POR基因突变致先天性肾上腺皮质增生症两家系遗传学分析

李莉，刘玲，毛会英

1.泸州市妇幼保健院儿科，四川 泸州 646000；2.广东医科大学附属第三医院儿科，广东 佛山 528000

p450 氧化还原酶(p450 oxidoreductase，POR)基因位于7号常染色体长臂(Chr.7q11.2)，长约7.1 kb，共16个外显子，编码680 个氨基酸组成黄素蛋白(NCBI Reference Sequence: NG_008930.1)[1]，并参与电子传递反应。POR基因突变可影响21-羟化酶和17α-羟化酶的活性而导致p450 氧化还原酶缺陷症(p450 oxidoreductase deficiency，PORD)[2]，其临床主要表现为骨骼发育不良(skeletal dysplasia)、肾上腺功能紊乱(adrenal dysfunction)、性发育异常(disorders of sex development，DSD)以及母孕期的女性男性化[3-5]，先天性肾上腺皮质增生症(congenital adrenal hyperplasia，CAH)是少见类型之一，为常染色体隐形遗传病[6]，目前对PORD 病例报道较少。本研究对21-羟化酶A2、11-羟化酶B1 及17-羟化酶A1 基因无异常的CAH 患者进行POR 基因检测，为临床诊断提供依据，提供遗传咨询。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年1～12月泸州市妇幼保健院及广东医科大学附属第三医院儿科门诊确诊的CAH患儿，收集21-羟化酶A2、11-羟化酶B1及17-羟化酶A1基因正常的2例患儿临床资料，并对其家系进行POR基因检测。

1.2 方法 经家长知情同意并签字后，留取患儿及其父母静脉血2 mL。提取全血基因组DNA 和RNA，设计14 对引物对POR 基因的16 个外显子及其侧翼进行PCR 扩增后Sanger 测序，上下游引物如表1所示。结果与GenBank中POR基因序列进行比对，并在其家属中进行验证。根据突变位置设计RNA引物，进行RNA逆转录后进行测序，测序结果在GenBank中进行比对，进一步验证突变位点，RNA 引物：For1，5'-CCACCTCATGCACCTGGAAT-3'；Rev1，5'-CCCGGTACAGGTAGTCCTCA-3'。

表1 POR基因各外显子PCR扩增引物

2 结果

2.1 临床资料 先证者1，男性，1个月13 d，以体质量不增为首发症状，起病时间早，伴呕吐、腹泻，查体发现生殖器畸形(尿道下裂-会阴型)，全身皮肤轻微色素沉着，双侧阴囊色素沉着明显(图1 A)，辅助检查：电解质提示低钠高钾，17OHP 升高、醛固酮降低等(表2)，染色体检查为正常男性核型。先证者2，男性，2岁11个月，以“阴茎短小”为主要表现(图1 B)，无腹泻、呕吐、体质量不增等症状，查体发现阴茎外观短小，总长约4.5 cm，包埋部分约2.0 cm，阴茎弯曲，睾丸容积较同龄儿偏大(表2)，辅助检查见表3。

2.2 基因检测结果

2.2.1 先证者1 外显子13,c.1508C＞T (纯合突变)，该突变导致POR 第503 位丙氨酸突变为缬氨酸(Valin，V/Val，GCC→GTC，p.A503V)，如图2。该突变遗传自先证者1父母。

2.2.2 先证者2 外显子15,c.1820A＞G (纯合突变)，导致POR 第607 位氨基酸由酪氨酸(tyrosine，Y/Tyr)突变为半胱氨酸(cysteine，C/Cys，TAC→TGC，p.Y607C)，如图3。该突变遗传自先证者2父母。

2.2.3 POR基因突变 POR基因外显子13,c.1508C＞T 及外显子15,c.1820A＞G 经Alamut Visual 及Mutatior Taster 功能软件预测会影响蛋白结构域的功能，通过Phyre2 功能软件可知503 位丙氨酸及607 位酪氨酸位于相对保守区域，如图4。

图1 两位先证者生殖器检查

表2 两位先证者的实验室检查

2.3 治疗 先证者1 给予糖皮质激素(氢化可的松片)、盐皮质激素(9α-氟氢化可的松)及氯化钠治疗，2 周后血钠、血钾恢复正常；先证者2给予糖皮质激素(氢化可的松片)治疗。

