【综述】肢端肥大症和巨人症的基因诊断:从研究到临床实践

《Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism》杂志. 2024 年3月13日在线发表墨西哥Hospital de Especialidades, Centro Médico Nacional Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social,的Claudia Ramírez-Rentería , Laura C Hernández-Ramírez撰写的《肢端肥大症和巨人症的基因诊断:从研究到临床实践。Genetic diagnosis in acromegaly and gigantism: From research to clinical practice》（doi: 10.1016/j.beem.2024.101892）。

通常认为只有5%的垂体神经内分泌肿瘤是由遗传原因引起的。然而，自从这一估计被报道以来，多种遗传缺陷驱动综合征和非综合征性生长激素细胞瘤已被揭示。这种异质遗传背景导致生长激素超量的重叠表型。基因测试应该成为肢端肥大症和巨人症患者治疗方法的一部分，因为它们可以改进临床诊断，为每位患者量身定制临床行为提供可能。更重要的是，因为可以在早期阶段及时发现和治疗生长激素细胞瘤，基因检测和高危个体的临床筛查对疾病结果有积极影响。未来的研究应侧重于确定一般人群中生长激素细胞瘤的新遗传驱动因素的实际频率，开发用于临床的最新疾病特异性多基因面板，并寻找策略以改善全球现代基因检测的可及性。

引言

大多数生长激素细胞瘤是由于体细胞遗传缺陷而偶发的。相比之下，据估计，种系缺陷只能解释约5%的垂体神经内分泌肿瘤(PitNETs)。这一计算来自于近20年前获得的数据，基于临床多发性内分泌瘤1型(MEN1)和家族性孤立性垂体腺瘤(FIPA)中出现PitNETs的频率。从那时起，我们对生长激素(GH)超量的遗传驱动因素的了解已经大大增加。家族性肢端肥大症和巨人症最常见的种系驱动因素AIP功能缺失(LOF)于2006年被发现。后来，新一代测序(NGS)和基于高密度阵列的比较基因组杂交(HD-aCGH)等技术促进了其他疾病驱动因素的识别。现在我们知道，生长激素细胞瘤是最具遗传性的PitNET类型，其潜在的遗传背景包括几个常见的驱动因素和多个基因，每个基因可以解释一些病例(表1)。因此，这些个体的常规基因检测的适应证和平台已经发展，但遗传分析并没有在世界范围内广泛使用。由于这个原因，并且由于最近才认识到生长激素细胞瘤的多种遗传原因，关于其频率和相关表型的数据很少。在这里，我们提出对在表型和分子后果的已知有种系和体细胞遗传缺陷的肢端肥大症和巨人症，以及在一般人群其的估计频率一个最新的总结，。然后，我们全面回顾了目前基因分析的适应证和最适合不同临床表现的检测平台。最后，我们讨论了遗传数据对生长激素超量患者及其家庭现代管理的影响和应用。

表1生长激素细胞瘤的主要遗传驱动因素*

综合征的表现

多发性内分泌肿瘤1型

MEN1常染色体显性综合征(MIM # 131100)是同一个体或同一家族中内分泌和非内分泌来源的各种肿瘤的临床关联，患病率为3 - 20:10万人。原发性甲状旁腺功能亢进症(PHPT)、胃肠道和胰腺神经内分泌肿瘤(NENs)和PitNETs是其典型的临床表现，但也与其他肿瘤相关。疾病外显率因具体特征而异，但几乎在生命的第六个十年完成，PHPT是最恒定的特征。

70% - 90%的MEN1患者是由LOF杂合MEN1 (menin 1,11q13.1)缺陷引起的，其中三分之二是截断序列变异，其余是错义或帧内索引，很少有大缺失[Seventy to ninety percent of MEN1 cases are due to LOF heterozygous MEN1 (menin 1, 11q13.1) defects, two-thirds of which are truncating sequence variants, while the rest are missense or in-frame indels and, rarely, large deletions]。90%有阳性家族史的患者可检出MEN1变异，但只有三分之一的散发患者可检出MEN1变异。新生事件是罕见的，尽管临床表现明显是散发性的，在多达一半的病例中。MEN1是一种支架蛋白，具有复杂的肿瘤抑制作用，通过调控基因转录、基因组稳定性和增殖发挥作用。

PitNETs是12-32%患者的第一个诊断特征，发生率为30-65%，是MEN1相关肿瘤的第三大常见特征。这些肿瘤出现于较年轻的年龄，多为多激素或多发的，表现出更高频率的相关垂体增生，并且比散发的PitNETs更具进袭性，尽管这些发现在所有研究中并不一致。这些特征可能适用于携带MEN1变异的个体，与筛查结果为阴性的个体相比。生长激素细胞瘤的平均发病年龄为44-51岁，33-100%的病例为大腺瘤，占MEN1发生的PitNETs的4.3-22%。病理研究发现，四分之一的MEN1患者发生对其他激素具有免疫反应性的分泌GH肿瘤，加上7%的生长激素细胞瘤，几乎占病例总数的三分之一。其他研究未明确共同分泌PitNETs中生长激素免疫反应的频率。

种系MEN1变异很少与儿童生长激素细胞瘤相关，仅能解释1%的巨人症。同样，这些缺陷在未选择的PitNET中很少检测到(0-0.6%)，并导致0.9-3.4%的年轻发病PitNET和1.2%的年轻发病生长激素细胞瘤。典型MEN1三联体的另一个组成部分，几乎总是PHPT，存在于6.6%的散发性肢端肥大症患者中，但这些患者通常对MEN1变体呈阴性。

