Классические формы недостаточности
А. Недостаточность 20,22-десмолазы (врожденная липоидная гиперплазия коры надпочечников)
1. Этиология и патогенез. Недостаточность 20,22-десмолазы — редкая форма врожденной гиперплазии коры надпочечников. 20,22-десмолаза превращает холестерин в прегненолон — предшественник всех стероидных гормонов. Это превращение происходит в три стадии: гидроксилирование по C-20, гидроксилирование по C-22 и отщепление боковой цепи холестерина. 20,22-десмолаза присутствует как в коре надпочечников, так и в половых железах, поэтому недостаточность этого фермента приводит к дефициту всех стероидных гормонов. При биохимическом исследовании ткани надпочечников одного больного, умершего от врожденной липоидной гиперплазии, обнаружили практически полное отсутствие 20,22-десмолазы, а ферментативная активность, отщепляющая боковую цепь холестерина, оказалась в 10 раз ниже нормы. Установили, что у этого больного недостаточность 20,22-десмолазы была обусловлена делецией гена CYP11A1. У троих выживших больных не выявили крупных дефектов CYP11A1. По-видимому, в этих случаях болезнь была вызвана не делецией, а одной или несколькими точечными мутациями CYP11A1.
2. Клиническая картина. Примерно треть грудных детей с врожденной липоидной гиперплазией коры надпочечников выживает. Болезнь обычно проявляется у новорожденных тяжелой надпочечниковой недостаточностью. Поскольку стероидогенез в половых железах нарушен, дети с генетическим мужским полом обычно имеют женский фенотип, хотя иногда отмечается легкая вирилизация. Почти всегда отмечается задержка полового развития.
3. Гормонально-метаболические нарушения. Уровни всех стероидных гормонов снижены; реакция на АКТГ и ХГ ослаблена.
Б. Недостаточность 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы
1. Этиология и патогенез. 3бета-гидроксистероиддегидрогеназа — это микросомальный ферментный комплекс, включающий 3бета-окси-дельта5-стероиддегидрогеназу и дельта5®дельта4-изомеразу. Этот комплекс превращает прегненолон в прогестерон, 17-гидроксипрегненолон — в 17-гидроксипрогестерон и дегидроэпиандростерон — в андростендион. Обнаружено 2 разновидности 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы. В надпочечниках и половых железах присутствует 3бета-гидроксистероиддегидрогеназа типа II, а в трофобласте и жировой ткани — 3бета-гидроксистероиддегидрогеназа типа I. Оба фермента кодируются генами на 1-й хромосоме — 3beta-HSD1 и 3beta-HSD2. Главную роль в стероидогенезе играет фермент типа II. Его недостаточность приводит к снижению синтеза кортизола, альдостерона, а также половых гормонов, образующихся дистальнее дегидроэпиандростерона. У некоторых больных найдены точечные мутации гена 3beta-HSD2.
2. Клиническая картина. У большинства детей с недостаточностью 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы наблюдается синдром потери соли. В то же время у некоторых больных экскреция альдостерона не нарушена. У больных мальчиков имеются нарушения половой дифференцировки: от мужского фенотипа с гипоспадией — до почти нормального женского фенотипа (это указывает на вариабельность ферментных дефектов в яичках). Вторичные половые признаки могут развиваться нормально, но обычно отмечается гинекомастия. Описана недостаточность 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы с нарушением синтеза C21-стероидов, но без нарушений синтеза C19-стероидов. Вирилизация наружных половых органов у новорожденных девочек обусловлена, вероятно, повышенной секрецией дегидроэпиандростерона надпочечниками во внутриутробном периоде. Функция яичников при недостаточности 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы изучена недостаточно.
3. Диагностика. Определяют базальные уровни дельта4- и дельта5-стероидов в сыворотке и уровни этих стероидов в пробе с АКТГ. К дельта4-стероидам относятся C21- и C19-стероиды, у которых двойная связь в кольце A расположена между C-4 и C-5, в том числе — прогестерон, 11-дезоксикортикостерон, кортизол, 17-гидроксипрогестерон, кортикостерон, 11-дезоксикортизол, альдостерон, андростендион. К дельта5-стероидам относятся C21- и C19-стероиды, у которых двойная связь в кольце A расположена между C-5 и C-6, в том числе — прегненолон, 17-гидроксипрегненолон, дегидроэпиандростерон, прегнентриол, 16-гидроксипрегненолон, 16-гидроксидегидроэпиандростерон. Диагноз недостаточности 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы устанавливают, если базальные и стимулированные АКТГ уровни дельта5-стероидов в сыворотке повышены и если отношение дельта5-стероиды/дельта4-стероиды увеличено. Повышение уровней дельта5-стероидов и увеличение отношения дельта5-стероиды/дельта4-стероиды удается выявить и при исследовании этих стероидов в моче.
