葉酸代謝關(guān)鍵酶基因多態(tài)性與先天性心臟病關(guān)系的進(jìn)展分析

楊杏賢，郭靜，楊盛標(biāo)，李燕，吳宏燕，覃穎，張艷，黃金芬

（貴港市婦幼保健院，廣西 貴港 537100）

0 引言

先天性心臟病(CHD)是一種嬰兒出生時(shí)心臟和大血管的結(jié)構(gòu)或功能異常，以及新生兒應(yīng)退化的結(jié)構(gòu)因各種因素?zé)o法及時(shí)退化所導(dǎo)致的心血管畸形。目前，CHD已經(jīng)明確的影響因素除基因突變或染色體畸形外，它也會(huì)受到環(huán)境和遺傳因素的影響[2]。葉酸是一種水溶性維生素B，在人體內(nèi)會(huì)發(fā)生多種生化反應(yīng)，從而達(dá)到轉(zhuǎn)移一碳單位的作用，如甲基、亞甲基，為機(jī)體合成脫氧核糖核苷酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)提供一個(gè)碳單位。胎兒在生長(zhǎng)發(fā)育期間需要合成大量的核酸和蛋白質(zhì)，因此在這一過(guò)程中，母體對(duì)于葉酸的消耗量也隨之升高。如果這一過(guò)程中母體無(wú)法攝入充足的葉酸，則可能導(dǎo)致嬰幼兒核酸合成受阻，不利于胎兒的正常發(fā)育。有研究表明[3]，適當(dāng)補(bǔ)充葉酸在懷孕期間可以有效地降低胎兒CHD的風(fēng)險(xiǎn)。然而，通過(guò)補(bǔ)充葉酸減少CHD的發(fā)病機(jī)制還沒(méi)有完全闡明。為了明確女性妊娠前后3個(gè)月補(bǔ)充葉酸對(duì)減少CHD發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的作用機(jī)制。大量研究主要逐重在葉酸消化到吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和攝取以及代謝等方面。則本文從葉酸的轉(zhuǎn)運(yùn)攝取以及代謝等途徑中的關(guān)鍵酶的基因多態(tài)性研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 葉酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和攝取

日常食物中的葉酸多以多聚谷氨酸的結(jié)果存在。葉酸的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)主要以單聚谷氨酸的形式進(jìn)行[4]，因此，葉酸在機(jī)體還需由多聚谷氨酸分解為單聚谷氨酸的形式方可被腸上皮細(xì)胞攝取，而在這一過(guò)程中則需要葉酰γ-谷氨酰梭肽酶Ⅱ（GCP Ⅱ）的參與。在小腸中，聚谷氨酸被還原性葉酸載體(RFC)吸收，而入血后的單聚谷氨酸則轉(zhuǎn)化為5-甲基四氫葉酸谷氨酸的形式存在，并與葉酸載體(RFC)ɑ一起運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞中。而如果RFC-1基因80位點(diǎn)的A被G取代，則翻譯后的氨基酸可以轉(zhuǎn)化為精氨酸[5]。擬南芥DNA復(fù)制因子1 (RFC-1)基因A80G突變與唐氏綜合征（DS）無(wú)關(guān)[6]，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，存在RFC-1上A80G改變是唐氏綜合征合并CHD患者發(fā)病的危險(xiǎn)因素[7]。此外，在有關(guān)RFC-1上A80G改變導(dǎo)致的圓錐動(dòng)脈干畸形的研究中發(fā)現(xiàn)，與子代為A基因型相比，子代為G和GA基因型圓錐軀干畸形的風(fēng)險(xiǎn)分別高1.6倍和2.3倍[5]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[8]，RFC-1上A80G基因型GA孕婦子代圓錐主干畸形的風(fēng)險(xiǎn)顯著高于G基因型孕婦。國(guó)外有學(xué)者以家庭為單位進(jìn)行關(guān)聯(lián)性檢驗(yàn)結(jié)果表明[9]，與RFC-1基因型正常的孕婦子代相比，RFC-1上A80G突變雜合子或純合子產(chǎn)婦子代發(fā)生CHD的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。而對(duì)妊娠期服用和未服用葉酸孕婦進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，未服用葉酸且基因型為GG和GA孕婦子代發(fā)生CHD的風(fēng)險(xiǎn)分別高于AA基因型的4.03和4.14倍。