McCune-Albright综合征

这种罕见的非遗传性疾病(MIM #174800)的特征是由于腺体功能亢进(性腺激素不依赖性性性早熟、甲状腺功能亢进、早发性库欣综合征和PitNETs)、多骨纤维发育不良和咖啡牛奶斑所致的内分泌病变。McCune-Albright综合征(MAS)是由早期杂合GNAS (GNAS complex locus, 20q13.32)变异引起的；种系缺陷被认为是致命的。因为GNAS受到基因组印记的影响，临床表现取决于嵌合体的程度，以及变异存在的特定组织。

GNAS编码的多种蛋白之一是Gsα，它是异源三聚体刺激G蛋白的α亚基。它的表达在大多数组织中是双等位基因，但在垂体、甲状腺和性腺中依赖于母体等位基因。导致MAS的变异总是在两个已知的Gsα热点中的任何一个上出现错义缺陷:95%的患者为R201, 5%的患者为Q277。这些变异损害了该蛋白的鸟苷三磷酸酶(GTPase)活性，导致其下游效应物腺苷酸环化酶(ACs)的持续激活。虽然这些GNAS变异体的功能效应是LOF，但它们通常被称为“激活变异体”，因为它们会导致环3′，5′-腺苷单磷酸(cAMP)的组成性合成，由ACs催化。

大约20-30%的MAS患者出现生长激素超量，诊断时的平均年龄为24岁。三分之一的患者在儿童期被诊断出来，其中MAS占所有巨人症患者的5%。垂体疾病仅发生在母体等位基因受影响的患者中。大多数MAS和GH过量的患者还存在颅底纤维发育不良，81%的患者并发高泌乳素血症。只有33-54%的受影响个体具有明显可区分的PitNETs。MAS受累的垂体以生长激素细胞增生为主，生长激素细胞瘤、泌乳素细胞瘤和泌乳素生长激素细胞瘤散布在正常腺体中[somatotroph hyperplasia with areas of somatotroph neoplasia, lactotroph neoplasia, and mammosomatotroph neoplasia interspersed with normal gland]。

Carney复合征

这种临床实体的特征是内分泌功能亢进，以及心脏和神经皮肤的表现。PRKAR1A(蛋白激酶camp依赖性I型调节亚基α， 17q24.2, MIM #160980)的种系LOF杂合变异体，包括单碱基替换和indel，解释了四分之三的卡尼复合征(CNC)患者。80%与PRKAR1A缺陷相关的患者表现为常染色体显性家族性，而> 85%的散发病例是由新生变异引起的。PRKAR1A编码环腺苷单磷酸(cAMP)依赖性蛋白激酶A (PKA)的I型调节亚基α，其失活导致cAMP/PKA通路无拮抗活性，cAMP/PKA通路是细胞生长和增殖的重要调节因子。

在6%的患者中发现17q24.2-q24.3缺失，包括PRKAR1A，其中1例患者的潜在原因是PRKACB的三倍。其他病例(称为CNC2)与2p16 (MIM %605244)的非特征性缺陷有关。CNC并不常见，尚不清楚其确切患病率，尽管到2013年已发现约750例。考虑到CNC的外显率几乎为100%，通过基因检测在个体中发现种系PRKAR1A变异与遗传咨询极其相关，并应促使临床筛查其他综合征特征。

在生理条件下，cAMP/PKA通路介导大多数垂体细胞类型对分泌物和营养因子的反应。与CNC受影响的其他组织一样，该通路的失调导致细胞增殖和激素分泌不受控制。高达70%的CNC患者表现出基础GH和IGF-1升高，GH对口服葡萄糖耐量试验的异常反应，和/或GH对TRH的矛盾反应，但只有10-19%的患者检测到生长激素细胞瘤。同样，三分之二的患者表现为轻度高泌乳素血症，但症状明显的（frank）的泌乳素瘤并不常见，而库欣病仅在3例患者中有记载。CNC的垂体病变包括单个微腺瘤或大腺瘤或多发微腺瘤，起源于生长激素细胞或泌乳素生长细胞，常被增生区包围，在某种程度上与MAS的病变相似。多激素肿瘤和糖皮质瘤是罕见的。杂合性缺失(LOH)并不总是被检测到，并且在散发性PitNETs中未发现体细胞PRKAR1A变异。

最近的一篇综述整理了截至2019年文献报道的57例(58%为女性)CNC相关的生长激素细胞瘤。大多数患者发病早(中位:28.8±12年)，6例患者发展为巨人症，大腺瘤和微腺瘤的发生率相当。生长激素超量是4例(7%)疾病的第一表现，大多数患者(86%)接受手术治疗，但没有可用的随访数据。早发肢端肥大症在CNC也有与PRKAR1A和PRKACB CNVs相关(各1例)。这个实体占所有巨人症患者的1%。

多发性内分泌肿瘤4型

据估计，种系LOF杂合CDKN1B(周期蛋白依赖性激酶抑制剂1B, 12p13.1)变异解释了2%的MEN1表型，并定义了一种不完全外显的常染色体显性综合征，称为多发性内分泌瘤4型(MEN4, MIM 610755)。MEN4的临床表现变化很大；因此，它的诊断需要基因检测。PHPT是最常见的特征，但许多其他内分泌和非内分泌肿瘤也与该综合征相关，包括PitNETs、胃肠道NENs、肾脏血管平滑肌脂肪瘤、肾上腺无功能性肿瘤、子宫肌瘤、胃泌素瘤、胃癌和甲状腺乳头状癌[ PitNETs, gastrointestinal NENs, renal angiomyolipomas, adrenal non-functional tumours, uterine fibroids, gastrinomas, gastric carcinoma, and papillary thyroid carcinoma]。三分之二的MEN4相关CDKN1B变异是非截断型的，但由于转录受损、亚细胞定位异常和蛋白质降解增加等机制导致LOF。

