葉酸代謝遺傳檢測(cè)的意義
時(shí)間：2014-05-29 09:30:48 來(lái)源：轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng) 點(diǎn)擊：
近年來(lái)，不育不孕與新生兒出生缺陷發(fā)生率呈逐年上升趨勢(shì)，引起了醫(yī)療及政府相關(guān)部門(mén)的高度重視。中國(guó)疾病預(yù)防控制中心婦幼保健中心于2007年先后三次向全國(guó)婦幼保健院發(fā)出關(guān)于開(kāi)展“婦幼保健遺傳檢測(cè)服務(wù)項(xiàng)目”的函，特別強(qiáng)調(diào)：“隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃和國(guó)際人類(lèi)基因組單體型圖計(jì)劃的完成，在發(fā)達(dá)國(guó)家基因檢測(cè)技術(shù)也逐漸成為健康醫(yī)療體系中的一部分，并已證明能有效降低個(gè)人患病風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)節(jié)約醫(yī)療開(kāi)支”。同時(shí)指出：“為了提升婦幼保健服務(wù)的技術(shù)含量，將最新的預(yù)防檢測(cè)技術(shù)及時(shí)應(yīng)用于婦幼保健服務(wù)。”首期推出了以“孕期葉酸需求遺傳檢測(cè)”為代表的15項(xiàng)“婦幼保健遺傳檢測(cè)服務(wù)項(xiàng)目”。衛(wèi)生部于2009年6月發(fā)出了關(guān)于《增補(bǔ)葉酸預(yù)防神經(jīng)管缺陷項(xiàng)目管理方案》的通知，進(jìn)一步加大了預(yù)防新生兒出生缺陷宣傳和管理力度，對(duì)各級(jí)衛(wèi)生部門(mén)提出了具體要求。
葉酸缺乏是導(dǎo)致新生兒出生缺陷的主要原因。導(dǎo)致機(jī)體缺乏葉酸有兩個(gè)方面的原因：一是葉酸攝入量不足，二是由于遺傳（基因）缺陷導(dǎo)致機(jī)體對(duì)葉酸的利用能力低下（葉酸代謝通路障礙）。
科學(xué)研究證明，通過(guò)基因檢測(cè)技術(shù)手段，對(duì)人體MTHFR基因及MTRR基因做檢測(cè)，可以及早發(fā)現(xiàn)不同個(gè)體對(duì)葉酸的吸收利用水平，從而篩查出容易引起葉酸缺乏的高危人群，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化增補(bǔ)葉酸（因人而異地確切給出葉酸補(bǔ)充計(jì)劃和補(bǔ)充量），從而增強(qiáng)葉酸補(bǔ)充依從性，同時(shí)加強(qiáng)產(chǎn)前檢查，以降低新生兒出生缺陷風(fēng)險(xiǎn)。
而現(xiàn)實(shí)生活中，有超過(guò)50%的女性是在無(wú)意中受孕的。當(dāng)知道受孕后，增補(bǔ)葉酸的關(guān)鍵期往往已滯后了2-3個(gè)月，不利于胎兒神經(jīng)管缺陷的有效預(yù)防。從另一方面，，葉酸增補(bǔ)不應(yīng)僅僅局限在女性，男性補(bǔ)充葉酸有著同等重要的意義?？茖W(xué)研究證明，男性體內(nèi)缺乏葉酸，會(huì)導(dǎo)致精子質(zhì)量降低，精液中精子攜帶的染色體數(shù)量異常，引起新生兒出生缺陷。機(jī)體葉酸水平低下，也是引起不育不孕、自發(fā)性流產(chǎn)的重要原因之一。因此，新婚夫婦準(zhǔn)備懷孕前，至少應(yīng)該做一項(xiàng)“孕期葉酸需求（女性）”及“高同型半胱氨酸血癥（男性）”的基因檢測(cè)，這樣更有利于優(yōu)孕。
附：葉酸代謝能力（孕期葉酸需求/高同型半胱氨酸血癥）遺傳檢測(cè)項(xiàng)目簡(jiǎn)介
一、項(xiàng)目概述及背景
中國(guó)是世界上出生缺陷的高發(fā)國(guó)家之一，每年的出生缺陷兒數(shù)量約占全世界的２０％。中國(guó)政府批準(zhǔn)，從2005年開(kāi)始，每年9月12日是我國(guó)“預(yù)防出生缺陷日”。據(jù)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)是新生兒出生缺陷的高發(fā)國(guó)家，每年有80萬(wàn)—120萬(wàn)名出生缺陷兒，平均每30秒就有一名缺陷兒出生。其中，除20%—30%患兒經(jīng)早期診斷和治療可以獲得較好生活質(zhì)量外，30%—40%患兒在出生后死亡，約40%將成為終身殘疾。這意味著每年將有40萬(wàn)家庭被卷入終生痛苦的漩渦中。
資料顯示，四川省每年約有超過(guò)4萬(wàn)名的出生缺陷患兒，并呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。
國(guó)家計(jì)生委副主任江帆說(shuō)：“我國(guó)每年出生缺陷患兒的治療費(fèi)用高達(dá)數(shù)百億元，維持最基本生活費(fèi)用高達(dá)數(shù)百億元，給國(guó)家造成的間接費(fèi)用約數(shù)千億元”。更為引人關(guān)注的是，盡管?chē)?guó)家花費(fèi)巨大投入積極采取預(yù)防措施，但近年來(lái)全國(guó)出生缺陷率有增無(wú)減，上升趨勢(shì)十分明顯
