GnRHR基因突變的低促性腺激素性性功能減退癥一家系報(bào)告及文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

程 青 李 辛 李 娟 丁 宇 王 劍 王秀敏

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心（上海 200127）

GnRHR基因突變的低促性腺激素性性功能減退癥一家系報(bào)告及文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

程 青 李 辛 李 娟 丁 宇 王 劍 王秀敏

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心（上海 200127）

目的探討孤立性低促性腺激素性性功能減退癥（IHH）的臨床特點(diǎn)、基因突變及治療。方法回顧分析1例IHH患兒及其家系的臨床資料，并復(fù)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)。結(jié)果先證者為7歲男性患兒，因陰莖和睪丸小而就診；其弟5歲，也有陰莖小并曾有隱睪。兩兄弟睪酮、黃體生成素（LH）、卵泡刺激素（FSH）水平均低下，且GnRH激發(fā)試驗(yàn)無(wú)反應(yīng)。患兒父母非近親結(jié)婚。Illumina測(cè)序發(fā)現(xiàn)兄弟倆均存在GnRHR受體（GnRHR）基因C.806C＞T純合突變，父母為C.806C＞T雜合突變。明確診斷后予絨毛膜促性腺激素（hCG）治療，6周后睪酮及雙氫睪酮水平明顯升高。結(jié)論結(jié)合臨床表型、生化特征分析，以及基因檢測(cè)，有助于早期診斷IHH。

孤立性低促性腺激素性性功能減退癥； 促性腺激素釋放激素受體； 基因突變

促性腺激素釋放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）對(duì)生殖功能有重要的作用，其與位于垂體上的GnRH受體（gonadotropin-releasing hormone receptor，GnRHR）結(jié)合可促進(jìn)垂體促性腺激素的合成與釋放。GnRH合成分泌缺陷引起促性腺激素分泌不足可致低促性腺激素性性腺功能減退癥（idiopathic hypogonadotropic hypogonadism，IHH），根據(jù)嗅覺(jué)功能分為伴嗅覺(jué)喪失的Kallmann綜合征（約60%）和嗅覺(jué)正常的孤立性低促性腺激素性性功能減退癥（normosmic IHH，nIHH），約占40%[1]。國(guó)外數(shù)據(jù)顯示，IHH總體發(fā)病率為(1～10)/100 000[1]，男女比例約為5:1[2]。由于兒童期性腺軸處于抑制狀態(tài)，在此期間IHH很難被診斷，造成許多患者直至成人期才得以診治。隨著基因診斷技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多導(dǎo)致IHH的基因突變，其中GnRHR基因就報(bào)道過(guò)至少25種突變[3]。現(xiàn)分析GnRHR基因突變的IHH一家系的臨床特點(diǎn)、診斷及治療，同時(shí)復(fù)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)并歸納總結(jié)。

1 臨床資料

患兒，男，7歲4個(gè)月，因發(fā)現(xiàn)陰莖及睪丸小7年余就診。患兒于出生后即發(fā)現(xiàn)陰莖及睪丸小，未經(jīng)治療，近7年較出生時(shí)無(wú)明顯增長(zhǎng)。現(xiàn)陰莖短小，約1.5 cm；雙側(cè)睪丸已降至陰囊，睪丸小，約1 mL（Prader睪丸模型比擬法），無(wú)陰毛，按男性Tanner分期，睪丸為G1期，陰毛為PH1期；患兒身材勻稱(chēng)，無(wú)身高增長(zhǎng)加速。既往體健，無(wú)明顯嗅覺(jué)異常、無(wú)頭痛、視物不清等。G1P1，足月剖宮產(chǎn)，產(chǎn)時(shí)無(wú)窒息，出生體質(zhì)量3 250 g。就診時(shí)身高124.5 cm，體質(zhì)量25.4 kg。無(wú)特殊面容，甲狀腺無(wú)腫大，心、肺、腹無(wú)明顯異常，脊柱、四肢無(wú)畸形，神經(jīng)系統(tǒng)無(wú)明顯異常。實(shí)驗(yàn)室檢查示肝腎功能、甲狀腺功能無(wú)異常；皮質(zhì)醇7.6 μg/dL，促腎上腺皮質(zhì)激素20.10 pg/mL，甲胎蛋白0.91 ng/mL，胰島素樣生長(zhǎng)因子1（IGF-1）203.0 ng/mL，人絨毛膜促性腺激素β亞單位（β-hCG）＜0.5 mIU/mL，17α羥孕酮1.5 nmol/L，催乳素6.22 ng/mL（2.64～13.13ng/mL），雙氫睪酮34.25 pg/mL，睪酮＜0.10 ng/ml，hCG激發(fā)試驗(yàn)后睪酮＜0.10 ng/mL，GnRH激發(fā)試驗(yàn)示LH峰值=0.36 mIU/mL，LH/FSH=0.44（表1）。肝臟及腎上腺B超檢查未見(jiàn)明顯占位病變。雙側(cè)睪丸附睪陰囊B超示睪丸形態(tài)偏?。ㄓ覀?cè)睪丸11 mm × 6 mm ×7 mm，左側(cè)睪丸10 mm × 6 mm × 7 mm）。垂體MRI平掃未見(jiàn)明顯異常，垂體厚度約4.0 mm。骨齡約6～7歲。

