2018, Vol. 20
2. 临安区人民医院儿科, 浙江 杭州 311300
Kallmann综合征（Kallmann syndrome, KS）是一种伴有嗅觉缺失或减退的低促性腺激素性腺功能减退综合征，具有很强的临床及遗传异质性[1]。KS发病率男性为1 : 8 000，女性1 : 40 000，呈家族性或散发性。KS的遗传方式多样，包括常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X染色体连锁遗传，也可能呈多基因遗传[2]。具有典型的青春期性发育延迟或不发育、嗅觉减退和阳性家族史者临床容易诊断，但临床表现不典型者以及婴幼儿患者容易漏诊。随着基因测序的发展，越来越多的患者得以早期确诊。本研究回顾性分析5例诊断为KS患者的临床资料，总结其临床及基因突变特点，并对KS相关文献进行复习，有助于提高儿科医生对KS的认识。
1 资料与方法 1.1 研究对象以2015年7月至2017年7月浙江大学医学院附属第一医院儿科诊断的5例KS患者为研究对象，就诊年龄为6个月至19岁，男4例、女1例。诊断参照KS主要的诊断标准[3]：（1）有性腺功能减退症的临床表现；（2）促黄体生成素（LH）、卵泡刺激素（FSH）、睾酮（T）水平均低下；（3）甲状腺轴功能、肾上腺轴功能、生长激素轴功能及泌乳素正常；（4）鞍区MRI未见下丘脑及垂体器质性异常；（5）伴或不伴嗅球/嗅束发育异常；（6）骨龄落后；（7）GnRH兴奋试验表现为反应延迟；（8）染色体核型正常。
收集患儿的临床资料，包括一般资料以及激素测定、影像学检查结果。
1.2 性腺与生殖异常相关基因的高通量测序提取外周血DNA行性腺与生殖异常相关基因检测（北京智因东方转化医学研究中心），包括KAL1、FGFR1、PROKR2、PROK2、CHD7、FGF8等KS常见的致病基因。基因检测获得患儿或监护人的知情同意。
1.3 生物信息学分析应用Swiss-Model在线软件（https://swissmodel.expasy.org/interactive）对突变基因编码的蛋白进行结构预测。
2 结果 2.1 临床特点除6月龄患儿（病例4）外，余均表现为低促性腺激素性腺功能减退，其中3例患儿伴嗅觉功能缺陷、2例MRI发现嗅球发育不良（图 1、图 2）；1例伴唇腭裂；例4婴儿期表现为小阴茎、隐睾、右肾缺如。5例患者的染色体核型均正常，其父母均无症状，病例5的伯父自幼有第二性征发育不全伴嗅觉障碍。5例患者垂体激素：甲状腺功能、皮质醇、泌乳素均正常，LH和FSH基础值低。5例患者均行GnRH试验，其中4例男性的LH峰值均 < 3.3 U/L，提示低促性腺激素性腺功能减退；女性患者LH峰值5.1 IU/L、出现在给药后120 min，提示性腺功能反应延迟。病例1、3、5的hCG激发试验提示睾丸功能正常。见表 1。
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图 1 病例1冠状位MRI（T2加权相） 嗅沟显示变窄（箭头所示），嗅束未显示。 |
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图 2 病例3冠状位MRI（T2加权相） 嗅沟明显变窄，嗅束未显示（箭头所示）。 |
| 表 1 5例KS患者的临床特点及实验室检查结果 |
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高通量测序发现病例3、4、5存在基因突变。病例3发现FGFR1基因c.1097C > T/p.P366L（杂合），其父亲携带相同的杂合突变，母亲为野生型；病例5发现FGFR1基因c.809G > C/p.G270A（杂合），其父亲携带相同的杂合突变，其母亲为野生型。这两个突变均为已报道的致病性突变[4-5]。病例4发现X染色体上KAL1基因缺失突变：c.1877_1887del/p.S627Tfs*6，来自于其母亲（杂合），其父亲为野生型，见图 3。经检索该突变未见报道，为新发突变。
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图 3 病例4的基因测序结果 患者KAL1基因存在c.1877_1887del突变，导致KAL1基因在1877至1887碱基处产生10 bp的缺失并发生移码。 |
应用Swiss-Model（https://swissmodel.expasy.org/interactive）对KAL1基因突变c.1877_1887del编码蛋白进行结构预测。KAL1 c.1877_1887del突变导致第627位丝氨酸变为色氨酸，移码后在633位氨基酸提前终止。野生型与突变后的蛋白结构见图 4。
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图 4 KAL1基因c.1877_1887del突变前后的蛋白结构预测 突变导致蛋白在633位氨基酸提前终止，纤连蛋白Ⅲ型结构域-4缺失。 |
