卵巢早衰與脆性X智力障礙基因1CGG異常重復(fù)擴(kuò)增相關(guān)性的研究進(jìn)展

董 艷

(天津市第一中心醫(yī)院 生殖健康科,天津,300192)

卵巢早衰(POF)指女性40歲之前出現(xiàn)閉經(jīng)，并伴有卵泡刺激素水平升高、雌激素水平降低等內(nèi)分泌異常及絕經(jīng)癥狀，卵巢功能過(guò)早完全喪失，導(dǎo)致女性生育能力下降，染色體和基因缺陷是該病的主要病因之一[1-2]。脆性X綜合征(FXS)是最常見(jiàn)的一種遺傳性認(rèn)知障礙疾病，由脆性X智力障礙基因(FMR1)5′端非編碼區(qū)的CGG重復(fù)序列過(guò)度擴(kuò)增、導(dǎo)致脆性X智力低下蛋白(FMRP)缺乏所致[3-4],研究發(fā)現(xiàn)FMR1基因CGG重復(fù)序列異常擴(kuò)增常伴卵巢功能損傷，導(dǎo)致POF、異常妊娠率升高及不明原因復(fù)發(fā)性流產(chǎn)率升高。本文將POF與FMR1基因CGG重復(fù)序列異常擴(kuò)增相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究成果進(jìn)行闡述，以明確FMR1基因篩查對(duì)降低先天性出生缺陷發(fā)生率的重要意義。

1 POF與FMR1基因CGG重復(fù)序列異常擴(kuò)增的相關(guān)性

1.1 FMR1基因突變攜帶者患POF機(jī)率增加

已知X染色體畸變是導(dǎo)致POF的主要致病機(jī)制,FMR1基因定位于性染色體Xq27.3,全長(zhǎng)38 kb,1991年由VERKERK A J M H等[5]成功分離并克隆，該基因?yàn)榈谝煌怙@子非翻譯區(qū)CGG重復(fù)擴(kuò)增異常所致。正常人群CGG重復(fù)序列次數(shù)為26～34,若在55～200之間發(fā)生X染色體畸變，約20%異常CGG重復(fù)序列次數(shù)與早發(fā)性卵巢功能不全 (POI)或 POF相關(guān)[6]。美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)學(xué)會(huì)將不同的CGG重復(fù)序列分類:5～44為正常范圍;45～54為中間重復(fù)范圍，也稱“灰區(qū)”;55～200為前突變;200～230為完全突變[7-8]。

JOHNSON J P等[9]發(fā)現(xiàn)FMR1基因前突變攜帶者發(fā)生月經(jīng)不調(diào)、服用激素的比例高于全突變者和非攜帶者，約16%的前突變攜帶者發(fā)生POF;前突變攜帶者≥40歲時(shí),POF發(fā)生率達(dá)24%,全突變者和非攜帶者POF發(fā)生率為1%。DAVIS C J等[10]發(fā)現(xiàn)無(wú)POF家族史和有家族史的前突變攜帶者比例分別為0.8～7.5%及13%。CONWAY G S等[11]發(fā)現(xiàn)散發(fā)型和家族型POF患者中，前突變攜帶者的發(fā)生率為0%和22%,MURRAY A等[12]發(fā)現(xiàn)該類發(fā)生率為1.6%和8%,CGG重復(fù)次數(shù)為80～175,絕經(jīng)年齡較基準(zhǔn)年齡基線提前了11歲。SHERMAN S L[13]認(rèn)為前突變攜帶者發(fā)生POF的風(fēng)險(xiǎn)高于正常人群20倍，無(wú)家族史和有家族史罹患POF女性的前突變攜帶者比例為2%和14%。上述研究表明FMR1基因前突變是造成POF的重要因素，故檢測(cè)POF患者的前突變狀態(tài)并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪z傳咨詢非常必要[14]。

1.2 FMR1基因前突變攜帶者的生殖能力改變

BARASOAIN M等[15]發(fā)現(xiàn)前突變攜帶者的月經(jīng)周期及生育年限均較正常人群縮短，提示卵巢儲(chǔ)備功能降低，前者絕經(jīng)年齡為(46.6±0.7)歲，對(duì)照組為(51.5±0.6)歲，月經(jīng)初潮年齡無(wú)顯著差異。ISHIZUKA B等[16]認(rèn)為前突變攜帶者因卵泡期縮短導(dǎo)致其月經(jīng)周期較年齡相當(dāng)?shù)奈磾y帶者更短，此為典型的生殖衰老標(biāo)志。SULLIVAN A K等[17]發(fā)現(xiàn)女性絕經(jīng)年齡與CGG在59～99重復(fù)序列區(qū)間呈線性關(guān)系，前突變等位基因可能阻止卵母細(xì)胞合成至正常數(shù)量，導(dǎo)致卵泡數(shù)量減少，卵泡刺激素(FSH)水平升高及雌二醇和/或抑制素B負(fù)反饋，引起多個(gè)卵母細(xì)胞排卵，導(dǎo)致雙卵雙胎的概率隨著生育年齡增加而增高。VOORHUIS M等[18]發(fā)現(xiàn)前突變攜帶者產(chǎn)下雙胞胎的概率增高，重復(fù)次數(shù)在80～100之間概率最高。上述研究提示FMR1基因前突變可導(dǎo)致攜帶者月經(jīng)周期改變，生育能力下降以及異常妊娠發(fā)生率增高。