中國(guó)優(yōu)生科學(xué)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、北京大學(xué)人口研究所所長(zhǎng)鄭曉瑛介紹，我國(guó)常見(jiàn)的出生缺陷有神經(jīng)管畸形、先天性心臟病、唇腭裂、尿道下裂等。出生缺陷的發(fā)生原因十分復(fù)雜，有些還不為人類(lèi)所認(rèn)識(shí)，但主要是遺傳因素、環(huán)境因素或二者的共同作用。鄭曉瑛進(jìn)一步指出：“我國(guó)是全球神經(jīng)管畸形高發(fā)國(guó)家，最常見(jiàn)的就是脊柱裂兒和無(wú)腦兒，原因是母體葉酸缺乏。中國(guó)育齡婦女體內(nèi)葉酸缺乏較普遍，每3個(gè)育齡婦女就有一人缺乏葉酸。”
葉酸屬B族維生素，是合成核酸所必須的元素，是細(xì)胞生長(zhǎng)和組織修復(fù)所必需的物質(zhì)，更是胚胎發(fā)育過(guò)程中不可缺少的營(yíng)養(yǎng)素。近年來(lái)大量研究已經(jīng)證實(shí)，葉酸缺乏是導(dǎo)致出生缺陷的主要原因。葉酸的臨床功能除了預(yù)防胎兒神經(jīng)管缺陷外，還能降低孕婦妊娠高血壓、自發(fā)性流產(chǎn)和胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩、早產(chǎn)以及新生兒低出生體重等發(fā)病率。
科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，葉酸利用能力受遺傳結(jié)構(gòu)（基因）影響，如果與葉酸代謝相關(guān)的酶活性偏低（即相關(guān)基因功能異常），這一人群如按常量（400微克/天）補(bǔ)充葉酸，機(jī)體葉酸水平也會(huì)不足。遺傳體質(zhì)的差異導(dǎo)致了機(jī)體對(duì)葉酸利用能力的差異，因此，葉酸增補(bǔ)應(yīng)因人而異，增補(bǔ)過(guò)多或過(guò)少都不利于胎兒健康和孕婦健康。隨著生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，葉酸利用能力基因檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估于2008年即已被中國(guó)疾病預(yù)防控制中心婦幼保健中心列為臨床應(yīng)用指南（參見(jiàn)《婦幼保健醫(yī)療臨床遺傳檢測(cè)項(xiàng)目資料匯編》第六卷臨床應(yīng)用指南之二十一《葉酸利用能力》）。這一嶄新的生命科學(xué)技術(shù)成果近兩年來(lái)已在國(guó)內(nèi)部分婦幼保健院（四川省內(nèi)如德陽(yáng)市婦幼保健院）取得較大成效，為個(gè)體化（差異化）增補(bǔ)葉酸、預(yù)防新生兒出生缺陷提供了更高水平的科學(xué)手段和臨床依據(jù)。
但是，在婦幼保健院的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，即50%以上的孕婦是在無(wú)意中懷孕的，增補(bǔ)葉酸的時(shí)間往往滯后至少2~3個(gè)月（懷孕前三個(gè)月即應(yīng)開(kāi)始增補(bǔ)葉酸），錯(cuò)過(guò)了補(bǔ)充葉酸的關(guān)鍵時(shí)期，不利于預(yù)防胎兒神經(jīng)管缺陷。因此，應(yīng)該提倡葉酸增補(bǔ)從新婚開(kāi)始（在發(fā)達(dá)國(guó)家，新婚期即開(kāi)始了葉酸的增補(bǔ)）。
男性增補(bǔ)葉酸對(duì)優(yōu)生有著同等重要的意義。科學(xué)研究進(jìn)一步表明，葉酸攝入不足，男性機(jī)體葉酸水平偏低，主要會(huì)導(dǎo)致兩方面的不良后果：一是精子密度低、活性下降、勃起功能減弱，二是精液中攜帶的染色體數(shù)量異常（過(guò)多或過(guò)少，即精子中出現(xiàn)“非整倍體”），引起唐氏綜合癥或流產(chǎn)。
綜上所述，通過(guò)最先進(jìn)的科學(xué)手段檢測(cè)每對(duì)新婚夫婦對(duì)葉酸的利用能力，不僅可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化增補(bǔ)葉酸，還可以增強(qiáng)新婚夫婦增補(bǔ)葉酸的意識(shí)和依從性，從而更有效地降低新生兒出生缺陷風(fēng)險(xiǎn)。
二、研究成果介紹
科學(xué)研究證實(shí)并且機(jī)理研究清楚的與甲基類(lèi)維生素（葉酸及維生素B12）代謝密切相關(guān)的基因是MTHFR和MTRR。5,10-亞甲基四氫葉酸還原酶（MTHFR）、甲硫氨酸合成酶還原酶（MTRR）等基因變異引起的相應(yīng)的酶活性降低可阻抑同型半胱氨酸轉(zhuǎn)化為甲硫氨酸，導(dǎo)致低葉酸血癥和高同型半胱氨酸血癥，從而增加新生兒出生缺陷風(fēng)險(xiǎn)或自發(fā)性流產(chǎn)等風(fēng)險(xiǎn)。
1、MTHFR基因
1.1 基因簡(jiǎn)介
MTHFR全稱(chēng)5,10-methylenetetrahydrofolatereductase（5,10-亞甲基四氫葉酸還原酶），位于一號(hào)染色體lp36.3位置。MTHFE全長(zhǎng)19.3kb，mRNA全長(zhǎng)7105bp，共有外顯子12個(gè)，編碼共有657個(gè)氨基酸編碼子的蛋白。
1.2 基因分子生物學(xué)功能
亞甲基四氫葉酸還原酶催化5,10-亞甲基四氫葉酸轉(zhuǎn)換成5-甲基四氫葉酸鹽，使之能為同型半胱氨酸提供甲基甲硫氨酸。該酶是人體葉酸代謝中的一個(gè)十分重要的酶。
1.3 基因與疾病
