Steroidhormonmetabolismen är av central betydelse för normal manlig könsdifferentiering. Defekt androgensyntes eller androgensvar under fostertiden kan leda till bristande maskulinisering av foster med XY karyotyp. Androgener verkar via androgenreceptorn, vars gen är lokaliserad till X kromosomens långa arm. Mutationer i denna gen kan ge upphov till androgenokänslighet. Då androgenreceptorn är belägen på X-kromosomen och endast en fungerande allel är nödvändig för normal androgenreceptorfunktion kommer arvsgången att bli X bundet recessiv, det vill säga tillståndet drabbar enbart individer med XY karyotyp. Flickor med XX karyotyp blir således enbart friska bärare av anlaget för androgenokänslighet.
Tillståndet omfattar ett brett spektrum av kliniska symptom. I sin svåraste form orsakar syndromet komplett androgenokänslighet där barnet föds med normala kvinnliga yttre könsorgan, medan partiell androgenokänslighet resulterar i varierande grad av bristfällig maskulinisering med ofullständig utveckling av de manliga yttre könsorganen. Tillståndet är en av de vanligaste orsakerna till oklar könstillhörighet vid födseln. Androgenokänslighet uppskattas i den kompletta formen förekomma med en incidens om ca 1 : 20 000 nyfödda med XY-krayotyop. Den partiella formen antas vara ungefär lika vanlig (1 ).
Materiale og metode
Syftet med artikeln är att ge en översikt över kliniska och genetiska aspekter på androgenokänslighet hos människa. Artikeln baseras på forskning som genomförts vid Enheten för reproduktionsmedicinsk forskning, Lunds Universitet (YG), litteratursökning gjord med hjälp av Pub Med (National Library of Medicine), information från The androgen receptor gene mutations database, en webbaserad databas över kända mutationer i androgenreceptorn (www.androgendb.mcgill.ca 2 ), samt erfarenhet från klinisk verksamhet. I litteratursökningen har sökorden «androgen insensitivity», «androgen resistance», «androgen receptor mutations», «ambigouous genitalia», «disorders of sex development» och «intersex» använts och vetenskapliga arbeten publicerade efter 1980 valts ut.
Androgeners roll under könsutvecklingen
Under de första 6 – 8 graviditetsveckorna är de primitiva gonaderna och anlagen för utveckling av inre genitalia (de müllerska och wollfska gångsystemen) och yttre genitalia identiska hos pojkar och flickor (3 ). Strukturerna är bipotenta med förmåga till utveckling i både manlig och kvinnlig riktning. Om en Y-kromosom med fungerande SRY-gen finns i genomet kommer den primitiva gonaden att utvecklas till en testikel. I 7 – 8 graviditetsveckan börjar sertolicellerna att producera anti-müllerskt hormon och cirka en vecka senare startar testosteronproduktionen från leydigcellerna.
Initialt är testosteronproduktionen autonom, men stimuleras sedan under perioden för könsdifferentieringen av humant choriongonadotropin producerat från placenta. Testosteronnivåerna når under denna period vuxennivåer. Under den senare delen av graviditeten stimuleras testosteronproduktionen av LH, varpå androgennivåerna sjunker något. Maskulinisering av anlagen för inre genitalia sker med hjälp höga nivåer av testosteron och anti-müllerskt hormon. Testosteron stabiliserar via androgen receptorer de wollfska gångarna vilka utvecklas till epididymis, vas deferens och vesicae seminales, medan anti-müllerskt hormon via sin receptor förhindrar utveckling av de müllerska gångsystemen och därmed utveckling av inre kvinnliga genitalia (uterus, tubor och proximala tredjedelen av vagina). I anlaget för yttre genitalia konverteras testosteron till dihydrotestosteron med hjälp av enzymet 5-reduktas. Dihydrotestosteron maskuliniserar sedan via androgenreceptorn anlaget för externa genitalia med utveckling av penis, penila uretra och scrotum som följd (fig 1).
Figur 1 Schematisk översikt över manlig könsdifferentiering
Könsdifferentieringen, med differentiering av inre och yttre genitalia, sker tidigt under graviditeten och är i stort komplett i 14 – 15 graviditetsveckan. Under resterande delen av graviditeten sker sedan tillväxt av yttre genitalia samt nedvandring av testiklarna (e-fig 2). Optimal produktion av och funktion av testosteron och anti-müllerskt hormon är således nödvändigt för normal manlig könsutveckling.
