隱睪癥相關(guān)基因的研究進(jìn)展

李樂樂 綜述 鞏純秀 審校

隱睪癥是指胎兒期睪丸未能按照正常發(fā)育過程通過腹股溝管沿腹膜鞘突遷移，導(dǎo)致一側(cè)或雙側(cè)睪丸未能下降至同側(cè)陰囊內(nèi)的現(xiàn)象，是男性生殖系統(tǒng)先天畸形中最常見的一種［1］。 其在足月兒中的患病率為2%～9%，不同國家報(bào)道其患病率略有不同，隱睪癥是成年男性不育和睪丸腫瘤的重要危險(xiǎn)因素，臨床上可僅表現(xiàn)為隱睪，或者同時(shí)合并身體其他部位畸形［2，3，4］。 其病因可能與基因、激素合成與分泌、解剖以及環(huán)境因素等有關(guān)。 近年來隱睪癥的研究主要集中在致病基因/易感基因及環(huán)境因素與隱睪癥的關(guān)系。 不同致病基因?qū)е碌碾[睪癥可伴隨不同的癥狀，治療方式及預(yù)后亦有所不同，因此盡早明確分子診斷對于擬定治療方案、了解疾病預(yù)后、進(jìn)行臨床隨診以及產(chǎn)前咨詢至關(guān)重要。 為更好地了解隱睪癥的發(fā)病機(jī)制，本文檢索相關(guān)文獻(xiàn)，就其相關(guān)基因的研究進(jìn)展作一綜述。

一、正常睪丸發(fā)育與下降的調(diào)控程序

睪丸下降是一個(gè)多階段、多因素參與的復(fù)雜生理過程，包括經(jīng)腹下降階段和經(jīng)腹股溝陰囊下降階段［5，6］。 性腺在分化之前位于腎周，被背側(cè)韌帶和腹側(cè)韌帶松散固定。 背側(cè)韌帶也稱顱懸韌帶（cranial suspensory ligament，CSL），腹側(cè)韌帶后分化為引帶。 在第一階段，睪酮首先誘導(dǎo)CSL 退化，胰島素樣因子-3（insulin-like factor-3，INSL-3）刺激引帶生長牽拉睪丸，將其從腎周分離出來，使睪丸接近腹股溝區(qū)；此階段發(fā)生于胚胎第10 ～23 周，主要由INSL-3 介導(dǎo)，有HOXA10、HOXA11、INSL3、LGR8/GREAT、P450arom 等基因參與；在第二階段，腹股溝管和陰囊形成，引帶促進(jìn)睪丸下降至陰囊。 此階段始于胚胎第26、28 周，至出生完成，主要由睪酮調(diào)控生殖股神經(jīng)（genliafemoral nerve，GFN）細(xì)胞釋放神經(jīng)遞質(zhì)，即降鈣素基因相關(guān)肽（calcitonin gene-related peptide，CGRP）介導(dǎo)，期間有GnRH/GnRHR、LHR、AR、ERα、Desert、CGRP 等基因參與。

整個(gè)下降過程依賴胎兒睪丸Leydig 細(xì)胞功能。在孕早期，胎盤分泌的絨毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，hCG）可調(diào)節(jié)睪丸Leydig 細(xì)胞功能；孕中期，胎兒下丘腦-垂體-性腺軸（hypothalamic-pituitary-gonadal axis，HPG 軸）建立后，也可調(diào)節(jié)Leydig 細(xì)胞功能，并持續(xù)至出生后3 ～6 個(gè)月，即“微小青春期”，繼續(xù)促使陰莖、睪丸發(fā)育和睪丸進(jìn)一步下降，此小青春期是男性生殖系統(tǒng)發(fā)育的另一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期［2］。

