假性副甲狀腺機能低下症(PHP1a):從發展遲緩、嚴重蛀牙到長不高,破解隱藏在基因深處的密碼

隱藏二十年的謎團:從早產兒到全外顯子基因定序偽副甲狀腺低下症

來分享朱子宏醫師上週三 (6 月 24 日) 在景福館聽到的案例。

這個孩子當初是因為早產(33週出生)伴隨許多併發症而開始在醫院追蹤。他在兩歲多時被發現有發展遲緩、語言和動作落後,甚至有一些自閉和過動(ADHD)的特質。大約在三歲時,醫療團隊發現他有「原發性甲狀腺功能低下」的問題,於是開始補充甲狀腺素。

隨著他漸漸長大,又出現了其他難解的狀況:五六歲開始嚴重蛀牙,多顆恆牙萌發困難,最後不得不在九歲時全身麻醉拔牙。同時,他的身高一直落在生長曲線的低標(小於第三百分位),但骨齡卻反常地超前癒合。九歲時的抽血檢查,赫然發現他有「低血鈣、高血磷」,而且副甲狀腺素(PTH)異常飆高。

這其實是一個典型的「副甲狀腺素阻抗(PTH resistance)」表現 。當時醫師就高度懷疑他是「假性副甲狀腺機能低下症(Pseudohypoparathyroidism, PHP)」。直到最近,透過次世代基因定序中的全外顯子定序(WES),終於以基因定序偽副甲狀腺的關鍵基因:證實了我們多年的猜想:他的 GNAS 基因發生了突變 。

為什麼荷爾蒙都在,身體卻「讀不懂」?深入了解Pseudohypoparathyroidism PHP1a 的致病機制

要理解這個複雜的疾病,我們必須深入細胞微觀的世界。

基因定序偽副甲狀腺機能低下症(PHP1a)衛教圖,說明小朋友長不高、嚴重蛀牙與低血鈣的關聯,並教導如何看第四掌骨徵(Metacarpal sign)與握拳凹陷徵(Knuckle sign)。圖片包含X光紅線圖示,以及台語小教室解說鈣(ka-lú-sióng)與磷(lîn)的發音。

GNAS 基因與 Gsα 蛋白的傳訊危機

副甲狀腺素(PTH)、促甲狀腺素(TSH)等荷爾蒙,就像是身體派出的「信差」。當信差到達細胞表面時,需要透過一個叫做 Gsα(G-stimulatory subunit)的蛋白質來幫忙把信件內容傳遞進細胞內,產生環磷酸腺苷(cAMP),進而引發後續的生理反應

在 PHP1a 的患者身上,位在第 20 對染色體上的 GNAS 基因發生了突變,導致 Gsα 蛋白失去功能 。這就好比厝內「門鈴壞了」,雖然門外有郵差排甲「實捅捅」(例如抽血看到異常升高的 PTH),但細胞內部根本聽不到,這就是所謂的「荷爾蒙阻抗(Hormone resistance)」。

奇妙的「基因印記(Genomic Imprinting)」

您可能會問:如果 Gsα 壞了,為什麼不是全身細胞都當機?這就要歸功於神奇的「基因印記」

在我們的大多數組織(例如骨骼)中,來自爸爸和媽媽的 GNAS 基因都會表現。只要其中一個壞了,大約還剩 50% 的功能,這會導致 Albright 遺傳性骨性營養不良症(AHO)的特殊骨骼外觀

這是一個包含四張圖片的複合圖表,展示了一名患有奧爾布賴特遺傳性骨營養不良症 (AHO) 的兒童的臨床和放射學特徵。
子圖 (a) 顯示一個身材矮小、肥胖、腹部凸出的幼兒,其眼睛被黑色隱私遮條遮住。
子圖 (b) 是孩子左手的近攝,顯示短而寬的手指。
子圖 (c) 是孩子雙腳的近攝,顯示短腳趾。
子圖 (d) 是孩子手部的 X 光片,顯示手指骨骼異常短,特別是第四和第五掌骨顯著縮短。
這張複合圖片(包含 a、b、c、d 四個子圖)展示了一名患有與Albright hereditary osteodystrophy, AHO 一致的臨床和放射學特徵的兒童。這種病通常與假性副甲狀腺機能低下症 (Pseudohypoparathyroidism) 相關。
(a) 患者全身照片: 顯示一名身材矮小、肥胖、凸出的腹部和圓形面容的幼兒。眼睛被黑色長條遮住以保護隱私。
(b) 左手近攝照片: 顯示手指明顯變短(短指症),手掌寬。
(c) 雙腳近攝照片: 顯示腳趾異常短(短趾症)。
(d) 手部 X 光照片: 顯示骨骼異常,包括短指症,尤其是第四和第五掌骨顯著縮短,這是 AHO 的典型放射學特徵(Archibald 徵)。

為什麼只有特定器官受影響?

