我院與中科院賀林院士合作開(kāi)展分子遺傳技術(shù)在出生缺陷產(chǎn)前診斷中的臨床應(yīng)用
出生缺陷(birth defects，BD)，是指患兒在出生時(shí)即存在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、代謝、精神及行為等方面的異常，是導(dǎo)致嬰兒和兒童死亡的首位原因，是全世界范圍的一大公共衛(wèi)生問(wèn)題。全世界每年大約有500萬(wàn)出生缺陷嬰兒誕生，85%是在發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)是世界上人口出生缺陷率高發(fā)國(guó)家之一，全國(guó)出生缺陷總發(fā)生率為5.6%，且呈逐年上升趨勢(shì)，每年新增出生缺陷數(shù)約90萬(wàn)例，其中出生時(shí)臨床明顯可見(jiàn)的出生缺陷約有25萬(wàn)例，嚴(yán)重影響著我國(guó)出生人口素質(zhì)。根據(jù)WHO和我國(guó)合作發(fā)表的《出生缺陷疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的評(píng)價(jià)》，我國(guó)每年因新生兒缺陷所造成的直接損失達(dá)10億元人民幣，先天愚型的治療費(fèi)每年20億元，先天性心臟病治療費(fèi)120億，而用于撫養(yǎng)殘疾兒的醫(yī)療費(fèi)用支出每年超過(guò)50億，出生缺陷給家庭和社會(huì)帶來(lái)巨大的精神和經(jīng)濟(jì)壓力。主要分為遺傳性疾病和先天性疾病，遺傳物質(zhì)改變是引起出生缺陷的主要原因，包括基因突變和染色體畸變，治療困難，療效不滿意，家庭及社會(huì)負(fù)擔(dān)重。我市是人口大市，遺傳性疾病發(fā)病率在國(guó)內(nèi)處于較高水平，屬出生缺陷高發(fā)地區(qū)，因此將分子遺傳技術(shù)應(yīng)用到臨床產(chǎn)前診斷，最大限度降低我市出生缺陷的發(fā)生，具有重大公共衛(wèi)生意義。
我院是山東醫(yī)專非隸屬附屬醫(yī)院，三級(jí)甲等婦幼保健院，擔(dān)負(fù)著全市婦女兒童醫(yī)療、保健、康復(fù)、教學(xué)、科研和基層保健培訓(xùn)、檢查指導(dǎo)等任務(wù)，臨沂市產(chǎn)前篩查與診斷中心、臨沂市新生兒疾病篩查中心、臨沂市聽(tīng)力診斷中心設(shè)在我院，年門診量90余萬(wàn)人次，產(chǎn)前篩查5萬(wàn)例，新生兒疾病篩查17萬(wàn)例。我院圍產(chǎn)醫(yī)學(xué)專業(yè)是山東省醫(yī)藥衛(wèi)生重點(diǎn)專業(yè)，產(chǎn)前診斷中心是經(jīng)省衛(wèi)生廳審批的我市唯一的一家產(chǎn)前診斷中心，醫(yī)院發(fā)展政策上扶持，硬件上加大投入。
產(chǎn)前篩查與診斷中心(遺傳實(shí)驗(yàn)室)，2006年先后通過(guò)了省衛(wèi)生廳產(chǎn)前診斷中心評(píng)審、省臨檢中心臨床基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)室的達(dá)標(biāo)驗(yàn)收，2012年又先后通過(guò)了復(fù)核;擁有產(chǎn)前診斷資質(zhì)人員11人，臨床基因擴(kuò)增技術(shù)上崗證人員5人。醫(yī)院即將搬遷新院區(qū)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將增加700m2的高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)前診斷實(shí)驗(yàn)室，將增加ABI 3500基因測(cè)序分析儀、基因芯片分析系統(tǒng)、ViiA7高通量熒光定量PCR擴(kuò)增儀、核酸純化儀、全自動(dòng)時(shí)間分辨熒光免疫分析系統(tǒng)、全自動(dòng)掃描染色體核型分析系統(tǒng)等設(shè)備。