2 葉酸代謝

葉酸轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞內(nèi)后，在半胱氨酸合成蛋氨酸的過(guò)程中，5-甲基四氫葉酸通過(guò)提供甲基而分解為四氫葉酸(THF)。亞甲基四氫葉酸脫氫酶(methyl tetra hydro folate dehydrogenase,MTHFD)在體內(nèi)有以下功能：

①催化TFH轉(zhuǎn)化為10甲?；臍淙~酸；②10甲?；臍淙~酸轉(zhuǎn)化為5,10-次甲基四氫葉酸；③5,10-次甲基四氫葉酸轉(zhuǎn)化為5,10-亞甲基四氫葉酸。有上述轉(zhuǎn)化過(guò)程表明，MTHFD在葉酸轉(zhuǎn)化代謝中具有重要作用。在嘌呤合成中，葉酸的代謝可為嘌呤合成提供所需的甲基團(tuán)，此外，5,10-亞甲基四氫葉酸還可為尿嘧啶脫氧核糖核苷酸的合成提供一個(gè)亞甲基團(tuán)，在該過(guò)程中合成胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸和二氫葉酸（DHF），而在上述過(guò)程中均需胸苷酸合酶的催化。DHF還可經(jīng)二氫葉酸還原酶作用才轉(zhuǎn)化為T(mén)HF。絲氨酸羧甲基轉(zhuǎn)移酶（SHMT）同時(shí)具備催化絲氨酸和THF轉(zhuǎn)化為肝氨酸和5,10-亞甲基四氫葉酸的作用，且該酶以胞質(zhì)型和線粒體型存在。在上述兩種亞型的發(fā)揮生理學(xué)作用則需要VB6和吡哆醛磷酸鹽兩者的作用下方可發(fā)揮活化。

有學(xué)者對(duì)117例神經(jīng)管缺陷（NTD）患者M(jìn)THFR基因進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明，NTD患者的MTHFR基因上的1958位點(diǎn)中的G被A替代，從而翻譯為谷氨酸[10]。但是也有學(xué)者對(duì)MTHFR基因變異和CHD易感性患者進(jìn)行研究，但并未發(fā)現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果[11]。張文迪等研究發(fā)現(xiàn)，NTD患者的MTHFR基因上的1958位點(diǎn)中的G被A替代，可導(dǎo)致變異后的MTHFR基因熱穩(wěn)定性明顯降低，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)MTHFR基因變異后子代患CHD的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，特別是法洛四聯(lián)癥和主動(dòng)脈狹窄疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)則顯著增加。

胸苷酸合成酶(TS)基因的enhenher區(qū)有28個(gè)堿基對(duì)串聯(lián)重復(fù)序列。一般有2~3次重復(fù)，3次重復(fù)可以導(dǎo)致TS基因的高表達(dá)[13]，而兩次重復(fù)則可引起TS基因的低表達(dá)[14]。Lupo等[15]研究母代N-乙?；D(zhuǎn)移酶1（NAT1）C1095A、一氧化氮合酶3（NOS3）G894T和TS 1494de16的變異對(duì)子代CHD發(fā)病的影響，結(jié)果表明，母體TS1994DEL6增加了后代圓錐軀干畸形的風(fēng)險(xiǎn)，但經(jīng)混雜因素校正后則無(wú)該現(xiàn)象發(fā)生。

蔬菜中的葉酸和人工合成的葉酸以非還原性形式存在[16]，因此DHFR在進(jìn)入細(xì)胞之前需要參與細(xì)胞內(nèi)的生理過(guò)程。Mendes在對(duì)唐氏綜合征(DS)患者的研究中發(fā)現(xiàn)，DHFR的變異對(duì)母體血液中葉酸水平?jīng)]有影響[17]。

絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶(SHMT)主要在DS和NTD中進(jìn)行研究，有學(xué)者表明[18]，在1420例SHMT中，C基因型的母親循環(huán)葉酸水平增加，而C基因型的母親血液和紅細(xì)胞葉酸水平降低，但其子女患CHD的風(fēng)險(xiǎn)沒(méi)有增加。此外，也有學(xué)者在研究中未發(fā)現(xiàn)SHMT與CHD發(fā)病易感性具有相關(guān)性[19]。

國(guó)外學(xué)者進(jìn)行了一項(xiàng)大于700例患者的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)[20]，MTHFR A1298C變異為心血管疾病的保護(hù)因素，可有效降低CHD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。此外，還對(duì)MTHFR與法洛四分體的關(guān)系進(jìn)行了研究[21]。

結(jié)果顯示，若子代攜帶T基因型的后代發(fā)生法洛四聯(lián)癥的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。一項(xiàng)對(duì)3個(gè)與心血管疾病相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性(SNP)的研究顯示[22]，MTHFR C677T與主動(dòng)脈弓狹窄易感性相關(guān)，T基因型患者發(fā)生冠心病的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加(OR=3.5，95%CI=1.4-8.6)。此外，也有關(guān)于母體葉酸相關(guān)基因、生活習(xí)慣與后代冠心病易感性之間關(guān)系的研究[23]，研究顯示：患有MTHFR T基因型的肥胖母親，其子女患CHD的風(fēng)險(xiǎn)比患有MTHFR C基因型和正常體重指數(shù)的母親高4.6倍。有學(xué)者對(duì)MTHFR C677T與CHD易感性進(jìn)行了研究[24]，研究結(jié)果表明父親和子代MTHFR C667T基因突變可能顯著增加子代CHD的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)最近的一項(xiàng)研究[25]，MTHFR C677T基因變異顯著增加后代圓錐干畸形的風(fēng)險(xiǎn)，分層研究顯示該位點(diǎn)突變?cè)黾臃迨纤穆?lián)癥和大動(dòng)脈轉(zhuǎn)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

另外，A66G在MTRR基因上發(fā)生突變，可導(dǎo)致Sp15.2-15.3染色體中的第22位蛋氨酸取代異亮氨酸[26]，從而降低酶的催化活性，可使Hcy代謝異常導(dǎo)致其蓄積。Hcy為含硫氨基酸的一種，并且在甲硫氨酸代謝中具有至關(guān)重要的作用，上述代謝異?？梢餒cy蓄積并導(dǎo)致妊娠異常結(jié)局的發(fā)生，如新生兒神經(jīng)功能發(fā)育異常、新生兒出生缺陷及惡性腫瘤。特別是Hcy也是心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，也是能夠預(yù)測(cè)損傷或早期心血管生長(zhǎng)發(fā)育異常的預(yù)測(cè)因素。除此之外，MTRR基因上的A66G突變也可導(dǎo)致CHD發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)明顯增加。但目前關(guān)于該基因突變與CHD發(fā)生也有學(xué)者認(rèn)為無(wú)明顯相關(guān)性。并且以往研究多注重CHD患兒的研究，關(guān)于MTRR基因多態(tài)性的妊娠期女性與子代CHD關(guān)系的研究還想對(duì)較少。

3 展望

大量的臨床研究證實(shí)，在妊娠3個(gè)月前后補(bǔ)充葉酸可以有效預(yù)防各種新生兒畸形的發(fā)生，并且可能對(duì)CHD也存在相似的防治功能。雖然葉酸在CHD預(yù)防中具有一定的積極作用，且現(xiàn)階段對(duì)于葉酸在CHD中的具體作用機(jī)制尚未明確，但研究已證實(shí)葉酸及其代謝通路相關(guān)基因多態(tài)性在該類疾病中具有重要的影響，因此在臨床應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)簡(jiǎn)化并推廣葉酸測(cè)定方法，從而對(duì)預(yù)防CHD的發(fā)生具有重要意義。