2022, Vol. 21
尿道下裂是儿童常见泌尿生殖系统出生缺陷之一，不同种族和地域的发病率有差异，在新生男婴中发病率为3/1 000~8/1 000[1]。近30年来，受环境雌激素、药物和孕期内分泌疾病等因素影响，尿道下裂发病率有逐年上升的趋势[2]。国内外文献中关于双胞胎与尿道下裂发生之间的关系报道较少，相对于散发病例而言，双胞胎可较好控制遗传因素和环境因素，更有利于分析尿道下裂的致病因素。
文献报道双胞胎是发生尿道下裂的危险因素之一，一项大型病例对照研究表明，相较于散发病例，双胞胎更易患尿道下裂[3-4]。Visser等[5]分析了350对同卵双胞胎和303对异卵双胞胎的临床资料，发现尿道下裂的发病率分别为4%和1%。同样，Fredell等[6]提出同卵双胞胎伴低出生体重者更易患尿道下裂，因为同卵双胞胎的遗传因素相似，所以能更准确地说明低出生体重与尿道下裂发生之间的关系，但是该研究缺乏异卵双胞胎的数据。此外，在临床工作中观察到双胞胎儿童中体重相对较轻者更易发生尿道下裂[7]。本研究通过分析同卵和异卵双胞胎尿道下裂患者的特点，探讨双胞胎儿童出生体重与尿道下裂之间的关系。
材料与方法 一、研究对象回顾性分析2013年1月至2020年1月由首都医科大学附属北京儿童医院泌尿外科收治的42对双胞胎尿道下裂患儿临床资料，所有双胞胎均为男性，且至少双胞胎之一患尿道下裂。排除性别发育异常、染色体核型异常、Denys-Drash综合征和WAGR综合征、内分泌疾病以及先天性心脏病患者。其中同卵双胞胎23对，均患尿道下裂10对，其一患尿道下裂13对; 异卵双胞胎19对，均患尿道下裂2对，其一患尿道下裂17对。本研究通过首都医科大学附属北京儿童医院伦理委员会审查(2012 - 24)。涉及人类受试者的所有研究过程均符合首都医科大学附属北京儿童医院的伦理标准和1964年赫尔辛基宣言及其后来的修正案或类似的伦理标准。
二、检查方法收集双胞胎静脉血各3 mL，使用天根DNA提取试剂盒提取DNA，应用agilentv6试剂盒进行全外显子建库，采用illumina测序仪测序、plink软件对双胞胎的外显子层面突变位点进行亲缘关系分析，最终关系评分>0.9分判断为同卵双胞胎，评分在0.3~0.9分判断为异卵双胞胎。
三、资料收集及相关定义分析42对双胞胎临床资料，记录母孕期黄体酮应用情况、怀孕年龄、妊娠期高血压、吸烟史、饮酒史，记录双胞胎中患尿道下裂儿和未患尿道下裂者的出生体重，记录尿道下裂患者尿道开口位置、合并畸形等信息。低出生体重定义为胎儿出生时体重低于2 500 g。极低出生体重定义为胎儿出生时体重低于1 500 g。
四、统计学处理采用SPSS 24.0软件进行数据整理和统计分析。对于出生体重等正态分布的计量资料以x±s表示，两组间比较采用独立样本t检验。采用单因素Logistic回归分析尿道下裂的致病因素，计算OR值及95%可信区间。以P < 0.05为差异有统计学意义。
结果 一、双胞胎一般情况及尿道下裂临床分型42对双胞胎中共有尿道下裂54例，其中阴茎头及冠状沟型(Ⅰ型)6例，阴茎体型(Ⅱ型)20例，阴茎阴囊型(Ⅲ型)22例，会阴型(Ⅳ型)6例，详见表 1。合并鞘膜积液3例，腹股沟斜疝3例，单侧睾丸下降不全1例，单侧睾丸发育不良1例(染色体核型分析和全外显子测序排除性别发育异常和Denys Drash综合征)，肾母细胞瘤2例，弱视1例。分娩方式均为剖腹产，孕期应用黄体酮保胎15对，试管婴儿5对，产妇高龄(怀孕时年龄大于35周岁)3例、妊娠高血压2例。母孕期均无吸烟史及饮酒史。
| 表 1 42对双胞胎中54例尿道下裂患儿表型情况[n(%)] Table 1 Phenotypes of 54 cases of hypospadias in 42 pairs of twins[n(%)] |
|
23对同卵双胞胎中有10对(43.48%)同时患尿道下裂，而19对异卵双胞胎中仅2对(10.52%)同时患尿道下裂。因此相对于异卵双胞胎而言，同卵双胞胎更易同时患尿道下裂(OR=6.500，95%CI: 1.217~35.124)，见表 2。
| 表 2 同卵和异卵双胞胎与双胞胎同时患病或其一患病的关联性分析 Table 2 Analysis of simultaneous or single hypospadias in monozygotic and dizygotic twins |
|
|
13例同卵双生尿道下裂患儿出生体重为(1 805±437)g，17例异卵双生尿道下裂患儿出生体重为(2 076±677)g，差异无统计学意义(t=-1.255，P=0.220)。
只有其一患尿道下裂的13对同卵双胞胎中，患尿道下裂和未患尿道下裂者出生体重分别为(1 805±437)g和(2 598±582)g，差异有统计学意义(t=3.929，P=0.001)。尿道下裂均发生于双胞胎中体重较低者，其中3例体重相差小于500 g，7例体重相差500~1 000 g，3例体重相差超过1 000 g。同卵双胞胎中患尿道下裂者平均体重为未患尿道下裂者平均体重的70.48%。
