Androgenresistenz:

II. Klinische Bilder und diagnostische Schritte

aus korasion Nr. 3, September 2000

von PD Dr. med. Olaf Hiort
Klinik für Kinder- und Jugendmedizin
Universitätsklinikum Lübeck,
Ratzeburger Allee 160, 23538 Lübeck
Tel.: (04 51) 5 00-21 91, Fax: (04 51) 5 00-21 84
E-mail: hiort@noSpam.paedia.mu-luebeck.de

Klinik der Androgenresistenz

J.M. Morris beschrieb in den 50er Jahren mehr als 80 Patienten mit dem Bild einer kompletten Androgenresistenz und prägte den heute überholten Begriff der “testikulären Feminisierung”. Damit wird ein äußerlich normaler weiblicher Habitus mit unauffälliger Mammaentwicklung bei 46,XY-Karyotyp und hohen endogenen Testosteronspiegeln beschrieben. Durch spätere Fallbeschreibungen wurde das Spektrum der Androgenresistenz um Kinder mit intersexuellem Genitale bis hin zu Männern mit Hypospadie, Gynäkomastie und/oder eingeschränkter Fertilität erweitert. Heute spricht man je nach Phänotyp von der kompletten, der partiellen und der minimalen Androgenresistenz. Nach G.H.G. Sinnecker et al. werden je nach Ausprägung des Virilisierungsdefizits des äußeren Genitale fünf verschiedene Grade unterschieden.

Je nach Ausprägung des Virilisierungsdefizits kann sowohl der Zeitpunkt der klinischen Auffälligkeit als auch die Fachrichtung des (zunächst) aufgesuchten Arztes sehr variieren: Phänotypisch männliche Patienten suchen bisweilen erst im späten Jugendlichen- bzw. im frühen Erwachsenenalter aufgrund einer mangelhaften Pubertätsentwicklung bzw. eines unerfüllten Kinderwunsches bei Infertilität medizinischen Rat. Frauen mit kompletter Androgenresistenz fallen häufig erst aufgrund einer primären Amenorrhoe auf. Hingegen stellen Patienten mit einem partiellen Virilisierungsdefizit einen pädiatrischen Notfall dar, und die Aufklärung der zugrundeliegenden Ursache muss rasch und zielgerichtet erfolgen.

Aufgrund der hohen phänotypischen Variabilität ist die Inzidenz der Androgenresistenz in der Literatur sehr unterschiedlich eingeschätzt worden. Einigermaßen verlässlich sind die Daten aus den Niederlanden, in denen die Inzidenz mit etwa 1 : 100 000 angegeben wird.

Die Inzidenz schwerer Genitalfehlbildungen einschließlich chromosomaler Aberrationen liegt aber wahrscheinlich sehr viel höher. Angenommen wird, dass etwa ein Fall auf 4 000 Neugeborene kommt. Da hierzu verlässliche Daten fehlen, ist in Deutschland eine Studie zur Inzidenz von Intersexualität bei Neugeborenen unter Federführung der Arbeitsgemeinschaft für Pädiatrische Endokrinologie in Vorbereitung.

Die Androgenresistenz ist nur eine von vielen Ursachen schwerer Virilisierungsstörungen genetisch männlicher Individuen. In Betracht gezogen werden müssen zum einen Störungen der Determinierung der Gonaden, die durch Veränderungen der in Teil I genannten autosomalen und gonosomalen Gene hervorgerufen werden können. Zum anderen muss an einen spezifischen Mangel an Androgenen gedacht werden, der durch Defekte in einem der Enzyme der Androgenbiosynthese hervorgerufen werden kann. Deshalb sollten folgende Empfehlungen für das Vorgehen bei Kindern mit männlichem Kerngeschlecht und Virilisierungsstörungen befolgt werden:

Differentialdiagnostisches Vorgehen bei Intersexualität und männlichem Kerngeschlecht

Das diagnostische Vorgehen hängt wesentlich vom Alter des Patienten bei Erstvorstellung und vom Phänotyp ab, da eventuell bereits hieraus erste Einschränkungen in der Differentialdiagnostik ermöglicht werden.

Zunächst ist immer auch an die Möglichkeit einer Nebennierenrindeninsuffizienz zu denken, die sowohl durch einen gemeinsamen Entwicklungsgen-Defekt (SF-1-Mutation) als auch durch einen frühen Testosteronbiosynthese-Defekt (StAR-Defekt, 3b-Hydroxysteroid-Dehydrogenase-Mangel) bedingt sein kann. Assoziierte Fehlbildungen müssen genau dokumentiert werden. Sie können richtungweisend bei der Diagnose einer Gonadendysgenesie infolge eines Entwicklungsgen-Defektes sein.

