固障脱敏的2;W50el7:17a,/化幅/17、2O-裂留的:M50c21:21-路化临:F45OJ1AS:醉帼合成临:P450ZBP4531bl:IIB-拜化翦:B5:细胞色素h5;SRD5A:类固髀5a-还原厢;17BHSD5:17B-3类固解脱Y梅5;HSD3A:3a-羟类周的脱H版:AKRle3:醉酮还原陆1(3;HSDl7B:17即拜类因即脱痣陶;HSDIlBI:IlB-拓类阂醇脱敏酶IjHSDIlB2:1
11、甲般类同醇脱家陶2P4c;cholesterol-side-chaincleavageenzyme:StAR:SterddogpnicacutereguIato-ryp11)tein;3HSD2:3-hylmxystedUehydmgenase2;P450cl7:17-hydrootyl*el7120Iyane;P450c21:2I-hyrr(3;HSDI7B:I7-hydroXyMEdd(Iehydmgmuse;HSDl1Bl:11-hydrox)steroi17-OHP剂量依赖性降低。与安慰剂相比,300mgNBI-77860应用使ACTH和17-OHP平均降低43.0%和0.7%,600
12、mgNBI-77860应用使ACTH和17-OHP平均降低41.0%和27.0%23。ATR-101:即酰基辅酶A胆固醇酰基转移酶I(ACAT-I)选择性抑制剂,是一种新的小分子治疗药物,ACATI催化来自胆固醇和长链脂肪酰辅酶A的胆固醇酯的形成,ATR-IOl可选择性抑制肾上腺ACATI活性,减少肾上腺皮质类固醇激素合成,可用于治疗肾上腺皮质癌、库欣综合征24-25,目前该药用于治疗21-OHD的2期临床试验己完成(NCT02804178),治疗目标主要用来降低肾上腺来源的雄性激素(17-OHP、雄烯二酮、脱氢表雄酮等)水平和防止肾上腺增生,但相关结果尚未见发表。醋酸阿比特龙:是17羟化酶/
13、17,20碳链裂解酶的不可逆抑制剂,是睾酮合成所需的关键酶,可有效抑制21-0HD患者的高雄激素血症。1期临床试验已证实,醋酸阿比特龙能够显著降低21-0HD患者血清雄烯二酮水平,且呈剂量依赖性26。但该药导致上游类固醇累积的长期后果尚不清楚,与酶结合不可逆,如不能及时补充糖皮质激素,过多的ACTH可促进新的酶合成释放,造成药物逃逸。目前该药的2期临床试验已申请,但尚未招募(NCT03548246)o基因治疗:2018年发表的一项研究发现,以腺病揖相关病毒(AAV)为载体基因治疗21-0HD小鼠,单次静脉注射AAV血清型rh.10转基因质粒(AAVrh.10-2IOH-HA)可以有效地转导肾上
14、腺皮质细胞,使210H-HA表达和分泌恢复,恢复正常的类固醇生成,但治疗有效期仅8周。因此,单一通过腺病毒载体进行的、以补偿功能性基因拷贝为目的的基因疗法只能暂时性缓解21-OHD,因为位于肾上腺的干细胞对肾上腺皮质细胞具有不断更新替代作用,所以通过基因改变肾上腺皮质干细胞群的策略可能是新的研究方向27。5治疗监测在21-0HD治疗过程中,过量的糖皮质激素治疗可导致婴儿期不可恢复的生长受限及医源性库欣综合征等,激素剂量减少则会增加肾上腺危象发生风险,并且不能有效抑制肾上腺来源的雄激素。因此临床应用时必须密切监测相关指标,在充分抑制肾上腺来源雄激素水平、控制男性化症状的前提下尽量减少激素用量。需
15、要定期关注相关临床症状,如阴毛生长、阴茎生长、生长速率异常改变、大汗腺异常气味及嗜盐和肾上腺危象表现,监测身高、体质量、血压类固醇激素监测在21-OHD治疗中起重要作用。17-OHP水平能有效地反映ACTH抑制水平,是传统监测指标。17-0HP应控制在正常上限,但考虑到样本取样时间不同、实验室参考范围不同及个体差异,无法规定治疗监测过程中17-0HP具体界值。既往认为雄烯二酮、脱氧表雄酮、硫酸脱氢表雄酮及睾酮能够反映21-OHD雄激素代谢,但研究显示上述类固醇激素并不能完全反映疾病的严重程度及评估治疗反应28。肾上腺特异性II-氧合C19类固醇及雄激素“后门”途径相关激素逐渐被纳入视野。但是利
16、用传统的放射免疫法检测上述类固醇存在困难,目前仅有少量研究报道,不能得出有效结论,需进一步探索。2019年发表的一项研究显示,利用液相色谱法检测尿液皮质醇代谢产物可用于监测CAH激素治疗的疗效,研究发现尿液中所有雄激素代谢物的Z值应控制在0.512(准确率为66.2%,敏感性为57.1%,特异性为74.4%,阳性预测值为66.7%,阴性预测值为65.9%),升高提示雄激素过量尿液中四氢皮质醇排泄量Z值为0.163表示过度治疗(准确率为79.6%,敏感性为40.0%,特异性为94.9%,阳性预测值为75.0%,阴性预测值为80.4%)29视网膜作为大脑的一部分,男性视网膜厚度明显高于女性。研究发
17、现,21-0HD女性患者视网膜厚度明显高于健康女童,提示视网膜厚度可作为21-OHD女性过度暴露于雄激素的形态学标志,为CAH治疗监测提供了新思路30。2岁儿童还应进行骨龄监测,骨龄进展至青春前期建议进行促性腺激素释放激素激发试验评估性腺发育程度。男性21-0HD应定期监测睾丸超声,以及时发现肾上腺残余瘤。非经典21羟化酶缺乏症(NC-210HD)是最常见的常染色体隐性遗传病之一,但其临床表现多种多样,缺乏特异性,常与多囊卵巢综合征(PCOS)混责,极易漏诊误诊。同时,NC-210HD患者的循证诊断和治疗、随访管理策略仍然面临许多困难,有不少具争议性的科学问题,本文着重从其临床特征、诊断与治疗
18、等方面进行系统地阐述,以期提高临床对该病的认识。先天性肾上腺皮质增生症(CAH)由一组罕见的常染色体隐性遗传病组成,这些疾病扰乱了肾上腺类固醇激素的生成,这种干扰是由编码皮质醇生物合成相关酶的基因突变引起,导致皮质醇合成受损和肾上腺雄激素过剩。已知7种酶的缺乏可导致CAH,包括21-羟化酶(21OH)、IIB-羟化酶(UBoH)、17-羟化O(17OH)、3B-羟基类固醇脱氢酶(3BHSD),类固醇生成急性调节蛋白(STAR)、P450胆固醇侧链裂解酶和P450氧化还原酶(PoR)的缺失。在这些缺陷中,21羟化酶缺乏症(210HD)是最常见的,占CAH病例的90%95%l。基于酶缺乏的程度,可
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