Figur 2 Manlig könsdifferentiering i förhållande till graviditetens längd
Androgenreceptorns uppbyggnad och funktion
Förutom manlig könsutveckling, är androgener också nödvändiga för normal pubertet hos pojkar och därtill hörande sekundära könskarakteristika samt spermieproduktionen därefter (3 ). Androgener binder till en intracellulär androgenreceptor, som uttrycks i målorganen. Dylika receptorer hör till steroidhormonreceptorfamiljen, som förmedlar effekterna av alla steroider och tyroideahormoner.
Androgenreceptorgenen finns i en enda kopia, belägen på X kromosomen. Som andra steroidhormonreceptorer har androgenreceptorgenen fyra distinkta funktionella domäner: en transaktiverande domän (exon 1), en DNA-bindande (exon 2 – 3) och en hormonbindande (exon 4 – 8) (4 ). Mellan exon 3 och 4 finns en s k hingeregion (fig 3), som innehåller en nukleär lokaliseringssignal, vilken behövs för att androgenreceptor-hormonkomplexet skall transporteras till cellkärnan.
Figur 3 Human androgenreceptorgen; struktur och protein. Androgenreceptorgenen är lokaliserad till q-armen på kromosom X. Genen består av åtta exon som kodar för det färdiga proteinet. I proteinet finns distinkta funktionella domäner: exon 1 kodar för den transaktiverande domänen, exon 2 och 3 för den DNA-bindande domänen, och exon 4 – 8 för den hormonbindande domänen. I 3’-änden av exon 3 samt 5’-änden av exon 4 finns hingeregionen, som innehåller en nukleär lokaliseringssignal. AR = androgenreceptor
Unikt för androgenreceptorn jämfört med övriga steroidreceptorer är en sträcka av ett variabelt antal glutamin respektive glycin i exon 1, vilka kodas av ett CAG- resp. GGN-bastripletter och generellt kallas CAG- resp. GGN-repeatet. Beträffande CAG-repeatet vet man, att kaukasisk befolkning har ca 10 – 30 CAG och att fler är 40 repeats ger upphov till Kennedys sjukdom, som är en neuromuskulär sjukdom (5 ). Om GGN-repeatet är mycket mindre känt, men man har rapporterat att antalet GGN är associerat med de vanligaste kongenitala missbildningarna hos pojkar – kryptorkism och hypospadi (6 ). Man kan således anta att båda repeaten påverkar androgenreceptors funktion.
Androgenreceptorns intracellulära funktion sker genom en interaktion med hormonet testosteron eller dihydrotestosteron, varvid androgenreceptorn frigörs från så kallade heat-shock proteiner, genomgår en konformationsändring till en aktiv form och transporteras in i cellkärnan (fig 4). Androgenreceptorn binder där efter till målgenen som en homodimer och därmed startas cellens maskineri för att bilda specifika proteiner som i sin tur bidrar till den androgena effekten.
Figur 4 Testosteron diffunderar in i cellen och kan i cytoplasma reduceras till DHT av enzymet 5 α-reduktas. Båda androgenerna kan binda till androgenreceptorn, vilket resulterar i frisläppande av inhibitoriska heat-shock proteiner (HSP) och aktivering av androgenreceptor. I cellkärnan genomgår androgenreceptor-hormonkomplexet dimerisering och binder till målgenen, varvid transkriptionen startar och man slutligen får ett protein, som leder till en biologisk effekt
Androgenokänslighet
Mer än 300 mutationer har påträffats i androgen receptor genen hos patienter med komplett eller partiell androgenokänslighet (2 ). De flesta av dessa mutationer, ca. 2/3 , är lokaliserade till den hormonbindande domänen, medan 1/5 finns i den DNA-bindande delen och resten i den transaktiverande domänen.
Den kliniska bilden vid androgenokänslighet beror på graden av nedsatt funktion i androgenreceptorn och spänner över ett brett spektrum från en helt kvinnlig fenotyp vid komplett andorgenokänslighet till milda former med infertilitet som huvudsymtom. En och samma mutation kan också ge upphov till skilda fenotyper; det finns till och med en familj beskriven där två syskon med samma androgenreceptormutation (meteoin 780 till isoleucin), varit flicka respektive pojke.