1.3 FMR1基因與POF的人種差異性

FMR1基因與POF的相關(guān)性在不同人種中存在差別。BODEGA B等[19]發(fā)現(xiàn)意大利FXS患者家系中CGG重復(fù)次數(shù)在41～58次，且“灰區(qū)”范圍內(nèi)有明顯的POF聚集。加拿大POF患者CGG重復(fù)次數(shù)為35～54次[4]。日本POF患者前突變攜帶率為1.56%;POF患者CGG重復(fù)次數(shù)超過(guò)36次，患病率顯著高于對(duì)照組;CGG重復(fù)次數(shù)超過(guò)38次，閉經(jīng)年齡開(kāi)始降低[16]。印度POF患者CGG重復(fù)次數(shù)是31～40次[20]。中國(guó)漢族POF中FMR1基因突變頻率僅0.5%,高于對(duì)照組(0%),但遠(yuǎn)低于白色人種(3.3%～6.7%)[21]。目前，研究方向只集中于不同人種偶發(fā)病例觀察和CGG重復(fù)次數(shù)的分層方面，鮮有“灰區(qū)”對(duì)卵巢功能影響的研究，故有待大樣本研究并深入探討。

1.4 FMR1基因前突變與不明原因復(fù)發(fā)性流產(chǎn)相關(guān)

WANG X H等[22]研究認(rèn)為約50%的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)病例具有潛在病因，且通過(guò)不明原因復(fù)發(fā)性流產(chǎn)與CGG擴(kuò)增的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)所有陽(yáng)性病例均涉及前突變攜帶者。馮旺琴等[23]通過(guò)對(duì)2000名不明原因復(fù)發(fā)性流產(chǎn)患者及1400名對(duì)照組外周血中FMR1基因進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)前者的前突變攜帶率(1∶400)顯著高于對(duì)照組(1∶740),CGG重復(fù)次數(shù)集中在21～133。FMR1基因前突變可導(dǎo)致卵巢儲(chǔ)備功能下降，引起不明原因復(fù)發(fā)性流產(chǎn)。

2 FMR1基因?qū)е翽OF的相關(guān)假說(shuō)

2.1 CGG重復(fù)與POF的相關(guān)性

CGG重復(fù)與POF的嚴(yán)重程度相關(guān)，但是否呈線性相關(guān)尚無(wú)定論。SULLIVAN A K等[17]研究發(fā)現(xiàn)，CGG重復(fù)次數(shù)在80～100次時(shí)，POF患者發(fā)病時(shí)間更早，最小絕經(jīng)年齡(44.9±0.6)歲，改組顯著低于重復(fù)次數(shù)59～79次組的(48.5±0.7)歲、重復(fù)次數(shù)大于100次組的(47.5±1.2歲)，且該組患者40歲時(shí)絕經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)最高，異常妊娠率也增高。CGG重復(fù)次數(shù)在中間范圍的患者月經(jīng)周期改變、生育能力降低以及雙卵雙胞胎的風(fēng)險(xiǎn)增高升。

SULLIVAN S D 等[24]發(fā)現(xiàn)美國(guó)的白人、黑人和西班牙人中，發(fā)生“灰區(qū)”的概率分別為1.4%、0.8%和0.5%?！盎覅^(qū)”可能與POI易感密切相關(guān)。若與POF關(guān)聯(lián)，攜帶這些等位基因的群體將對(duì)公共健康影響較大。GLEICHER N等[25]指出CGG重復(fù)數(shù)在小于28次或大于33次時(shí)，罹患POF的風(fēng)險(xiǎn)增高，推測(cè)“灰區(qū)”在POF易感性上可能存在人種差異。