а. Короткая проба с АКТГ. Для оценки активности 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы чаще всего определяют концентрации 17-гидроксипрегненолона и дегидроэпиандростерона в сыворотке, а также отношения 17-гидроксипрегненолон/17-гидроксипрогестерон и дегидроэпиандростерон/андростендион после в/в введения синтетического аналога АКТГ — тетракозактида. В большинстве лабораторий недостаточность 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы диагностируют в тех случаях, когда прирост концентрации 17-гидроксипрегненолона и увеличение отношения 17-гидроксипрегненолон/17-гидроксипрогестерон после введения тетракозактида более чем на 2 стандартных отклонения превышают средние контрольные показатели. Желательно, чтобы эти показатели были определены в каждой лаборатории для людей разного возраста. Если это невозможно, руководствуются следующими данными: у взрослых после введения тетракозактида концентрации 17-гидроксипрегненолона и дегидроэпиандростерона на 60-й минуте, как правило, не достигают 1,5 и 1,7 мкг% соответственно, а отношения 17-гидроксипрегненолон/17-гидроксипрогестерон и дегидроэпиандростерон/андростендион находятся в пределах 7—11 и 5—8 соответственно. При классической форме недостаточности 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы уровень 17-гидроксипрегненолона после стимуляции тетракозактидом колеблется в пределах от 10 до 60 мкг%, уровень дегидроэпиандростерона — в пределах от 3 до 12 мкг%, а отношения 17-гидроксипрегненолон/17-гидроксипрогестерон и дегидроэпиандростерон/андростендион — в пределах от 18 до 25 и от 18 до 30 соответственно. Для подтверждения диагноза назначают пробное лечение глюкокортикоидами (такое лечение снижает уровень стероидов, секретируемых в избытке).
б. Пробу с ХГ проводят для оценки стероидогенной функции яичек. Используют разные методики: от однократного в/м введения 1500 ед человеческого ХГ до введения ХГ на протяжении 5 сут (по 1000 ед/сут в/м). Даже при недостаточности 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы в яичках уровень тестостерона после стимуляции ХГ может повышаться так же, как в норме. В таких случаях о недостаточности 3бета-гидроксистероиддегидрогеназы свидетельствует резкое возрастание уровня дельта5-андростендиола и увеличение отношения дельта5-стероиды/дельта4-стероиды.
В. Недостаточность 17альфа-гидроксилазы
1. Этиология и патогенез. 17альфа-гидроксилаза — это микросомальный фермент, катализирующий 2 типа реакций:
а. Превращение прегненолона и прогестерона соответственно в 17-гидроксипрегненолон и 17-гидроксипрогестерон (17-гидроксилазная активность).
б. Превращение 17-гидроксипрегненолона и 17-гидроксипрогестерона соответственно в дегидроэпиандростерон и андростендион (17,20-лиазная активность).
Единственный ген 17альфа-гидроксилазы (CYP17), расположенный на 10-й хромосоме, экспрессируется как в надпочечниках, так и в яичках. Поскольку при клиническом обследовании трудно разграничить нарушения 17-гидроксилазной и 17,20-лиазной активности, все варианты заболевания традиционно описывают как недостаточность 17альфа-гидроксилазы.
2. Клиническая картина. Описано более 180 случаев недостаточности 17альфа-гидроксилазы. При этом синдроме одновременно имеются признаки дефицита глюкокортикоидов и половых гормонов. Из-за дефицита кортизола усиливается секреция АКТГ, что приводит к избыточной секреции 11-дезоксикортикостерона. В результате возникают гипокалиемия и артериальная гипертония. У больных женского пола наблюдается также задержка полового развития, а у больных мужского пола — мужской псевдогермафродитизм. Если заболевание не было выявлено в неонатальном периоде, дети с генетическим мужским полом обычно воспитываются как девочки, так как у них имеются фенотипически нормальные наружные женские половые органы и слепо заканчивающееся влагалище, а яички остаются в брюшной полости или в паховых каналах. Однако у новорожденных с генетическим мужским полом встречаются и наружные половые органы промежуточного типа, что позволяет воспитывать их как мальчиков. У некоторых новорожденных имеется артериальная гипертония. И у мужчин, и у женщин уменьшено или отсутствует подмышечное и лобковое оволосение.