人體在某些特定器官——例如「腎臟的近曲小管」、「甲狀腺」、「腦下垂體」和「性腺」,大自然設定「只表現來自媽媽的 GNAS 基因」(父系的基因「恬去」tiām–khìr 囉) 。因此,如果囡仔兄或囡仔姊遺傳了來自媽媽的突變基因,在這些器官中,Gsα 的功能就會直接歸零,引發嚴重的甲狀腺低下和低血鈣,這完美解釋了為什麼這個個案從早期就有甲狀腺問題,後來又出現血鈣失衡 。

GNAS 基因印記機制圖解。上方顯示來自爸爸的基因會表現 Gsα、A/B、XLαs、AS,而 NESP 被靜默;下方顯示來自媽媽的基因會表現 Gsα、NESP55,其餘被靜默。

臨床表徵的多重打擊:身高、體重與骨骼的連鎖反應

PHP1a 是一個全身性的內分泌疾病,它對小朋友的影響是多方面的:

為什麼會長不高?生長板的提早「關門」

這些孩子常常身材矮小,原因有兩個:第一,由於缺乏 Gsα,會導致細胞對「副甲狀腺素相關蛋白(PTHrP)」產生阻抗,這會促使生長板的軟骨細胞過早分化並肥大,導致生長板「提早癒合」 。第二,他們也常合併生長激素釋放激素(GHRH)的阻抗,導致生長激素分泌不足 。這也是為什麼有些小朋友在接受生長激素治療後,身高與 BMI 能獲得改善的原因

肥胖與胰島素阻抗的雙重困境

許多 PHP1a 的孩子在嬰幼兒時期就會出現過度肥胖 。研究指出,這可能與下視丘的「黑素皮質素(Melanocortin)傳導路徑」受損有關,導致大腦無法調節能量平衡和食慾,孩子常常缺乏飽足感,進而引發嚴重的肥胖及胰島素阻抗

牙齒病變與異常鈣化

因為長期的低血鈣與高血磷,加上副甲狀腺素過高,鈣質無法正常留在該留的地方,反而會沉積在皮下組織等軟組織中 。這也會影響牙齒的琺瑯質發育,造成容易蛀牙、牙齒萌發困難。

特殊表徵:什麼是「第四掌骨徵(Metacarpal sign)」?

罹患此症的小朋友,外觀上常有圓臉、寬胸、短頸等 Albright 遺傳性骨性營養不良症(AHO)的特徵 。其中一個非常關鍵的線索,就是他們的第四、第五根手指特別短

In the metacarpal sign, a line drawn along the heads of the 4th and 5th metacarpals will intersect the head of the 3rd metacarpal if shortening is present. The shortened 4th metacarpal is the key to the sign.The sign is positive in up to 9.6% of normal individuals 3. It is however seen in a variety of conditions.For a gamut of this sign see: short 4th/5th metacarpal.

教您怎麼看「Knuckle sign(握拳凹陷徵)」

在這裡順便教大家一個臨床上很有用的理學檢查。當小朋友把手握拳時,正常的指關節會凸起,但這類孩子的第四指關節反而會凹下去,形成一個小坑,這就是所謂的「Knuckle sign」,原因是第四掌骨太短了

如果您看 X 光片,可以畫一條線連接著第三與第五掌骨的頂端。正常的第四掌骨會穿過或超過這條線,但如果有 Metacarpal sign(掌骨徵),第四掌骨的頂端就會明顯低於這條紅線!

基因定序的進步,帶來精準醫療的曙光

過去要診斷這樣的疾病非常困難;現在拜基因定序技術進步之賜,我們能夠更早期、更精準地揪出病因。

針對這類小朋友,目前的治療主要是補充活性維生素 D(Calcitriol)或加鈣片來穩定血鈣 ,並適時補充缺乏的甲狀腺素 。最重要的是,身為追求真相兒科遺傳代謝科醫師,我們不僅看「病」,更看「人」;透過定期的追蹤與跨科別的合作,加上飲食與運動的生活型態調整 ,我們希望能陪伴這些家庭,讓囡仔兄、囡仔姊在成長的路上走得更安穩。

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朱子宏醫師
Tsu Tsír-hông, zhuˋziiˊfen
醫學遺傳/新陳代謝/兒童內分泌/國際醫療/托育人員/多語
於新竹市 沐橙診所 (line) / 竹北 中國醫藥大學新竹附設醫院 /台北 安民家醫 (line) 開診
母語ê/gǎi醫學 迷頁主

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留言

  1. […] 偽副甲狀腺機能低下症(Pseudohypoparathyroidism, 簡稱 PHP)是一群罕見的遺傳性內分泌疾病。這些小朋友的副甲狀腺明明有分泌賀爾蒙(PTH),但身體的器官(例如腎臟、骨骼)卻像「已讀不回」一樣,對這些賀爾蒙產生了抗性,進而導致低血鈣與高血磷的症狀。 […]

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