為進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，不斷提高學(xué)科水平，我院與遺傳生物學(xué)家、中科院院士——上海交通大學(xué)賀林院士、復(fù)旦大學(xué)出生缺陷研究中心馬端教授的團(tuán)隊(duì)牽手合作，在我院建立“上海佰臻基因組學(xué)與人類健康研究院臨沂聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，成立“上海佰臻基因組學(xué)與人類健康研究院臨沂轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心”。結(jié)合我院情況，重點(diǎn)在出生缺陷三級(jí)預(yù)防、兒童先天性疾病、兒童精神疾病、婦科腫瘤、乳腺腫瘤、生殖醫(yī)學(xué)、藥物基因組學(xué)研究等領(lǐng)域開(kāi)展合作，將賀院士、馬教授先進(jìn)的科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用到我市，使得我們不出家門就能享受到世界上最好的技術(shù)服務(wù)。并在良好合作基礎(chǔ)上籌建院士工作站，促進(jìn)科技成果及時(shí)轉(zhuǎn)化，造福沂蒙百姓。
首批轉(zhuǎn)化應(yīng)用的項(xiàng)目是：
耳聾基因檢測(cè)
耳聾是臨床上常見(jiàn)的疾病，由遺傳性因素引起的約占60%左右。2006年第二次殘疾人抽樣調(diào)查顯示，我國(guó)聽(tīng)力語(yǔ)言殘疾者約有2780萬(wàn)，其中1-7歲聽(tīng)障兒童約有80萬(wàn)。我國(guó)每年2000萬(wàn)新生兒中，嚴(yán)重聽(tīng)力障礙發(fā)生率為1‰-3‰。新生兒出生聽(tīng)力缺陷給家庭及社會(huì)帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和精神負(fù)擔(dān)。
通過(guò)新生兒耳聾基因檢測(cè)，可以早期發(fā)現(xiàn)攜帶耳聾基因的患兒(包括遲發(fā)性聽(tīng)力缺陷患兒)，為后期的診斷及治療提供科學(xué)依據(jù)，有助于及時(shí)采取干預(yù)措施預(yù)防言語(yǔ)障礙的發(fā)生，有效降低聾啞發(fā)病率。
中國(guó)人群中最常見(jiàn)的耳聾基因有四個(gè)，分別介紹如下。
(1)線粒體12S rRNA：線粒體位于細(xì)胞質(zhì)中，有自己獨(dú)立的遺傳基因，其中12SrRNA如果發(fā)生突變，攜帶者則對(duì)氨基糖苷類藥物敏感，使用正常劑量的氨基糖苷類抗生素如新霉素、卡那霉素、阿米卡星、西索米星、慶大霉素和鏈霉素等，可以造成聽(tīng)力明顯下降甚至完全失聰，即所謂的“一針致聾”。每1000個(gè)新生兒中，大約會(huì)出現(xiàn)2-3個(gè)該基因突變的攜帶者。12SrRNA突變呈母系遺傳，即攜帶者的突變基因只可能來(lái)至母親。如果知曉自己或孩子12SrRNA是否存在突變，則可明確是否可以使用氨基糖苷類抗生素，從而避免此類藥物性耳聾的發(fā)生。該檢測(cè)可用于正常人耳聾基因篩查、孕期母親及新生兒篩查、氨基糖甙類藥物應(yīng)用前的預(yù)防性檢查等。
(2)GJB2：間隙連接蛋白β2(GJB2)基因突變是最常見(jiàn)的耳聾病因。GJB2基因的產(chǎn)物參與形成細(xì)胞間的間隙連接，使相鄰細(xì)胞間能夠進(jìn)行小分子與代謝物的交換。GJB2基因突變可導(dǎo)致耳蝸功能障礙，約占中國(guó)人遺傳性耳聾的30%。GJB2基因突變所致的耳聾為常染色體隱形遺傳，也就是說(shuō)，只有父母雙方都有GJB2基因的突變，子女才有可能出現(xiàn)耳聾。由于該基因突變是所有耳聾基因中最常見(jiàn)的，所以應(yīng)該作為常規(guī)耳聾基因篩查的首選基因。
