Idiopathic central precocious puberty in a Klinefelter patient: highlights on gonadotropin levels and pathophysiology

Basic Clin Androl. 2020 Dec 9;30(1):19. doi: 10.1186/s12610-020-00117-1.

Abstract

Background: Idiopathic central precocious puberty (ICPP) is supposed to be non-existent in a context of testicular destruction that is typically present in Klinefelter syndrome (KS). Herein, we describe a rare case of ICPP in a Klinefelter patient (47,XXY) with 2 maternal X chromosomes. Moreover, we highlight the differences in gonadotropin levels in comparison to males with ICPP and a normal karyotype.

Case presentation: An 8 years old boy with a history of cryptorchidism was evaluated for precocious puberty (Tanner staging: P2/G3). Both testes measured 25x35mm. His hormonal profile confirmed a central origin of precocious puberty with high serum testosterone (4.3 ng/ml), luteinizing hormone [LH (3.5 UI/l)] and follicle stimulating hormone [FSH (7.7 UI/l)] levels. Luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) test amplified LH and FSH secretion to 24 and 14 UI/l respectively. Brain magnetic resonance imaging (MRI) was normal. No MKRN3 mutation was detected. He was treated for ICPP for two years. During puberty, he suffered from hypergonadotropic hypogonadism leading to the diagnosis of KS (47,XXY karyotype). Chromosomal analysis by fluorescent multiplex polymerase chain reaction (PCR) using X chromosome microsatellite markers identified 2 maternal X chromosomes. Analysing 8 cases of KS developing ICPP (our reported case and 7 other published cases) revealed that these KS patients with ICPP have higher LH and FSH levels during ICPP episode than in ICPP patients with a normal karyotype (ICPP with KS vs ICPP with a normal karyotype: LH levels 9.4 ± 12 vs 1.1 ± 0.6 UI/l; FSH levels 23.1 ± 38.5 vs 2.7 ± 1.5 UI/l). Furthermore, their response to gonadotropin-releasing hormone (GnRH) stimulation is characterized by excessive LH and FSH secretion (LH levels post-GnRH: 58 ± 48 vs 15.5 ± 0.8 UI/l; FSH levels post-GnRH: 49.1 ± 62.1 vs 5.7 ± 3.9 UI/l).

Conclusions: ICPP in boys is extremely rare. The pathophysiology of ICPP in KS is unknown. However, maternal X supplementary chromosome and early testicular destruction may play a significant role in the initiation of ICPP, in part explaining the relative "overrepresentation of ICPP in KS. Thus, karyotype analysis could be considered for boys suffering from ICPP, especially if testicular size is smaller or gonadotropins are significantly elevated.

Introduction: Une puberté précoce centrale idiopathique (PPCI) est. extrêmement rare chez le garçon. Sa prévalence chez les garçons présentant un syndrome de Klinefelter (SK) est méconnue. Nous décrivons un cas rare de PPCI chez un garçon présentant un SK (47,XXY). De plus, nous surlignons les différences observées entre les taux de gonadotrophines en cas de PPCI chez les patients avec caryotype normal ou présentant un syndrome de Klinefelter.

Cas clinique: Un garçon de 8 ans avec des antécédents de cryptorchidie a été pris en charge pour une puberté précoce (PP) (Stade de Tanner: P2/G3). Les diamètres des testicules étaient élevés pour son âge (25x35mm pour chaque côté). Le bilan hormonal a confirmé une PP avec des concentrations sanguines de testostérone, LH et FSH élevées à 4.3 ng/ml, 3.5 UI/l et 7.7 UI/l respectivement. Un test à la LHRH a révélé une réserve très élevée de LH (24 UI/l) et de FSH (14 UI/l). Aucune lésion tumorale n’a été mise en évidence par l’IRM. La recherche de mutation du gène MKRN3 n’a révélé aucune anomalie. Le garçon a été suivi et pris en charge pour une PPCI durant 2 ans. A la fin de la puberté, un hypogonadisme périphérique a permis d’évoquer le diagnostic de SK (47,XXY). L’analyse chromosomique par PCR en utilisant des marqueurs de chromosome X a confirmé l’origine maternelle des deux chromosomes X.

Discussion: À ce jour, 7 cas de PPCI ont été décrits chez des garçons avec un SK. Nous avons analysé les données de ces patients et comparé aux données de patients avec une PPCI mais avec un caryotype normal. Nous mettons en exergue un taux significativement élevé de la LH et de la FSH lors du diagnostic de la PPCI chez les patients avec un SK en comparaison avec un caryotype normal (LH: 9.4 ± 12 vs 1.1 ± 0.6 UI/l; FSH: 23.1 ± 38.5 vs 2.7 ± 1.5 UI/l). De plus, les taux de la LH et FSH après une stimulation par la GnRH étaient également très élevés (LH: 58 ± 48 vs 15.5 ± 0.8 UI/l; FSH: 49.1 ± 62.1 vs 5.7 ± 3.9 UI/l).

Conclusions: Une PPCI est. extrêmement rare chez le garçon. La description de 8 cas de PPCI dans la littérature indique un surrisque de cette pathologie chez les garçons souffrant d’un SK. La physiopathologie reste méconnue. L’origine maternelle du chromosome surnuméraire et la destruction précoce du testicule en lien avec l’anomalie chromosomique pourraient favoriser une puberté précoce. Ainsi, une analyse du caryotype pourrait être proposée chez un garçon souffrant d’une PPCI.

Keywords: Gonadotropin; Idiopathic; Klinefelter; Precocious puberty.