Predicting Phenotype in Steroid 21-Hydroxylase Deficiency? Comprehensive Genotyping in 155 Unrelated, Well Defined Patients from Southern Germany

Abstract

Congenital adrenal hyperplasia (CAH) is a group of autosomal recessive disorders. CAH is most often caused by deficiency of steroid 21-hydroxylase. The frequency of CYP21-inactivating mutations and the genotype-phenotype relationship were characterized in 155 well defined unrelated CAH patients. We were able to elucidate 306 of 310 disease-causing alleles (diagnostic sensitivity, 98.7%). The most frequent mutation was the intron 2 splice site mutation (30.3%), followed by gene deletions (20.3%), the I172N mutation (19.7%) and large gene conversions (7.1%). Five point mutations were detected that have not been described in other CAH cohorts. Genotypes were categorized in 4 mutation groups (null, A, B, and C) according to their predicted functional consequences and compared to the clinical phenotype. The positive predictive value for null mutations (ppv null ) was 100%, as all patients with these mutations had a salt-wasting phenotype. In mutation group A (intron 2 splice site mutation in homozygous or heterozygous form with a null mutation), the ppv A to manifest with salt-wasting CAH was 90%. In group B predicted to result in simple virilizing CAH (I172N in homozygous or compound heterozygous form with a more severe mutation), ppv B was 74%. In group C (P30L, V281L, P453S in homozygous or compound heterozygous form with a more severe mutation), ppv C was 64.7% to exhibit the nonclassical form of CAH, but 90% when excluding the P30L mutation. Thus, in general, a good genotype-phenotype relationship is shown in patients with either the severest or the mildest mutations. A considerable degree of divergence is observed within mutation groups of intermediate severity. As yet undefined factors modifying 21-hydroxylase gene expression and steroid hormone action are likely to account for these differences in phenotypic expression. (J Clin Endocrinol Metab 85: 1059 -1065, 2000)

Identificación de mutaciones puntuales del gen de la 21-hidroxilasa en pacientes afectados con hiperplasia suprarrenal congénita.

“…Este resultado está acorde con lo reportado en otros estudios que de manera similar han analizado únicamente mutaciones puntuales y han indicado valores de genotipificación que oscilan entre el 68% y el 80% (12,14,23). Teniendo en cuenta la naturaleza de las mutaciones que afectan el gen de la 21 hidroxilasa, este resultado está en el valor a priori que se podría esperar en estudios de mutaciones puntuales, ya que se ha determinado que las deleciones y las macroconversiones son el defecto molecular del 25% de los alelos afectados; los estudios que analizan conjuntamente mediante Southern blot o PMSG (multiplexed peptide mass signature genotyping) deleciones o macroconversiones y mediante otros protocolos, mutaciones puntuales, han indicado que se puede lograr la identificación de hasta el 98% de los alelos afectados (24)(25)(26).…”

“…La estrategia de la obtención de la secuencia del gen de la 21 hidroxilasa es la única metodología que permite reconocer el 100% de las mutaciones puntuales. La alta heterogeneidad de mutaciones que se presenta en el gen de la 21 hidroxilasa se debe a la alta homología de éste con el seudogen y al evento de conversión génica que lleva a la transferencia de mutaciones que determinan inactivación parcial o total del gen activo (14,27,28).…”

“…Esta observación y su relación con formas específicas de hiperplasia suprarrenal congénita ha sido también descrito en otras poblaciones y representa un conocimiento relevante en la aplicación de predicción de fenotipo en los estudios de diagnóstico prenatal (31). El 75% de los pacientes fueron heterocigotos compuestos y el 25%, homocigotos, resultado que es comparable con lo reportado en otros estudios (14). Esta característica tiene su implicación más importante en el hecho que, en la mayoría de los casos, la expresión clínica de la enfermedad se correlaciona con el alelo que está menos gravemente afectado; no obstante, se deben tener en cuenta otros factores como la presencia de múltiples mutaciones sobre un mismo alelo, las mutaciones en la región reguladora de la transcripción del gen, la alteración de proteínas reguladoras y la actividad 21hidroxilasa extra suprarrenal en las correlaciones genotipo-fenotipo (13,32).…”

“…Los mecanismos genéticos que causan los defectos moleculares del gen de la 21 hidroxilasa son, principalmente, la recombinación homóloga meiótica desigual y la conversión génica (12)(13)(14)(15).…”

Clinical Role of CYP2C19 Polymorphisms in Patients with Congenital Adrenal Hyperplasia Due to 21-hydroxylase Deficiency

“…3 In salt-wasting (SW) 21OHD, usually manifesting early after birth with a salt-wasting crisis and with ambiguous external genitalia in girls, synthesis of both aldosterone and cortisol is impaired due to severe CYP21A2 mutations. In simple virilizing (SV) 21OHD, manifesting with precocious pubarche and different degree of virilization of external genitalia in girls, only cortisol synthesis is deficient.…”