Komplett androgenokänslighetssyndrom
Vid komplett androgenokänslighet (complete androgen insensitivity syndrome, CAIS) föreligger en uttalad störning i androgenreceptorns funktion. Komplett androgenokänslighet har rapporterats förekomma hos 1/20 000 genetiska män (1 ). Dessa barn föds med normala yttre kvinnliga genitalia, eftersom dihydrotesosteron inte förmått virilisera anlaget för yttre genitalia. Dessutom kommer frånvaron av testosteroneffekt på de wollfska strukturerna att leda till avsaknad av inre manliga genitalia. Då sertolifunktionen är intakt produceras anti-müllerskt hormon och några inre kvinnliga genitalia utvecklas inte. Testiklarna ligger vanligen intraabdominellt, men kan också vara belägna i inguinalkanaler eller labie.
Under puberteten resulterar nedsatt hypothalamisk androgenkänslighet i bristande negativ feedback med en ökad sekretion av LH och sekundärt till detta ökad sekretion av testosteron från testiklarna. Via perifer aromatisering av testosteron produceras sedan östrogen i tillräckliga mängder för att ge upphov till normal bröstutveckling och tillväxtspurt under puberteten. Då en fungerande androgenreceptor krävs för utveckling av sekundär könsbehåring, kommer däremot sådan att vara reducerad eller saknas helt hos flickor med komplett androgenokänslighet.
Komplett androgenokänslighet diagnostiseras inte sällan hos en tonårsflicka med normal bröstutveckling men med avsaknad av könsbehåring som söker för utebliven menarche. Flickorna kan också debutera med ljumskbråck innehållande gonad eller upptäckas när prenatal könsbestämning med hjälp av amnioscentes inte stämmer överens med det nyfödda barnets fenotypiska kön. En till två procent av alla flickor som opereras för ljumskbråck beräknas ha komplett androgenokänslighet (7 ).
Partiellt androgenokänlighetssyndrom
Vid partiell androgenokänslighet (partial androgen insensitivty syndrome, PAIS) har testosteron och dihydrotestosteron haft varierande grad av biologisk effekt under perioden för könsdifferentieringen. De kliniska manifestationerna omfattar ett brett spektrum, från uttalade defekter där yttre genitalia kan uppfattas som kvinnliga med en mild klitorishypertrofi till milda former med isolerad hypospadi. Även utvecklingen av de wollfska gångstrukturerna (epididymis, vas deferens och vesicae seminales) varierar beroende på graden av androgenokänslighet, från rudimentära till normalt utvecklade.
Fenotypen vid partiell androgenokänslighet kan klassificeras i fem grader (3 ). Grad 1 innefattar individer med normal med normalt androgensvar under graviditeten. Yttre genitalia är normala manliga. I denna grupp inkluderas män med minimal androgenokänsliget (se nedan) och Kennedys sjukdom. Grad 2 omfattar individer med en otvetydigt manlig fenotyp vid födseln, men med milda tecken på undervirilisering som t.ex. isolerad hypospadi. Individer med partiell androgenokänslighet grad 3 har en övervägande manlig fenotyp, men med mer uttalad bristfällig virlilisering såsom perineal hypospadi, mikropenis och retentio testis. Vid grad 4 föreligger undervirilisering av sådan grad att barnets kön inte går att avgöra vid födseln (fig 5). Grad 5 utmärks av en i stort sett kvinnlig fenotyp med separat uretra och vaginalmynning, men med klitorisförstoring och/eller en mindre bakre fusion av labiae.
Figur 5 Nyfött barn med 46,XY karyotyp, diagnosticerad med partiell androgeninsensitivitessyndrom. Barnet hade en palpabel testis, en liten vaginal rest samt perineoskrotal hypospadi. Foto Ulrika Lööf
Hos individer med partiell androgenokänslighet ser man liksom vid komplett androgenokänslighet under och efter puberteten ökade koncentrationer av LH och ofta höga koncentrationer av testosteron och östradiol. Den ökade östradiolnivån kan ge upphov till en feminisering av bröstkörteln med varierande grav av gynekomasti som följd, dock vanligen inte i samma utsträckning som vid komplett androgenokänslighet.
Minimalt androgenokänslighetssyndrom
Könstillhörigheten vid mild (eller minimal) androgenokänslighet är alltid manlig och patienterna diagnostiseras oftast vid pubertet eller i vuxen ålder, när man söker medicinsk hjälp för gynekomasti eller infertilitet. En patient med muskelvärk som främsta orsak till att söka läkarhjälp finns också beskriven. Hormonprofilen hos dessa män visar på förhöjd LH-koncentration och hög eller normal testosteronkoncentration.