Wie bei jeder genetisch determinierten Erkrankung muss die Familienanamnese, die auch die phänotypische Variabilität der Störung innerhalb derselben Familie mit einbezieht, ausführlich erhoben werden. Zudem muss im Hinblick auf die große Variabilität der Gonadendysgenesien eine genaue zytogenetische Untersuchung mit Ausschluss von größeren Deletionen oder Insertionen auf Autosomen und Gonosomen erfolgen. Das Vorhandensein Müllerscher Strukturen sollte sowohl mit bildgebenden Verfahren (Sonographie, Urogenitographie, Kernspintomographie) als auch neuerdings mittels laborchemischer Bestimmung der Sertoli-Zellmarker “Anti-Müller-Hormon” (AMH) bzw. “Inhibin B” evaluiert werden. Patienten mit Androgenresistenz zeichnen sich durch normale bis hohe Werte für AMH und Inhibin B aus. Bei Patienten mit Gonadendysgenesien ist hingegen auch die Sertoli-Zellfunktion gestört, und deshalb sind in diesen Fällen AMH und Inhibin B zumeist vermindert oder sogar gar nicht nachweisbar.

Nur bei postpubertären Patienten ist das basale Steroidhormonprofil überzeugend. Zwar sollte auch beim Neugeborenen oder Kleinkind eine Evaluation der Basalwerte für Gonadotropine und Androgene im Serum erfolgen, aber es muss stets auch ein hCG-Stimulationstest mit nachfolgender Bestimmung von Testosteron durchgeführt werden. Ist dabei ein deutlicher Testosteronanstieg zu verzeichnen, so muss zudem Dihydrotestosteron bestimmt werden, da eine Erhöhung des Testosteron/Dihydrotestosteron-Quotienten auf über 16 richtungweisend für einen 5a-Reduktase-Mangel ist.

Sofern der Anstieg des Testosterons im Serum nach hCG-Stimulation unzureichend ist, d.h. das Inkrement < 100 ng/dl und der Stimulationswert deutlich unter 300 ng/dl beträgt, so sollte die Bestimmung von Androstendion im Serum durchgeführt werden: Ist nämlich der Androstendion/Testosteron-Quotient > 1, so liegt mit großer Wahrscheinlichkeit ein 17b-Hydroxysteroid-Dehydrogenase-Mangel vor.

Erst wenn die endokrine Evaluation unter diesen differentialdiagnostischen Überlegungen unauffällige Parameter ergeben hat, ist die Diagnose eines Androgenrezeptor-Defektes zu erwägen.

Zur Diagnose eines Androgenrezeptor-Defektes stehen gegenwärtig drei spezifische Untersuchungsverfahren zur Verfügung. Zum einen kann die Induktion des Abfalls des Sexualhormon-bindenden Globulins (SHBG) im Serum nach definierter Gabe eines anabolen Steroids (Stanozolol) überprüft werden: Normalerweise kommt es mehrere Tage nach Stanozolol-Applikation zu einem Abfall des SHBG im Serum auf etwa 50 % des Ausgangswertes. Ist der Abfall deutlich geringer, so ist dies hinweisend auf eine Androgenresistenz, die um so ausgeprägter ist, je geringer der Abfall ist. Allerdings ergibt dieser Test gerade während der Neugeborenenperiode, wenn eine rasche Diagnostik notwendig wäre, keine sicheren Daten. Deshalb sollte der SHBG-Androgenresistenz-Test erst nach dem sechsten Lebensmonat angewendet werden, um verlässliche Ergebnisse zu erhalten. Zu berücksichtigen ist zudem, dass nur eine bedingte Korrelation des Testergebnisses mit dem Phänotyp der Betroffenen besteht.

Zum anderen kann der Nachweis einer spezifischen Androgenbindung in kultivierten Genitalhautfibroblasten der Patienten diagnostisch genutzt werden: Dies war der Goldstandard während der 80er Jahre. Allerdings ist diese Untersuchung invasiv und aufwendig, da eine Biopsie der Genitalhaut vorgenommen werden und zur Analyse die Anzucht von Fibroblasten erfolgen muss. Auch korrelieren die erhobenen Befunde kaum mit dem Phänotyp, und Veränderungen der DNA-Bindung können oftmals nicht erkannt werden, da diese die Hormon-Bindungseigenschaften des Rezeptors nicht verändern. Deshalb ist zunehmend die direkte molekulargenetische Analyse als diagnostisches Kriterium in den Vordergrund gerückt. Mit Hilfe von Screening-Methoden lässt sich auch ein großes Gen wie das Androgenrezeptor-Gen mit vertretbarem Aufwand und mit hoher Sensitivität auf das Vorliegen von kleinsten Veränderungen hin untersuchen.

