StudyMed医師国家試験

男児のように見える女児と黒い皮膚―ステロイド合成の「通行止め」から21-水酸化酵素欠損症を読み解く

第101回医師国家試験 A問題 第49問

国試問題にチャレンジ

第101回 A問題 第49問

生後7日の新生児。低血糖が持続し,次第に不活発になったため産科診療所から搬入された。在胎36週,出生体重2,580g。Apgarスコア5点(1分)で蘇生を受けた。皮膚は黒い。腟はあるが,陰核が大きく発達して,一見男児の外性器様である。 この患児の血中で低下が予想されるのはどれか。

  1. a.ナトリウム
  2. b.カリウム
  3. c.ACTH
  4. d.17α-ヒドロキシプロゲステロン
  5. e.血漿レニン活性

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は新生児の外性器の異常、皮膚の色、生後1週ごろの全身状態の悪化から、副腎の病気を見抜く問題だ。診断がついたら、ホルモン合成のどこが止まっていて、何が増え何が減るのかを経路に沿って考えよう。まず、外性器の所見をどう解釈する?
医学生医学生
腟があるので女の子ですよね。それなのに陰核が大きいというのは、お腹の中で男性ホルモンを浴びたということでしょうか。
ドクタードクター
その通り。内性器は女性型だから46,XXの女児と考えられる。胎児期に過剰なアンドロゲンにさらされて外性器が男性化したわけだ。それに皮膚の色素沈着と、生後1〜2週ごろからの低血糖や活気低下が加わると、何を考える?
医学生医学生
先天性副腎皮質過形成で、一番多い21-水酸化酵素欠損症ですか。小児科の実習で、新生児マススクリーニングの対象疾患だと教わりました。
ドクタードクター
正解。全体の約90%を占める病型だ。では、ステロイド合成経路で21-水酸化酵素が欠けると何が起こるか考えよう。この酵素はコルチゾールとアルドステロン、両方の合成に必要なんだ。
医学生医学生
両方とも作れなくなるということですね。コルチゾールが足りないから低血糖になる、で合っていますか。
ドクタードクター
合っている。コルチゾールは糖新生を支えるからね。さらにコルチゾールが低いと負のフィードバックが外れて、下垂体からACTHがどんどん出る。ACTHはPOMCという前駆体から切り出されるとき、メラノサイトを刺激する断片も一緒にできるので、皮膚が黒くなるんだ。
医学生医学生
だから色素沈着が出るんですね。ACTHは上がる、と。
ドクタードクター
そう。そしてACTHに刺激され続けた副腎皮質は過形成を起こす。これが病名の由来だ。行き止まりになった酵素の手前には何が溜まると思う?
医学生医学生
21-水酸化酵素の基質なので、17α-ヒドロキシプロゲステロンです。生化学の講義で経路図を何度も書かされました。
ドクタードクター
いいね。17-OHPは代謝されずに蓄積し、ACTHの刺激で産生も増えるから著明に上がる。マススクリーニングで測っているのもこれだ。ただし早産児や重症の新生児はストレスで偽陽性になりやすい点も覚えておこう。溜まった前駆体は、酵素障害のないアンドロゲン合成経路へ流れ込む。これが女児の男性化の正体だ。
医学生医学生
なるほど、通れない道の代わりに男性ホルモン側へ流れていくんですね。じゃあアルドステロンが足りないほうは、電解質に出てきますか。
ドクタードクター
そこが今回の問いの核心だ。アルドステロンは腎臓の集合管でナトリウムを再吸収し、代わりにカリウムを排泄させるホルモンだね。それが作れないとどうなる?
医学生医学生
ナトリウムが尿に逃げて低ナトリウム血症、カリウムは出せないので高カリウム血症です。カリウムは上がるので低下するものではないですね。
ドクタードクター
その通り。だから低下が予想されるのはナトリウムだ。塩が失われて脱水になり、循環血液量が減ると腎臓の傍糸球体細胞が感知してレニンを増やす。アルドステロンによるフィードバックもないから、血漿レニン活性は上がる。
医学生医学生
整理すると、ACTH、17-OHP、レニン、カリウムは上がって、ナトリウムだけが下がるんですね。
ドクタードクター
完璧だ。ちなみに塩喪失症状が生後1〜2週で目立ってくるのは、胎盤を通じて受けていた母体のホルモンの影響が消えるころだからと説明されている。今回の生後7日という時期ともよく合う。放置すると脱水からショック、つまり副腎クリーゼに陥るから、早期診断がとても大事なんだ。
医学生医学生
男の子だと外性器では気づきにくいので、さらに危ないですね。
ドクタードクター
鋭い指摘だね。男児は出生時の外見がほぼ正常なことが多く、塩喪失症状やマススクリーニングで見つかる。未治療だと陰茎肥大や早すぎる二次性徴、骨年齢の進行による低身長を来す。それから、似た病名で逆の電解質異常を示すものもある。11β-水酸化酵素欠損症や17α-水酸化酵素欠損症では、鉱質コルチコイド作用をもつ11-デオキシコルチコステロンが溜まるので、塩喪失ではなく高血圧と低カリウム血症になるんだ。
医学生医学生
同じ副腎過形成でも、どこで止まるかで電解質が真逆になるんですね。治療はどうするんですか。
ドクタードクター
ヒドロコルチゾンでコルチゾールを補い、同時にACTHを抑えてアンドロゲンの過剰産生も止める。アルドステロンの代わりにフルドロコルチゾンを使い、乳児期は食塩も補う。感染や手術などのストレス時にはヒドロコルチゾンを増量するよう家族に指導することも大切だ。クリーゼのときは生理食塩水、ブドウ糖、ヒドロコルチゾン静注で対応する。