2.2 CGG重復(fù)與 “功能獲得性”毒性假說(shuō)

FMR1的全突變體基因完全甲基化，抑制FMRP轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯。前突變攜帶者攜帶部分CGG進(jìn)行基因轉(zhuǎn)錄，其轉(zhuǎn)錄數(shù)目隨重復(fù)次數(shù)增多而增加，F(xiàn)MRP水平隨之下降。POF多見(jiàn)于前突變攜帶者，可能是基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程中大量的CGG重復(fù)扮演了毒性角色[26]。目前，對(duì)潛在誘發(fā)機(jī)理的研究較少，推測(cè)毒性效應(yīng)可能與mRNA水平上升及異常的大批量轉(zhuǎn)錄有關(guān)。HUANG G等[27]發(fā)現(xiàn)CGG重復(fù)數(shù)小于100次時(shí),mRNA轉(zhuǎn)錄水平不同且與正常型有重合;CGG重復(fù)數(shù)大于100次時(shí),mRNA的轉(zhuǎn)錄與重復(fù)數(shù)呈正相關(guān)。研究[28]指出CGG重復(fù)數(shù)小于40或位于前突變時(shí)，可能存在輕微上升的mRNA的潛在毒性。此外，可能CGG重復(fù)被AGG間隔打斷，導(dǎo)致等位點(diǎn)的重復(fù)數(shù)不穩(wěn)定。CGG重復(fù)軌道上的AGG間隔可阻止分支發(fā)卡結(jié)構(gòu)的形成，改變CGG重復(fù)數(shù)和發(fā)生疾病的關(guān)系。ENNIS S 等[29]認(rèn)為絕經(jīng)年齡正常的前突變攜帶者CGG重復(fù)軌道上至少擁有1個(gè)AGG間隔，而有同樣CGG重復(fù)數(shù)的POF患者沒(méi)有AGG間隔。盡管AGG間隔對(duì)穩(wěn)定CGG重復(fù)數(shù)有一定作用，但不能降低mRNA的轉(zhuǎn)錄水平或提高前突變攜帶者的FMRP水平，仍需進(jìn)一步明確CGG/AGG重復(fù)結(jié)構(gòu)在POF敏感性中的作用。

2.3 X染色體失活的致病因素假說(shuō)

RODRIGUEZ-REVENGA L等[30]研究血液中X染色體失活模式，發(fā)現(xiàn)CGG重復(fù)數(shù)小于100次和大于100次時(shí)，X染色體失活模式改變。前者X染色體失活上升，后者未發(fā)現(xiàn)此關(guān)聯(lián);CGG重復(fù)數(shù)在55～99區(qū)間內(nèi)等位基因水平的升高與CGG重復(fù)數(shù)的增加呈顯著正相關(guān)。HUNDSCHEID R D等[31]發(fā)現(xiàn)前突變攜帶者父系遺傳概率比沒(méi)有前突變者的概率高，且X染色體失活與低CGG重復(fù)數(shù)之間存在負(fù)相關(guān)。FMR1基因?qū)е翽OF不僅應(yīng)通過(guò)X染色體失活模式解釋，還需結(jié)合其他遺傳因素探討。

2.4 其他遺傳因素的致病學(xué)說(shuō)

除CGG重復(fù)數(shù)異常是導(dǎo)致卵巢功能降低的主要因素，也有其他遺傳因素導(dǎo)致卵巢功能降低。HUNTER J等[32]預(yù)測(cè)FMR1基因前突變攜帶者絕經(jīng)年齡的遺傳因素及某些尚未明確的基因，可以解釋前突變攜帶者在卵巢功能方面的大部分異質(zhì)性。前突變攜帶者進(jìn)行絕經(jīng)年齡預(yù)測(cè)和/或POF的預(yù)測(cè)時(shí)，應(yīng)考慮CGG的重復(fù)數(shù)及其他家族女性的平均絕經(jīng)時(shí)間，以確定附加因素的影響。

3 中國(guó)女性FMR1基因與POF相關(guān)性的臨床研究現(xiàn)況

YE Y Q等[33]檢測(cè)POF患者及正常女性外周血中CGG重復(fù)數(shù)和AGG中斷信息，評(píng)估CGG重復(fù)/AGG中斷與血清內(nèi)FSH濃度的相關(guān)性。此外，檢測(cè)到1位罹患POF且FMR1基因CGG復(fù)制呈現(xiàn)前突變的患者，為后續(xù)大樣本研究提供了思路和基礎(chǔ)。陳蔚琳等[34]研究FMR1基因CGG重復(fù)序列頻度與反復(fù)生育失敗或POF的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)16例前突變和15例“灰區(qū)”(均發(fā)生在反復(fù)生育失敗組)。反復(fù)生育失敗組前突變發(fā)生率顯著高于一般人群，提示FMR1基因?qū)β殉补δ芗吧芰哂杏绊憽A Y N等[35]通過(guò)檢測(cè)外周血中CGG重復(fù)次數(shù)，發(fā)現(xiàn)中國(guó)北方育齡期女性的FMR1基因前突變攜帶率高于華南地區(qū)和韓國(guó)，低于西方國(guó)家，且具有流產(chǎn)史的女性中，前突變的攜帶率相對(duì)較高。

4 展 望

隨著生育政策放開(kāi)，二胎生育年齡推遲，必然面臨出生缺陷病例增多的問(wèn)題?；加蠵OF的女性仍有一定受孕率，且前突變攜帶者可能性較高，故FMR1基因篩查應(yīng)作為必要檢查，并需告知攜帶者產(chǎn)下FXS后代的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在中國(guó)開(kāi)展深入的FMR1基因相關(guān)研究，可使臨床醫(yī)生借助精準(zhǔn)的篩查手段、專業(yè)的流行病學(xué)調(diào)查提供有效的治療方案，并為高危人群提供遺傳咨詢和生育指導(dǎo)，以降低出生缺陷發(fā)生率，提高人口質(zhì)量。