Seit der Klonierung des Androgenrezeptor-Gens im Jahre 1988 wurde eine große Anzahl von Mutationen beschrieben und in einer ständig aktualisierten Datenbank gesammelt. Wir selbst haben bisher bei etwa 100 Patienten und ihren Familien relevante Mutationen im Androgenrezeptor-Gen nachweisen können. Diese genetischen Veränderungen sind über die gesamte Kodierungsregion verteilt. Daher muss bei jedem Patienten das gesamte Gen untersucht werden.

Die überwiegende Mehrzahl der Mutationen sind Punktmutationen, die zu einer Veränderung der Aminosäuresequenz führen. Dadurch wird die Struktur des Androgenrezeptors so verändert, dass entweder die DNA- oder die Hormonbindung eingeschränkt ist. Der Phänotyp lässt sich bei einer solchen Mutation nicht direkt ableiten, sondern kann zum Teil sogar innerhalb derselben Familie variieren. Die meisten Mutationen sind in den Bereichen lokalisiert, die für die Hormonbindungs-Domäne kodieren. In diesen Bereichen fanden wir dieselben Mutationen auch in verschiedenen, nicht miteinander verwandten Familien. Somit gibt es bestimmte Prädilektionsstellen (hot-spots) für Mutationen im Androgenrezeptor-Gen.

Selten sind Mutationen, die infolge kleiner Deletionen oder Insertionen oder aber direkt einen vorzeitigen Proteinkettenabbruch induzieren. In solchen Fällen liegt in den allermeisten Fällen eine komplette Androgenresistenz vor, da kein funktionsfähiges Protein gebildet werden kann. Einschränkend ist aber anzumerken, dass diese Aussage nur dann gilt, wenn es sich um eine von der Mutter ererbte Mutation handelt. Denn in vielen Fällen liegen der Androgenresistenz Neumutationen im Androgenrezeptor-Gen zugrunde. Dies betrifft etwa 30 % der Familien, in denen keine positive Familienanamnese zu erheben ist.

Bei einem Teil der Patienten mit einer Neumutation liegt sogar eine Mosaikmutation vor. In diesen Fällen ist die Mutation im Androgenrezeptor-Gen erst postzygotisch nach den ersten Zellteilungen entstanden. Das heißt: Der Patient trägt Zellpopulationen mit intaktem und andere Zellpopulationen mit mutiertem Androgenrezeptor-Gen. Die Zellen mit intaktem Gen können einen normalen Androgenrezeptor bilden, so dass eine relevante Virilisierung induziert werden kann, obwohl in vielen Zellen infolge Mutation die Funktion des Androgenrezeptors ausgefallen ist.

Das Phänomen der Mosaikmutation ist auch bei anderen X-chromosomalen Erkrankungen bekannt. In diesen Fällen kann aber die klinische Bedeutung der Mutation häufig nicht nachgewiesen werden.

Natürlich ist der Nachweis einer Mosaikmutation bei einem Patienten auch für die genetische Beratung der Familie von enormer Wichtigkeit, da dann das Wiederholungsrisiko als gering erachtet werden kann.

Im Rahmen der molekulargenetischen Abklärung eines intersexuellen Genitale konnten wir neben den 95 Fällen, bei denen eine Mutation im AR-Gen zugrunde lag, in 18 Fällen eine homozygote oder compound-heterozygote Mutation im 5a-Reduktase-Typ-2-Gen charakterisieren. Besonders häufig ließ sich diese Störung bei Kindern konsanguiner Eltern nachweisen. Die Patienten stammten vornehmlich aus der Türkei, aber auch aus Südostasien. Bei deutschstämmigen Kindern ist dieser genetische Defekt sehr selten.

Demgegenüber fanden wir Mutationen im 17b-HSD-3-Gen gehäuft bei deutschstämmigen Kindern. Bisher konnten wir solche molekulargenetischen Veränderungen in homo- oder compound-heterozygoter Form bei acht verschiedenen Familien aufzeigen. Diese Kinder wiesen zum großen Teil einen vornehmlich weiblichen Phänotyp auf. Die endokrinologische Diagnostik ergab einen überschießenden Wert für Androstendion bei gleichzeitig subnormalem Anstieg von Testosteron nach hCG-Stimulation, so dass der Androstendion/Testosteron-Quotient regelhaft über 1 erhöht war.

