Определение мутаций в гене CYP21A2 (11 мутаций) (ГЕ154)

Анализ на мутации в гене CYP21A2 (CYP21B, 21-гидроксилаза) — это высокочувствительный молекулярно-генетический тест, направленный на выявление патогенных вариантов в гене, кодирующем фермент 21-гидроксилазу, критически важный для синтеза кортизола и альдостерона в надпочечниках. Уникальность анализа заключается в его способности дифференцировать формы врожденной гиперплазии коры надпочечников (ВГКН) по степени тяжести на основе генотипа, а также оценивать гетерозиготное носительство патогенных вариантов, которые могут вызывать репродуктивные нарушения.

Функция гена CYP21A2

Ген CYP21A2, расположенный на коротком плече хромосомы 6 (6p21.3) в области RCCX-модуля главного комплекса гистосовместимости (MHC), кодирует фермент 21-гидроксилазу (цитохром P450c21). Этот фермент принадлежит к семейству цитохромов P450 и играет ключевую роль в биосинтезе стероидных гормонов в коре надпочечников, а также, в меньшей степени, в других тканях (например, гонадах). Основные функции гена и его продукта заключаются в следующем:

• Катализ стероидогенеза: 21-гидроксилаза катализирует гидроксилирование стероидных предшественников, превращая: 17-гидроксипрогестерон в 11-дезоксикортизол, который затем превращается в кортизол (гормон, регулирующий метаболизм, стрессовые реакции и иммунный ответ). Прогестерон в дезоксикортикостерон, который далее преобразуется в альдостерон (гормон, регулирующий баланс натрия, калия и водно-электролитный гомеостаз).
• Регуляция гормонального баланса: Ген CYP21A2 обеспечивает продукцию кортизола, который подавляет секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ) по механизму отрицательной обратной связи через гипофиз. Это предотвращает гиперстимуляцию надпочечников и избыточное накопление андрогенов. Альдостерон, синтезируемый при участии 21-гидроксилазы, регулирует кровяное давление и электролитный баланс, поддерживая гомеостаз.
• Роль в метаболизме андрогенов: При нормальной функции гена предотвращается избыточное накопление андрогенных предшественников (например, 17-гидроксипрогестерона).
• Экспрессия и регуляция: Ген экспрессируется преимущественно в надпочечниках, но низкий уровень экспрессии возможен в печени, коже и гонадах. Ген находится рядом с псевдогеном CYP21A1P, который неактивен, но может вызывать мутации в CYP21A2 из-за гомологичной рекомбинации или конверсии, что делает этот регион генома уникально сложным для анализа.

Что такое ВГКН?

Врожденная гиперплазия коры надпочечников (ВГКН) — это группа аутосомно-рецессивных заболеваний, вызванных нарушением синтеза стероидных гормонов в надпочечниках из-за дефицита ферментов, чаще всего 21-гидроксилазы (90–95% случаев). Мутации в гене CYP21A2 приводят к снижению или полной потере активности этого фермента (недостаточности CYP21), что нарушает превращение 17-гидроксипрогестерона в 11-дезоксикортизол и прогестерона в дезоксикортикостерон, снижая выработку кортизола и альдостерона. Это вызывает компенсаторную гиперпродукцию АКТГ, гиперплазию надпочечников и накопление андрогенов.

Какие бывают формы недостаточности CYP21?

Недостаточность 21-гидроксилазы, вызванная мутациями CYP21A2, подразделяется на три основные формы, различающиеся по степени тяжести и клиническим проявлениям:

• Сольтеряющая форма (75% случаев): Полная или почти полная потеря активности фермента (0–1%) из-за крупных делеций, конверсий или мутаций (например, Intron2 splice). Характеризуется дефицитом кортизола и альдостерона, что приводит к тяжелым солевым кризам (потеря натрия, гиперкалиемия, дегидратация) у новорожденных (1–2 недели жизни), вирилизацией гениталий у девочек (амбисексуальные половые органы) и преждевременным половым созреванием у обоих полов. Без лечения смертельна.
• Простая вирилизирующая форма (20% случаев): Частичная активность фермента (1–5%, мутации, такие как I172N). Дефицит кортизола вызывает гиперандрогению, приводя к вирилизации (клиторомегалия у девочек, увеличение полового члена у мальчиков), ускоренному росту и раннему закрытию зон роста костей, но без солевых кризов.
• Неклассическая форма (5–10% случаев): Минимальное снижение активности фермента (20–50%, мутации, такие как V281L). Часто бессимптомна или проявляется в подростковом/взрослом возрасте гиперандрогенией: гирсутизм, акне, нарушения менструального цикла, бесплодие, СПКЯ у женщин, раннее половое созревание у детей. Может быть выявлена случайно.

Мутации в гене CYP21A2 могут проявляться по-разному в зависимости от гомозиготного или гетерозиготного состояния. Гомозиготное состояние (две одинаковые или разные патогенные мутации в обеих копиях гена) обычно связано с более тяжелыми формами ВГКН, тогда как гетерозиготное состояние (один аллель мутантный, а второй нормальный) обычно не приводит к клинически значимой ВГКН, так как одна функциональная копия гена обеспечивает достаточную активность фермента (50–70%). Однако носители могут иметь субклинические проявления, особенно под воздействием стресса или при определенных мутациях.

