雄激素不敏感综合征家系遗传学分析与产前诊断
雄激素不敏感综合征(AIS) 是一种X连锁隐性遗传病,是由位于Xq11-12的雄激素受体(Androgen receptor, AR)基因突变引起的X连锁隐性遗传病,AIS在新生男孩中的发病率为(1.6~5.0)/10万[1-2]。AIS分为完全型雄激素不敏感综合征(CAIS)和不完全型雄激素不敏感综合征(PAIS),两者在临床上有较大的表型差异,患者的临床表现与AR缺陷的严重程度有关。CAIS是由于AR基因异常,导致胚胎组织对雄激素不敏感,Wolff管及泌尿生殖窦分化为男性生殖管道受阻,但由于胚胎时期睾丸发育正常,Stertoli细胞分泌苗勒管抑制因子促苗勒管退化,故患者表现为男性内生殖器和女性外生殖器。本文对到云南省第一人民医院遗传咨询门诊就诊的1个CAIS家系产前诊断报道如下。
1资料与方法
1.1病例资料
2013年到云南省第一人民医院遗传诊断中心进行产前诊断的1名36岁的孕妇,该孕妇于12年前足月顺产一女婴,女孩10岁时为腹股沟疝而就诊,后诊断为雄激素不敏感综合征,家系图见图1。
图1 雄激素不敏感综合征家系图
先证者查体:外阴呈女性发育。阴茎呈阴蒂样发育,会阴部见假性阴道,未触及双侧睾丸。超声未探及明显的子宫或双侧卵巢声像,但探及双侧腹股沟区探及低回声结节(右侧1.3cm×0.9cm,左侧1.4cm×0.8cm),睾丸、卵睾可能发现无子宫无卵巢。孕妇妊娠18周,要求产前诊断。
1.2方法
抽取先证者外周血6mL,其中1mL接种外周血染色体培养基后,按本科室常规制成G显带染色体玻片标本[3]; 3mL加入生化管,用于性激素功能检测;2mL加入EDTA抗凝管提取基因组DNA。抽取孕妇外周血3mL用于染色体检测和提取基因组DNA。抽取孕妇羊水20mL,其中10mL接种羊水培养基培养后,按本科室常规制成G显带染色体玻片标本;10mL用于提取基因组DNA。
采用QIAGEN的 QIAamp DNA Mini kit提取DNA试剂盒提取外周血和羊水的DNA。操作过程按照试剂盒说明书进行。提取的DNA于-20℃保存待检。
本研究遵循的程序符合本院医学伦理委员会所制定的伦理学标准,得到该委员会批准,征得受试对象本人知情同意,并与之签署临床研究知情同意书。
1.2.1性激素检测
采用贝克曼-ACCESS2仪器及贝克曼试剂盒进行性6项检测。操作过程按照试剂盒说明书进行。
1.2.2染色体核型分析
按本科常规取肝素抗凝血样全血培养和制片,每个样本计数30个分裂相,分析5个核型。按细胞遗传学命名国际体制(International systemfor cytogenetics nomenclature 2005, ISCN 2005)进行染色体核型分析和命名。
1.2.3Y染色体SRY基因检测
扩增先证者的SRY基因,实验中同时选用ZFY、ZFX基因的作为对照,引物序列按文献合成[4]。
1.2.4 AR基因的引物设计及PCR扩增反应条件
研究中采用Primer 5设计了AR基因的引物,引物序列及扩增片段长度见表1。引物由上海Invitrogen公司合成。
表1 AR基因的引物及扩增片段长度
DNA测序 :扩增后,经1%的琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物后,取PCR扩增产物,送华大基因进行DNA测序。PCR反应体系为50 µL,含基因组DNA 30 ng,三磷酸脱氧核苷(dNTP)200µmol/L,10×PCR缓冲液5µL,15mmol/LMgCl2,耐热DNA聚合酶(Taq酶)1 U。循环参数为94℃预变性5min ,35个循环(94℃ 30秒,退火(温度按表1) 30秒,72℃1min),延伸10min。PCR扩增试剂为宝生物工程(大连)有限公司产品。
1.2.5组织病理学检查
性腺手术后将手术切除性腺组织送检病理检查。
2结果
2.1先证者性6项检测结果