Omhändertagande av patient med androgenokänslighet
Komplett androgenokänslighet
Vid komplett androgenokänslighet föreligger vid födseln ingen tvekan om barnets könstillhörighet då barnet har normala kvinnliga yttre genitalia. Hos barn med störningar i könsdifferentieringen föreligger i regel en ökad risk för utveckling av gonadala tumörer, framför allt om karyotypen innehåller en Y-kromosom. Om barn med komplett androgenokänslighet diagnostiseras tidigt på grund av ljumsbråck innehållande gonad eller diskrepans mellan prenatal karyotyp och fenotypen vid födseln, är tidig gonadektomi för att undvika gonadoblastomutveckling ett alternativ. Puberteten induceras i sådana fall med östrogen enligt gängse rutin. Det finns dock inget internationellt konsensus kring när gonadektomi ska genomföras.
Tidigare har risken för utveckling av malignitet i de intraabdominellt belägna gonadera vid komplett androgenokänslighet ansetts vara 25 – 30 % i vuxenålder och en så tidig gonadektomi som möjligt har rekommenderats av vissa. Senare studier tyder dock på en betydligt lägre risk för gonadoblastomutveckling, (1 – 2 %) och som ett resultat av dessa studier tenderar nu åldern för gonadektomi att närma sig tidig vuxenålder (8 ). En fördel med att låta gonaderna finnas kvar är den spontana pubertetsutvecklingen som då sker via perifer aromatisering av androgener till östrogen. Puberteten startar vanligen i normal tid hos flickor med komplett androgenokänslighet med intakta gonader. Att behålla gonaderna även i vuxen ålder är dock mer tveksamt, då de intraabdominellt belägna gonaderna är svåra att följa avseende eventuell tumörutveckling då specifika tumörmarkörer saknas och ultraljud inte är en tillräckligt känslig metod. Gonadektomin genomförs vanligen laparoskopiskt.
Flickor med komplett androgenokänslighet kan också behöva genomgå dilatationsbehandling av vagina eller vaginoplastik då vagina slutar blint och är kortare än normalt. En undersökning av anatomin genomförs vanligen i narkos vid ålder för pubertet. Uppföljning av flickor har visat att de generellt är nöjda med både sin kvinnliga könsidentitet och sitt sexuella samliv (9; 10).
Partiell androgenokänslighet
Vid mer uttalade fall av partiell androgenokänslighet (grad 4 – 5) föreligger i samband med förlossning inte sällan oklarheter kring vilket kön barnet har. Partiell androgenokänslighet anses utgöra den vanligaste orsaken till oklar könstillhörighet hos nyfödda. Det initiala omhändertagandet blir omfattande och kräver ett multidiciplinärt arbetssätt. Utredning av dessa barn bör därför genomföras på specialiserade centra med omfattande erfarenhet av omhändertagande och utredning av barn som föds med oklar könsidentitet. Vid partiell androgenokänslighet finns ett stort antal differentialdiagnoser innefattande bland annat partiella former av gonadal dysgenesi, testosteronsyntesdefekter, LH-receptormutationer med flera.
Diagnostiken vid både komplett och partiell androgenokänslighet baseras på påvisandet av en normal manlig karyotyp och funktionella tesiklar kapabla till normal tesosteronproduktion. En nyckelundersökning för bedömning av testiklarnas förmåga till testosteronproduktion i nyföddhetsperioden är hCG-testet. Med detta test bedöms leydigcellfunktionen efter stimulering av LH-receptorn med hjälp av humant choriongonadotropin. Vid partiell androgenokänslighet ger testet information inte bara om leydigcellernas testosteronproducerande förmåga, utan kan också användas för analys av bland annat 5 α-reduktasfunktion om dihydrotestosteron analyseras före och efter hCG-stimulering och en urinsamling för analys av steroidmetaboliter görs efter testets avslutande, en viktig differentialdiagnos vid tillstånd med nedsatt virilisering. Om testosteronproduktionen är normal, bör molekylärgenetisk analys av androgenreceptorgenen genomföras för detektion av eventuella mutationer. Om en mutation i androgenreceptorn påvisas, kan mutationsanalys av kvinnliga familjemedlemmar övervägas för kartläggning av eventuellt bärarskap. Barn till mödrar som är bärare av en androgenreceptormutation löper, om de har en XY-karyotyp, 50 % risk att utveckla androgenokänslighet, medan barn med XX-karyotyp löper 50 % risk att själva bli bärare av anlaget.