Как мутации CYP21A2 связаны с патологиями беременности?

• Бесплодие и нарушения фертильности: Мутации, вызывающие даже частичный дефицит 21-гидроксилазы, приводят к гиперандрогении, которая нарушает овуляцию у женщин. Это проявляется в ановуляторных циклах, нерегулярных менструациях или синдроме поликистозных яичников (СПКЯ-подобное состояние). У мужчин ВГКН может снижать качество спермы из-за избытка андрогенов или гиперплазии надпочечников. Женщины с неклассической ВГКН имеют повышенный риск бесплодия (до 20–30% случаев), особенно без лечения. Лечение глюкокортикоидами (например, дексаметазоном) может восстановить фертильность, нормализуя гормональный фон.
• Риск выкидышей: Гиперандрогения и дефицит кортизола нарушают баланс прогестерона, необходимого для поддержания беременности. Повышенный уровень андрогенов может также изменять эндометрий, препятствуя имплантации эмбриона или вызывая преждевременные сокращения матки. У женщин с неклассической ВГКН частота выкидышей в первом триместре без лечения значительно выше, чем в общей популяции. Лечение глюкокортикоидами снижает этот риск.
• Осложнения во время беременности: У женщин с неклассической или нелеченой классической ВГКН гиперандрогения может приводить к гестационному диабету, преэклампсии или преждевременным родам из-за гормонального дисбаланса. У носителей мутаций (гетерозигот) риск осложнений ниже, но может проявляться при стрессовых состояниях (например, инфекции).
• Влияние на плод: Если мать имеет ВГКН или является носителем, а плод наследует мутации (особенно гомозиготные), это может привести к вирилизации половых органов у девочек (например, амбисексуальные гениталии в сольтеряющей форме) или преждевременному половому созреванию. Материнская гиперандрогения может влиять на развитие плода, нарушая формирование половой системы.
• Носительство мутаций: Гетерозиготные носители (одна мутация) обычно не имеют клинических симптомов ВГКН, но могут проявлять субклиническую гиперандрогению, особенно под стрессом, что увеличивает риск выкидышей или осложнений при беременности.

Показания для анализа мутаций в гене CYP21A2

• Преждевременное половое созревание в возрасте до 7–8 лет (лобковое оволосение, ускоренный рост, увеличение половых органов).
• Гиперандрогения у подростков и взрослых. У женщин: гирсутизм, акне, алопеция, нерегулярные менструации, бесплодие, синдром поликистозных яичников. У мужчин: раннее половое созревание, субклиническое бесплодие или гиперандрогенные симптомы.
• Бесплодие и повторные выкидыши в первом триместре, особенно при признаках гиперандрогении.
• Семейный анамнез ВГКН, носительство мутаций CYP21A2 у кровных родственников.
• Дифференциальная диагностика гиперандрогении у женщин (например, исключение ВГКН при СПКЯ).
• Планирование беременности в семьях с риском ВГКН.
• Дифференциальная диагностика надпочечниковой недостаточности: Симптомы хронической усталости, гипотонии, гиперпигментации кожи, особенно в сочетании с лабораторными данными (низкий кортизол, высокий АКТГ, повышенный 17-ОН прогестерон).

Анализ на мутации CYP21A2 включен в следующие российские клинические рекомендации:

• Клинические рекомендации Минздрава РФ "Врожденная дисфункция коры надпочечников у детей" (2020): Рекомендуется для подтверждения диагноза ВГКН у детей с положительным неонатальным скринингом или клиническими признаками.
• Клинические рекомендации "Гиперандрогения у девочек-подростков" (2021): Показан для исключения неклассической ВГКН при симптомах гиперандрогении (гирсутизм, нарушения менструального цикла).
• Протоколы Российской ассоциации эндокринологов (2020): Включен в алгоритмы диагностики ВГКН, носительства и дифференциальной диагностики гиперандрогенных состояний.
• Клинические рекомендации "Бесплодие в браке" (2020): Включен в алгоритм обследования женщин с гиперандрогенией и повторными выкидышами для выявления неклассической ВГКН.

Информация для специалистов

• Название гена: цитохром Р450 21B, CYP21A2, 21-гидроксилаза, 21-OH
• Выявляемые мутации и аллели: del30kb, аллель*7; Pro30Leu, аллель*8; 656A/C>G, Intron2 splice, аллель *9; Ile172Asn, аллель*11; Ile236Asn, аллель*12; Val237Glu, аллель *13; Met239Lys, аллель *14; Val281Leu, аллель *15; F306insT, аллель *16; Gln318X, аллель *17; Arg356Trp, аллель *18

Внимание! В рамках данного исследования не определяется цис/транс положение мутаций, поэтому для более углубленного анализа гена может потребоваться секвенирование или анализ гена у близких родственников.