まとめ

女児の外性器男性化に皮膚の色素沈着、生後1〜2週の低血糖や活気低下が加われば、先天性副腎皮質過形成の大部分を占める21-水酸化酵素欠損症(塩喪失型)を考えます。この酵素はコルチゾールとアルドステロンの両方の合成に必要なため、ACTHが上昇して色素沈着と副腎過形成を起こし、蓄積した17-OHPがアンドロゲン経路に流れて男性化を来します。アルドステロン欠乏により尿中にナトリウムが失われて低ナトリウム血症となり、カリウムは上昇し、脱水を代償してレニンも上昇するため、低下するのはナトリウムです。11β-や17α-水酸化酵素欠損症ではDOCの蓄積で高血圧・低カリウム血症と逆の所見になる点も対比して押さえましょう。ステロイド合成経路の「通行止め」から増減を推論する考え方は、マススクリーニングの理解や副腎クリーゼへの早期対応につながります。

解答・解説

正解はaです

所見の整理

生後7日の新生児で、持続する低血糖と次第に進む活気の低下(不活発)がみられる。在胎36週・出生体重2,580gの早産・やや低出生体重児で、出生時に仮死(Apgar 1分値5点)があった。身体所見では皮膚が黒く(色素沈着)、腟は存在するものの陰核が著しく肥大し、一見すると男児の外性器のように見える。