葉酸及其代謝中間產(chǎn)物在機(jī)體生理生化反應(yīng)中具有重要作用，一旦機(jī)體發(fā)生葉酸缺陷或者葉酸代謝酶的缺陷，就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞周期不正常，DNA、蛋白質(zhì)甲基化反應(yīng)異常、DNA堿基無(wú)法正常合成等多種生化反應(yīng)異常，從而直接或間接地導(dǎo)致新生兒或胎兒神經(jīng)管缺陷以及成年人的癌癥、心血管疾病的發(fā)生。
1.4 基因多態(tài)性位點(diǎn)
rs1801131
1.4.1 概述
rs1801131是位于第一號(hào)染色體MTHFR基因第八個(gè)外顯子上第1298（1337）核苷酸的一個(gè)A/C多態(tài)，引起MTHFR基因編碼的蛋白質(zhì)第429個(gè)氨基酸由Glu變?yōu)锳la。在世界人群中的該多態(tài)的頻率分布，A占77%，C占23%。中國(guó)人群中的分布A占81%，C為19%。
1.4.2功能
研究發(fā)現(xiàn)，rs1801131位點(diǎn)的多態(tài)性是影響該酶的活性的一個(gè)重要因素。攜帶MTHFR 1298C等基因的酶活性為野生型的68%左右，因而阻礙了葉酸代謝，引起一系列疾病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加。
rs1801133
1.4.3 概述
rs1801133是位于第一號(hào)染色體MTHFR基因第五個(gè)外顯子上的716（677）位mRNA上一個(gè)C/T多態(tài)，引起MTHFR基因編碼的蛋白質(zhì)第222個(gè)氨基酸由Ala（A）變?yōu)閂al（V）。在世界人群中的該多態(tài)的頻率分布，A占78%，T占22%。中國(guó)人群中的分布A占67%，C為34%。
1.4.4 功能
研究發(fā)現(xiàn)，MTHFR 677位點(diǎn)的多態(tài)性是影響該酶活性的一個(gè)重要因素，導(dǎo)致酶活性和熱穩(wěn)定性下降。若以個(gè)體攜帶677CC基因型時(shí)其MTHFR活性為100%，攜帶CT基因型的活性則為CC的71%，基因型為T(mén)T型的只有34%。
2、MTRR基因
2.1 基因簡(jiǎn)介
MTRR全稱(chēng)5-methyltetrahydrofolate-homocysteinemethyltransferase reductase,編碼甲硫氨酸合成酶還原酶，位于5p15.3-p15.2。MTRR基因全長(zhǎng)32021 kb，mRNA全長(zhǎng)3274bp，共有15個(gè)外顯子，編碼具有726個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)。
2.2基因分子生物學(xué)功能
甲硫氨酸是蛋白質(zhì)合成和一碳代謝的必須氨基酸，它的合成是由甲硫氨酸合酶（MTR編碼）催化的，而甲硫氨酸合酶因?yàn)檩o助因子維生素B12被氧化而最終失活。MTRR編碼的甲硫氨酸合成酶還原酶能夠通過(guò)還原型甲基化作用重新生成具有功能活性的甲硫氨酸合酶。
甲硫氨酸合成酶還原酶是具有電子轉(zhuǎn)移作用的鐵氧化還原蛋白-NADP（+）還原酶（ferredoxin-NADP（+）reductase，F(xiàn)NR）家族成員。
MTRR突變是造成葉酸/甲基維生素缺乏癥的主要病因。主要突變型有122M(A66G)、S175L、其它一些片段插入缺失和點(diǎn)突變。其中A66G是最主要和研究最多的突變。
2.3 基因與疾病
MTRR突變是造成葉酸/甲基維生素缺乏癥的主要病因，也是同型半胱氨酸、葉酸代謝異常的主要原因之一。而同型半胱氨酸、葉酸代謝與許多疾?。―own綜合癥-先天愚型、神經(jīng)管疾病、心血管疾病等）相關(guān)，因此MTRR突變被認(rèn)為是這些疾病的高風(fēng)險(xiǎn)因素。
2.4 基因多態(tài)性位點(diǎn)
2.4.1 概述
rs1801394是位于5p15.3-p15.2之間的MTRR基因第2個(gè)外顯子處的一個(gè)A/G多態(tài)，引起MTRR基因編碼的蛋白第22個(gè)氨基酸由Ile變?yōu)镸et（Ile22Met）。在dbSNP數(shù)據(jù)庫(kù)中，世界人群中的該多態(tài)的頻率分布為，A占57.4%，G占42.6%左右。在中國(guó)人群中該多態(tài)的頻率分布為：A占76%，G占24%左右。
2.4.2 功能
rs1801394位點(diǎn)是MTRR上的主要突變，引起甲基維生素缺乏癥，并經(jīng)常用來(lái)研究與脊柱裂、Down綜合癥、神經(jīng)管缺陷、白血病等疾病的關(guān)系。
3、葉酸利用能力遺傳檢測(cè)項(xiàng)目涉及的基因及位點(diǎn)
葉酸利用能力遺傳（基因）檢測(cè)是生命科學(xué)研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。葉酸利用能力遺傳檢測(cè)項(xiàng)目涉及的基因及位點(diǎn)如下表所示：
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基因
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位點(diǎn)
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基因型
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基因型在中國(guó)人群中
分別所占比例 |
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MTHFR