只有其一患尿道下裂的17对异卵双胞胎中，患尿道下裂和未患尿道下裂者出生体重分别为(2 077±677)g和(2 527±478)g，差异有统计学意义(t=2.242，P=0.032)。除1例尿道下裂发生于双胞胎中体重较重者外，其余16例尿道下裂均发生于体重较轻者，其中8例体重相差小于500 g，6例体重相差在500~1 000 g，2例体重相差超过1 000 g。患尿道下裂者平均体重为其双胞胎中未患尿道下裂者的78.94%。同卵双胞胎中尿道下裂患儿出生体重较未患尿道下裂者低(793±431)g，异卵双胞胎中尿道下裂患儿出生体重较未患尿道下裂者低(533±469)g，差异具有统计学意义(P=0.043)。
同卵双胞胎其一患尿道下裂者中，低出生体重(OR=25.955，95%CI: 2.069~325.556，P=0.012)是发生尿道下裂的危险因素，13例尿道下裂患儿体重均低于正常，其中低出生体重儿9例，极低出生体重儿4例，见表 3。异卵双胞胎其一患尿道下裂者中，低出生体重(OR=3.929，95%CI: 1.041~13.837，P=0.044)是发生尿道下裂的危险因素。
| 表 3 同卵和异卵双胞胎中患尿道下裂与未患尿道下裂者出生体重情况 Table 3 Birth weight of patients with or without hypospadias in monozygotic and dizygotic twins |
|
|
15对双胞胎母孕期应用了黄体酮，其中21例患尿道下裂，9例未患尿道下裂，见表 4。孕期应用黄体酮，不会增加双胞胎患尿道下裂的风险(OR=1.458，95%CI: 0.572~3.853，P=0.416)，虽然OR值大于1，但无统计学意义。
| 表 4 母孕期使用黄体酮以及出生体重与双胞胎尿道下裂发生情况的关系 Table 4 Relationship between progesterone use during pregnancy, birth weight and hypospadias in twins |
|
|
双胞胎中，出生体重正常、低出生体重以及极低出生体重儿尿道下裂的发生率分别为43.33%、74.42%和81.82%。本研究中的42对双胞胎中，低出生体重是发生尿道下裂的危险因素(OR=4.124，95%CI: 1.588~10.710，P=0.004)，与正常出生体重儿相比，低出生体重儿患尿道下裂的风险是正常出生体重儿的5.885倍(OR=5.885，95%CI: 1.082~32.014，P=0.040)，极低出生体重儿患尿道下裂的风险是正常出生体重儿的3.804倍(OR=3.804，95%CI: 1.406~10.293，P=0.009)，见表 4。
讨论引起尿道下裂的病因包括胎儿自身因素和母体胎盘因素两方面，最常见的胎儿自身因素是基因或染色体异常[8]。WT1基因、5α还原酶相关基因、雄激素受体相关基因(androgen receptor gene，ARg)等均可引起尿道下裂这一表型。染色体异常通常合并性别发育异常，如混合性性腺发育不全(45XO)和卵睾DSD。母体胎盘因素包括高龄产妇、双胞胎、吸烟、药物、饮酒和妊娠高血压等[9]。本组高龄产妇3例，孕期应用黄体酮保胎15例，妊娠高血压2例。母体激素中，人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin, HCG)是诱导胎儿睾丸间质细胞分泌睾酮的主要物质，大部分HCG由胎盘产生，少部分由胎儿垂体分泌，胎儿孕8~12周时血清HCG达到顶峰，此时期是生殖结节发育和尿道融合的关键时期[10]。当HCG水平下降或胎盘功能不良时，激素水平不足以同时供应双胞胎儿外生殖器发育，体重较轻者耐受性相对较差，更易发生尿道下裂[11]。
尿道下裂是因前尿道发育不全而导致尿道开口达不到正常位置，即尿道口可能出现在正位尿道口近端至会阴部之间的任何位置，如开口于阴茎体腹侧、阴囊或会阴等部位[12]。胚胎第7~12周是男性阴茎及尿道发育的关键时期，如在此阶段雄激素合成不全或受过量雌激素干扰，则容易导致尿生殖褶融合异常，尿道沟闭合不完全，形成尿道下裂[13]。尿道下裂是多因素疾病，其发病机制与基因、内分泌、胎盘功能和母体激素水平等相关[14]。尿道下裂患儿的兄弟患尿道下裂的风险是正常人的10倍，8%的尿道下裂患儿父亲以及14%的患儿兄弟也患有尿道下裂[15]。尿道下裂和遗传因素相关，如WT1基因突变，常以肾母细胞瘤、Denys-Drash综合征和WAGR综合征的形式共同发病[11]。自孕8周开始，HCG刺激睾丸间质细胞产生睾酮，至孕12周时达到顶峰，当母体胎盘分泌HCG不足以供应双胞胎或因胎盘因素导致激素分配不均时，双胞胎中体重较轻者获取的营养物质和激素减少，因此体重较低者易发生尿道下裂[16-17]。本研究中双胞胎之一患尿道下裂者有30例，其出生体重均低于未患尿道下裂者。