診断へのプロセス

腟があることから内性器は女性型であり、染色体は46,XXの女児と考えられる。女児の外性器が男性化する(陰核肥大、陰唇の癒合など)のは、胎児期に過剰なアンドロゲンにさらされたためである。これに皮膚の色素沈着と、生後1~2週ごろに出現する低血糖・哺乳不良・活気低下が加わった場合、最も考えるべきは先天性副腎皮質過形成症(CAH)、なかでも頻度が最も高い21-水酸化酵素欠損症(全体の約90%)の塩喪失型である。 21-水酸化酵素が欠損すると、コルチゾールとアルドステロンが作れなくなる。コルチゾール不足は低血糖の原因となり、また負のフィードバックが外れて下垂体からのACTH分泌が増加する。ACTHは前駆体であるPOMC(プロオピオメラノコルチン)から切り出される際にα-MSH(メラニン細胞刺激ホルモン)様の作用をもつ断片とともに産生されるため、皮膚の色素沈着を来す。増えたACTHは副腎皮質を過形成させ、酵素の手前に溜まった17α-ヒドロキシプロゲステロン(17-OHP)などの前駆体は、酵素障害のないアンドロゲン合成経路へ流れ込む。その結果アンドロゲンが過剰となり、女児の外性器が男性化する。 一方、アルドステロン不足により腎臓の集合管でのナトリウム再吸収とカリウム排泄が障害され、低ナトリウム血症・高カリウム血症・脱水(塩喪失)が生じ、これを代償するためレニン-アンジオテンシン系が亢進する。塩喪失症状は胎盤経由の母体ホルモンの影響が消える生後1~2週ごろから顕在化することが多く、本例の発症時期とも合致する。

設問の考え方

各選択肢について、21-水酸化酵素欠損症の病態から増えるか減るかを考える。ホルモン欠乏の結果として増えるもの(ACTH、レニン)、酵素の手前に溜まるもの(17-OHP)、アルドステロン不足で貯留するもの(カリウム)はいずれも上昇し、低下するのはアルドステロン不足によって尿中に失われるナトリウムである。

選択肢考察

  1. ○a.  ナトリウム

    アルドステロンは腎臓の遠位尿細管・集合管の主細胞に作用し、上皮型ナトリウムチャネル(ENaC)やNa+/K+-ATPaseを増やしてナトリウムを再吸収させ、その代わりにカリウムを尿中へ排泄させるホルモンである。21-水酸化酵素欠損症ではアルドステロンが合成できないため、ナトリウムが尿中に失われ(塩喪失)、低ナトリウム血症と細胞外液量の減少(脱水)を来す。したがって低下が予想されるのはナトリウムである。重症例では脱水からショック(副腎クリーゼ)に陥るため、早期の診断と治療が重要である。

  2. ×b.  カリウム

    アルドステロンはナトリウム再吸収と引き換えにカリウムを尿中へ排泄させる作用をもつ。アルドステロンが欠乏すると腎からのカリウム排泄が減少するため、血中カリウムは上昇する(高カリウム血症)。高カリウム血症は不整脈の原因となりうるため、塩喪失型では心電図や血清カリウム値の監視が必要となる。

  3. ×c.  ACTH

    コルチゾールが作れないため、視床下部-下垂体への負のフィードバックが働かず、CRH(副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン)とACTHの分泌が亢進する。ACTHは上昇し、その持続的な刺激によって副腎皮質が過形成(両側副腎の腫大)を起こすことが「副腎皮質過形成」の名の由来である。また、ACTHとともにPOMC由来のメラノサイト刺激作用をもつペプチドが増えるため、本例のような皮膚の色素沈着を来す。

  4. ×d.  17α-ヒドロキシプロゲステロン

    17α-ヒドロキシプロゲステロン(17-OHP)は21-水酸化酵素の基質であり、酵素が欠損すると代謝されずに蓄積する。さらにACTH上昇による副腎の過剰刺激で前駆体の産生そのものも増えるため、17-OHPは著明に上昇する。この性質を利用して、日本では新生児マススクリーニングで乾燥ろ紙血の17-OHPを測定し、21-水酸化酵素欠損症を早期発見している。なお早産児や重症の新生児ではストレスにより17-OHPが偽陽性になりやすいことが知られている。

  5. ×e.  血漿レニン活性

    アルドステロン欠乏によってナトリウムと水が失われ循環血液量が減少すると、腎臓の傍糸球体細胞が腎灌流圧の低下を感知してレニン分泌を増やす。さらに、アルドステロンによる負のフィードバックも働かないため、血漿レニン活性は上昇する。低アルドステロン+高レニンの組み合わせは、副腎自体に原因がある原発性の鉱質コルチコイド欠乏を示す。

