複数の遺伝的欠損が，永続性先天性甲状腺機能低下症に関与している．免疫学的，環境的，および医原性（遺伝的ではない）因子が，生後数ヵ月以内に自然に消退する一過性先天性甲状腺機能低下症を誘発することが知られている．われわれは，少なくとも 2 種の蛋白質から構成される甲状腺酸化酵素系における分子的欠損が，酸化酵素系を必要とするヨード有機化に障害がある新生児で，永続性または一過性先天性甲状腺機能低下症の病因に関与しているという仮説を立てた．

特発性先天性甲状腺機能低下症（1 例は永続性，8 例は一過性の甲状腺機能低下症）であり，ヨード有機化障害を有し，先天性甲状腺機能低下症のスクリーニング検査で同定された患者 9 例を対象とした．患者および患者の血縁者の DNA を，甲状腺酸化酵素 1 および 2 の遺伝子（THOX1 および THOX2）の突然変異に関して解析した．

永続的な重度の甲状腺ホルモン欠乏と完全なヨード有機化障害を有する患者 1 例では，蛋白質の機能ドメインをすべて欠損させる，ホモ接合型のナンセンス突然変異が THOX2 遺伝子上に存在した．軽度の一過性先天性甲状腺機能低下症および部分的なヨード有機化障害を有する患者 8 例中 3 例では，蛋白質を早期に切断して機能ドメインを機能しないようにするヘテロ接合型の突然変異が THOX2 遺伝子上に存在した．

THOX2 遺伝子の 2 つの対立遺伝子の不活性化突然変異は，結果的に甲状腺ホルモン合成が完全に阻止されることになり，重度で永続的な先天性甲状腺機能低下症に関連する．単一の対立遺伝子突然変異は，甲状腺における過酸化水素の産生が不十分なことにより生じるより軽度な一過性甲状腺機能低下症と関連がある．過酸化水素の産生が不十分であるために，出生直後に必要とする大量の甲状腺ホルモンに見合う量の甲状腺ホルモンの合成が阻害されるのである．