胚胎期睪丸的分化發(fā)育和移行下降過程需要多種基因、蛋白、信號分子以及內(nèi)分泌激素進(jìn)行復(fù)雜而精確地配合才能完成，期間任何影響和阻礙該進(jìn)程的因素，比如基因突變、應(yīng)激狀態(tài)、環(huán)境生物化學(xué)制劑、機(jī)械性解剖學(xué)因素等，均可能導(dǎo)致睪丸發(fā)育不良或下降不全。 近年來，分子生物學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，高通量基因檢測技術(shù)不僅能夠快速對靶基因的突變狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確、高效地檢測，而且有助于發(fā)現(xiàn)罕見的致病基因，動物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵沧C實(shí)了一些隱睪癥候選基因，為揭示深層次的發(fā)病機(jī)制提供了線索和依據(jù)，也有助于深入了解睪丸下降的具體機(jī)制。

二、隱睪癥相關(guān)基因以及臨床表現(xiàn)

（一）INSL-3 和INSL-3 受體基因

INSL-3 又稱松弛素因子，是胰島素樣激素超家族中的一員，其編碼基因位于19p13.2-p12，僅含有一個(gè)外顯子。 INSL-3 蛋白包括信號肽、B 鏈、A 鏈和C 肽，與其特異的受體即松弛素/胰島素家族肽受體2（relaxin/insulin family peptide receptor 2，RXFP2），也稱為富含亮氨酸G 蛋白偶聯(lián)受體8（leucine-rich G-protein-coupled receptor 8，LGR8），在睪丸曲細(xì)精管細(xì)胞膜表面結(jié)合，激活G 蛋白，使位于內(nèi)膜表面的腺苷酸環(huán)化酶活性上調(diào)，細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷酸腺苷（cyclic AMP）濃度增加，從而促進(jìn)引帶細(xì)胞分化，睪丸位置下降。 INSL-3 基因突變可能影響INSL-3 蛋白結(jié)構(gòu)、活性及表達(dá)量，進(jìn)而導(dǎo)致引帶退化而使睪丸下降受阻，最終導(dǎo)致隱睪［9，10］。 INSL-3 突變導(dǎo)致隱睪的發(fā)生也與環(huán)境因素有關(guān)。 有研究表明，小鼠在孕期受到塑料工業(yè)廣泛使用的增塑劑鄰苯二甲酸二己酯（dihexylphthalate，DEHP）的影響，可使INSL-3 mRNA 表達(dá)下調(diào)，造成睪丸引帶發(fā)育畸形而發(fā)生隱睪［11］。 既往曾用于妊娠婦女的乙烯雌酚（diethylstilbestrol，DES）被禁用，也是因?yàn)樵撍幬锟墒笽NSL-3 mRNA 表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致使用該藥物的婦女分娩出隱睪患者比例更高［12］。

（二）雄激素合成和作用過程中涉及的基因

雄激素在睪丸下降過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。 因此，體內(nèi)完整的HPG 軸對睪丸的下降至關(guān)重要［2］。 相反，HPG 軸任何部位的缺陷都將導(dǎo)致雄激素缺乏或作用障礙，進(jìn)而影響睪丸下降過程。 比如，在先天性低促性腺激素性性腺功能減退（congenital hypogonadotropin hypogonadism，CHH）、雄激素受體基因缺陷所致的雄激素抵抗/不敏感（androgen insensitivity syndrome，AIS）以及睪丸發(fā)育不良綜合征（testicular dysplasia syndrome，TDS）患者，均可能出現(xiàn)不同程度的隱睪。 此外，在LHCGR 基因失活突變的患者中，也存在隱睪表現(xiàn)。

1. CHH 相關(guān)基因：茅江峰教授團(tuán)隊(duì)針對特發(fā)性低促性腺激素性性腺功能減退癥（idiopathic hypogonadotropin hypogonadism，IHH）患者基因突變與臨床表型關(guān)系的研究結(jié)果顯示，在明確基因突變組，Kallmann 綜合征（Kallmann syndrome，KS）和nIHH 的隱睪發(fā)生率相似，分別為30%和23%，在未檢測到基因突變組的情況下，KS 和nIHH 的隱睪發(fā)生率分別為26%和7%（P ＜0.05）［13］。 本性腺疾病研究團(tuán)隊(duì)對低促性腺激素性性腺功能減退（hypogonadotropin hypogonadism，HH）患者的研究結(jié)果顯示：孤立性隱睪占7%，隱睪伴小陰莖是該組患者的主要表現(xiàn)（占39%），可作為兒童CHH 的早期診斷線索［14］。 上述研究提示隱睪是HH 較常見的表現(xiàn)。目前已發(fā)現(xiàn)的與HH 相關(guān)的基因包括：KAL-1（編碼anosmin 蛋白）、 FGFR1/FGF-8、 PROKR2/PROK2、

