叶酸代谢通路关键酶基因多态性及红细胞叶酸水平 与出生缺陷

叶酸，又称维生素B9，以还原形式的 5-甲基四氢叶酸存在于血液中。5-甲基四氢叶酸在许多代谢反应中起一碳供体的作用，参与机体核苷酸的合成、各种甲基化反应，对细胞的增殖、分化、修复至关重要，因此叶酸对胚胎发育具有重要作用。与叶酸缺乏或代谢异常有关的出生缺陷占产前或新生儿主要异常的 2%-3%[1] 。母亲适量摄入叶酸可以降低神经管缺陷、先天性心脏病、口腔面腭裂等出生缺陷的风险。但叶酸补充过量可以导致后代神经发育行为异常、代谢障碍，因此叶酸代谢异常及如何正确补充叶酸量与出生缺陷的关系成为近年来的研究热点。

一、叶酸代谢通路关键酶的生化功能及多态性

叶酸代谢通路涉及多种关键酶和载体，编码基因的多态性影响这些关键酶和载体的生化功能，造成叶酸代谢异常。

1.二氢叶酸还原酶（Dihydrofolate reductase，DHFR）

叶酸代谢途径的初始步骤之一是由DHFR 在还原型辅酶Ⅱ的参与下将二氢叶酸还原为四氢叶酸。人类DHFR基因位于5q11-q22， 该基因的长度约为30 万个碱基。研究热点为在DHFR 内含子 I 的多态性 19-碱基对缺失[2]。2. 5，10-四氢叶酸还原酶（5，10-methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR）

MTHFR 是叶酸代谢途径中的关键酶，5，10-亚甲基四氢叶酸在 MTHFR 的作用下转化为5-甲基四氢叶酸。人类 MTHFR 基因位于 1p36.3，常见的为两个多态性是 677C>T 和 1298 A>C。 [3]。

3.甲硫氨酸合酶（Methionine synthetase，MTR）

在MTR 的作用下同型半胱氨酸再甲基化至甲硫酸氨酸，此反应确保甲硫氨酸提供s-腺苷甲硫氨酸所用的活性甲基供体。MTR 基因位于 1q43，研究热点为 MTR-A2756G[4]。

4.甲硫氨酸合成酶还原酶（Methyltransferase reductas，MTRR）

MTRR 是人体将维生素B12 还原的唯一酶，使甲硫氨酸合酶发挥催化作用，生成有活性功能的甲硫氨酸，间接调节同型半胱氨酸代谢，维持血液同型半胱氨酸的水平。MTR 基因位于 5p15.31，目前报道的有 780 多个多态位点，其中研究最广泛的 MTRR 66A>G 的错义突变 [5]。

5. 胱硫醚-β-合成酶（Cystathionine beta-synthase，CBS）

约50%的同型半胱氨酸通过转硫基代谢途径生成α酮丁酸和半胱氨酸，CBS 作为转硫基代谢途径的必要多聚体酶，催化丝氨酸与同型半胱氨酸合成胱硫醚。CBS 基因定位于 21q.22.3 亚端粒区，CBS 常见致病性变异为833T>C [6]。

二、叶酸代谢通路关键酶基因的单核苷酸多态性与出生缺陷

1.神经管畸形

神经管畸形是最常见的中枢神经系统出生异常，神经管异常闭合涉及许多因素，遗传因素占60-70%，非遗传风险因素包括叶酸摄入量减少、母体抗惊厥治疗、糖尿病等。在临床试验中证实了孕期叶酸的一级预防作用[7]，叶酸代谢通路基因与神经管畸形的关系是研究热点，Juan Li 等[8]进行的一项81444 名meta 分析显示，母亲携带MTHFR C677CT 与子代患神经管畸形的风险显著相关。石鸥燕等[9]研究发现，在 MTHFR C677 中，携带T 等位基因和TT 基因型的儿童患NTDs 的风险明显高于C 等位基因和CC 基因型，分别是其1.552 倍和2.344 倍，在MTRRA2756G 中，携带G 等位基因和GG 基因型的儿童患NTDs 的风险明显高于A 等位基因和AA 基因型，分别是其 1.553 倍和 2.355 倍。