KS的临床特征主要包括低促性腺激素性腺功能减退和嗅觉功能缺陷，发病机制不完全清楚，可能与起源于嗅基板的GnRH神经元定位于下丘脑，不能正常迁徙有关，表现出青春期发育延迟[6]。
经中国知网、万方数据库、维普数据库、PubMed数据库检索，检索到KS相关文献106篇，共报道KS 953例（其中女性46例，4.8%），27篇文献报道的382例进行了基因检测，占所有KS患者的40.0%，基因突变阳性率约22.7%，前三位基因分别是KAL1（约43.7%）、FGFR1（约26.4%）、PROKR2（约19.5%）；其中因第二性征发育不良就诊的占95%以上，嗅觉减退的占85%，合并其他畸形的占15%；在其他畸形中，隐睾约24%、智力异常约14.5%、唇腭裂约10%、色盲或色弱约10%、肾发育畸形约7.5%、听力异常约6%。在非生殖系统症状、非嗅觉症状的表型中，KAL1突变患者的单侧肾发育不良发生率约30%，FGFR1突变所致患者的唇腭裂发生率约30%[7]。本研究报道的5例患儿中3例检出基因异常，分别是KAL1基因和FGFR1基因突变，与文献一致。
KAL1基因，又称ANOS1基因，编码的anosmin 1-蛋白作为细胞粘附蛋白在大脑、脊髓和肾脏表达，并且对神经细胞的迁移起重要作用。KAL1基因突变与X连锁KS表型相关，其表型似乎比其他分子缺陷所致更为严重，可致嗅觉和GnRH神经元迁移异常，表现为泌尿生殖系统异常（30%~40%为肾发育不良）和联带运动（80%~85%），但不导致其他发育缺陷如中线异常、腭裂[8-12]。5%~10%的KS患者与KAL1基因突变有关，家族性发生率较高[13]。anosmin-1蛋白的第186~287位氨基酸、292~440位氨基酸、425~523位氨基酸以及550~658位氨基酸构成纤连蛋白Ⅲ型1~4结构域，这些氨基酸构成β折叠，在进化上高度保守。本研究的1例6月龄患儿，表现为小阴茎、隐睾伴右肾缺如，基因检测证实患儿存在新发KAL1基因c.1877_1887del突变，与文献报道的30%~40%的KAL1基因突变患者发生肾发育不良相符，该突变使KAL1基因在1877~1887碱基产生10 bp缺失并发生移码，导致蛋白截短，纤连蛋白Ⅲ型功能结构域缺失；蛋白三维结构分析亦显示突变体的结构明显改变，因此该突变可能具有高度致病性，肾发育不良与KAL1基因突变可能相关。
FGFR1基因参与神经元迁移、胚胎发生过程中的分化和增殖以及嗅球的正常发育，其突变引起的KS是常染色体显性遗传。FGFR1突变所致的KS占10%，可致唇裂/腭裂、高腭弓、骨骼异常、眼征、听力损伤[14-15]。本研究例3的FGFR1基因p.P366L突变来自于其父亲。Trarbach等[4]曾报道FGFR1基因p.P366L突变病例，患者表现为嗅觉缺失伴肥胖、睡眠障碍，其两个姑姑均有性腺功能减退、嗅觉缺失。例5的FGFR1基因p.G270D突变同样来自于其父亲。Dodé等[5]在1例女性患者检测到FGFR1基因c.809G > A（p.G270D），表现为性发育不良伴嗅觉异常，但其父亲无性发育不良或嗅觉异常、腭裂等临床表现，这可能与FGFR1基因不完全外显有关。病例5的伯父自幼有第二性征发育不全伴嗅觉障碍，推测可能存在相同突变（因拒绝基因检测而未证实）。家族性FGFR1基因突变，呈现“不完全外显性”的较多。Pitteloud等[16]在一家系成员中检测到FGFR1基因R622X突变，患者表现为可逆的性腺功能减退，其母仅有青春期发育延迟，其外祖父仅表现为嗅觉丧失。同一家系的患者出现不同的外显性，推测与发育期FGFR1在GnRH神经元的迁徙中表达广泛有关[17]。
KS早期诊断非常困难。男婴的“小青春期”是早期诊断的最佳“窗口”时机[18]。如病例4因发现小阴茎、小睾丸行激素水平检测而得以早期确诊。女孩则缺乏早期诊断线索，诊断KS更为困难，如病例2直到青春期发育延迟方就诊。嗅觉异常是发现儿童KS的一个重要线索，但往往不能第一时间被发现或被归因于“鼻炎”。嗅觉识别试验与MRI表现具有一致性，特别是对于嗅球未发育及嗅觉缺失的一致性很高[19]。MRI可以清晰显示KS患者嗅球、嗅束、嗅沟的未发育或发育不良，有助于KS诊断和排除其他引起性腺功能减退或嗅觉功能障碍的疾病，尤其当伴有垂体前叶小、垂体柄纤细时[20]。儿童KS还可表现出中线颅骨异常（唇裂、腭裂和不完全融合）、牙缺失（牙齿发育不全）、视力问题（色盲或视神经萎缩）、听力异常、联带运动、肾发育异常等；骨骼肌肉畸形、眼球运动异常、心脏缺损也被报道是KS的一些少见症状相关[21]。因此，对于存在小阴茎、隐睾等表现的青春前期患儿，应仔细查体，积极完善听力检查、肾脏B超等，为早期诊断提供机会。
KS发病机制不明，临床和遗传的异质性大，临床医生需提高对此病的认识，结合基因检测，做到早期诊断。
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