卵泡刺激素 3.72U/L(男性正常参考值0.95~11.95 U/L);黄体生成激素 0.64U/L(男性正常参考值1.14~8.75U/L);泌乳素 15.41μg/L(男性正常参考值3.69-19.4 μg/L);雌二醇:<10ng/L(男性正常参考值11~44ng/L);睾酮 0.47μg/L(男性正常参考值1.66~8.77μg/L)。
2.2染色体核型检查结果
羊水经培养后收获制片,进行常规G带染色体核型计数、分析30个细胞,核型分析显示先证者和胎儿的核型为46,XY,孕妇的核型为46,XX。见图2。
2.3SRY基因检测
先证者扩增出Y染色体SRY基因片段,表明该患者社会性别虽然为女性,但具有Y染色体性别决定基因,与核型分析结果一致。
2.4AR基因测序检查结果
先证者检出AR基因2067-2069del CGA(del 690D),母亲为缺失携带者,胎儿未检出缺失(见图3)。2067-2069delACG突变发生在2个密码子内,但最终只造成雄激素受体蛋白690位氨基酸(天冬氨酸)的缺失,突变的AR基因编码了918个氨基酸的蛋白。
图2 先证者、孕妇和胎儿的G带核型图 a:先证者;b:孕妇;c:胎
图3 AR基因外显子4的测序图 a:先证者;b:孕妇;c:胎儿;箭头所示:孕妇位缺失携带者,胎儿未检出缺失
2.5病理检测结果
先证者的父母在先证者被确诊为雄激素不敏感综合征后,通过遗传咨询,选择维持患者女性性别,并进行了性腺切除及外阴整形术,手术切除性腺组织送病理检测,均证实为发育不良的睾丸组织。术后以激素进行治疗。
3讨论
AR基因有8个外显子,编码的AR蛋白由919个氨基酸组成[5],由转录调节区(NTD)、DNA结合区(DBD)、铰链区(HR)和配体结合区(LBD)4个功能区组成。迄今为止,已发现导致雄激素不敏感综合征的基凶突变达800种以上,这些突变大致可分为全部或部分基因缺失,内含子剪接位点突变,核苷酸的插入或缺失导致移码突变,点突变导致氨基酸替代或终止密码突变。
先证者检出AR基因的突变发生于AR蛋白的HR区,HR区与AR蛋白的磷酸化、乙酰化及降解相关[6]。推测该先证者AR基因突变而引起AR蛋白受体结构发生变异,诱导AR蛋白与雄激素结合能力发生功能上的变异,进而失去调节靶基因转录的功能,患者表现为CAIS。胎儿未检出AR基因的2067-2069del CGA(del 691D),孕期辅以超声检测,也未发现发育的异常。胎儿出生后6个月进行了随访,发育正常。雄激素不敏感综合征有明显的遗传倾向。这个家系中母亲为该突变的杂合子,先证者的突变遗传至母亲,胎儿未遗传到该突变。患者母亲述其家系中其他成员性发育均正常,但拒绝对其进行进一步的家系调查。
AIS患者由于下丘脑-垂体系统中睾酮受体缺陷,导致睾酮对下丘脑-垂体的负反馈异常而引起黄体生成激素水平升高,升高的LH又刺激睾丸增加睾酮和雌激素的分泌,因而,通常血中睾酮在正常男性水平或高于正常男性。但由于该患者就诊时年龄仅12岁,性激素未发现明显的变化。
完全型的成年患者,通常身高正常或高于女性的平均身高,出现类似女性,外表完全女性化,而睾丸位于腹腔或腹股沟内,常被误认为是疝,常因无月经或不孕而就诊,该患者就是10岁时因腹股沟疝而就诊。该患者到我科就诊时12岁,身高162CM ,外表完全女性化。超声探及双侧腹股沟区探及低回声结节,考虑是睾丸或卵睾组织可能,异位的睾丸由于位于腹腔内长期受到较高体温的影响可能发生癌变,但青春期前的睾丸癌变率很低,同时睾丸分泌的睾酮及雌激素对青春期身高增长以及女性第二性征发育有重要意义,故常在青春期第二性征发育后行睾丸切除术。但该患儿的父母在得知结果后,通过遗传咨询,选择进行了性腺切除及外阴整形术,术后给予相应的激素支持治疗。主要是考虑到让该患儿以合适的社会性别成长,有助于调整自身的心态,正确认识自身情况,降低出现心理问题的风险。
由于雄激素不敏感综合征有明显的遗传倾向,因此进行遗传筛查和产前诊断开展非常重要,要包括:(1)加大有关婚姻、遗传方面的宣传和指导。(2)加强和尽早对有性发育异常的家系及其遗传携带者的检出。(3)对高风险妊娠进行早期或中期进行产前诊断,可查出和预防此类胎儿出生[7-8]。