2.唐氏综合征

唐氏综合症是全世界智力障碍最常见的遗传原因。迄今为止解释唐氏综合征的最佳预先确定的风险因素之一是孕妇受孕年龄高，近些年来，唐氏综合征的遗传危险因素得到了广泛的研究，主要集中在编码叶酸代谢所需酶的基因多态性。目前研究认为 MTHFR C677T、MTRR A66G、DHFR del19bp 的多态性与子代发生 DS 风险相关。Lin Jiajin 等[10]发现母亲携带 MTHFRC677T 合并 MTRR A66G 子代患 DS 的风险增加 1.997 倍， MTHFRC677T 合并 MTRR A66G 子代患 DS 的风险增加 2.588 倍。Costa-Lima M A 等[11]研究发现 DHFR del 19bp 多态性可能是＜40 岁女性 DS 的独立危险因素。

3.先天性心脏病

先天性心脏病是最常见的先天性畸形之一。遗传和环境因素都与先天性心脏病的发生有关。来自流行病学研究的证据表明，母亲叶酸摄入量与心脏缺陷风险降低有关，目前研究认为MTHFR C677T 和 A1298C 都增加了先心病发生的风险， MTHFR A1298C 在圆锥动脉干畸形中最为常见，MTHFR C677T 与 室间隔缺损、主动脉瓣狭窄和肺动脉闭锁相关[12]。朱文丽等[4]研究发现，父代携带MTR A2756G 可能降低子代先天性心脏病的风险。一项病例对照研究[13]发现，CBS 基因G919A 位点野生等位基因频率在先天性心脏病组中的频率为 67.9% ，明显高于对照组，提示CBSG919A 是降低先天性心脏病的保护因素。

4. 非综合征型唇腭裂

NSOC 是指单独发生的颌面部畸形，不伴有其他系统结构畸形的复杂疾病，目前研究认为病因为遗传因素、环境因素及两者交互作用。刘瑞敏等[14]研究发现非综合征型唇腭裂的发病风险在 MTHFR C677T CT 基因型和TT 基因型中分别为 CC 基因型的 5.27、6.36 倍。

三、红细胞叶酸水平、叶酸补充量与出生缺陷

红细胞中叶酸的测量反映了体内叶酸的长期状态，而血浆/血清叶酸可能受到近期饮食摄入的影响。不同国家、地区的红细胞叶酸水平变化范围很大，且许多国家没有红细胞叶酸浓度数据。为了最大程度降低NTD 风险，世界卫生组织建议育龄妇女人群红细胞叶酸浓度应高于 906 nmol/L （ 400ng/mL） 的阈值。

育龄期妇女通过补充叶酸可降低脊柱裂、先天性心脏病、腹裂等出生缺陷，2024 年我国《孕前和孕期主要微量营养素补充专家共识》推荐无高危因素妇女叶酸补充量为 0.4-0.8mg/d ，既往存在NTD 病史的妇女，推荐叶酸补充量为4mg/d，对癫痫、孕前糖尿病、叶酸出生缺陷家族史等其他高风险人群，推荐叶酸补充量为0.8-1mg/d[15]。但研究发生母亲叶酸过量摄入与自闭症风险密切相关，且会引起子代代谢异常 [16]。

综上所述，叶酸减少出生缺陷的证据是确凿的，叶酸代谢基因的多态性改变与叶酸补充不足或过量均可能导致出生缺陷的发生，但由于环境、生活习惯、地理环境、民族等影响，目前国内缺乏育龄期妇女人群红细胞叶酸的参考范围，因此如何个体化补充叶酸有待于多中心大样本的人群研究，为补充叶酸降低出生缺陷提供更有利的证据。

参考文献

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