表1 患兒GnRH激發(fā)試驗(yàn)

患兒弟弟，5歲1個(gè)月。哥哥入院后詢(xún)問(wèn)病史發(fā)現(xiàn)弟弟有隱睪病史，故亦入院檢查。弟弟出生后即發(fā)現(xiàn)陰莖小及雙側(cè)陰囊空虛，4歲8個(gè)月時(shí)于我院外科行睪丸固定術(shù)，術(shù)后雙側(cè)睪丸仍明顯偏小?，F(xiàn)陰莖短小，長(zhǎng)度約1 cm，雙側(cè)睪丸體積約0.5 mL（Prader睪丸模型比擬法），無(wú)陰毛，按男性Tanner分期，睪丸為G1期，陰毛為PH1期。身材勻稱(chēng)，未發(fā)育，無(wú)身高增長(zhǎng)加速，既往體健，無(wú)明顯嗅覺(jué)異常、無(wú)頭痛、視物不清等。G2P2足月剖宮產(chǎn)，產(chǎn)時(shí)無(wú)窒息，出生體質(zhì)量3 700 g。就診時(shí)身高108 cm，體質(zhì)量20 kg；無(wú)特殊面容，甲狀腺無(wú)腫大，心、肺、腹無(wú)明顯異常，脊柱、四肢無(wú)畸形，神經(jīng)系統(tǒng)無(wú)明顯異常。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)：肝腎功能、甲狀腺功能無(wú)異常；皮質(zhì)醇13.4 μg/dL，促腎上腺皮質(zhì)激素61.9 pg/mL，甲胎蛋白1.42 ng/mL，IGF-1 97.7 ng/mL，β-hCG＜0.5 mIU/mL，17α羥孕酮3.2 nmol/L，催乳素9.66 ng/mL，雙氫睪酮30.1 pg/mL，睪酮＜0.10 ng/mL，hCG激發(fā)試驗(yàn)后睪酮＜0.10 ng/mL，GnRH激發(fā)試驗(yàn)示LH峰值=0.31 mIU/mL，LH峰值/FSH峰值=1.41（表1）。肝腎上腺B超檢查未見(jiàn)明顯占位病變。雙側(cè)睪丸附睪陰囊B超示雙隱睪術(shù)后，睪丸偏小（右側(cè)睪丸10 mm × 6 mm × 6 mm，左側(cè)睪丸9 mm × 5 mm × 5 mm）。垂體MRI平掃未見(jiàn)明顯異常，垂體厚度約3.1 mm。骨齡約4.0～4.5歲。

患兒父母為非近親婚配，均體健，無(wú)性腺發(fā)育不良史，母親無(wú)流產(chǎn)史。家系圖譜見(jiàn)圖1。在征得患兒家長(zhǎng)知情同意，并得到醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，對(duì)患兒及其父母進(jìn)行基因檢測(cè)。采集患兒兄弟及其父母血樣各2 mL進(jìn)行檢測(cè)。外周血基因組DNA采用德國(guó)Qiagen公司的QIAamp Blood DNA Mini kit試劑盒提取。基因組DNA經(jīng)美國(guó)Covaris公司M220打斷儀處理后得到150～200 bp的DNA片段，采用美國(guó)Agilent公司SureSelect Inherited Diseases Test（2724 genes）試劑盒建庫(kù)，美國(guó)Illumina公司HiSeq2500 System進(jìn)行高通量測(cè)序。測(cè)序數(shù)據(jù)經(jīng)Illumina Sequence Control Software評(píng)估合格后，使用美國(guó)SoftGenetics公司的NextGENe?軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，數(shù)據(jù)上傳到美國(guó) Ingenuity Systems 公司的 Ingenuity?Variant Analysis? 軟件進(jìn)行生物信息學(xué)分析。基因檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，哥哥GnRHR（NM_000406.2）存在錯(cuò)義變異c.806C＞T,p.Thr269Met（純合），弟弟存在相同的基因型（純合），患兒父母該位點(diǎn)均為“雜合”攜帶者，其他基因（目前癥狀相關(guān)）未發(fā)現(xiàn)病理性變異（圖2）。該變異經(jīng)Alamut功能軟件測(cè)序有可能影響蛋白結(jié)構(gòu)域的功能。