(3)SLC26A4基因：SLC26A4基因突變會(huì)導(dǎo)致大前庭水管綜合征，在耳聾人群中的突變頻率位居第二位，僅次于GJB2基因。SLC26A4基因突變可以導(dǎo)致前庭導(dǎo)水管擴(kuò)大，也可能合并耳蝸畸形。臨床上主要表現(xiàn)為高頻聽(tīng)力損失為主的感音神經(jīng)性耳聾，多為重度或極重度耳聾。
(4)GJB3：間隙連接蛋白β3(GJB3)是連接蛋白家族中的一個(gè)成員。GBJ3基因突變不僅可以引起顯性或隱性形式遺傳的感音神經(jīng)性耳聾，而且還與皮膚疾病以及外周神經(jīng)病有關(guān)。
遺傳代謝病檢測(cè)
遺傳代謝病是有代謝功能缺陷的一類遺傳病，多為單基因遺傳病。遺傳代謝病一部分由基因遺傳導(dǎo)致，還有一部分是后天基因突變?cè)斐?，發(fā)病期不僅僅是新生兒，覆蓋全年齡階段。
1. 苯丙酮尿癥
苯丙酮尿癥(簡(jiǎn)稱PKU)是苯丙氨酸羥化酶相關(guān)基因突變所致的常染色體隱性遺傳病，男女發(fā)病率接近1：1，患者雙親均為表型正常的雜合子。依照孟德?tīng)栠z傳規(guī)律，所生子女中正常兒和純合子患兒各占25%，雜合子占50%，我國(guó)一般人群中雜合子的比例約為1/60-1/30。苯丙氨酸羥化酶相關(guān)基因位于第12號(hào)染色體長(zhǎng)臂(12q22-24)，由13個(gè)外顯子組成，全長(zhǎng)約90Kb。目前世界范圍內(nèi)已報(bào)告了數(shù)百種突變類型。
PKU的發(fā)病是由于苯丙氨酸羥化酶(PAH)基因突變導(dǎo)致苯丙氨酸(PA)代謝障礙所致。苯丙氨酸是人體必須的氨基酸之一，經(jīng)食物攝取后，部分被機(jī)體蛋白質(zhì)合成所利用，其余部分經(jīng)肝臟苯丙氨酸羥化酶的作用轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為多巴、腎上腺素、黑色素等重要的生理活性物質(zhì)。由于該癥患者肝臟中苯丙氨酸羥化酶的缺乏，導(dǎo)致苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)化為酪氨酸，而蓄積在體內(nèi)，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷，同時(shí)導(dǎo)致酪氨酸、多巴、腎上腺素、黑色素等生理活性物質(zhì)的合成障礙，引起一系列的病理改變。
目前，我國(guó)PKU患兒中約80%基因突變已明確，還有約20%的基因突變機(jī)制未明。每個(gè)PKU家庭存在兩個(gè)突變基因，因此基因診斷可有三種結(jié)果：(1)兩個(gè)突變基因均能診斷清楚;(2)一個(gè)突變基因診斷清楚、另一個(gè)突變基因診斷不清;(3)兩個(gè)突變基因均不能診斷清楚。前兩種結(jié)果可提供產(chǎn)前診斷，第三種結(jié)果在鑒別非經(jīng)典型PKU的前提下，通過(guò)連鎖分析可以做間接基因診斷時(shí)也可進(jìn)行產(chǎn)前診斷。
由于PKU是遺傳性疾病，進(jìn)行基因診斷時(shí)需要患兒和父母同時(shí)留取血樣，同時(shí)因突變基因的種類繁多，分析復(fù)雜，因此基因診斷應(yīng)提前在再次懷孕前半年到一年的時(shí)間進(jìn)行，這樣才能在妊娠時(shí)依據(jù)基因診斷結(jié)果進(jìn)行有針對(duì)性的產(chǎn)前診斷。
2. 先天性腎上腺皮質(zhì)增生癥
先天性腎上腺皮質(zhì)增生癥(CAH)是由于腎上腺皮質(zhì)激素生物合成酶系中某種或數(shù)種酶基因的異常，導(dǎo)致酶活性下降，使皮質(zhì)醇等激素水平改變所致的一組疾病。常呈常染色體隱性遺傳。臨床上以21-羥化酶(CYP21)缺陷癥為最常見(jiàn)，占90%以上，其發(fā)病率約為1/4500新生兒，其中約75%為失鹽型，其次為11β-羥化酶缺陷癥，約占5%～8%，其發(fā)病率約為1/5000～7000新生兒。其他類型均為罕見(jiàn)。