细胞周期进程负调节因子CDKN1B的表达受损在癌症中很常见。与其他肿瘤一样，PitNETs经常显示CDKN1B免疫染色降低，这一发现可能与促肾上腺皮质激素细胞瘤进袭性增加有关。这种表达的改变不是由体细胞CDKN1B变异引起的，可能是继发于其他分子改变。CDKN1B变异是一种非常罕见的PitNETs病因，文献中仅报道了19例。其中4例为生长激素细胞瘤，包括2例大腺瘤和2例大小未知的肿瘤，诊断时的中位年龄为30岁。表型为孤立性巨人症，1例发病于5岁，另1例发病于年轻时的肢端肥大症和PHPT，另1例为FIPA(未证实变异与表型共分离)的肢端肥大症，另1例为临床MEN1(肢端肥大症和胰腺NEN)。

嗜铬细胞瘤、副神经节瘤和垂体腺瘤

嗜铬细胞瘤/副神经节瘤(phaeochromocytomas/paragangliomas，PPGLs)和PitNETs在单个个体或同一家族中的关联，也被称为“3p关联（three P association）”(3PAs)，是最近发现的一种综合征。大约40%的病例是由编码线粒体酶琥珀酸脱氢酶(SDH)的四个亚基和组装因子2的基因的种系LOF变异引起的，这些基因被称为“SDHx基因”(SDHA、SDHB、SDHC、SDHD和SDHAF2)。种系或体细胞杂合的SDHx基因缺陷导致了五分之一的PPGLs。在种系水平上，它们较少与胃肠道间质瘤、肾细胞癌和非常罕见的 Carney-Stratakis综合征相关。文献报道了至少25例与致病性或可能致病性SDHx变异相关的PitNETs，其中4例是由SDHB (SDH复合物铁硫亚基B, 1p36.13)或SDHD(琥珀酸脱氢酶复合物亚基D, 11q23.1) LOF引起的生长激素细胞瘤(各2例)，包括2例男性和2例女性患者。诊断时的平均年龄为61岁，三个肿瘤的大小被描述为大腺瘤。

SDH通过催化琥珀酸盐氧化生成富马酸盐参与Krebs循环，并通过将电子从琥珀酸盐转移到泛醌参与氧化磷酸化。SDHx功能障碍导致假性缺氧、线粒体调节细胞凋亡的失败、活性氧的产生和DNA甲基化改变。SDHx驱动的PitNETs表现出一种特殊的组织病理学模式，其特征是存在来源不明的细胞质空泡。

体细胞或父系传播的种系LOF杂合MAX (MYC相关因子X, 14q23.3)变异在SDHx和其他主要PPGL易感基因缺陷阴性的患者中导致约1%的PPGL。种系MAX变异也与肾嗜酸细胞瘤、神经节瘤、神经母细胞瘤、甲状旁腺瘤、软骨肉瘤、肺腺癌和乳腺腺癌（renal oncocytoma, ganglioneuromas, a neuroblastoma, parathyroid adenomas, chondrosarcoma, and lung and breast adenocarcinomas,）等罕见病例有关，而体细胞缺陷与子宫内膜癌和小细胞肺癌有关。

MAX编码一种DNA结合蛋白，作为MYC的专性异源二聚化伙伴，并调节该癌基因的转录作用。MAX功能障碍导致酪氨酸激酶信号传导增加。在9例PPGLs和垂体疾病共存的个体、5例泌乳素瘤和4例肢端肥大症患者中，3PAs与种系LOF MAX变异存在关联。2例患者表现为双侧嗜铬细胞瘤和年轻发病肢端肥大症(诊断时分别为16岁和26岁)。在另外两名患者中，一名患者接受了嗜铬细胞瘤、副神经节瘤和垂体肿块的切除术，但手术后仍存在生长激素超量。他最终出现了多个腹部肿块，组织学上对应于嗜铬细胞瘤和神经节神经瘤的混合，GHRH染色阳性。同一家族的另一名成员表现为嗜铬细胞瘤伴肾上腺外病灶和临床肢端肥大，伴有间歇性升高的IGF1，但在其垂体磁共振成像(MRI)中未观察到明显的肿瘤。

PPGLs不属于通常与MEN1相关的肿瘤，而PitNETs不是MEN2的典型组成部分。然而，有6例3PA病例与MEN1(4例)和RET (RET原癌基因，2例)种系缺陷相关，这些患者同时也存在MEN1或MEN2的其他成分。在这些患者中，1例MEN1变异携带者发生了GH/泌乳素共分泌大腺瘤(男性，诊断时27岁)，1例RET变异携带者(男性，诊断时35岁)发生了生长激素细胞瘤。

神经纤维瘤病1型

神经纤维瘤病1型常染色体显性综合征(NF1, MIM 162200)是一种相对常见的疾病，估计患病率约为1:30 000人。临床诊断需要符合以下两项或多项标准:在青春期前的儿童 > 5毫米和青春期后的患者>15毫米的6个或更多个的咖啡-牛奶斑，在腋窝和腹股沟区域长雀斑,任何类型的两个或两个以上的纤维瘤或一丛状神经纤维瘤,视神经通路神经胶质瘤,两个或两个以上Lisch结节或两个或两个以上的脉络膜的异常,一种独特的骨性病变如蝶骨发育不良、胫骨前外侧的弯曲或假关节,有符合诊断标准的父母,或者基因检测呈阳性[Clinical diagnosis requires two or more of the following criteria: six or more café -au-lait macules > 5 mm in prepubertal children and > 15 mm in postpubertal patients, freckling in the axillary or inguinal regions, two or more neurofibromas of any type or one plexiform neurofibroma, an optic pathway glioma, two or more Lisch nodules or two or more choroidal abnormalities, a distinctive osseous lesion such as sphenoid dysplasia, anterolateral bowing of the tibia or pseudoarthrosis of a long bone, a parent who meets the diagnostic criteria, or a positive genetic test]。