圖1 家系圖

結(jié)合2例患兒的臨床表現(xiàn)、促性腺激素水平以及基因檢測(cè)，考慮診斷為IHH。隨即開(kāi)始hCG治療，哥哥皮下注射1 000 U hCG，2次/周，6周后門(mén)診隨訪(fǎng)復(fù)查睪酮1.71 pg/mL，雙氫睪酮118.79 pg/mL；弟弟皮下注射500 U hCG，2次/周，6周后睪酮2.15 pg/mL，雙氫睪酮110.63 pg/mL。在治療6周后隨訪(fǎng)發(fā)現(xiàn)2例患兒均有陰莖增大，勃起次數(shù)較多，不適感等現(xiàn)象，故停用hCG，改用睪酮替代治療（十一酸睪酮，20 mg/d），治療2個(gè)月后隨訪(fǎng)發(fā)現(xiàn)陰莖略增大，未訴明顯不適反應(yīng)。

圖2 IHH家系DNA序列圖

2 討論

IHH多與遺傳有關(guān)，多種與GnRH神經(jīng)元發(fā)育、遷移及功能有關(guān)的基因突變均可引起該病。引起IHH的基因突變有：KAL1、FGFR1、DAX1、GnRH、GnRHR等。GnRHR是一種328個(gè)氨基酸構(gòu)成的G蛋白-耦聯(lián)受體（G protein-coupled receptor，GPCR），編碼位于4號(hào)染色體q21.2上，該基因含3個(gè)外顯子[4]。這種肽受體折疊成七個(gè)跨膜域（transmembrane domain，TMD），由細(xì)胞內(nèi)外交替的環(huán)形連接。GnRHR突變通常為常染色體隱性遺傳方式，大部分患者攜有復(fù)合雜合突變，一般不伴生殖系統(tǒng)以外的發(fā)育缺陷[5]。GnRHR在常染色體隱性遺傳的IHH家系中有較高的突變率（約40%），而在散發(fā)IHH病例中突變率較低（約3.5%～16%）[6]。目前為止，至少報(bào)道了25種突變的人類(lèi)GnRHR[3]，大部分是錯(cuò)義突變，分布在整個(gè)受體，如跨膜域、細(xì)胞外環(huán)和細(xì)胞內(nèi)環(huán)（表2）。這些突變通過(guò)受體表達(dá)障礙、配體結(jié)合、G蛋白耦合等影響促性腺激素信號(hào)[1]。根據(jù)受影響的領(lǐng)域，這些自然突變可分為部分損失或完全損失[4]。Asn10Lys、Asn10Lys + Gln11Lys、Thr32Ile、 Arg262Gln、Tyr284Cys突變可引起起GnRHR功能不完全損失，Asn10Lys、Asn10Lys + Gln11Lys、Thr32Ile、Gln106Arg、Cys200Tyr、Tyr284Cys則引起GnRH在細(xì)胞表面的不完全結(jié)合，Asn10Lys、Gln106Arg、Leu266Arg會(huì)引起GnRHR對(duì)配體的親和力減弱，Gln11Lys、Arg262Gln、Tyr284Cys能引起GnRHR在細(xì)胞表面的表達(dá)減少[7]。

表2 GnRHR基因突變位點(diǎn)及文獻(xiàn)復(fù)習(xí)[7-9]

本組2例患兒均存在GnRHR基因的錯(cuò)義變異c.806C＞T，p.Thr269Met（純合），其父母為“雜合”攜帶者，該位點(diǎn)在第3號(hào)外顯子上，使蘇氨酸在269位置（GPCR第3細(xì)胞內(nèi)環(huán)）上變成了蛋氨酸，有可能影響GPCR蛋白結(jié)構(gòu)域的功能。根據(jù)ExACB Browser該基因位點(diǎn)突變的頻率為1.648/100 000，且為可能有害突變，同時(shí)ClinVar上亦收錄該突變且標(biāo)示為致病性突變，可導(dǎo)致IHH，但目前尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。結(jié)合位于ICL3上的已知可致病的突變?nèi)鏏rg262Gln、Leu 266 Arg、Cys 279 Tyr，判斷本研究中2例患兒Thr269Met突變是其致病原因的可能性很大，但仍需要進(jìn)一步研究該突變影響GnRHR功能的機(jī)制，如表達(dá)能力、結(jié)合能力、傳導(dǎo)能力等。