幾乎所有CYP21突變都是CYP21和CYP21P(假基因)之間重組的結(jié)果。約20%是缺失突變，約75%是基因轉(zhuǎn)換的結(jié)果。32%的失鹽型病人一條等位基因上有大片段缺失或轉(zhuǎn)換突變，56%在一條等位基因上有內(nèi)含子2的點(diǎn)突變引起RNA切接異常。在體外實(shí)驗(yàn)中證實(shí)這些突變使21-羥化酶活性完全或幾乎完全喪失。在單純男性化型，最常見(jiàn)的突變等位基因(35%)為第172號(hào)氨基酸密碼子存在替代突變(Ile變?yōu)锳sn)，只保有正常21-羥化酶2%～11%的活性。非經(jīng)典型中最常見(jiàn)(39%)的突變是第281號(hào)氨基酸的突變(Val變?yōu)長(zhǎng)eu)。
3. 葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏癥
紅細(xì)胞葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PD)缺乏癥是世界上最多見(jiàn)的紅細(xì)胞酶病，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球約有近4億人G6PD缺陷。本病常在瘧疾高發(fā)區(qū)、地中海貧血和異常血蛋白病等流行地區(qū)出現(xiàn)，地中海沿岸、東南亞、印度、非洲和美洲黑人的發(fā)病率較高。我國(guó)分布規(guī)律呈“南高北低”的態(tài)勢(shì)，長(zhǎng)江流域以南，尤以廣東、海南、廣西、云南、貴州、四川等地為高發(fā)區(qū)，發(fā)生率為4%-15%，個(gè)別地區(qū)高達(dá)40%
本病是由于調(diào)控G6PD的基因突變所致，呈X連鎖不完全顯性遺傳。由于G-6-PD基因的突變，導(dǎo)致紅細(xì)胞葡萄糖磷酸戊糖旁路代謝異常，當(dāng)機(jī)體受到伯氨喹啉型藥物等氧化物侵害時(shí)，氧化作用產(chǎn)生的H2O2不能被及時(shí)還原成水，過(guò)多的H2O2可致血紅蛋白和膜蛋白均發(fā)生氧化損傷，最終造成紅細(xì)胞膜的氧化損傷和溶血。溶血過(guò)程呈自限性，因新生的紅細(xì)胞G6PD活性較高，對(duì)氧化劑藥物有較強(qiáng)的“抵抗性”，當(dāng)衰老紅細(xì)胞酶活性過(guò)低而被破壞后，新生紅細(xì)胞即代償性增加，故不再發(fā)生溶血。蠶豆誘發(fā)的溶血是蠶豆嘧啶核苷及伴蠶豆嘧啶核苷對(duì)紅細(xì)胞氧化作用的結(jié)果。
現(xiàn)已知有400多種G6PD變異，但常見(jiàn)致病者只有少數(shù)幾種。
遺傳性乳腺癌-卵巢癌綜合癥
乳腺癌和卵巢癌是女性最常見(jiàn)惡性腫瘤。在所有中國(guó)婦女的乳腺癌中，大約有10-15% 的患者屬于家族性乳腺癌。有乳腺癌和卵巢癌家族史的女性，乳腺癌和卵巢癌的發(fā)生率遠(yuǎn)高于無(wú)家族史的女性。這種疾病稱為遺傳性乳腺癌-卵巢癌綜合征。
該病的致病基因主要有2個(gè)，即BRCA1和BRCA2。如果BRCA1基因存在突變，患乳腺癌和卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)分別是50%～85%和15%～45%。如果BRCA2發(fā)生突變，患乳腺癌和卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)分別是50%～85%和10%～20%。中國(guó)女性BRCA1基因的突變率為8-10%左右，遠(yuǎn)高于散發(fā)性乳腺癌1%的突變頻率。
通常而言，如果一位女性家族中無(wú)卵巢癌患者，那么她一生中發(fā)生卵巢癌的幾率大約為1.4%。如果有1個(gè)一級(jí)親屬(母女、姐妹)患病，那么發(fā)生卵巢癌的機(jī)會(huì)增加到5%。如果有2個(gè)或以上的一級(jí)親屬患病，發(fā)生卵巢癌的機(jī)會(huì)進(jìn)一步上升到7%。如果確定是BRCA1/2有關(guān)的遺傳性乳腺癌-卵巢癌家族，則發(fā)生卵巢癌的機(jī)會(huì)驟然增加到40%-50%!