3. Диагностика. Диагноз недостаточности 17альфа-гидроксилазы устанавливают, если уровень 17-ГКС (17альфа-гидроксилированных стероидов) в моче понижен, а их секреция в ответ на АКТГ или ХГ ослаблена или отсутствует. Наблюдаются низкие базальные и стимулированные АКТГ уровни кортизола (< 5 и < 10 мкг% соответственно) и альдостерона (< 111 и < 278 пмоль/л соответственно) и резко повышенные уровни кортикостерона (в 30—100 раз по сравнению с нормой), 11-дезоксикортикостерона (в 10—40 раз), 18-гидроксикортикостерона (в 10 раз) и 18-гидрокси-11-дезоксикортикостерона (в 30—60 раз). Недостаточность 17альфа-гидроксилазы в яичках подтверждается отсутствием или ослаблением реакции на ХГ. Без лечения уровень альдостерона в сыворотке и АРП обычно снижены вследствие чрезмерной секреции 11-дезоксикортикостерона (это слабый минералокортикоид, вызывающий гиперволемию). Назначение глюкокортикоидов нормализует уровень гормонов, образующихся в избытке, устраняет гиперволемию и постепенно повышает АРП и уровень альдостерона.
4. Генетика. Ген CYP17 клонирован; его нуклеотидная последовательность расшифрована. Молекулярно-генетические исследования свидетельствуют о том, что недостаточность 17альфа-гидроксилазы в большинстве случаев обусловлена точечными мутациями CYP17. Описаны делеции и дупликации отдельных пар нуклеотидов.
5. Нарушение 17,20-лиазной активности. Описано 14 случаев (12 мужчин и 2 женщины) сниженной 17,20-лиазной активности при нормальной 17-гидроксилазной активности. У всех больных имелся дефицит половых гормонов, но секреция глюко- и минералокортикоидов оставалась нормальной. У больных женского пола наблюдалась задержка полового развития, а у больных мужского пола — мужской псевдогермафродитизм. При биохимических исследованиях выявили повышение базальных уровней 17-гидроксипрегненолона и 17-гидроксипрогестерона, которые еще более возрастали после стимуляции АКТГ и ХГ. В то же время уровни половых гормонов были снижены и не повышались после стимуляции АКТГ и ХГ. В пубертатном возрасте отмечено повышение уровня ЛГ и ФСГ.
Г. Недостаточность 21-гидроксилазы (простая вирилизирующая форма врожденной гиперплазии коры надпочечников)
1. Этиология и патогенез. 21-гидроксилаза — это микросомальный фермент, превращающий прогестерон в 11-дезоксикортикостерон и 17-гидроксипрогестерон в 11-дезоксикортизол. Недостаточность 21-гидроксилазы — самая частая причина врожденной гиперплазии коры надпочечников (более 90% случаев). Нарушение синтеза 11-дезоксикортизола из 17-гидроксипрогестерона приводит к дефициту кортизола, повышению уровня АКТГ, гиперплазии коры надпочечников и усилению секреции надпочечниковых андрогенов. Избыточная продукция андрогенов, особенно андростендиона, вызывает вирилизацию, которая служит характерным признаком этой формы. С другой стороны, нарушение синтеза 11-дезоксикортикостерона из прогестерона приводит к дефициту альдостерона, поэтому у 75% новорожденных с этой формой врожденной гиперплазии коры надпочечников наблюдается синдром потери соли.
2. Клиническая картина. Вирилизация у девочек начинается еще во внутриутробном периоде. Степень вирилизации может быть разной: от гипертрофии клитора с частичным сращением губно-мошоночных складок — до полного сращения губно-мошоночных складок и формирования уретры, открывающейся в тело полового члена. После рождения признаки избытка андрогенов проявляются сильнее как у мальчиков, так и у девочек: наблюдаются увеличение полового члена и клитора, ускоренный рост, угри, раннее оволосение лобка. Рост костей от 3 до 10 лет обычно опережает рост тела; к 11—12 годам происходит закрытие эпифизарных зон роста, и поэтому нелеченные дети остаются низкорослыми. При дефиците альдостерона могут наблюдаться кризы потери соли; обычно они происходят в первые недели жизни, но могут возникать и позднее (в таких случаях криз провоцируется сопутствующими заболеваниями). Характерны нарушения полового развития и бесплодие, однако лечение может обеспечить нормальное половое развитие и фертильность. Если супрессивную терапию глюкокортикоидами начинают, когда костный возраст превышает 10 лет, то может наступить истинное преждевременное половое развитие.
