关于健康中国成年人中六种雄激素“旁路途径”类固醇参考区间的研究

《Clinica Chimica Acta》：Study on the reference intervals of six androgen “backdoor pathway” steroids in healthy Chinese adults

本研究通过UPLC-MS/MS方法测定健康中国成年人血浆中6种雄激素旁路代谢物，建立性别和年龄分层的参考区间，为临床鉴别多囊卵巢综合征和先天性肾上腺皮质增生症提供依据。

　　

刘永奇|蔡苏苏|孙新欣|韩玉霞|孔旭静|周建峰|陈宝荣|李增和

北京化工大学化学学院，中国北京 100029

摘要

背景

雄激素旁路途径中的类固醇对于识别高雄激素血症以及区分多囊卵巢综合征（PCOS）和非经典先天性肾上腺增生（CAH）至关重要。然而，目前尚缺乏这些类固醇在健康成年人中的参考区间（RI）。

方法

2025年1月至7月期间，从北京两家医院的健康检查参与者中招募了266名年龄在20至60岁之间的健康成年人（136名男性和130名女性）。使用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）技术测定了六种旁路途径中的类固醇，包括5α-二氢孕酮（5α-DHP）、17OH-二氢孕酮（17OH-DHP）、17OH-孕烯醇酮（17OH-Allo）、雄甾酮（AN）、雄甾二醇（3α-二醇）和5α-二氢睾酮（DHT）。根据性别和年龄建立了相应的参考区间（RI）。

结果

建立了按性别分层的参考区间（20–60岁）：在男性中，5α-DHP < 25.3–264 pmol/L，17OH-DHP < 24.1–50.9 pmol/L，17OH-Allo < 53.8–433 pmol/L，AN 293–1766 pmol/L，3α-二醇 184–1046 pmol/L，DHT 350–1882 pmol/L；在女性中，5α-DHP < 25.3–725 pmol/L，17OH-DHP < 24.1–34.7 pmol/L，17OH-Allo < 53.8–258 pmol/L，AN 171–1210 pmol/L，3α-二醇 37.9–766 pmol/L，DHT 31.3–437 pmol/L。进一步为选定的类固醇建立了按性别和年龄分层的参考区间（20–40岁/41–60岁）：在男性中，5α-DHP < 25.3–287 pmol/L，17OH-Allo < 53.8–258 pmol/L；在女性中，5α-DHP < 25.3–835 pmol/L，17OH-Allo < 25.3–281 pmol/L。

结论

本研究为健康中国成年人中的六种雄激素旁路途径类固醇建立了性别和年龄特异性的参考区间。

引言

类固醇激素是调节内分泌稳态和生殖功能的重要因素[1]，[2]。参与类固醇生物合成或代谢的关键酶的缺陷可能会破坏激素平衡，导致高血压、发育异常、月经失调和不孕等病症[3]，[4]，[5]，[6]，[7]。因此，准确量化类固醇激素对于这些疾病的诊断、鉴别诊断和临床管理至关重要。

雄激素是一大类类固醇激素，在性别分化和男性生殖发育中起着重要作用[8]。正常的男性性发育依赖于睾酮（T）和二氢睾酮（DHT），其中外生殖器的形成主要由DHT介导[9]。在经典的雄激素生物合成途径中，5α-还原酶2型（由SRD5A2编码）将T转化为DHT[10]。除了经典途径外，DHT还可以通过旁路途径合成，该途径以孕酮（P）或17OH-孕酮（17OHP）为前体，依次通过5α-二氢孕酮（5α-DHP）、17OH-二氢孕酮（17OH-DHP）、17OH-孕烯醇酮（17OH-Allo）、雄甾酮（AN）和雄甾二醇（3α-二醇）等中间体生成DHT[11]。在特定的生理或病理条件下，旁路途径可以被激活，可能成为雄激素的另一种来源[11]，[12]。

基于人群的研究表明，雄激素旁路途径在胎儿发育期间特别活跃。O'Shaughnessy等人报告称，AN是妊娠中期男性胎儿循环中的主要旁路雄激素，主要来源于胎盘中的P在非生殖组织中的代谢产物。男性胎儿的肾上腺AN水平也显著升高。相比之下，女性胎儿的循环AN和T浓度显著较低，这突显了在性别分化关键时期旁路途径的重要性[13]。类固醇生物合成需要多种细胞色素P450酶的协同作用，这些酶由不同的CYP基因编码，包括CYP11A1、CYP11B1、CYP11B2、CYP17A1、CYP19A1和CYP21A2[14]。在旁路途径中，5α-还原酶1型（由SRD5A1编码）介导早期的5α-还原步骤，而P450c17（由CYP17A1编码）在经典途径和旁路途径中都起作用，并影响两者之间的底物流动[11]，[15]。出生后，5α-还原酶1型活性下降，而P450c17保持活性，导致旁路途径活性减弱。相反，P450c17活性降低或缺失会限制经典途径，并使底物转向旁路代谢[16]。