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C677T
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CC（正常）;CT（正常）;TT（風(fēng)險(xiǎn)）
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22%；50%；28%
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MTHFR
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A1298C
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AA（正常）;AC（正常）;CC（風(fēng)險(xiǎn)）
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66%；31%；4%
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MTRR
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A66G
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AA（正常）;AG（風(fēng)險(xiǎn)）;GG（風(fēng)險(xiǎn)）
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58%；36%；6%
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4、風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)
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零級(jí)
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一級(jí)
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二級(jí)
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三級(jí)
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四級(jí)
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五級(jí)
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六級(jí)
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七級(jí)
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未發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)
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低度風(fēng)險(xiǎn)
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中度風(fēng)險(xiǎn)
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高度風(fēng)險(xiǎn)
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風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)：依據(jù)各基因（位點(diǎn)）功能、純和、雜合及其出現(xiàn)頻率。
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綜上所述，對(duì)MTHFR基因、MTRR基因及其相關(guān)位點(diǎn)的檢測(cè)，可以直接發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)者葉酸代謝方面的遺傳缺陷（即葉酸的利用能力），從而根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)高低（相關(guān)代謝酶的活性程度）建議更準(zhǔn)確的補(bǔ)充劑量。如由中國(guó)疾病
預(yù)防控制中心婦幼保健中心組織的孕期葉酸利用能力檢測(cè)所提供的增補(bǔ)參考量：
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檢測(cè)結(jié)果
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孕前3個(gè)月
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孕早期（0–12周）
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孕中/后期（13-40周）
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未發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)