先天性副腎皮質過形成症(CAH)とは

副腎皮質でのステロイドホルモン合成酵素の先天的な欠損により、コルチゾールの産生が低下し、ACTHの過剰分泌を介して副腎皮質が過形成を来す疾患群である。常染色体潜性(劣性)遺伝形式をとる。日本では新生児マススクリーニングの対象疾患であり、約1.5~2万人に1人の頻度とされる。

ステロイド合成経路の要点

コレステロール → プレグネノロン → プロゲステロン → (21-水酸化酵素)→ 11-デオキシコルチコステロン → コルチコステロン → アルドステロン プレグネノロン → 17-OHプレグネノロン → 17-OHプロゲステロン → (21-水酸化酵素)→ 11-デオキシコルチゾール → (11β-水酸化酵素)→ コルチゾール 17-OHプレグネノロン/17-OHP → DHEA/アンドロステンジオン → テストステロン 21-水酸化酵素は鉱質コルチコイド系と糖質コルチコイド系の両方に必要なため、欠損するとコルチゾールとアルドステロンがともに低下し、行き場を失った前駆体がアンドロゲン系へ流れる。

主な病型の比較

・21-水酸化酵素欠損症(約90%):コルチゾール↓、アルドステロン↓(塩喪失型)、アンドロゲン↑。女児の外性器男性化、塩喪失(低Na・高K・脱水)、色素沈着。17-OHP↑。 ・11β-水酸化酵素欠損症:コルチゾール↓、アンドロゲン↑。11-デオキシコルチコステロン(DOC、鉱質コルチコイド作用をもつ)が蓄積するため、塩喪失ではなく高血圧・低カリウム血症を来す。 ・17α-水酸化酵素欠損症:コルチゾール↓、性ホルモン↓、DOC↑。高血圧・低カリウム血症、性腺機能低下(46,XYでも女性型外性器)。 ・3β-水酸化ステロイド脱水素酵素欠損症、リポイド副腎過形成症(StAR異常):いずれも全ステロイドが低下しやすく、塩喪失を来す。

21-水酸化酵素欠損症の臨床像

・女児(46,XX):出生時から陰核肥大・陰唇癒合などの外性器男性化(性分化疾患の代表的原因)。内性器(子宮・卵巣・腟)は女性型。 ・男児:出生時の外性器異常は目立たないことが多く、塩喪失症状やマススクリーニングで発見される。未治療では陰茎肥大や早期の二次性徴(仮性思春期早発症)、骨年齢促進による最終低身長を来す。 ・塩喪失型:生後1~2週ごろから哺乳不良、嘔吐、体重増加不良、脱水、活気低下、ショック(副腎クリーゼ)。低血糖を伴うこともある。

治療

・糖質コルチコイド(ヒドロコルチゾン)の補充:コルチゾールを補うとともにACTHを抑え、過剰なアンドロゲン産生を抑制する。感染・手術などのストレス時は増量する。 ・鉱質コルチコイド(フルドロコルチゾン)の補充と乳児期の食塩補充。 ・必要に応じて外性器の形成術。 ・急性の副腎不全(クリーゼ)では、生理食塩水の輸液、ブドウ糖投与、ヒドロコルチゾンの静注を行う。

POINT

・女児の外性器男性化+色素沈着+生後1~2週の哺乳不良・低血糖・活気低下→21-水酸化酵素欠損症(塩喪失型) ・21-水酸化酵素欠損症の検査:コルチゾール↓、アルドステロン↓、ACTH↑、17-OHP↑、アンドロゲン↑、レニン↑ ・電解質:Na↓、K↑(アルドステロン欠乏による)、代謝性アシドーシス・低血糖を伴うことがある ・17-OHPは新生児マススクリーニングの測定項目 ・11β-水酸化酵素欠損症・17α-水酸化酵素欠損症は、DOC蓄積により高血圧・低カリウム血症を来す点が21-水酸化酵素欠損症と対照的 ・治療はヒドロコルチゾン+フルドロコルチゾン(+食塩)

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。