綜合國(guó)內(nèi)外的研究成果，以及我們?cè)谂R床中的實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)該進(jìn)行遺傳性乳腺癌-卵巢癌致病基因BRCA-1和BRCA2檢測(cè)的人群是：(1)一個(gè)家族中有一人患乳腺癌或卵巢癌，其家族中的其他女性女性均應(yīng)該進(jìn)行檢測(cè);(2)如果一個(gè)人曾經(jīng)患一種非乳腺癌或卵巢癌的惡性腫瘤，也應(yīng)該進(jìn)行檢測(cè);(3)40歲之后的女性，如果經(jīng)濟(jì)條件允許，原則上應(yīng)該進(jìn)行檢測(cè)。
染色體疾病無(wú)創(chuàng)檢測(cè)
染色體疾病主要是指由于染色體數(shù)目改變(多于或少于46條)或結(jié)構(gòu)異常引起的疾病。
染色體三體綜合征是染色體疾病中發(fā)病率最高的一類。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)某染色體的數(shù)目不是正常的兩條而是三條，也即染色體總數(shù)目為47條時(shí)就會(huì)導(dǎo)致三體綜合征。最常見(jiàn)的染色體三體綜合征有：21三體綜合征(T21)、18三體綜合征(T18)和13三體綜合征(T13)。
染色體疾病是可遺傳的，父母雙親任何一方存在染色體缺陷，都可能通過(guò)遺傳將相應(yīng)缺陷傳遞給子女，子女患有相應(yīng)染色體疾病的風(fēng)險(xiǎn)便會(huì)增大。
同時(shí)，染色體疾病的發(fā)生也具有隨機(jī)性，沒(méi)有家族病史的父母雙親也可能生育存在染色體缺陷的患兒。研究發(fā)現(xiàn)，染色體疾病的發(fā)病率隨孕婦年齡的增高而升高。
無(wú)創(chuàng)DNA產(chǎn)前檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)新型的、針對(duì)胎兒染色體非整倍體疾病的產(chǎn)前檢測(cè)新技術(shù)。該技術(shù)僅需抽取孕婦靜脈血，即可判斷胎兒是否患有唐氏綜合征(T21)、愛(ài)德華氏綜合征(T18)、帕陶氏綜合征(T13)三大染色體非整倍體疾病。
適合進(jìn)行染色體無(wú)創(chuàng)檢測(cè)的情況有：
(1) 懷孕12-26孕周的單胎準(zhǔn)媽媽。
(2) 高齡(年齡≥35歲)，唐篩結(jié)果為高風(fēng)險(xiǎn)或者單項(xiàng)指標(biāo)值改變，孕期B超寶寶NT值增高或其它解剖結(jié)構(gòu)異常，羊水穿刺細(xì)胞培養(yǎng)失敗，不適宜進(jìn)行有創(chuàng)產(chǎn)前診斷的準(zhǔn)媽媽們。
(3) 病毒攜帶者、胎盤前置、胎盤低置、羊水過(guò)少、RH血型陰性、流產(chǎn)史、先兆流產(chǎn)、珍貴兒、錯(cuò)過(guò)有創(chuàng)產(chǎn)前診斷時(shí)間。
(4) 希望排除寶寶21三體、18三體、13三體綜合征，自愿選擇進(jìn)行無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢測(cè)的準(zhǔn)媽媽們。
檢測(cè)原理
(1) 孕婦外周血中的胎兒游離DNA從懷孕4周左右就可以檢出。孕8周以一定的比例穩(wěn)定存在于母體外周血漿中，孕周越大含量越高。
(2) 胎兒游離DNA一核小體形式存在，穩(wěn)定性好。
(3) 胎兒游離DNA半衰期短，分娩后迅速降解，這種特性使其可以作為無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢測(cè)的最優(yōu)檢測(cè)材料。
(4) 正常胎兒和正常母親的21號(hào)染色體均為2倍體，患有唐氏綜合征的胎兒其21號(hào)染色體為3倍體。假定母親外周血中胎兒游離DNA的含量為20%，母體自身游離DNA占80%，為了簡(jiǎn)便表示，假定共有10份DNA拷貝。對(duì)于懷有正常胎兒的孕婦來(lái)說(shuō)，其外周血漿的21號(hào)染色體游離DNA就是10份，2份來(lái)源于胎兒，8份來(lái)源于母親。對(duì)于懷有唐氏綜合征胎兒的孕婦來(lái)說(shuō)，可以很容易算出其外周血漿的21號(hào)染色體游離DNA有11份，3份來(lái)源于胎兒，8份來(lái)源于母親。
(5) 對(duì)于胎兒游離DNA的含量為20%的情況而言，懷有唐氏綜合征胎兒和正常胎兒的母體外周血漿中21號(hào)染色體游離DNA比例就是11：10。同樣，對(duì)于胎兒游離DNA的含量為5%的情況而言，懷有唐氏綜合征胎兒和正常胎兒的母體外周血漿中21號(hào)染色體游離DNA比例就是10.25:10。
