吴艳花,包慧,陈英剑
卵巢早衰(premature ovarian failure,POF)指女性在40岁前发生卵巢功能衰竭,主要表现为闭经,伴有雌激素水平下降和促性腺激素水平升高。尽管没有准确的流行病学数据,但40岁前女性POF的发生率约为1%。POF的病因是复杂的、多样化的,目前认为可能与遗传、免疫、感染、医源性损伤、环境等因素有关,其中遗传因素是POF的一个重要病因,包括染色体数目异常、结构异常和基因突变。X染色体是女性性腺发育和决定其功能的主要染色体。研究表明,在POF患者中染色体异常者约占10%~15%,其中大部分与X染色体畸变有关,仅2%的POF患者表现为常染色体畸变[1-3]。本文对2例X-常染色体易位的POF患者进行遗传学分析并探讨X-常染色体易位与POF的相关性。
病例1 患者 女,31岁,已婚,因婚后闭经不孕,于2019年1月11日来我院生殖医学科就诊。自述13岁月经来潮,19岁出现月经不规律,约2~3个月1次,最长月经周期约6个月,无规则自主月经。随后诊断为POF,服用“黄体酮和雌激素”维持月经及内分泌稳定。查体:乳房丰满,大小阴唇发育正常,阴道通畅,子宫小于正常,卵巢触诊不清。B型超声(B超)检查示:子宫4.4 cm×3.4 cm×3.4 cm;右侧卵巢2.3 cm×1.4 cm,卵泡1个(1.9 cm×1.3 cm);左侧卵巢1.2 cm×0.8 cm,卵泡1个(0.7 cm×0.6 cm)。月经第3天内分泌水平检查示:卵泡刺激素(FSH)52.5 mIU/mL,黄体生成激素(LH)22.21 mIU/mL,雌二醇<5.0 pg/mL,抗苗勒管激素<0.01 ng/mL。FSH和LH明显高于正常水平,而雌二醇及抗苗勒管激素均低于正常水平,结果符合POF激素特点。在遗传学检查中,染色体核型分析结果示:46,X,t(X;15)(q22;q22),见图1;应用Affymetrix CytoScan 750K芯片进行染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis,CMA) 检测结果示:1号染色体长臂q25.3(182,079,132-182,524,199)位置存在长约445 kb的微重复,X染色体短臂p22.32p22.31(5,897,541-6,455,151)和p22.31(7,849,342-8,437,549)位置分别存在长约558 kb和588 kb的微重复,未见有明确临床意义的微重复和(或)微缺失。初步诊断为POF。
病例2 患者 女,22岁,已婚,主诉闭经近2年、不孕,于2019年3月来我院妇科就诊。月经初潮17岁,系口服药物来潮,无自然月经周期;人工周期半年,半年后可维持月经来潮。现闭经近2年,临床诊断为卵巢早衰。查体:两乳房对称,发育可,外阴发育正常,阴道通畅,宫体前位,形态规则,体积略偏小,双附件未触及异常。B超检查示:子宫3.2 cm×2.0 cm×2.0 cm;右侧卵巢2.0 cm×1.0 cm;左侧卵巢1.3 cm×0.7 cm;卵巢内未探及明显优势卵泡。月经第3天内分泌水平检查示:FSH 32.14 mIU/mL,LH 23.89 mIU/mL,雌二醇21.74 pg/mL,抗苗勒管激素<0.01 ng/mL。检测结果示促性腺激素(FSH、LH)明显升高伴抗苗勒管激素降低,符合POF激素特点。在遗传学检查中,染色体核型分析结果示:46,X,t(X;2)(q23;q32),见图2。行全身麻醉下腹腔镜双侧卵巢活检术,病理诊断为送检卵巢组织内未见明确卵泡。初步诊断为POF。
遗传因素在POF发病病因中约占20%~25%[4]。长期以来,染色体异常是导致POF的常见因素,约10%~15%的POF发病与染色体异常有关[1]。2012年Jiao等[5]对来自中国4个生殖中心的531例POF患者进行染色体分析,结果显示染色体异常者64例(12.1%),其中与X染色体相关异常60例(93.7%),X-常染色体平衡易位9例(15%)。该研究还发现原发性闭经POF患者中染色体核型异常发生率(21.4%)明显高于继发性闭经POF患者(10.6%)[5]。国外研究报道POF患者中染色体异常者的比例与中国学者的报道结果接近,约占10%(18/179),其中X染色体异常占83.33%,在X染色体结构异常中,X染色体长臂(Xq)异常的POF患者明显多于Xp异常[6]。
本文笔者对已报道的涉及X-常染色体易位的39例POF患者[5-17]进行了文献整理,患者临床资料见表1。39例X-常染色体易位的POF患者中,原发性闭经占35.2%(13/37),继发性闭经64.8%(24/37);涉及Xq断裂患者占94.8%(37/39),断裂位点主要集中在Xq21和Xq22区,分别占43.5%(17/39)和33.3%(13/39)。国外学者也发现X-常染色体易位相关的POF患者X染色体断裂位点位于主要集中在Xq21,比例达78.2%[7]。
图1 病例1的染色体核型46,X,t(X;15)(q22;q22)