IL17RD、CHD7、DAX-1、Leptin/Leptin R、FSHB、PCSK1、 HS6ST1、 SOX2、 SEMA3A、 NELF、 GnRH1/Gn-RHR、KISS1/KISS1R、TAC3/TACR3、WDR11 等。 其中，KAL-1 和DAX-1 突變導(dǎo)致的CHH 為X 染色體顯性遺傳病。 還有研究對孤立性隱睪的HH 患者進(jìn)行基因突變分析（GnRH1/GnRHR、FGFR1、PROKR2/PROK2、TAC3/TACR3），顯示54 例HH 患者均未發(fā)現(xiàn)FGFR1、PROKR2/PROK2、TAC3/TACR3 基因突變，僅2 例單側(cè)隱睪患者存在GnRHR 突變，且在對照組中也同樣發(fā)現(xiàn)存在該突變［15］。 因此，HH 相關(guān)基因可能并非孤立性隱睪的直接致病基因，二者的關(guān)系仍有待進(jìn)一步研究，不伴有小陰莖的單純隱睪患者可能另有獨(dú)特的病因基礎(chǔ)。

2. 雄激素合成和作用相關(guān)基因：LHCGR 基因位于2p21，包含12 個(gè)外顯子，編碼黃體生成素/絨毛膜促性腺激素受體（luteinizing hormone/chorionic gonadotropin receptor，LHCGR）。 LHCGR 主要表達(dá)于性腺，尤其在睪丸Leydig 細(xì)胞中呈高表達(dá)，在男性胚胎發(fā)育早期，胎盤分泌的絨毛膜促性腺激素作用于Leydig 細(xì)胞表面的LHCGR，誘導(dǎo)雄激素合成，促進(jìn)外生殖器分化；在胚胎發(fā)育晚期，雄激素的合成主要由垂體分泌的黃體生成素（luteinizing hormone，LH）作用于LHCGR 來維持，LHCGR 基因失活突變會導(dǎo)致LH 抵抗，睪酮水平低，在人群中非常罕見［16］。

POR 基因位于7q11.2，包括15 個(gè)外顯子，編碼細(xì)胞色素P450 氧化還原酶（cytochrome P450 oxidoreductase，POR），作為傳遞電子的介質(zhì)，POR 對很多藥物和類固醇代謝起到非常重要的作用。 P450氧化還原酶缺陷癥（P450 oxidoreductase deficiency，PORD）是由于POR 基因失活突變導(dǎo)致，可干擾腎上腺和性腺類固醇激素的生物合成，且不同的突變位點(diǎn)對酶活性的影響不同，可以表現(xiàn)為不同程度的男性化不足，如小陰莖、尿道下裂、隱睪以及性腺發(fā)育不全［17］。

HSD17B3 基因位于9q22，包含11 個(gè)外顯子，編碼17β 羥類固醇脫氫酶3（17β hydroxysteroid dehydrogenase 3，17β-HSD3），主要在睪丸組織中表達(dá)，促進(jìn)雄烯二酮轉(zhuǎn)化為活性更高的睪酮，進(jìn)一步促進(jìn)性腺分化。 HSD17B3 基因突變可導(dǎo)致17β-HSD3 缺陷癥，由于雄烯二酮向睪酮轉(zhuǎn)化障礙，患者血清睪酮水平不足，出生時(shí)可表現(xiàn)出完全女性外陰、女性陰蒂肥大，也可表現(xiàn)出外生殖器模糊、男性小陰莖、隱睪、尿道下裂等［18］。 我們中心性腺疾病研究團(tuán)隊(duì)2018 年報(bào)道了2 例兒童17β-HSD3 缺陷癥，均以雙側(cè)腹股溝腫物、外生殖器模糊就診［19］。

