Michael Decker
Dr. med.
Klinische Symptomatik, Steroidhormone und Mutationen der 21-Hydroxylase bei
Patienten mit klassischem und nicht-klassischem adrenogenitalen Syndrom und
Hyperandrogenämie
Geboren am 06.07.1968 in Kirchheim / Teck
Reifeprüfung am 03.05.1988 in Wendlingen
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom WS 1991/92 bis WS 1998/99
Physikum am 28.08.1993 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Berlin (FU)
Staatsexamen am 15.12.1998 an der Freien Universität Berlin
Promotionsfach: Pharmakologie
Doktorvater: Prof. Dr. med. U. Schwabe
Die Aufgabenstellung dieser Arbeit war, Korrelationen zwischen klinischen Symptomen,
Steroidhormonspiegeln (basal und nach ACTH-Stimulation) und Mutationen im aktiven
21-Hydroxylasegen (Cyp21B-Gen) bei Patienten mit klassischem und nicht-klassichem
adrenogenitalen Syndrom, sowie bei Patientinnen mit klinischen Symptomen der
Hyperandrogenämie zu untersuchen. Drei verschiedene Patientengruppen wurden untersucht:
Die erste Gruppe bestand aus Patienten mit einem bei Geburt diagnostizierten klassischen
AGS. In der zweiten Gruppe wurden Kinder aufgenommen, bei welchen aufgrund der
klinischen Symptome (Pseudopubertas praecox, Klitorishypertrophie, Hirsutismus und
beschleunigtes Knochenwachstum) ein late-onset AGS angenommen wurde. In der dritten
Gruppe wurden Patientinnen untersucht, bei denen im Erwachsenenalter ein
Androgenüberschuß klinisch symptomatisch wurde. Die wesentlichen Symptome dieser
Patientinnen waren Hirsutismus, polyzystische Ovarien, Menstruations- und
Fertilitätsstörungen, aber auch Akne und Alopezie. Bei allen Patienten wurden die klinischen
Befunde erhoben, Steroidhormone bestimmt und das Cyp21B-Gen molekulargenetisch
untersucht.
Der molekulargenetische Nachweis von Mutationen im Cyp21B-Gen erfolgte durch die
vollständige DNA-Sequenzierung dieses Gens. Hierzu wurde ein Sequenzierschema für die
Anwendung auf einem Licor-Sequenzierautomaten entwickelt. Mit dieser Methode ist
gegenüber anderen Verfahren (z.B. Allel-spezifische Olgonukleotid-Hybridisierung) neben
dem Nachweis bekannter Veränderungen auch die Detektion bisher unbekannter Mutationen
im Cyp21B-Gen möglich.
In der Patientengruppe mit klassischem adrenogenitalen Syndrom haben 12 von 14
untersuchten Patienten homozygote bzw. compound-heterozygote Mutationen. Bei
compound-heterozygoten Patienten ist die Kombination der zugrundeliegenden Mutationen
von Bedeutung. Führen beide Mutationen zu einer Restaktivität von 0 % auf dem
entsprechenden Allel, entwickelt sich ein Salzverlust-AGS. Bleibt durch die zweite Mutation
eine Restaktivität der 21-Hydroxylase erhalten, kann ein Salzverlust-AGS oder ein einfach-
virilisierendes AGS entstehen. Dadurch kann bei compound-heterozygoten Patienten vom
Genotyp in manchen Fällen nicht unmittelbar auf den Phänotyp geschlossen werden.
Möglicherweise kompensiert in-vivo auch eine extra-adrenale 21-Hydroxylase teilweise den
adrenalen 21-Hydroxylasemangel. Bei 2 Patienten wurden heterozygote Mutationen im
Cyp21B-Gen nachgewiesen. Dabei kann durch eine heterozygote Mutation allein die
klinische Symptomatik nicht zustandekommen. Bei diesen Patienten liegen möglicherweise
zusätzliche Mutationen in den regulatorischen Sequenzen des Cyp21B-Gens vor.
In der Patientengruppe mit Verdacht auf ein nicht-klassisches adrenogenitales Syndrom ist,
ausgehend vom klinischen Leitsymptomenkomlex der Pseudopubertas praecox, die alleinige
Bestimmung der basalen und ACTH-stimulierten 17-Hydroxyprogesteron-Steroidspiegel
nicht ausreichend, um zwischen homozygoten, compound-heterozygoten und heterozygoten
Patienten bzw. Patienten ohne genetische Veränderungen im Cyp21B-Gen zu unterscheiden.