该综合征是由种系LOF杂合NF1(神经纤维蛋白1,17q11.2)变异引起的，在42%的患者中出现新发变化。该基因编码gtpase激活蛋白(GAP)，促进RAS从鸟苷三磷酸结合状态转化为鸟苷二磷酸结合状态。LOF NF1变异体导致RAS和pi3k介导的mTOR信号通路过度激活，这是其他吞噬病常见的致病机制。

NF1导致各种肿瘤的风险增加，包括在高达6.6%的病例中检测到的PPGl;体细胞NF1失活在散发性PPGl中很常见。相比之下，NF1缺陷与PitNETs的因果关系仍不确定。有趣的是，6-11%患有NF1和视神经胶质瘤(通常累及视交叉)的儿童生长激素超量，偶尔伴有性早熟。他们的垂体MRI通常是正常的，尚不清楚生长激素超量的机制。然而，最近的一系列病例显示，NF1和GH过量的患者有多种表现，包括垂体正常的视神经胶质瘤，无视神经胶质瘤的垂体病变(PitNET或增生)，以及胶质瘤和垂体病变共存。

文献中共有14例在NF1背景下发生的PitNETs病例，包括7名男性和6名女性(其余未知)，平均诊断年龄为36岁(范围:5-70岁)。。9例为大腺瘤，7例为生长激素激素细胞瘤(1例伴有泌乳素共分泌)。除1例(通过外显子组测序，ES诊断)外，所有患者均有NF1的临床表现。7例经遗传诊断，2例LOH阴性。两名个体出现了类似MEN的表型，但在其他相关遗传缺陷检测中呈阴性。在一些散发性PitNETs中检测到体细胞致病性NF1变异。需要进一步的研究来确定这些病例是否代表一种巧合的关联，或者NF1缺陷是否确实与垂体肿瘤发生有因果关系。

结节性硬化症

这种疾病的特征是多发性良性肿瘤共存，包括皮肤、中枢神经系统、肾脏和肺部的异常，通常伴有癫痫发作和神经认知功能障碍。结节性硬化症(TSC)的诊断标准是存在两个主要的临床特征或一个主要和两个次要的临床特征，或确定一个致病的遗传变异(Diagnostic criteria for tuberous sclerosis complex (TSC) are met with the presence of two major clinical features or one major and two minor clinical features, or with the identification of a causative genetic variant.)。主要特征包括≥3个血管纤维瘤、纤维性头部斑块、心脏横纹肌瘤、≥3个直径> 5mm的低黑素斑、多个皮质结节和/或径向迁移线、淋巴管平滑肌瘤病、多发性视网膜结节性错构瘤、≥2个肾血管平滑肌脂肪瘤、Shagreen斑块、室管膜下巨细胞星形细胞瘤、≥2个室管膜下结节或≥2个足趾纤维瘤[Major features include ≥ 3 angiofibromas, fibrous cephalic plaque, cardiac rhabdomyoma, ≥ 3 hypomelanotic macules > 5 mm in diameter, multiple cortical tubers and/or radial migration lines, lymphangioleiomyomatosis, multiple retinal nodular hamartomas, ≥ 2 renal angiomyolipomas, Shagreen patches, a subependymal giant cell astrocytoma, ≥ 2 subependymal nodules or ≥ 2 ungual fibromas.]。次要特征包括骨质硬化病变、“五彩纸屑”皮肤病变、≥3个牙釉质凹陷、≥2个口内纤维瘤、多发性肾囊肿、非肾性错构瘤和视网膜色斑( Minor features include sclerotic bone lesions, “confetti” skin lesions, ≥ 3 dental enamel pits, ≥ 2 intraoral fibromas, multiple renal cysts, nonrenal hamartomas and retinal achromic patches)。

三分之一的病例为家族性常染色体显性遗传，其余病例明显为偶发性。肿瘤抑制因子TSC1和TSC2(分别为TSC复合体亚基1和2,9q34.13和16p13.3)的种系LOF杂合变异体是TSC（结节性硬化症）的基础，因此根据受影响的基因，TSC被分类为TSC1 (MIM # 191100)或TSC2 (MIM # 613254)[170,171]。这些遗传缺陷在所有家族性或单纯性TSC（结节性硬化症）患者中检测到70-90%;后者是由于更始变体（de novo variants）;很少发现嵌合和体细胞缺陷。TSC1和TSC2编码的蛋白，也分别被称为错构体和tuberin(结节蛋白)，是mTOR信号通路的负调控因子。TSC2是一种靶向RHEB使其无法靶向下游靶标的GAP，而TSC1则是稳定TSC2的复合物的一部分。这些蛋白中的任何一种的缺失都会导致MTORC1过度活跃。

在8例临床TSC和/或种系TSC2变异患者中诊断出PitNETs，其中1例有LOH记录，1例致病性TSC2被报道为儿童促肾上腺皮质激素细胞瘤的体细胞改变。2例临床TSC（结节性硬化症）但没有遗传证实的患者有生长激素细胞瘤。第一例是一名因大腺瘤而出现巨人症的12岁男孩，但第二例的临床细节不详。在临床上TSC（结节性硬化症）患者中也有罕见的局部巨人症，表现为长骨和软组织肥大，但这种表现与PitNETs无关。