(6) 可以看到，不需要進(jìn)行胎兒來(lái)源和母體來(lái)源游離DNA的分離，懷有唐氏綜合征胎兒的孕婦外周血漿中21號(hào)染色體游離DNA的總含量有個(gè)很小比例的升高。理論上我們通過(guò)區(qū)分這一微小的差異，便可以實(shí)現(xiàn)利用胎兒游離DNA進(jìn)行的胎兒染色體疾病產(chǎn)前檢測(cè)。
(7) 深度測(cè)序技術(shù)可以輕易的同時(shí)測(cè)定超過(guò)15億條DNA序列，產(chǎn)出300G的原始數(shù)據(jù)，相當(dāng)于1個(gè)人類基因組的100倍。當(dāng)利用新一代高通量測(cè)序技術(shù)來(lái)分析母體外周血漿中的游離DNA信息的時(shí)候，無(wú)創(chuàng)DNA產(chǎn)前檢測(cè)便可以從理論變成現(xiàn)實(shí)。
葉酸基因檢測(cè)
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。大量研究證實(shí)，葉酸缺乏是導(dǎo)致出生缺陷的主要原因。正常的葉酸除可預(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)、胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩、早產(chǎn)、新生兒低出生體重等疾病的發(fā)病率。
研究發(fā)現(xiàn)，葉酸利用能力受遺傳基因影響。如果與葉酸代謝相關(guān)的基因發(fā)生變異，它們所產(chǎn)生的酶活性就會(huì)下降。這些人即使按照常規(guī)劑量(400微克/天)補(bǔ)充葉酸，機(jī)體葉酸水平仍然會(huì)不足。遺傳體質(zhì)的差異決定了機(jī)體對(duì)葉酸的吸收和利用能力。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。
有一種情況是，許多孕婦是在無(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，錯(cuò)過(guò)了補(bǔ)充葉酸的關(guān)鍵時(shí)期。在發(fā)達(dá)國(guó)家，新婚期即開(kāi)始了葉酸的增補(bǔ)。因此，想在近期生育的女性，應(yīng)該盡早進(jìn)行葉酸代謝的基因檢測(cè)，然后確定葉酸的補(bǔ)充方法。
男性增補(bǔ)葉酸對(duì)優(yōu)生有著同等重要的意義。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)。
葉酸代謝密切相關(guān)的基因是有2個(gè)，即MTHFR和MTRR。5,10-亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)和甲硫氨酸合成酶還原酶(MTRR)基因變異引起相應(yīng)的酶活性降低可使同型半胱氨酸轉(zhuǎn)化為甲硫氨酸減少，導(dǎo)致低葉酸血癥和高同型半胱氨酸血癥。
1. MTHFR基因
MTHFR基因位于一號(hào)染色體lp36.3，全長(zhǎng)19.3kb，mRNA全長(zhǎng)7105bp，有12個(gè)外顯子，編碼含657個(gè)氨基酸的蛋白。
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。
rs1801131是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%。
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是位于MTHFR基因第五個(gè)外顯子677位上的一個(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%。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TT型的只有34%。
2. MTRR基因
MTRR基因位于5p15.3-p15.2，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)。
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。
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。
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、葉酸代謝與許多疾病(Down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。
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。
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、葉酸利用基因檢測(cè)
基因