3. Диагностика. Диагноз недостаточности 21-гидроксилазы устанавливают, если базальные и стимулированные АКТГ уровни 17-гидроксипрогестерона и надпочечниковых андрогенов (особенно андростендиона) в сыворотке повышены и снижаются на фоне лечения глюкокортикоидами. Для подтверждения диагноза определяют уровень прегнантриола и 17-кетостероидов в моче. При недостаточности 21-гидроксилазы базальный уровень 17-гидроксипрогестерона находится в пределах 10 000—100 000 нг%; после введения тетракозактида он возрастает до 25 000—100 000 нг% и выше. Уровень андростендиона колеблется между 250 и 1000 нг%. Как при легком, так и при клинически проявляющемся синдроме потери соли отношение АРП/альдостерон повышено, и его следует периодически проверять для оценки восполнения натрия. Лечение глюкокортикоидами вызывает быстрое снижение уровней кортикостероидов.
4. Молекулярно-биологические исследования недостаточности 21-гидроксилазы
а. Сцепление с аллелями HLA. Ген 21-гидроксилазы CYP21B локализован на 6-й хромосоме — там же, где расположены гены HLA. Обнаружена связь определенных аллелей HLA с определенными формами врожденной гиперплазии коры надпочечников. Например, сольтеряющая форма врожденной гиперплазии коры надпочечников, обусловленная дефектом CYP21B, чаще встречается у носителей HLA-Bw47. Таким образом, анализ генотипа HLA позволяет рассчитать риск врожденной гиперплазии коры надпочечников у членов семей, в которых проявляется это заболевание. Если родственник полностью идентичен больному по аллелям HLA, у него также должен проявляться дефект 21-гидроксилазы. Если родственник гаплоидентичен больному по аллелям HLA (т. е. несет только один ген, определяющий развитие врожденной гиперплазии коры надпочечников), то он является гетерозиготным носителем дефекта (болезнь не развивается или протекает в стертой форме). Родственник, не имеющий одинаковых аллелей с больным, является, очевидно, здоровым гомозиготным носителем нормальных генов CYP21. Предсказания риска и степени тяжести врожденной гиперплазии коры надпочечников по генотипу HLA подтверждаются гормональными исследованиями. Например, у гетерозиготных носителей дефектного гена CYP21B уровень 17-гидроксипрогестерона после стимуляции АКТГ возрастает примерно до 1000 нг%, тогда как среди населения или у родственников, гомозиготных по нормальному гену CYP21B, он возрастает всего до 250 нг%.
б. Молекулярная генетика. У человека обнаружены два гена, кодирующие последовательность 21-гидроксилазы — CYP21B и CYP21A. Эти гены гомологичны, но транскрипционно активен только один из них — CYP21B. Ген CYP21A содержит несколько мутаций, из-за которых его экспрессия невозможна. CYP21B и CYP21A располагаются рядом с двумя генами четвертого компонента комплемента (C4A, C4B). У больных с недостаточностью 21-гидроксилазы найдены замены, делеции и точечные мутации в гене CYP21B. Примерно у 70—75% больных с гаплотипами HLA высокого риска обнаруживается нормальный ген CYP21B. По-видимому, у таких больных существуют точечные мутации гена CYP21B, которые невозможно обнаружить простыми методами гибридизации ДНК.
Клонирование и расшифровка нуклеотидных последовательностей ряда мутантных генов CYP21B показали, что нуклеотидные последовательности CYP21B, содержащие точечные мутации, идентичны содержащим такие же мутации последовательностям гена CYP21A. Предположили, что недостаточность 21-гидроксилазы может быть обусловлена не точечными мутациями гена CYP21B, а частичной или полной конверсией гена CYP21B (замещением отдельных участков или всего гена CYP21B элементами гена CYP21A).
Методами молекулярной генетики (ПЦР с последующей гибридизацией со специфическими олигонуклеотидами) идентифицировали точечные мутации гена CYP21B у членов более чем 100 семей с врожденной гиперплазией коры надпочечников, обусловленной недостаточностью 21-гидроксилазы. Были выяснены также функциональные эффекты этих мутаций. Мутация, обнаруженная у больных с простой (классической) вирилизирующей формой недостаточности 21-гидроксилазы, обусловливает синтез фермента, активность которого составляет менее чем 2% нормальной активности. Замена одной аминокислоты, имеющаяся у больных с неклассической формой недостаточности 21-гидроксилазы, обусловливает снижение активности фермента на 50—80%. У одного больного с сольтеряющей формой недостаточности 21-гидроксилазы была обнаружена крупная мутация, а активность фермента отсутствовала.