孕期生殖结节的发育受雄激素密切影响，任何可以干扰雄性激素合成或者活性的情况，都可能影响其正常发育。黄体酮作为可干扰雄激素作用的激素之一，是否会引起尿道下裂尚存争议[18-19]。本组42对双胞胎中，15对(35.7%)母孕期应用了黄体酮，其中21例患尿道下裂，9例未患尿道下裂，结果提示孕期应用黄体酮不会增加双胞胎患尿道下裂的风险。
同卵双胞胎具有相同的遗传基因，当双胞胎之一患尿道下裂时，其体重较未患尿道下裂者低。本组数据提示，在同卵双胞胎中，患尿道下裂者出生体重较未患尿道下裂者低，差值大于异卵双胞胎(P=0.043)，这提示除遗传因素外，胎盘功能不足可能是导致低出生体重和尿道下裂的原因之一。在尿道发育的关键时期，体重低的同卵双胞胎因胎盘功能不足，不能获得足够的激素和营养，导致尿道下裂和低出生体重。同卵双胞胎在遗传因素一致的情况下，低出生体重和尿道下裂具有相关性。本研究结果提示，同卵双胞胎之一患尿道下裂者中，低出生体重是其发生尿道下裂的危险因素。异卵双胞胎的基因和环境虽然不完全相同，但本组研究结果显示，尿道下裂更易发生于异卵双胞胎中体重较低者。Fredell报道18对同卵双胞胎中，16例尿道下裂患儿为双胎中体重较低者[6]。同样，Visser等[5]报道，10对同卵双胞胎其一患病组中，9例尿道下裂发生于低出生体重者。本组同卵双胞胎其一患病共有13对，尿道下裂均发生于双胞胎中体重较轻者，该结果与文献报道一致[5-6]。此外，在散发病例中，尿道下裂更易发生于低出生体重者[20]。双胞胎出生体重不一致与胎盘功能不良有关，营养物质在双胞胎中分配不均，特别是供应低出生体重者的激素水平下降，导致外生殖器发育异常，故体重较低者更易发生尿道下裂[21]。本组共有30对双胞胎其一患尿道下裂，其中29例患病者为双胞胎中出生体重体较轻者。在同卵双生的患儿中，其一患病组双胞胎间平均体重的差异大于双胞胎均患病组，由此推测相较于基因因素而言，胎盘不能均衡供应双胎相等的营养物质和激素水平，是导致尿道下裂发生的主要原因。
综上所述，同卵和异卵双胞胎中出生体重较低者更易患尿道下裂。本研究的不足之处在于：一是样本量较小，特别是异卵双胞胎同时患尿道下裂的病例较少，但是回顾国内外尿道下裂文献，本研究是目前样本量最大的双胞胎尿道下裂单中心研究，下一步需要分析全部双胞胎尿道下裂外显子测序结果，以进一步明确遗传因素对双胞胎尿道下裂的影响，如受精后染色体畸变、不同的印迹机制、X染色体失活、核苷酸重复扩增或体细胞突变等，为阐述低出生体重、遗传因素、双胞胎与尿道下裂之间的关系提供依据。二是未纳入正常男性双胞胎作为对照组，以更好地控制混杂因素。此外，在后续的研究中，需要加强与产科的密切合作，纳入孕期激素水平变化、胎盘功能、羊水量、产后胎盘病理检查等数据，为明确尿道下裂的病因提供更多依据。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
作者贡献声明 文献检索为林德富、黄洋阅，论文调查设计为孙宁、宋宏程，数据收集与分析为林德富、黄洋阅，论文结果撰写为林德富，论文讨论分析为张潍平
| [1] |
Springer A, van den Heijkant M, Baumann S. Worldwide prevalence of hypospadias[J]. J Pediatr Urol, 2016, 12(3): 152.e1-e7. DOI:10.1016/j.jpurol.2015.12.002 |
| [2] |
Dave S, Liu K, Garg AX, et al. Secular trends in the incidence and timing of surgical intervention for congenital undescended testis and surgically treated hypospadias in Ontario, Canada between 1997 and 2007[J]. J Pediatr Urol, 2018, 14(6): 552.e1-e7. DOI:10.1016/j.jpurol.2018.07.003 |
| [3] |
Nordenvall AS, Frisén L, Nordenström A, et al. Population-based nationwide study of hypospadias in Sweden, 1973 to 2009:Incidence and risk factors[J]. J Urol, 2014, 191(3): 783-789. DOI:10.1016/j.juro.2013.09.058 |