Eine zusätzliche molekulargenetische Untersuchung des Cyp21B-Gens ist erforderlich. Diese
ergibt, daß Patienten mit homozygoten bzw. compound-heterozygoten aber auch mit
heterozygoten oder fehlenden Mutationen Symptome einer Pseudopubertas praecox
aufweisen. Bei Patienten mit molekulargenetischen Veränderungen im Cyp21B-Gen liegt ein
late-onset AGS vor, wogegen bei den Patienten ohne solche Veränderungen andere Ursachen
der Pseudopubertas praecox (zum Beispiel idiopathische Formen, zentrale Ursachen,
Hypophysentumoren, Nebennierenadenome) zugrunde liegen können. Ungeklärt ist noch, ob
eine heterozygote Mutation die klinische Symptomatik einer Pseudopubertas praecox bewirkt,
oder ob durch zusätzliche Mutationen in den regulatorischen Sequenzen des Cyp21B-Gens,
die bislang nicht nachweisbar waren, die Symptome im Sinne einer compound-heterozygoten
Mutation erklärt werden können.
Bei 36 Patientinnen mit klinischen Symptomen der Hyperandrogenämie konnte aufgrund der
Symptomatik die Ursache des Androgenüberschusses nicht ermittelt werden. Das klinische
Erscheinungsbild unterscheidet sich nicht für die verschiedenen Ursachen der
Hyperandrogenämie (late-onset AGS, ovarielle Dysfunktion, idiopathischer Hirsutismus).
Bei 47 % der Patientinnen wurden Mutationen im Cyp21B-Gen nachgewiesen, wie sie bei
Patienten mit einem late-onset AGS typisch sind. Bei 53 % der Patientinnen wurden keine
Mutationen in Cyp21B-Gen gefunden. Patientinnen mit homozygoten, compound-
heterozygoten, heterozygoten und ohne nachweisbare Mutationen im Cyp21B-Gen sind
klinisch symptomatisch, unterscheiden sich aber nicht hinsichtlich der Symptome
Hirsutismus, polyzystische Ovarien, sowie Menstruations- und Fertilitätsstörungen.
Bei der Untersuchung der Steroidhormone 17-OHP, 17-OHPreg, DHEA, DHEA-S, DHT,
Cortisol und Testosteron, sowie des LH / FSH-Quotienten wurden bei den untersuchten
Patientinnen keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Auch in der Patientengruppe ohne
Mutationen lagen die basalen und stimulierten Steroidhormonserumspiegel im oberen
Normbereich oder waren pathologisch erhöht. Signifikante Unterschiede wurden nur für
ACTH-stimuliertes 21-Desoxycortisol gemessen. Für diesen Parameter wurden im Vergleich
zu den anderen Gruppen bei den Patientinnen ohne Mutationen niedrigere Serumspiegel
bestimmt. Eine mögliche Ursache könnte eine adrenale Enzymhemmung sein, die allerdings
nicht weiter untersucht wurde.
19 % der Patientinnen mit Hyperandrogenämie haben eine compound-heterozygote bzw.
homozygote Mutation im Cyp21B-Gen. Damit ist bei diesen Patientinnen ein late-onset AGS
als Ursache der klinischen Symtomatik anzunehmen. Heterozygote Mutationen wurden bei
28 % der Patientinnen nachgewiesen. Die klinische Symptomatik dieser Patientinnen kann
erklärt werden durch: 1. Zusätzliche Mutationen in den regulatorischen Sequenzen des
Cyp21B-Gens, wodurch die Symptomatik über eine compound-heterozygote Mutation
zustande kommen könnte, 2. Heterozygote Mutationen, welche zu einer
Funktionseinschränkung der 21-Hydroxylase und zu einem leichtem Androgenüberschuß
führen, welcher sich erst nach Jahren klinisch bemerkbar macht, oder 3. Mutationen, welche
mit der klinischen Symptomatik nicht kausal zusammenhängen. Der Androgenüberschuß hat
dann eine andere Ursache. Bei Patientinnen ohne Mutationen im Cyp21B-Gen sind die
folgenden Hypothesen als Erklärung möglich: 1. Es liegen andere seltene genetische
Veränderungen der Steroidhormonsynthese (z.B. Defekte der 11β-Hydroxylase oder der 3β-
Hydroxysteroid-Dehydrogenase) vor und die Patienten leiden an einem late-onset AGS. 2. Es
liegt eine hypothetisch angenommene adrenale Enzymhemmung zugrunde, welche ihre
mögliche Ursache in einer ovariellen Dysfunktion hat. Auf eine ovarielle Ursache könnten die
klinischen Symptome wie Hirsutismus, polyzystische Ovarien und Menstruationsstörungen
hinweisen. Eine adrenale Enzymhemmung würde die in dieser Patientengruppe erhöhten
Steroidhormonvorstufen bei signifikant erniedrigtem 21-Desoxycortisol erklären. 3. Die
Patientinnen haben einen idiopathischen Hirsutismus.
In dieser Arbeit wurden bei 47 % der Patientinnen mit klinischen Zeichen des
Androgenüberschusses eine adrenale Ursache molekulargenetisch nachgewiesen. Für
Patientinnen mit Hyperandrogenämie ohne genetische Veränderungen kann über die Ursache
lediglich spekuliert werden. Weitere Untersuchungen mit ovariellen Funktionstests sind
deshalb zur Differenzierung der Hyperandrogenämie notwendig.