國(guó)內(nèi)曾研究有對(duì)比調(diào)查38例男性IHH患者和20例健康男性的心理健康狀況，發(fā)現(xiàn)男性IHH患者心理健康水平低于正常人群，伴有神經(jīng)質(zhì)、自我價(jià)值因子評(píng)分較高的患者更容易發(fā)生心理問(wèn)題[10]，因此IHH的早期診斷十分重要，特別是兒童時(shí)期的IHH診斷。本組2例患兒均存在陰莖及睪丸不發(fā)育，智力、生長(zhǎng)發(fā)育均正常，但2例患兒年齡均處于青春前期，下丘腦-垂體-性腺軸處于抑制狀態(tài)，根據(jù)激素水平及其激發(fā)試驗(yàn)結(jié)果診斷有一定的假陽(yáng)性，通過(guò)基因診斷，發(fā)現(xiàn)2例患兒均存在GnRHR基因的純合突變。因此，基因檢查有助于兒童期IHH的診斷，為早期診斷提供了途徑。

目前IHH治療僅限于激素替代治療，治療方案有3種，包括性激素替代、促性腺激素生精治療和脈沖式GnRH生精治療，性激素替代治療是IHH的基本治療措施，以促進(jìn)第二性征的發(fā)育和維持性功能。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)癥狀的兒童期IHH，建議以間斷短期小劑量雄激素或hCG治療[11,12]（十一酸睪酮膠丸，40 mg，1～2次/d，3個(gè)月[13]或hCG 500～1 000 IU肌內(nèi)注射，2次/周，3個(gè)月[14]），使陰莖發(fā)育始終接近同齡人，以減輕患兒及家長(zhǎng)心理負(fù)擔(dān)，用藥期間應(yīng)監(jiān)測(cè)陰莖、血睪酮、身高和骨齡變化等[15]。本研究2例患兒經(jīng)hCG治療6周后睪酮及雙氫睪酮升高明顯，陰莖有所增大，但存在勃起次數(shù)較多等不適感，且有文獻(xiàn)報(bào)道可造成睪丸損傷[16,17]，故考慮改用睪酮替代治療。因2例患兒年齡均未達(dá)到14歲，睪酮?jiǎng)┝繙p至20 mg/d，治療2個(gè)月后陰莖有所增大，未訴不適感，將繼續(xù)隨訪(fǎng)。

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Isolated hypogonadotropic hypogonadism by GnRHR gene mutation: a pedigree report and literature review

CHENG Qing, LI Xin, LI Juan, DING Yu, WANG Jian, WANG Xiuming
(Shanghai Children's Medical Center Affiliated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200127, China)

ObjectiveTo explore the clinical feature, gene mutations and treatment of isolated hypogonadotropic hypogonadism (IHH).MethodsThe clinical data from a case of IHH and his families were retrospectively analyzed. The related literatures were reviewed.ResultsThe propositus was a 7-year-old boy with a small penis and testes, whose younger brother was 5-year-old with a small penis and cryptorchidism. In both boys testosterone, luteinizing hormone (LH), follicle stimulating hormone (FSH) levels were low. The GnRH provocation test was not reactive. Their parents denied the consanguineous marriage. Illumina sequencing revealed that both of the brothers had homozygous mutation of GnRHR gene in C.806C＞T, and their parents were heterozygous mutations in C.806C＞T gene. After confirmation of the diagnosis, human choronic gonadotropin (hCG) treatment was given. The levels of testosterone and dihydrotestosterone were significantly increased after 6 weeks.ConclusionThe combination of clinical phenotype, biochemical analysis, and gene detection is helpful for early diagnosis of IHH.

isolated hypogonadotropic hypogonadism; gonadotropin releasing hormone receptor; gene mutation

10.3969/j.issn.1000-3606.2017.03.012

2016-07-29）

（本文編輯：鄒 強(qiáng)）

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 （No.81370930, 81201353, 81472051）

王秀敏 電子信箱：wangxiumin1019@126.com