| [4] |
Rider RA, Stevenson DA, Rinsky JE, et al. Association of twinning and maternal age with major structural birth defects in Utah, 1999 to 2008[J]. Birth Defects Res A Clin Mol Teratol, 2013, 97(8): 554-563. DOI:10.1002/bdra.23156 |
| [5] |
Visser R, Burger NC, van Zwet EW, et al. Higher Incidence of Hypospadias in Monochorionic Twins[J]. Twin Res Hum Genet, 2015, 18(5): 591-594. DOI:10.1017/thg.2015.55 |
| [6] |
Fredell L, Lichtenstein P, Pedersen NL, et al. Hypospadias is related to birth weight in discordant monozygotic twins[J]. J Urol, 1998, 160(6 Pt 1): 2197-2199. DOI:10.1097/00005392-199812010-00084 |
| [7] |
柳琪, 单振潮, 梁仁章, 等. 尿道下裂患者临床特征及危险因素分析[J]. 临床小儿外科杂志, 2019, 18(10): 854-858. Liu Q, Shan ZC, Liang RZ, et al. Clinical features and pathogenic risk factors of hypospadias in children[J]. J Clin Ped Sur, 2019, 18(10): 854-858. DOI:10.3969/j.issn.1671-6353.2019.10.011 |
| [8] |
Skakkebaek NE, Rajpert-De Meyts E, Buck Louis GM, et al. Male Reproductive Disorders and Fertility Trends: Influences of Environment and Genetic Susceptibility[J]. Physiol Rev, 2016, 96(1): 55-97. DOI:10.1152/physrev.00017.2015 |
| [9] |
van Rooij IA, van der Zanden LF, Brouwers MM, et al. Risk factors for different phenotypes of hypospadias: results from a Dutch case-control study[J]. BJU Int, 2013, 112(1): 121-128. DOI:10.1111/j.1464-410X.2012.11745.x |
| [10] |
Thankamony A, Pasterski V, Ong KK, et al. Anogenital distance as a marker of androgen exposure in humans[J]. Andrology, 2016, 4(4): 616-625. DOI:10.1111/andr.12156 |
| [11] |
Lauriot Dit Prevost A, Genin M, Occelli F, et al. Spatial analysis of hypospadias cases in northern France: taking clinical data into account[J]. BMC Pediatr, 2020, 20(1): 442. DOI:10.1186/s12887-020-02332-1 |
| [12] |
黄方圆, 周玥, 沈炼桔, 等. mTOR自噬信号通路和凋亡在DEHP致SD尿道下裂胎鼠中的改变[J]. 中华小儿外科杂志, 2018, 39(5): 383-388. Huang FY, Zhou Y, Shen LJ, et al. Changes of mTOR autophagy pathway and apoptosis in hypospadiac fetal rats induced by di (2-ethylhexyl) phthalate[J]. Chin J Pediatr Surg, 2018, 39(5): 383-388. DOI:10.3760/cma.j.issn.0253-3006.2018.05.013 |