多发性内分泌肿瘤2型

多发性内分泌瘤2型(MEN2)综合征包括与同一基因种系缺陷相关的三种表型:1)MEN2A (MIM #171400)，与甲状腺髓样癌(MTC)、嗜铬细胞瘤和PHPT相关;ii) MEN2B (MIM #162300)，以MTC、嗜铬细胞瘤、特征性相、类麻素习性、眼异常、肌肉骨骼表现和全身性神经节神经瘤病为特征;iii)家族性MTC (mim# 155240)，由同一家族中的多例孤立MTC病例组成[the association of medullary thyroid carcinoma (MTC), phaeochromocytomas, and PHPT; ii) MEN2B (MIM #162300), characterized by MTC, phaeochromocytomas, characteristic facies, marfanoid habitus, ocular abnormalities, musculoskeletal manifestations, and generalized ganglioneuromatosis; and iii) familial MTC (MIM #155240), consisting of multiple cases of isolated MTC in the same family]。三种表型的致病缺陷包括功能获得(GOF) RET (10q11.2)变异。该基因编码神经胶质细胞系来源的神经营养因子家族配体的受体酪氨酸激酶，在胚胎发育中起重要作用。GOF RET变异导致该受体的组成性激活，该受体通过RAS/RAF/MEK/ERK、PI3K/AKT和PLCG1通路发出信号。受体内特异性RET变异的定位深深影响着临床表现。

与MEN1相反，PitNETs不是MEN2的典型组成部分，尽管至少有5例罕见的病例已被发表。最近的报道是一名48岁女性因生长激素/泌乳素共分泌PitNET而出现肢端肥大症，后来发展为乳腺癌。通过种系ES，在该个体中鉴定出致病性RET变异(rs79658334)，并进行了靶向临床筛查，排除了其他MEN2成分。本病例和先前描述的与RET变异相关的3PA病例是仅有的两例由RET变异引起的生长激素细胞瘤的报道。

非综合征性表现

家族性孤立性垂体腺瘤

这种遗传形式的PitNETs (MIM # 102200)的特点是在没有其他临床特征的情况下，在同一家族的两个或更多成员中出现这种肿瘤，占所有PitNETs的2-4%。在家族性孤立性垂体腺瘤(FIPA)的背景下，大约四分之三的PitNETs是生长激素细胞瘤、泌乳素细胞瘤或生长激素/泌乳素共分泌肿瘤，这些肿瘤通常在年轻人中诊断出来。

尚不清楚大多数FIPA家族的致病遗传缺陷，但15-20%的患者是由种系LOF杂合AIP(芳基烃受体相互作用蛋白，11q13.2)变异引起的，这种变异具有不完全外显率的常染色体显性遗传。这种遗传缺陷是生长激素细胞瘤最常见的种系原因，解释了25-50%的FIPA家族中只有生长激素细胞瘤的PitNETs, 29%的巨人症，6-20%出现在年轻或儿科患者中的散发PitNETs，8%的生长激素抑制素受体配体(SRLs)治疗无效的生长激素细胞瘤，以及3-4%发生在普通人群中的PitNETs。

AIP是多种分子伴侣的共同伴侣蛋白，广泛表达并具有大量的相互作用。它作为一个复杂的细胞内信号网络的一部分干预垂体细胞功能，包括cAMP/PKA和ret依赖性凋亡等。AIP除了在垂体中作为肿瘤抑制因子外，还可以促进其他组织的肿瘤发生，这取决于细胞环境。

与AIP LOF相关的PitNETs中有四分之三发生在生命的第二和第三个十年，并且由于这种遗传缺陷而患有PitNETs的患者中有30-40%发展为巨人症。80%的患者临床表现为生长激素超量，通常为大腺瘤。组织学上，这些肿瘤大多为稀疏颗粒性生长激素细胞瘤或泌乳素生长激素细胞瘤，巨噬细胞浸润增加。在几个病例中发现了增生灶。AIP免疫染色通常在AIP与 LOF相关肿瘤中保留，但其缺失是散发性生长激素瘤中肿瘤进袭性和对第一代生长抑素受体配体(fgSRL）反应降低的标志。AIP变异携带者发生PitNETs卒中的风险增加，8%的患者发生这种并发症。

少数FIPA病例可以用X-linked肢巨人症(X-LAG, MIM # 300942)来解释，尽管大多数这种不常见的患者有散发的表现(在下一节中描述)。一项研究报道，种系杂合LOF CDH23(钙粘蛋白相关2310q22 .1)变异可能是FIPA (MIM # 617540)在三分之一的FIPA家族和12%的中国血统的散发性PitNETs中的病因。该基因先前被认为与Usher综合征和非综合征性常染色体隐性耳聋的发病机制有关。没有进行实验验证来支持其与PitNETs之间可能的因果关系，并且这些结果尚未在其他队列中得到复制。CDH23在垂体肿瘤发生中的作用有待进一步研究。最后，最近的一项研究描述了通过ES在来自FIPA家族的三名巨人症患者中检测到一种种系错义PAM(肽酰甘氨酸α -酰胺化单加氧酶，5q21.1)变异，并且在一组散发性分泌PitNETs的国际队列中发现了其他变异。实验证明LOF有多种变体，包括在家族中发现的一个。PAM催化分泌肽的c端酰胺化，这是一种翻译后修饰，对某些激素的充分活性至关重要。然而，仍不清楚这种酶的功能障碍如何促进垂体肿瘤的发生。

x连锁肢端肥大巨人症这种罕见的生长激素过量发生在婴儿期或幼儿期，是由串联非复发性基因扩增引起的，包括GPR101 (G蛋白偶联受体101,Xq26.3)，估计可以解释10%的巨肢症。文献中只报道了36例X-LAG患者，其中27例为女性;7例有家族性表现(3种)，其余为散发。GPR101拷贝数变异(CNVs)被检测为体细胞嵌合体或种系缺陷，后者仅发生在女性中。GPR101是一种组成活性受体，通过Gs信号激活cAMP通路，但也通过Gq/11、G12/13和ARRB2。自身类物质N-3二十碳五烯酸衍生的溶解D5和促性腺激素释放激素代谢物GnRH-(1−5)结合GPR101，但内源性配体直接与X-LAG相关，如果有的话，仍然未知。