Konsequenzen hinsichtlich der therapeutischen Entscheidungen

Die molekulargenetische Untersuchung des Androgenrezeptor-Gens als auch der anderen oben erwähnten Gene hat erheblich zur Klärung der Ätiologie bei Störungen der Sexualdifferenzierung beigetragen. Praktischen Gewinn hat die molekulargenetische Untersuchung aufgrund der Möglichkeit einer eindeutigen Diagnose aus einer einzigen Blutprobe vor allem den Patienten gebracht. Außerdem ist die molekulargenetische Untersuchung die einzige Grundlage für eine genetische Beratung betroffener Familien. Und mit der Klärung des Vorliegens von Mosaikmutationen ist der bislang einzig relevante Faktor der Beeinflussung der Genotyp-Phänotyp-Korrelation definiert worden.

Dennoch bleibt die individuelle Diagnose und Prognoseabschätzung beim Neugeborenen mit einer schweren Störung der Virilisierung immer noch sehr schwierig. Ganz abgesehen davon lässt sich trotz Durchführung der definierten Diagnostik nicht bei allen Patienten eine eindeutige Ursache nachweisen. Insbesondere stellt die Geburt eines Kindes mit einem primär auffälligen Genitale die oftmals drängende und doch schwer zu treffende Frage nach der richtigen Geschlechtszuweisung sowie nach der zeitlichen Abfolge eventueller therapeutischer Eingriffe.

Früher wurde die Geschlechtszuweisung unter der Annahme einer eindeutig nur auf zwei Geschlechtern basierenden heterosexuellen Gesellschaft vorgenommen. Ausschlaggebend war – unter Berücksichtigung des chromosomalen Geschlechts – der Aspekt des äußeren Genitale. Prä- und postnatale hormonelle Wirkungen auf ZNS-Strukturen und eine damit eventuell verbundene Prägung von Verhaltensweisen wurden somit nicht mit in Betracht gezogen. Die Untersuchung von Patienten mit 5a-Reduktase-Mangel aus der Dominikanischen Republik, aus Papua-Neuguinea und aus dem Libanon hat ergeben, dass betroffene Kinder mit 46,XY-Karyotyp aufgrund des äußeren Aspektes zumeist zunächst dem weiblichen Geschlecht zugeordnet werden. Während der Pubertät kommt es jedoch bei diesen Patienten zu einer deutlichen Maskulinisierung und konsekutiv zu einem Wechsel der Geschlechterrolle. Dies weist darauf hin, dass die pränatalen und die pubertären Androgenspiegel tatsächlich einen Einfluss auf die Geschlechtsidentität haben.

In letzter Zeit sind mehrfach Berichte über Patienten mit Intersexualität publiziert worden, die einen späteren Wechsel der Geschlechtszuordnung im Erwachsenenalter dokumentieren. Insbesondere der Fall des David Reimer, bekannt unter dem Pseudonym “John/Joan”, hat Aufmerksamkeit hervorgerufen. David Reimer verlor im Alter von sieben Monaten seinen Penis als Folge einer Beschneidung. Im Alter von 17 Monaten erfolgte eine Namensänderung auf einen weiblichen Vornamen, mit 21 Monaten wurde eine Feminisierungsoperation durchgeführt. Als Erwachsene wechselte David Reimer dann wieder zum männlichen Geschlecht und lebt jetzt als verheirateter Mann mit Frau und adoptierten Kindern.

Durch diesen und ähnliche Berichte sind die bisherigen Interventionskonzepte einer frühzeitigen eindeutigen Geschlechtszuweisung und entsprechender operativer Korrektur in Frage gestellt worden. Dies hat zu einer zunehmenden Unsicherheit seitens vieler behandelnder Ärzte bei der Aufklärung der Patienten und der Beratung der Familien geführt. Es muss aber konstatiert werden, dass es sich bei den Berichten über Fälle wie “John/Joan” um Einzelfälle handelt und dass es eine Vielzahl von Patienten und Patientinnen gibt, die mit der gewählten Geschlechtszuordnung zufrieden sind. Daher lässt sich zum jetzigen Zeitpunkt nur schließen, dass wir dringend verlässliche und sichere Daten im Rahmen von psychologischen Follow-up-Studien brauchen, um eine bessere Basis für die therapeutischen Entscheidungen zu erlangen. Solche Untersuchungen werden zur Zeit mit der Intersexualitätsstudie der Arbeitsgemeinschaft für Pädiatrische Endokrinologie begonnen. In deren Rahmen ist internationale Zusammenarbeit geplant, um die für statistisch haltbare Aussagen erforderlichen Patientenzahlen zu erreichen.