AR 基因位于Xq11-12，包含8 個(gè)外顯子和7 個(gè)內(nèi)含子，編碼雄激素受體（androgen receptor，AR）。AR 基因突變可導(dǎo)致AR 功能障礙，患者對雄激素抵抗或不敏感，又稱雄激素不敏感綜合征（androgen insensitivity syndrome，AIS），表現(xiàn)為不同程度的雄性化不足，呈X 染色體連鎖隱性遺傳。 分為完全型（complete androgen insensitivity syndrome，CAIS）、部分型（partial androgen insensitivity syndrome，PAIS）及輕微型（mild androgen insensitivity syndrome，MAIS）三類。 有學(xué)者對文獻(xiàn)中報(bào)道的100 例AIS（包括CAIS 和PAIS）進(jìn)行回顧分析，發(fā)現(xiàn)86%的CAIS 患者隱睪位于腹腔，而PAIS 患者中僅3%位于腹腔，提示CAIS 患者隱睪的發(fā)生機(jī)制可能是發(fā)育不良的睪丸INSL-3 產(chǎn)生不足，導(dǎo)致睪丸經(jīng)腹下降的過程受阻，而輕型AIS 患者隱睪的發(fā)生機(jī)制則是雄激素作用障礙致睪丸經(jīng)腹股溝陰囊下降受阻［20］。本研究團(tuán)隊(duì)對AIS 患者臨床表型及基因型的分析結(jié)果顯示：28 例患者中，13 例為隱睪（46%），其中11例為雙側(cè)隱睪。 不少患者同時(shí)伴小陰莖和尿道下裂［21］。 相反，對孤立性隱睪患者進(jìn)行AR 基因突變篩查并未顯示陽性結(jié)果［22］。 Ferlin［22］對123 例因不育就診且既往有隱睪病史的患者進(jìn)行AR 基因突變篩查，發(fā)現(xiàn)有2 例（1.7%）患者存在AR 基因突變，提示AR 基因突變并非孤立性隱睪的常見病因。 因此，需要更深層次的研究來進(jìn)一步探討AR 基因突變與睪丸下降之間的關(guān)系。

SRD5A2 基因定位于2p23，包括5 個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子，編碼254 個(gè)氨基酸組成的5α 還原酶2型，該基因突變可導(dǎo)致5α 還原酶2 缺陷癥（5αreductase deficiency，5αRD），這是一種以男性外生殖器雄性化不足為主要表現(xiàn)的常染色體隱性遺傳病。 我們團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的中國5αRD 患者多中心研究發(fā)現(xiàn)，65 例（34%）無尿道下裂表現(xiàn)的患者中，14 例（22%）存在孤立性隱睪，3 例（5%）同時(shí)合并小陰莖和尿道下裂；在125 例（66%）有尿道下裂表現(xiàn)的患者中，6 例（5%）同時(shí)伴有隱睪，34 例（27%）同時(shí)合并小陰莖和尿道下裂［23］。

除上述基因外，雄激素合成和作用過程中涉及的相關(guān)基因還包括： DHCR7、 StAR、 HSD3B2、CYP17A1、CYB5A 等，這些基因的異常均可導(dǎo)致隱睪。

（三）雌激素受體（estrogen receptor，ER）基因

既往研究已證實(shí)孕期應(yīng)用雌激素可以導(dǎo)致隱睪和其他外生殖器畸形的發(fā)病率增加。 機(jī)制包括：作用于雌激素受體，干擾下丘腦-垂體-睪丸軸，進(jìn)而影響睪丸間質(zhì)細(xì)胞的增殖和發(fā)育；降低睪酮和INSL-3 的分泌，導(dǎo)致睪丸引帶發(fā)育不良和功能障礙［24］；也可以由雌激素受體α 通過一種獨(dú)特的機(jī)制直接抑制間質(zhì)細(xì)胞睪酮和INSL-3 的分泌，而非間接通過下丘腦-垂體-睪丸軸系統(tǒng)［25］；Kentaro 等［26］研究發(fā)現(xiàn)睪丸引帶雄激素受體低表達(dá)和雌激素受體高表達(dá)可能是隱睪的病因之一；雌激素可抑制胎兒睪丸間質(zhì)細(xì)胞中INSL-3 表達(dá)，進(jìn)而引起HPG 軸負(fù)反饋，導(dǎo)致LH 濃度降低，進(jìn)而影響間質(zhì)細(xì)胞分化［27］。

