武汉地区育龄期汉族女性叶酸代谢相关酶基因多态性研究*

李 卉，江雨霏，高唐鑫子，刘丽君，姚妍怡，易美琪，徐闰红，宋婕萍

(湖北省妇幼保健院检验科，湖北武汉 430070)

叶酸作为体内一碳代谢的重要物质，参与DNA、RNA的合成转化等机体内多种重要生化过程，是细胞生长和增殖的必需物质[1]。维持体内适当的叶酸水平对生殖健康有着重要的生理作用。孕妇体内叶酸缺乏是新生儿神经管缺陷(NTDs)发生的主要病因，孕期女性补充叶酸可有效预防出生缺陷的发生[2-4]。然而，近年来研究表明，过量摄入叶酸并不安全，尤其是在某些特定年龄或种族人群中[5]。

叶酸缺乏除受饮食摄入不足影响外，也与个体遗传因素密切相关。5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)和甲硫氨酸合成酶还原酶(MTRR)是叶酸代谢的关键酶，其基因突变可导致相应的酶活性和热稳定性降低，引起叶酸代谢障碍。遗传异质性导致了机体对叶酸利用能力的差异，叶酸增补应因人而异。本研究通过基因检测，对本地区育龄期汉族女性MTHFR和MTRR基因多态性进行个体化评估分析，为育龄期女性制订个性化的孕期叶酸补充方案提供遗传学和临床循证依据，为出生缺陷的个体化防控提供指导。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2016年5月至2020年1月在湖北省妇幼保健院进行孕前和孕期检查的育龄期汉族女性4 216例为研究对象。年龄17～48岁，平均(29.1±4.1)岁。经知情同意后采集外周血进行叶酸利用能力评估。

1.2仪器与试剂 核酸提取试剂(厦门致善Lab-Aid 824核酸提取Mini试剂)，叶酸基因多态性检测试剂购自武汉友芝友公司。PCR扩增仪为上海宏石SLAN-96S。

1.3方法 提取样本基因组DNA。利用PCR-荧光探针法，检测MTHFR基因C677T、A1298C位点与MTRR基因A66G位点的基因多态性。通过计算Ct值判定MTHFR和MTRR基因各位点多态性。

1.4统计学处理 应用HaploView 4.2软件进行单核苷酸多态性的Hardy-Weinberg平衡分析、LD连锁不平衡分析。采用SPSS19.0软件对数据进行统计分析。计数资料采用百分数表示，组间比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1Hardy-Weinberg遗传平衡分析 对本研究中4 216例育龄期女性MTHFR基因C677T、A1298C位点和MTRR基因A66G位点检测结果进行Hardy-Weinberg遗传平衡分析，其基因多态性分布符合Hardy-Weinberg遗传平衡(P>0.05)，说明数据来自同一孟德尔群体，样本具备区域代表性，见表1。

表1 武汉地区育龄期汉族女性MTHFR及MTRR基因位点Hardy-Weinberg遗传平衡检验

2.2MTHFR和MTRR的基因频数与等位基因频率 4 216例标本中，MTHFR基因C677T位点的野生型(CC)、杂合突变(CT)与纯合突变(TT)频数分别为1 595例(37.8%)、1 953例(46.3%)、668例(15.8%)，C677T位点突变碱基T的携带频率为39.0%；A1298C位点野生型(AA)、杂合型突变(AC)、纯合突变(CC)频数分别为2 836例(67.3%)、1 230例(29.2%)、150例(3.6%)，突变碱基C携带频率为18.1%。MTRR基因A66G野生型(AA)、杂合突变(AG)、纯合突变(GG)的频数分别为2 384例(56.5%)、1 581例(37.5%)、251例(6.0%)，突变碱基G携带频率为24.7%。

2.3MTHFR、MTRR基因频数和基因频率与其他地区的比较 武汉地区育龄期汉族女性MTHFR C677T位点基因型分布与尚志[6]、长春[7]、张家口[8]、太原[9]、烟台[10]、郑州[11]、湘潭[12]、柳州[13]、阳江[14]、琼海[15]地区汉族女性差异有统计学意义(P<0.05)，与建始[16]、眉山[17]、丽水[18]、六盘水[19]地区的差异无统计学意义(P>0.05)。武汉地区育龄期汉族女性MTHFR A1298C位点基因多态性分布与尚志、张家口、太原、烟台、郑州、湘潭、柳州、阳江、琼海地区的差异有统计学意义(P<0.05)。 MTRR A66G基因多态性分布与张家口、太原、烟台、柳州、阳江、琼海地区的差异有统计学意义(P<0.05)。见表2～4。