表3 两位先证者的临床评估

图2 外显子13基因测序图

图3 外显子15基因测序图

图4 POR突变图

3 讨论

CAH 是由于编码肾上腺皮质激素合成酶的一组基因发生突变，导致酶缺陷继而引起皮质激素合成不足，继发垂体促肾上腺皮质激素(adreno-cortico-tropic-hormone，ACTH)和下丘脑促肾上腺皮质激素释放激素(corticotropin releasing hormone，CRH)分泌增加，最终导致肾上腺皮质增生的常染色体隐形遗传病。CAH除了常见的21-羟化酶缺乏症(21-OHD)外，还有11α-羟化酶缺乏症(11α-OHD)、17-羟化酶缺乏症(17-OHD)、类脂性肾上腺皮质增生症(StAR)和p450氧化还原酶缺陷症(PORD)等少见类型。POR 是内质网中类固醇和药物代谢细胞色素p450 蛋白的代谢反应所必需的酶，是两种主要的类固醇生成酶17-羟化酶和21-羟化酶的电子供体[7]。POR突变使p450酶系活性受到影响，最终影响药物的代谢及类固醇激素的合成，导致一系列复杂的疾病，类似于多种类固醇代谢酶的联合缺陷[8-9]。

本研究中先证者1临床表现及实验室检查结果类似21-OHD 经典型，但21-羟化酶A2 基因无异常。POR基因提示外显子13,c.1820A＞G(p.A503V，纯合突变)，该突变来自先证者父母(杂合突变)。该位点为POR基因常见突变位点，影响类固醇合成酶及药物代谢酶活性。研究发现，c.1820A＞G 突变使17-羟化酶与21-羟化酶活性分别降低32%与20%，并使17、20裂解酶活性降低42%[10-11]，导致皮质醇和醛固酮合成受损，皮质醇低下，经负反馈使ACTH分泌增加，刺激肾上腺皮质细胞增生，以增加皮质醇合成，但17-羟化酶与21-羟化酶活性降低使皮质醇依然低下，且孕酮转化为醛固酮降低，导致水盐平衡失衡；但雄激素合成通路正常，在高ACTH刺激下，堆积的17-OHP和孕酮向雄激素转化增多，产生了旁路代谢亢进-高雄激素血症(雄烯二酮、睾酮和脱氢表雄酮升高)，临床表现与21-OHD 相似。先证者2，外显子15,c.1820A＞G (p.Y607C，纯合突变)，该突变来自先证者父母(杂合突变)。POR 第607 位酪氨酸位于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)结合域，酪氨酸的羟基和NADPH 第一正磷酸基团之间形成氢键，使NADPH 和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)紧密结合，传递电子[12-13]。POR 第607 位酪氨酸突变为半胱氨酸改变了NADPH 与FAD的结合，从而使POR活性下降60%～90%[14-15]，抑制17-羟化酶、21-羟化酶与19-羟化酶活性，但以19-羟化酶为主，皮质醇和醛固酮通路基本正常，睾酮转化为雌二醇通路受阻，使其不能转化为雌二醇，导致高雄激素血症，因此先证者2 临床表现较先证者1 轻。本研究两位先证者均为纯合突变，突变均来源其杂合突变的父母，符合常染色体隐性遗传规律。

PORD 的临床表现联合了21-OHD 和17-OHD，根据不同突变对酶活性的影响程度，PORD的临床表现多样，容易导致临床上CAH患者由于临床表现、体征和实验室检查不典型而出现误诊漏诊。PORD 治疗同21-OHD，最重要的是纠正肾上腺皮质功能减退危象，维持机体正常的生理代谢，降低死亡率并且抑制垂体ACTH 分泌，延缓肾上腺雄激素过度分泌导致的性早熟。治疗不当与治疗过度均可导致矮小及生理、心理发育障碍等后遗症。因此定期随访很重要，根据临床症状及检查结果及时调整治疗方案，以最低药物剂量达到最好的代谢控制，避免或减少药物副作用，使患者能达到正常的生长及青春发育，提高生活质量。

本研究通过对2例PORD患儿的临床表现和基因突变特点分析，POR 基因外显子13,c.1508C＞T、外显子15,c.1820A＞G突变是这两例患者的致病原因，提高了临床医师对本病的认识，并扩大了基因突变谱，为遗传咨询提供了基础。