En väsentlig del i handläggandet av barn med mer uttalade former av partiell androgenokänslighet är en bedömning av androgenreceptorns förmåga att svara på androgener. Ett sätt att avgöra androgenreceptorns känslighet är att behandla barnet med testosteroninjektioner intramuskulärt, alternativt med testosteronkräm eller dihydrotestosteronkräm lokalt och kliniskt observera effekten på yttre genitalia (fig 6). En kvantifiering av det kliniska svaret på androgenbehandlingen är viktigt och ett system för bedömning av graden av maskulinisering finns framtaget (11 ). Androgenänsligheten hos androgenreceptorer kan också undersökas genom att androgenernas normalt supprimerande effekt på nivån av sexualhormonbindande globulin (SHBG) studeras, en effekt som medieras via androgenreceptorn. En kort peroral behandling med t.ex. stanozolol en syntetisk androgen reducerar normalt SHBG-nivån åtta dagar efter avslutad behandling med 45 – 55 %. Hos barn med komplett androgenokänslighet ses i regel ingen reduktion av SHBG-nivån, medan barn med partiell androgenokänslighet uppvisar varierande svar (12 ).
Figur 6 Behandling med 1 % DHT-kräm initierades under den första levnadsmånaden, vilket resulterade i signifikant ökad penisstorlek inom 2 månader. Foto Ulrika Lööf
Majoriteten av barn med partiell androgenokänslighet växer upp som pojkar. Under uppväxten blir det i de flesta fall nödvändigt med omfattande kirurgisk korrektion av hypospadi och retentio testis. Höga doser androgener kan behövas för att stimulera penisutveckling.
Risken för utveckling av tumörer i gonaderna är ökad hos individer med partiell androgenokänslighet. Studier har visat en risk på upp till 50 % vid intraabdominellt belägna testiklar (13 ). Pojkar bör regelbundet observeras avseende tumörutveckling även i skrotala testiklar och testisbiopsi rekommenderas vid tidpunkt för pubertet för att utesluta carcinoma in situ. Män löper också en ökad risk för utveckling av bröstcancer.
Uppföljande studier rörande psykisk hälsa, sexuell funktion, fertilitet och livskvalitet hos individer med partiell androgenokänslighet rapporterar en hög frekvens av missnöje med det kön de tilldelades som barn, oavsett om de uppfostrats som män eller kvinnor samt även nedsatt sexuell funktion (14; 15).
Minimalt androgenokänslighetssyndrom
Gynekomasti hos män med minimalt androgenokänslighetssyndrom har sin orsak i den perifera aromatiseringen av tesosteron till östrogen samt ett reducerat feed-back system som följd av androgenreceptormutationen. Tillståndet åtgärdas oftast kirurgiskt. Vid andra symptom på androgenbrist, kan höga doser androgener intramuskulärt förbättra situationen.
Infertilitet på grund av en androgenreceptormutation är däremot mer problematiskt. Behandling med höga doser androgener kan dels orsaka gynekomasti och dels kan en försämring av den endogena testosteronproduktionen följa. Försök med anti-estrogenpreparat för att öka FSH-frisättningen och därmed driva på spermatogenesen har beskrivits i ett fall. Vid detta tillfälle kunde spermier tas till vara och med hjälp av assisterad befruktning föddes senare en frisk baby (16 ).
Om en man med partiell androgenokänlighet får barn innebär den X-bundet recessiva nedärvningen av tillståndet att alla hans flickor bär anlaget, medan samtliga pojkar således är friska.
Sammanfattning
Androgeninsensitivitetssyndrom orsakas av mutationer i androgenreceptorn. Ett stort antal sjukdomsalstrande mutationer i androgenreceptor finns beskrivna, men det finns dock ingen tydlig korrelation mellan genotyp och fenotyp. Den kliniska bilden beror på graden av funktionsnedsättning i androgenreceptorn och varierar från komplett androgenokänslighet, där barnen föds med normala kvinnliga yttre genitalia, till tillstånd med minimal androgenresistens och en normal manlig fenotyp vid födseln. Paritell androgenokänslighet är en vanlig orsak till tillstånd med oklar könstillhörighet i nyföddhetsperioden. Omhändertagandet av individer med androgenokänslighetssyndrom kräver ett multidiciplinärt arbetssätt där barnendokrinologer, barnkirurger, genetiker, molekylärbiologer, gynekologer, psykiater och androloger samarbetar kring patienterna och med fördel vid kliniker där team för detta arbete finns etablerade.