GPR101引起生长激素和泌乳素高分泌，在X-LAG患者的垂体中高表达。这种高表达的发生是因为X-LAG的结构变异创造了一个新的拓扑关联结构域，从而允许GPR101启动子与邻近的顺式调控元件进行异位相互作用。大多数X-LAG患者在出生时体重正常或略有增加，但在生命的前两年内生长速度加快。与其他巨人症相比，X-LAG患者在诊断时明显更年轻、更高。肢端生长和面部粗陋化是典型的X-LAG；此外，三分之一的患者出现食欲增加。所有患者均有明显的生长激素和IGF-1超量，通常伴有高泌乳素血症，而GHRH正常或仅轻微升高。

X-LAG的垂体病变主要为分泌GH的大腺瘤伴鞍外浸润，但分别有5例、2例存在生长激素细胞、泌乳素细胞和泌乳素生长激素细胞垂体增生以及生长激素细胞瘤伴增生。在少数病例中已注意到Ki-67免疫反应性增高，尽管它似乎不是一个恒定的发现。X-LAG与其他类型的PitNETs无关。有趣的是，迄今为止唯一一位产前诊断为X-LAG的患者的出生筛查显示GH超量和高泌乳素血症，以及MRI下的垂体异质肿块。患者在15个月大时出现临床肢端肥大巨人症，手术切除了表达PIT1、GH和泌乳素的大腺瘤。这些发现表明，尽管在出生时没有临床表现，X-LAG患者的垂体疾病是在子宫内发生的。

体细胞缺陷

GNAS-驱动的生长激素细胞瘤

影响密码子201和227两个热点的体细胞错义GNAS变异是生长激素细胞瘤中最常见的遗传缺陷，也是这些肿瘤唯一明确的复发性体细胞驱动因素。在不同的队列中，GNAS缺陷的报道频率差异很大，从4%到60%不等，在其他类型的PitNETs以及其他良性和恶性肿瘤中检测到GNAS缺陷的频率较低。由于这些变异体的最终作用是激活cAMP/PKA信号通路，因此它们通常被称为激活变异体或gsp癌基因。与MAS一样，生长激素细胞瘤中的体细胞GNAS变异几乎总是影响母体等位基因，而在携带这种遗传缺陷的肿瘤中，父本印迹的弛豫并不常见( relaxation of the paternal imprintingis infrequent in tumours carrying this genetic defect )。

多项研究试图定义特定的GNAS相关表型。在一些研究中，GNAS驱动的生长激素细胞瘤发生在老年患者中，与野生型患者相比，GNAS驱动的生长激素细胞瘤体积更小，血清GH或IGF1水平更高。其他研究描述了GNAS驱动的肿瘤生长速度较慢，对药物或手术治疗的反应更好。年龄、性别和其他临床特征的差异也被提出。这些肿瘤是致密颗粒性生长激素细胞瘤，具有有限的结构变异、低甲基化和cAMP/PKA通路的激活。GNAS变异体也与D2R表达增加相关，提示对卡麦角林具有潜在的良好反应性。尽管关于其他临床参数的研究结果不同，但一项荟萃分析显示，GNAS变异始终与对急性奥曲肽抑制试验的更好反应相关，并且可能被用作对fgSRL有良好反应的生物标志物，尽管这需要进一步的研究。

其他体细胞缺陷

已经描述了影响cAMP/PKA和钙信号通路组分的体细胞变异，但其功能相关性尚未确定。体细胞结构变异也在生长激素细胞瘤中得到了研究。在少数样本中报告了影响染色体1、6、13、14、15、16、18和22的复发性染色体丢失，以及染色体3、5、7、10、12、19、20和X的复发性染色体丢失;复杂的染色体重排是罕见的。有趣的是，具有大量CNVs的生长激素细胞瘤不是GNAS驱动的。

基因检测的适应证和方法

关于常规基因检测的指导在决定是否检测易患肢端肥大症和巨人症的遗传条件时，需要对个别病例进行仔细的评估。收集全面的家族史和个人病史，以及进行全面的体格检查对于发现综合征特征是必要的。最近发表的儿科PitNETs共识指南建议对所有患有生长激素细胞瘤的儿童和青少年进行遗传筛查[doi:10.1038/s41574-023-00948-8]。但是，成人患者的指南和共识声明尚未将基因检测纳入肢端肥大症和巨人症患者的常规方法中。然而，最近关于肢端肥大症治疗结果的共识声明提到，一些遗传缺陷可能会制约进袭性行为或影响对SRL的反应。

结合研究数据和专家意见，目前临床推荐在以下三种情况下进行常规种系基因检测:

1. 有FIPA家族史或相关家族综合征的患者。

这是基因检测阳性频率最高的群体，尽管这取决于具体的临床表现，如前所述。由于最近描述的肢端肥大症和巨人症的各种原因，没有关于这些实体的阳性筛查的测试前概率的数据。

2. 有综合征表现和阴性家族史的个体。

建议对这些个体进行检测，因为他们可能代表单一的遗传性疾病病例。

3. 所有孤立性巨人症和年轻发病的孤立性肢端肥大症患者。

强烈建议对所有巨人症患者进行筛查，因为一半的病例是由已知的遗传缺陷引起的。这一建议也适用于所有儿童期发病的生长激素细胞瘤，因为这些患者极有可能携带致病性种系缺陷。尚未对于年轻肢端肥大症患者进行基因检测的常规适应症达成共识，但大多数研究认为这组患者遗传缺陷风险增加，任意的截止年龄为30岁。表面上孤立的生长激素细胞瘤的年轻患者可能是单纯的遗传性疾病，由于新发遗传缺陷、不完全外显或未意识到其他受影响的家庭成员而具有阴性家族史。

基因检测方法

肢端肥大症和巨人症的传统基因检测方法包括基于临床怀疑的单基因种系分析。这意味着应该对患者进行基因缺陷检测，以最适合他们的临床表现，只有阴性结果才需要进行额外的检测。一般来说，这种方法需要对目标基因的编码区进行Sanger测序，以检测编码变异，通常结合通过多重分离依赖探针扩增(MLPA)进行拷贝数变异分析。这种方法对于具有典型表型和具有高检测前特定遗传诊断可能性的患者(如MEN1, MEN2或CNC)仍然具有成本效益。然而，与生长激素超量相关的表型之间存在相当大的重叠，根据临床表现预测潜在的遗传原因并不总是可行的(图1)。

图1。肢端肥大症和巨人症的相关表型及其驱动基因。MEN1、RET和MAX是多发性内分泌瘤、嗜铬细胞瘤、副神经节瘤和垂体腺瘤综合征共有的驱动因子。同样，GPR101是X连锁肢巨人症和家族性孤立性垂体腺瘤的病因。此外，多个基因可能是单一条件或一组相关实体的基础。这些临床表现和遗传缺陷的重叠突出了多基因检测的有用性。

这些发现，加上近年来NGS成本的降低，支持将多基因全套作为大多数肢端肥大症和巨骨症患者最具成本效益的常规检测方法。NGS全套既可以检测序列变异，也可以检测基因内CNVs。虽然在这方面没有达成共识，但我们认为，理想情况下，该小组应包括以下基因:AIP, CDKN1B, GNAS, GPR101, MAX, MEN1, PRKAR1A, SDHx和TSC2。遗憾的是，目前使用的诊断基因全套不包括这些基因。临床实验室提供的选择包括内分泌瘤综合征(AIP、CDC73、CDKN1B、MEN1、PRKAR1A和RET)和PPGLs (FH、MAX、MEN1、NF1、RET、SDHA、SDHB、SDHC、SDHD、shaf2、TMEM127和VHL);这些基因中的许多也包含在多种癌症的研究小组中(https://www.exeterlaboratory.com/， https://www.invitae.com/， https://www.genedx.com/)。

在进行基于NGS全套的测试时，一个特别高的风险是不确定显著性变异(VUS)的高检出率。尽管VUS重新分类正在迅速改善，但由于可能没有必要进行临床筛查，这些结果往往导致不确定性和成本增加。与其他医学领域一样，高通量诊断工具，如ES和基因组测序(GS)是具有家族性表现和/或综合征特征的生长激素瘤患者的选择，事先检测结果为阴性或不确定。然而，使用ES、GS或扩展组增加了在临床可操作基因中发现继发性发现的机会，在检测前应与患者和家属讨论这一风险。

X-LAG的表型是非常特殊的，但这些患者的基因检测对遗传咨询很重要。在这些情况下，选择HD-aCGH。检测也可以通过液滴数字聚合酶链反应(droplet digital polymerase chain reaction，ddPCR)来完成，尽管HD-aCGH提供了更多关于结构缺陷程度的信息。如果血液样本的结果为阴性，则应在从其他组织提取的DNA中重复这些测试。与其他病例相反，只有在临床诊断不确定的情况下才建议进行基因检测。Sanger测序通常需要对受影响的组织进行活检，因为白细胞来源的DNA样本的结果通常是阴性的。然而，最近开发的方法可以使用非侵X袭性样本提供可靠的结果。基于NGS的扩增子测序方案在白细胞来源的DNA中检测到三分之二的变异，当使用肽核酸方法进行变异富集时，这一结果上升到75%。其他针对MAS患者的研究在58%的ddPCR分析的白细胞来源DNA样本和68-80%的循环无细胞DNA样本中检测到影响R201的变异，ddPCR和/或竞争等位基因特异性TaqMan PCR分析。目前，没有常规体细胞基因检测的生长激素细胞瘤的指征。

基因诊断对临床管理的意义

确定PitNETs的遗传原因可以采用个性化的临床方法、准确的遗传咨询和早期诊断。在MEN1的背景下发生的生长激素细胞瘤的管理需要一些特殊的考虑。对于已知MEN1变异或阳性家族史的患者，考虑到不同部位的NEN可能与PitNET或垂体增生共存或不共存，应牢记GHRH或GH的异位来源。此外，一些患者可能需要多模式治疗，因为大腺瘤的优势和广泛的垂体累及可能使术后缓解复杂化，并增加垂体功能减退的风险。根据目前的临床指南，这些患者还需要定期筛查其他相关肿瘤。