图2 病例2的染色体核型46,X,t(X;2)(q23;q32)
通常认为Xq上维持卵巢正常功能的关键区域是Xq13或Xq26q28,断裂位点也常发生在这2个区域,其中Xq26qter 区域命名为POF1 位点,而Xq13.3Xq21.1区域命名为POF2位点。POF1位点染色体缺失导致的POF其发病年龄一般在24~39岁,而涉及POF2位点的POF发病更早,通常提前至16~21岁[18]。本研究复习的39例POF患者中,断裂位点在POF2区域者共10例,其中7例发病年龄在16~21岁,与前述报道一致。
X-常染色体易位导致的POF发病机制目前不十分明确,学者们通常根据X-常染色体易位的POF患者中断裂位点所涉及的基因来帮助确认断裂基因与POF的相关性[4]。但是POF病因极其复杂,事实上在对X-常染色体平衡易位断裂基因的系列研究中,从40余种断裂谱中仅确认了少数基因。本研究通过文献复习列举了11例断裂位置涉及基因断裂的病例,患者资料,见表2[7,9,11,16,19-23]。
表1 X-常染色体易位伴POF患者临床特征
本研究报道的2 例患者断裂点位于Xq22 和Xq23,目前已报道的该区域断裂涉及的基因有人类同源黑腹果蝇透明基因(drosophila melanogaster diaphanous gene,DIAPH2)、 核 RNA 输 出 因 子 5(nuclear RNA export factor 5,NXF5) 和 COL4A6。DIAPH2是果蝇黑色素透明基因(dia)的人类同源体,定位于Xq22上,是POF的候选基因。Bione等[24]在对1例(X;12)(q21;p1.3)平衡易位的家族性POF患者研究中发现,其断裂位点造成DIAPH2基因的断裂,其翻译产物易被降解,推测DIAPH2的突变可能影响卵细胞增殖。NXF5包含19个外显子,编码5种亚型蛋白,位于Xq22.1。Bertini等[9]报道了1例染色体核型为46,X,t(X;15)(q22;q11)的患者,19岁,正常女性表型,主要表现为不孕、原发性闭经。比较基因组杂交微阵列(CGH-array)检测未发现基因的重复和缺失,但是特异性细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome,BAC)克隆探针荧光原位杂交(FISH)检测发现Xq22断裂位点包含NXF5,其具体致病机制不详。Nishimura-Tadaki等[11]采用同样的检测方法对1例核型为46,X,t(X;4)(q21.3;p15.2)的POF患者进行研究,发现位于Xq22.3的COL4A6基因被破坏,COL4A6基因所编码的蛋白为细胞外基质蛋白的一种,该基因的缺失会影响支持细胞类固醇活性及基质环境的稳定,初步推测间接导致POF的发生。
关于X-常染色体易位伴POF患者发病机制目前尚无确切定论,根据文献报道推测,本研究2例患者也有可能是断裂位置引起某一功能基因断裂,间接导致POF的发生。患者进行CGH-array检测未发现有意义的重复和缺失,事实上在对断裂基因的检测方法选择上,BAC克隆探针FISH检测较CGH-array检测更加特异,遗憾的是由于经费限制及患者自身原因,未能进一步进行BAC克隆探针FISH检测,具体发病机制有待于进一步研究。早期学者认为POF发病或许不需要某一特定基因异常,X-常染色体平衡易位携带者在减数分裂中形成异常配子,这种有缺陷的配子可以引起干细胞的凋亡,从而增加卵巢滤泡细胞的凋亡,影响卵巢功能。另有研究者认为X-常染色体易位虽然没有引起卵巢功能相关基因的断裂,但是由于“位置效应”影响了相关基因的表达从而引起卵巢功能的改变[23]。近期报道指出,利用高通量测序,尤其是全外显子组测序方法,通过对大量POF患者进行分析发现了新的致病基因,并提出可能的候选致病机制[25]。
胚胎植入前遗传学诊断(PGD)和植入前遗传学筛查(PGS)技术是在体外受精胚胎移植的基础上利用分子生物学技术对具有遗传疾病风险夫妇的卵母细胞或者植入前的胚胎进行检测,而后选择无遗传疾病的胚胎进行移植。染色体平衡易位携带者相对正常夫妻,平衡易位携带者夫妇往往有更高的不孕、流产以及生育畸形和智力低下胎儿的风险[26]。因此,此类患者通常选择PGD/PGS方法挑选正常的二倍体胚胎进行移植以获得正常妊娠。后期随访发现,患者1于2019年7月在上海某医院通过PGD/PGS辅助生殖技术成功妊娠,孕期规律产检,胎盘前置,其余各项检测指标均正常。在孕30周左右,孕妇出现少量阴道出血,随后卧床至孕39周,于2020年4月通过剖宫产分娩一健康男婴。
表2 X-常染色体易位POF患者,易位断裂涉及的基因
总之,本研究对2例X-常染色体易位伴POF的患者进行了报道,为此类患者发病机制的研究增加了病例。通过文献检索对相似病例报道进行整理综述,并且对几种可能的发病机制进行了初步的探讨,相信随着分子遗传学的不断进步,X-常染色体易位伴POF的具体致病机制会进一步明确。