（四）其他基因

1. 降鈣素基因相關(guān)肽（calcitonin gene-related peptide，CGRP）的相關(guān)基因：CGRP 是生殖股神經(jīng)（genliafemoral nerve，GFN）的主要神經(jīng)遞質(zhì)，在睪丸下降至腹股溝陰囊階段，雄激素作用于GFN，通過其末端釋放CGRP 與睪丸引帶上的相應(yīng)受體結(jié)合使其發(fā)生遷移，進(jìn)而引導(dǎo)睪丸下降，GFN 和CGRP 在睪丸下降過程中的作用已得到證實(shí)。 不過，對隱睪患者CGRP 候選基因（αCGRP、βCGRP、CGRPR 和CGRP-RCP）進(jìn)行突變篩查并未發(fā)現(xiàn)致病突變［28］。

2. 轉(zhuǎn)錄因子HOX 基因：HOX 基因是一類轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，HOXA10 和HOXA11 基因均是該家族成員。 HOXA10 基因突變雄性小鼠表現(xiàn)為單側(cè)或雙側(cè)隱睪。 對隱睪患者HOXA10 基因突變篩查也顯示，隱睪癥患者HOXA10 基因1 號外顯子變異頻率高于正常對照組［29］。 HOXA11 基因同樣也被發(fā)現(xiàn)在隱睪的發(fā)病過程中起重要作用。

3. AMH 和AMHR 基因突變：AMH 基因編碼的抗繆勒管激素（anti-Müllerian hormone，AMH）與AMHR 基因編碼的抗繆勒管激素受體（anti-Müllerian hormone receptor，AMHR）結(jié)合，可促進(jìn)Müllerian 管結(jié)構(gòu)退化。 AMH 和AMHR 基因突變可引起Müllerian 管永存綜合征（persistent Müllerian duct syndrome，PMDS），很多患者因行睪丸固定術(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)輸卵管或子宮而得以確診，其中約50%為雙側(cè)隱睪，20%為單側(cè)隱睪，25%為橫位隱睪［30］。 我們團(tuán)隊(duì)報(bào)道1 例PMDS 患者，以“右側(cè)陰囊空虛，左腹股溝腫物”就診，患者為左側(cè)橫過異位睪丸，雙側(cè)隱睪，高水平血清AMH；基因檢測證實(shí)為AMHR-Ⅱ基因突變［31］。

（五）染色體異常

據(jù)報(bào)道，隱睪患者中3%～4%存在染色體核型異常，孤立性隱睪患者比例略低，為2.4%，若同時(shí)合并尿道下裂等其他畸形，則染色體核型異常的概率上升至7.6%。 染色體核型異常者雙側(cè)隱睪較單側(cè)隱睪更為多見（5% vs.3%）［29］。 最常見的核型異常為47，XXY（Kinefelter 綜合征）46，XY，ivv（Y）（p11q11）、46，XY/47，XXY、46，XX/46，XY 以及46，XX/47，XXY。

（六）與隱睪相關(guān)的綜合征

1. Robinow 綜合征：又稱胎兒面綜合征。 具有特征性“胎兒面容”、上肢短小侏儒、外生殖器發(fā)育不良、脊柱畸形。 常染色體顯性或隱性遺傳，具有遺傳異質(zhì)性。 據(jù)報(bào)道在常染色體顯性遺傳患者中隱睪發(fā)生率為72%，隱性遺傳患者中發(fā)生率為68%［32］。 目前研究認(rèn)為系Wnt-5a/Ror-2 信號通路基因突變所致。