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400微克/天
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400微克/天
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注意食物補(bǔ)充，可不需要額外增補(bǔ)
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低度風(fēng)險(xiǎn)
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400微克/天
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400微克/天
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400微克/天
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中度風(fēng)險(xiǎn)
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400微克/天
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800微克/天
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400微克/天
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高度風(fēng)險(xiǎn)
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800微克/天
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800微克/天
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400微克/天
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男性葉酸增補(bǔ)方法及注意事項(xiàng)
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未發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)
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低度風(fēng)險(xiǎn)
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中度風(fēng)險(xiǎn)
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高度風(fēng)險(xiǎn)
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要孩子前3個(gè)月即應(yīng)注意葉酸的膳食補(bǔ)充即可
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要孩子前3個(gè)月加強(qiáng)膳食葉酸補(bǔ)充或增補(bǔ)葉酸400微克/天
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要孩子前3~6個(gè)月加強(qiáng)膳食葉酸補(bǔ)充并增補(bǔ)葉酸600微克/天
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要孩子前6個(gè)月加強(qiáng)膳食葉酸補(bǔ)充并增補(bǔ)葉酸800微克/天
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（1）計(jì)劃懷孕前6個(gè)月遠(yuǎn)離煙酒，膳食營(yíng)養(yǎng)平衡，注意適當(dāng)補(bǔ)鋅、維生素B12等。
注意事項(xiàng)： （2）注意生活規(guī)律，確保每日有效睡眠7~8小時(shí)，適度增加體育鍛煉。 （3）葉酸是人體一生不可缺少的營(yíng)養(yǎng)素，須終身注意補(bǔ)充，降低心腦血管病、腫瘤等發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。 |
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特別提示：對(duì)葉酸的增補(bǔ)劑量并非越多越好。大量研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)量補(bǔ)充葉酸會(huì)導(dǎo)致以下不良后果：
1、導(dǎo)致體內(nèi)鋅缺乏。鋅是多種酶的活化劑，因此，孕母過(guò)量補(bǔ)充會(huì)導(dǎo)致胎兒生長(zhǎng)緩慢，出生體重過(guò)低。男性過(guò)量補(bǔ)充反而會(huì)導(dǎo)致男性精子活性降低。
2、掩蓋維生素B12缺乏。
3、增加結(jié)腸腺瘤病變風(fēng)險(xiǎn)。
4、增加女性日后乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)。