| [13] |
Hua XG, Hu R, Hu CY, et al. Associations between hypospadias, cryptorchidism and anogenital distance: Systematic review and meta-analysis[J]. Andrologia, 2018, 50(10): e13152. DOI:10.1111/and.1315210 |
| [14] |
Ollivier M, Paris F, Philibert P, et al. Family History is Underestimated in Children with Isolated Hypospadias: A French Multicenter Report of 88 Families[J]. J Urol, 2018, 200(4): 890-894. DOI:10.1016/j.juro.2018.04.072 |
| [15] |
Diposarosa R, Pamungkas KO, Sribudiani Y, et al. Description of mutation spectrum and polymorphism of Wilms' tumor 1 (WT1) gene in hypospadias patients in the Indonesian population[J]. J Pediatr Urol, 2018, 14(3): 237. e1-e7. DOI:10.1016/j.jpurol.2017.11.021 |
| [16] |
Hendrix N, Berghella V. Non-placental causes of intrauterine growth restriction[J]. Semin Perinatol, 2008, 32(3): 161-165. DOI:10.1053/j.semperi.2008.02.004 |
| [17] |
李明勇, 王星, 石秦林, 等. Smad7, Smad3和Smad2在DEHP诱导的尿道下裂大鼠阴茎中的表达[J]. 临床小儿外科杂志, 2018, 17(2): 136-140. Li MY, Wang X, Shi QL, et al. Exprssion of Smad7, Smad3 and Smad2 in the hypospadiac penis of fetal rats induced by DEHP[J]. J Clin Ped Sur, 2018, 17(2): 136-140. DOI:10.3969/j.issn.1671-6353.2018.02.012 |
| [18] |
Agras K, Shiroyanagi Y, Baskin LS. Progesterone receptors in the developing genital tubercle: implications for the endocrine disruptor hypothesis as the etiology of hypospadias[J]. J Urol, 2007, 178(2): 722-727. DOI:10.1016/j.juro.2007.03.110 |
| [19] |
Elizur SE, Tulandi T. Drugs in infertility and fetal safety[J]. Fertil Steril, 2008, 89(6): 1595-1602. DOI:10.1016/j.fertnstert.2008.02.092 |
| [20] |
Hussain N, Chaghtai A, Herndon CD, et al. Hypospadias and early gestation growth restriction in infants[J]. Pediatrics, 2002, 109(3): 473-478. DOI:10.1542/peds.109.3.473 |
| [21] |
Joodi M, Amerizadeh F, Hassanian SM, et al. The genetic factors contributing to hypospadias and their clinical utility in its diagnosis[J]. J Cell Physiol, 2019, 234(5): 5519-5523. DOI:10.1002/jcp.27350 |