由于纤维性发育不良病变使手术鞍区通路复杂化，并且考虑到垂体前叶的广泛性累及，经蝶窦手术不是大多数MAS患者的初始治疗方法。相反，fgSRL单独或联合卡麦角林是一线治疗方法，三分之一的病例得到了控制。在四分之三的无应答者中，培维索孟（pegvisomant）(单独或与fgSRL联合)是一种有效的治疗方法，而帕瑞肽（pasireotide）似乎是对培维索孟（pegvisomant）无应答的病例的一个很好的选择。手术只推荐给对药物治疗有抵抗性的患者，因为通常需要全垂体切除术。放疗是最后的治疗手段，因为其疗效低，且存在颅面骨病变肉瘤转化的潜在风险。对于CNC患者，垂体手术也具有挑战性:其中一些患者可以通过选择性切除一个或多个肿瘤的腺瘤来治疗，而另一些患者则需要部分或全部切除垂体。

在临床上由AIP LOF引起的对fgSRL耐药的生长激素细胞瘤中单独或联合卡麦角林治疗很常见。文献报道了fgSRL和培维索孟（pegvisomant）或帕瑞肽（pasireotide）治疗的良好反应。因此，需要多模式治疗的可能性很大，应牢记在心。相比之下，通过变异携带者的靶向筛查检测到的PitNETs通常是微腺瘤，对标准治疗反应良好，并且具有类似于散发性病例的惰性表现。

X-LAG的治疗方法是复杂的，需要多模式管理。选择性手术切除垂体病变在一些划定良好的PitNET患者中是有效的，但如果有广泛的垂体受累则不可能。部分或全部垂体切除术在某些情况下实现了疾病控制，但代价是垂体功能减退。常规放射治疗也存在同样的局限性，因为腺体的广泛放射会增加并发症的风险。四分之一的患者接受手术和伽玛刀联合治疗获得缓解。fgSRL和卡麦角林作为一线治疗或联合手术均无效。培维索孟（Pegvisomant）似乎是首选的治疗方法，因为它控制IGF-1和生长速度，同时保留垂体功能。

相比之下，除了PPGLs和其他相关肿瘤的遗传咨询和临床筛查外，没有数据表明在3PAs背景下发生的肢端肥大症有特殊的治疗方法。同样，对于与TSC（结节性硬化症）相关的生长激素细胞瘤的治疗也没有明确的建议。考虑到这些遗传缺陷的罕见性，也尚不清楚种系CDKN1B变异对临床预后的影响。

在确定了指标患者的致病遗传缺陷后，建议对携带生长激素细胞瘤遗传原因的亲属进行级联筛查高危个体。告知相关的健康风险和对计划生育的影响，以及减少与基因测试有关的焦虑，是这些家庭遗传咨询的重要目标。此外，应根据具体诊断与变异携带者讨论临床监测计划。生长激素超量的治疗既复杂又昂贵，但如果疾病得到早期诊断，并在多学科背景下进行干预，则可获得最佳结果。对变异携带者进行临床筛查，可以在临床前或临床早期诊断出其他家庭成员的PitNETs，大大简化了治疗，降低了治疗费用，预防了疾病并发症，从而改善了预后。它还允许在携带MEN相关遗传缺陷的患者中及时检测其他综合征成分。

建议对病原性或可能病原性AIP变异携带者在4岁时开始临床筛查，基于年度临床检查，特别关注生长曲线和青春期发育。生化筛查应至少包括IGF-1和泌乳素，并应在10岁时进行基线MRI检查，如果正常，每5年重复一次。30岁以后可以放松监测，可能在40岁时停止监测，因为在此之后发生AIP 与LOF相关肿瘤的可能性非常低。高达四分之一的AIP致病或可能致病变异的明显未受影响的携带者最终发展为PitNETs[Up to one-quarter of the apparently unaffected carriers of AIP pathogenic or likely pathogenic variants eventually develop PitNETs]。

与有症状的病例相比，通过靶向临床筛查诊断的个体表现出更好的临床结果，因为他们的垂体病变通常不那么广泛，通常对标准治疗干预反应充分。相比之下，迄今为止，通过产前检测，仅在一个个体的临床疾病发病前发现了GPR101变异。考虑到X-LAG的发病早，应尽早(植入前、产前或出生时)进行基因检测，并在婴儿期早期开始随访。

对于MEN1变异携带者进行生化和影像学筛查的推荐年龄因综合征的不同组成部分而异，从5岁(PitNETs和胰岛素瘤)到20岁(胃泌素瘤)不等。对于PitNETs，建议患者每年进行一次血清IGF-1和泌乳素检测，每三年进行一次MRI检查。相比之下，PRKAR1A变异携带者的生长激素细胞瘤筛查需要动态激素测量，因为垂体病变通常在MRI中不明显，尽管没有确定的开始监测的年龄。

由于PitNETs不是MEN2的典型表现，因此未纳入RET变异携带者的随访。同样，对于SDHB、SDHD和TSC2变异携带者，生长激素细胞瘤的筛查并不是推荐的监测的一部分，对于携带CDKN1B和MAX缺陷的个体的随访也没有明确的建议。

结论

随着强大的基因测序工具的发展，近年来，我们对肢端肥大症和巨人症的遗传基础的了解大大增加。研究有助于描述这些个体的常规遗传分析的明确适应证，而这些适应证最近才开始成为临床管理指南的一部分。目前，在大多数生长激素超量的个体中，基于NGS的全套是最具成本效益的测试选择，尽管在特殊情况下需要其他技术。遗传数据对预后、临床策略定制和遗传咨询具有重要意义。由于有针对性地筛查变异携带者，使得早期诊断成为可能，并能及时干预，改善临床结果。然而，进入基因检测实验室的机会不均衡，危及采用的个性化医疗策略，并加剧了地理区域之间的健康差距。进一步的研究应集中于充分描述最新的遗传关联，以及标准化和降低基因检测的成本。