Д. Недостаточность 11бета-гидроксилазы (гипертоническая форма врожденной гиперплазии коры надпочечников)
1. Распространенность. Среди описанных случаев врожденной гиперплазии коры надпочечников 5—8% приходится на долю недостаточности 11бета-гидроксилазы. Этот дефект встречается примерно у 1 из 100 000 новорожденных белой расы. В то же время среди сефардов (евреев — выходцев из северной Африки) его частота выше. Не исключено, что и в других популяциях он более распространен, чем считалось ранее.
2. Патогенез и клиническая картина. 11бета-гидроксилаза — это митохондриальный фермент, который обладает сильной 11-гидроксилазной и умеренной 18-гидроксилазной активностью. Ген 11бета-гидроксилазы CYP11B1 находится на 8-й хромосоме. При недостаточности 11бета-гидроксилазы нарушено превращение 11-дезоксикортизола в кортизол и 11-дезоксикортикостерона в кортикостерон. Как и при недостаточности 21-гидроксилазы, происходит избыточная секреция надпочечниковых андрогенов, которая обусловливает внутриутробную вирилизацию у девочек и постнатальную вирилизацию у девочек и мальчиков. Это заболевание часто сопровождается артериальной гипертонией, которую считают результатом гиперсекреции 11-дезоксикортикостерона, задержки натрия и воды и возрастания ОЦК. Может наблюдаться гипокалиемия. Лечение глюкокортикоидами тормозит избыточную секрецию кортикостероидов (11-дезоксикортизола, 11-дезоксикортикостерона, андростендиона) и тем самым препятствует дальнейшей вирилизации и вызывает ремиссию артериальной гипертонии. Как и при недостаточности 21-гидроксилазы, правильное лечение может обеспечить нормальный рост, нормальное половое развитие и фертильность. Наружные половые органы у девочек с вирилизацией поддаются хирургической коррекции.
3. Диагностика. Диагноз недостаточности 11бета-гидроксилазы устанавливают, если базальные и стимулированные АКТГ уровни 11-дезоксикортизола, 11-дезоксикортикостерона и андрогенов (особенно андростендиона) в сыворотке повышены и снижаются на фоне лечения глюкокортикоидами. Для подтверждения диагноза определяют уровень тетрагидро-11-дезоксикортизола, тетрагидро-11-дезоксикортикостерона и 17-кетостероидов в моче. Как уже говорилось, каждая лаборатория должна иметь собственные контрольные данные. По данным литературы, в норме уровень 11-дезоксикортизола в сыворотке колеблется между 11 и 160 нг%, а уровень 11-дезоксикортикостерона — между 3 и 60 нг%. У больных с классической формой недостаточности 11бета-гидроксилазы базальный уровень 11-дезоксикортизола в сыворотке повышен в 10—40 раз (составляет 1400—4300 нг%), а базальный уровень 11-дезоксикортикостерона — в 10—15 раз (183—2050 нг%). Без лечения уровень альдостерона и АРП нередко снижены из-за задержки натрия и воды (эффект избытка 11-дезоксикортикостерона). Клиническая картина и гормонально-метаболические сдвиги при недостаточности 11бета-гидроксилазы характеризуются значительной изменчивостью. В частности, далеко не всегда наблюдается сочетание артериальной гипертонии, гипокалиемии и вирилизации или сочетание повышения уровня 11-дезоксикортизола и повышения уровня 11-дезоксикортикостерона.
В семьях марокканских евреев с недостаточностью 11бета-гидроксилазы обнаружили точечную мутацию в 448-м кодоне CYP11B1, приводящую к замене аргинина на гистидин. Описаны и другие мутации CYP11B1 при недостаточности 11бета-гидроксилазы.
Е. Недостаточность 18-гидроксилазы (сольтеряющая форма врожденной гиперплазии коры надпочечников). 18-гидроксилаза — это митохондриальный фермент с сильной 18-гидроксилазной и слабой 11-гидроксилазной активностью. 18-гидроксилаза последовательно превращает кортикостерон в 18-гидроксикортикостерон и затем в альдостерон. Ген 18-гидроксилазы CYP11B2 находится на 8-й хромосоме. При недостаточности 18-гидроксилазной активности развивается дефицит альдостерона, который и приводит к потере соли.