在病理条件下，旁路途径可能异常激活，导致5α-DHP、17OH-DHP和AN等中间体水平升高。它还与包括先天性肾上腺增生（CAH）、多囊卵巢综合征（PCOS）、多毛症和不孕症在内的内分泌疾病有关[17]，[18]。越来越多的证据表明，旁路类固醇代谢表现出疾病特异性模式。例如，PCOS患者的旁路途径相关基因和蛋白质表达上调，血清AN和3α-二醇水平升高，而17OH-Allo基本保持不变[19]，[20]。在CAH患者中，21-羟化酶缺乏（21OHD）患者的所有年龄组中旁路代谢物水平均升高，新生儿中的升高最为明显[21]。我们之前的研究表明，不同亚型的CAH患者具有不同的旁路激活模式。与健康对照组相比，21OHD和11β-羟化酶缺乏（11β-OHD）患者的血浆中5α-DHP、17OH-DHP、17OH-Allo和AN水平升高，而3α-二醇保持不变。此外，21OHD患者中5α-DHP、17OH-DHP和17OH-Allo的升高通常比11β-OHD更为显著[22]。典型的21OHD特征是P和17OHP水平显著升高。即使在P450c17活性保持的情况下，旁路途径也显著激活，表明AN水平升高与旁路代谢增强有关[23]。相比之下，11β-OHD主要表现为11-脱氧皮质酮和11-脱氧皮质醇水平升高，P和17OHP水平通常正常或仅轻微升高，导致旁路代谢物的增加相对温和[4]，[5]。17α-羟化酶缺乏（17α-OHD）患者表现出上游旁路类固醇（如5α-DHP）的积累，同时下游代谢物（如17OH-Allo、AN和3α-二醇）减少，这与P450c17活性受损导致底物积累和下游转化受限一致[24]。总体而言，旁路类固醇谱的变化强烈依赖于酶，并表现出疾病特异性模式。全面分析这一类固醇谱有助于识别雄激素生物合成中的疾病特异性变化，并提高对雄激素代谢障碍的诊断区分能力，无论是否存在明显的高雄激素血症。

在临床实践中，来自健康人群的参考区间（RI）对于解释类固醇激素水平以及指导雄激素代谢障碍的临床评估和管理至关重要[25]。类固醇谱的复杂性——包括分析物之间的结构相似性、低循环浓度以及年龄和性别的生理差异——需要高灵敏度和特异性的分析方法[26]，[27]。传统的免疫测定方法受到交叉反应性的限制，这影响了它们准确区分结构相关类固醇的能力，并限制了其在全面类固醇分析中的应用[28]，[29]，[30]。由于具有高灵敏度、特异性和分析准确性，液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）已成为常规临床类固醇分析的首选方法[31]，[32]。虽然经典雄激素（如脱氢表雄酮、T和DHT）的参考区间已经建立[33]，[34]，[35]，[36]，[37]，但雄激素旁路途径中几种关键类固醇的参考数据仍然有限[38]。由于这些代谢物受性别、年龄和个体差异的影响，基于健康人群建立RI并将其整合到常规临床实践中对于准确解释结果、改善雄激素代谢障碍的检测和增强鉴别诊断至关重要，尤其是在与高雄激素血症相关的疾病中。

在本研究中，从两家医院招募了符合世界卫生组织（WHO）健康参考个体标准的健康成年志愿者[39]。采用了一种高灵敏度的实验室开发的UPLC-MS/MS方法，准确测定了雄激素旁路途径中的六种关键类固醇，包括5α-DHP、17OH-DHP、17OH-Allo、AN、3α-二醇和DHT[22]（图1）。为健康中国成年人建立了按性别和年龄分层的参考区间，以支持雄激素代谢相关疾病的鉴别诊断。

研究对象

2025年1月至7月期间，从北京航空航天总医院和中国人民解放军总医院第五医疗中心连续招募了18至60岁的健康成年人。参与者根据预定义的纳入和排除标准进行了筛选。共有266人符合资格标准，包括136名男性和130名女性。排除标准如下：（1）体重指数（BMI）>25.0 kg/m2或<18.5 kg/m2；

受试者的一般特征

基于Dixon检验的异常值检测未在任何性别或年龄分层的类固醇亚组中发现异常值；因此，没有样本被排除，所有参与者均被纳入最终分析（表1）。

按性别分层的参考区间

由于雄激素浓度存在性别差异，研究队列按性别分层，以比较雄激素旁路途径中六种类固醇的浓度。与女性相比，男性的5α-DHP水平较低，但17OH-Allo和AN的水平显著较高

讨论

高雄激素血症是一种常见的内分泌疾病，其特征是类固醇激素水平升高，尤其是雄激素水平升高，这些激素是重要的诊断标志物，有助于区分临床相似的疾病[17]。雄激素旁路途径是雄激素生物合成的关键途径，对该途径的激素检测在疾病早期检测、分类、诊断和监测治疗效果中起着重要作用[17]，[38]。本研究是首次建立

结论

本研究使用UPLC-MS/MS方法为健康中国成年人的血浆中的5α-DHP、17OH-DHP、17OH-Allo、AN、3α-二醇和DHT建立了初步的参考区间（RI），为临床实践中准确诊断高雄激素血症及相关疾病提供了基础。

作者贡献声明

刘永奇：撰写——初稿、可视化、研究、数据分析。蔡苏苏：研究、数据分析。孙新欣：资源提供。韩玉霞：资源提供。孔旭静：监督、数据管理。周建峰：项目管理。陈宝荣：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、数据管理、概念构思。李增和：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、数据管理、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

感谢中国人民解放军总医院第五医疗中心和北京航空航天总医院提供临床样本。