2. Aarskog 綜合征：又稱面-指-生殖器綜合征。 1970 年由Aarskog 首先描述該病，表現(xiàn)為圓臉、眼間距增寬、眼瞼下垂、上腭發(fā)育不全、上耳輪肥厚下垂、人中溝寬長及下唇皺痕等，部分患者還伴有斜視、上下頜咬合不正及唇裂、腭裂等，以身材矮小、指骨畸形、泌尿外生殖器畸形為主。 該類患者隱睪發(fā)生率約70%。 屬于X 染色體隱性遺傳性疾病，F(xiàn)GD1 基因突變所致［33］。

3. Noonan 綜合征/LEOPARD 綜合征：Noonan綜合征臨床表現(xiàn)為眼距寬、內(nèi)眥贅皮、眼瞼下垂并下斜，招風(fēng)耳、雙耳位置低，短頸、頸蹼等頭頸部表現(xiàn)；心血管系統(tǒng)表現(xiàn)為肺動脈縮窄（50%～60%）、肥厚性心肌?。?0%）、房間隔缺損（10%）、主動脈縮窄（10%）、動脈導(dǎo)管未閉、心電圖異常等；身材矮、盾胸、雞胸、漏斗胸、肘外翻、骨齡落后；智能低下（15%）、斜視、屈光不正以及外生殖器畸形。 合并隱睪的概率為70%～80%，系PTPN11 基因激活突變所致［34］。

“LEOPARD”一詞是LEOPARD 綜合征突出表現(xiàn)的縮寫，L（lentigenes，多發(fā)雀斑）、E（ECG anomalies，心電圖異常）、O（ocular hypertelorism，眼距寬）、P（pulmonary stenosis，肺動脈狹窄）、A（genital abnormalities，生殖器異常）、R（growth retardation，生長遲緩）、D（deafness，耳聾），其合并隱睪的概率約50%［35］。 與Noonan 綜合征相反，此綜合征是由PTPN11 基因失活突變所致。

4. Cornelia de Lange 綜合征：是一種罕見的生長發(fā)育遲緩疾病。 1933 年由Corneliade Lange 首次報(bào)道。 臨床表現(xiàn)為多發(fā)畸形，包括四肢短小、小頭、大多數(shù)患者伴有嚴(yán)重智力低下、先天性心臟?。ǘ鄶?shù)為室間隔缺損）、外生殖器發(fā)育不良；其他面部表現(xiàn)有連眉、弓形眉、眉毛濃、睫毛長而彎曲、鼻小、塌鼻梁、鼻孔朝天、人中長、上唇薄、口角下垂、腭弓高、耳位低。 其合并隱睪的概率約73%，為常染色體顯性遺傳，是NIPBL 基因突變所致［36］。

5. Rubinstein-Taybi 綜合征：特征性表現(xiàn)為拇指（趾）短粗、精神發(fā)育障礙，面部表現(xiàn)有不同程度高眉弓，瞼裂低斜，瞼下垂，偶有內(nèi)瞼贅皮，眼球突出及斜視，寬鼻梁，上頜發(fā)育不全，耳的大小、形狀、位置異常，腭弓高。 可合并椎骨、胸骨和肋骨異常，先天性心臟畸形以及泌尿生殖系統(tǒng)異常等，合并隱睪的概率為78%～100%，系CREB-BP 基因突變所致［37］。 其他還包括Ulnar-mammary 綜合征（TBX3基因突變）、HITCH 綜合征（未明確致病基因）、FG綜合征（X 染色體連鎖，F(xiàn)ANCB 基因突變，合并隱睪的概率為24%）、Prader-Willi 綜合征等。

綜上，隱睪癥遺傳背景復(fù)雜，涉及基因廣泛，不同致病基因所致臨床表現(xiàn)不同，具體發(fā)病機(jī)制尚不清楚，仍有待進(jìn)一步研究。 結(jié)合遺傳學(xué)研究有助于開展精準(zhǔn)診療，使患者及其家庭得到更大的臨床獲益。