Literatur

1. Boehmer AL, Brinkmann AO, Sandkuijl LA, Halley DJ, Niermeijer MF, Andersson S, de Jong FH, Kayserili H, de Vroede MA, Otten BJ, Rouwe CW, Mendonca BB, Rodrigu-es C, Bode HH, de Ruiter PE, Delemarre-van de Waal HA, Drop SL (2000): 17Beta-hydroxysteroid dehydrogenase-3 deficiency: diagnosis, phenotypic variability, population genetics, and worldwide distribution of ancient and de novo mutations. J Clin Endocrinol Metab 84:4713-4721;
2. Gottlieb B, Trifiro M, Lumbroso R, Pinsky L (2000): The androgen receptor gene mutation database. http//www.mcgill.ca/androgendb/;
3. Hiort O, Holterhus PM (2000): The molecular basis of male sexual differentiation. Eur J Endocrinol 142: 101-110;
4. Hiort O, Huang Q, Sinnecker GHG, Sadeghi-Nejad A, Wolfe HJ, Yandell DW (1993): Single strand conformation polymorphism analysis of androgen receptor gene mutations in patients with androgen insensitivity syndromes: Application for diagnosis, genetic counseling, and therapy. J Clin Endocrinol Metab 77: 262-266;
5. Hiort O, Klauber G, Cendron M, Sinnecker GHG, Keim L, Schwinger E, Wolfe HJ, Yandell, DW (1994): Molecular characterization of the androgen receptor gene in boys with hypospadias. Eur J Pediatr 153: 317-321;
6. Hiort O, Sinnecker GHG, Holterhus PM, Nitsche EM, Kruse K (1998): Inherited and de novo androgen receptor gene mutations: Investigation of single-case families. J Pediatr 131: 939-943;
7. Hiort O, Sinnecker GHG, Willenbring H, Lehners A, Zöllner A, Struve D (1996): Non isotopic single strand conformation analysis of the 5a-reductase type 2 gene in patients with 5a-reductase deficiency. J Clin Endocrinol Metab 81: 3415-3418;
8. Hiort O, Wodtke A, Struve D, Zöllner A, Sinnecker GHG (1994): Detection of androgen receptor gene mutations using non-isotopic single strand conformation polymorphism analysis. Hum Molec Genet 3: 1163-1166;
9. Hochberg Z, Chayen R, Reis N, Falik Z, Mackler A, Monitzur M, Ohana N, Hiort O (1996): Clinical and genetic findings in male and female patients with 5a-reductase deficiency. J Clin Endocrinol Metab 81: 2821-2827;
10. Holterhus PM, Wiebel J, Sinnecker GHG, Brüggenwirth HAT, Sippell, WG, Brinkmann AO, Kruse K, Hiort O (1999): Clinical and molecular spectrum of somatic mosaicism in androgen insensitivity syndrome. Pediatr Res 46: 684-690;
11. Howe EG (1998): Intersexuality: What should careproviders do now. J Clin Ethics 9: 337-344;
12. Kubini K, Zachmann M, Albers N, Hiort O, Bettendorf M, Wölfle J, Bidlingmaier F, Klingmüller D (2000): Basal inhibin B and the testosterone response to human chorionic gonadotropin correlate in prepubertal boys. J Clin Endocrinol Metab 85: 134-138;
    Lim HN, Hawkins JR (1998): Genetic control of gonadal differentiation. Baill Clin Endocrinol Metab 12: 1-16;
13. Meyer-Bahlburg HF (1999): Gender assignment and reassignment in 46,XY pseudohermaphroditism and related conditions. J Clin Endocrinol Metab 84: 3455-3458;
14. Rey RA, Belville C, Nihoul-Fekete C, Michel-Calemard L, Forest MG, Lahlou N, Jaubert F, Mowszowicz I, David M, Saka N, Bouvattier C, Bertrand AM, Lecointre C, Soskin S, Cabrol S, Crosnier H, Leger J, Lortat-Jacob S, Nicolino M, Rabl W, Toledo SP, Bas F, Gompel A, Czernichow P, Josso N, et al. (1999): Evaluation of gonadal function in 107 intersex patients by means of serum antimullerian hormone measurement. J Clin Endocrinol Metab 84: 627-631;
15. Sinnecker GHG, Hiort O, Nitsche E, Holterhus PM, Kruse K (1997): Functional assessment and clinical classification of androgen sensitivity in patients with mutations of the androgen receptor gene. Eur J Pediatr 156: 7-14;
16. Twesten W, Holterhus PM, Sippell WG, Morlot M, Schumacher H, Schenk B, Hiort O (2000): Clinical, endocrine, and molecular genetic findings in patients with 17b-hydroxysteroiddehydrogenase deficiency. Horm Res 53: 26-31.