表2 不同地区汉族女性MTHFR C677T基因型频数和频率比较[n(%)]

表3 不同地区汉族女性MTHFR A1298C基因型频数和频率比较[n(%)]

表4 不同地区汉族女性MTRR A66G基因型频数和频率比较[n(%)]

2.4MTHFR、MTRR等位基因频数和频率与其他地区的比较 武汉地区汉族育龄期女性MTHFR C677T与A1298C等位基因分布与尚志、长春、烟台、郑州、湘潭、柳州、阳江、琼海地区差异有统计学意义(P<0.05)； MTRR A66G等位基因分布与太原、烟台、柳州、阳江、琼海地区差异有统计学意义(P<0.05)。见表5。

表5 不同地区汉族女性MTHFR和MTRR等位基因频数和频率比较[n(%)]

2.5MTHFR基因C677T和A1298C两位点连锁情况及单倍型分析 MTHFR基因C677T和A1298C两位点组合情况依次为CC/AA(18.95%)、CT/AA(32.57%)、TT/AA(15.75%)、CC/AC(15.39%)、CT/AC(13.71%)、CC/CC(3.49%)、TT/AC(0.07%)、CT/CC(0.05%)、TT/CC(0.02%)。单倍型分析表明4种组合频率依次为677C/1298A(43.0%)、677T/1298A(38.9%)、677C/1298C(18.0%)、677T/1298C(0.1%)，以677C/1298A为主。两位点间存在高度连锁不平衡现象(D′=0.980，r2=0.136)。

2.6武汉地区育龄期女性叶酸利用能力风险评估 武汉地区育龄期女性叶酸利用能力正常，以及低、中、高度风险人群分别占37.7%、7.8%、35.2%和19.4%。可见有超过50.0%的育龄期女性存在不同程度的叶酸利用能力不足，对于这部分人群，常规0.4 mg/d叶酸补充并不能满足孕前或孕早期机体对于叶酸的需要。

3 讨 论

叶酸是人体必不可少的营养素，在体内以具有活性的四氢叶酸形式发挥作用，作为体内一碳循环的载体，参与核酸合成、蛋白质甲基化，并与维生素B12共同促进红细胞的生成和成熟，是细胞增殖、组织生长和修复、机体发育过程中不可或缺的重要物质。叶酸代谢过程受两个关键酶的基因调控，分别是MTHFR和MTRR。MTHFR基因位于染色体1p36.3，有12个外显子，编码蛋白质含657个氨基酸。常见的MTHFR基因多态性有C677T(rs1801133)和A1298C(rs1801131)。这两处位点的突变间存在协同作用，引起MTHFR酶活性降低，当双突变时酶活性仅为野生型的15%左右；MTRR基因位于染色体5p15.2～5p15.3，其多态性位点A66G(rs1801394)是神经管缺陷发生的独立风险因素，与胎儿先天性心脏病风险增加相关[20]。MTHFR与MTRR基因发生变异引起相应的酶活性降低，抑制同型半胱氨酸转化，导致低叶酸血症和高同型半胱氨酸血症，从而增加不孕不育、流产死胎、胎儿先天缺陷等发生风险[21]。孕妇体内缺乏叶酸可能导致新生儿出生缺陷与不良妊娠结局，如神经管缺陷、唐氏综合征、先天性心脏病、唇腭裂、妊娠期高血压、子痫前期、胚胎停育、流产、早产等，叶酸代谢基因多态性还与多囊卵巢综合征、宫颈癌、卵巢癌、女性特殊时期抑郁症等有关[22-24]。

本研究结果显示，武汉地区育龄期汉族女性MTHFR C677T 纯合突变(TT型)频率为16.0%，与既往报道类似[25]；显著低于北方城市尚志[6]、长春[7]、张家口[8]、太原[9]、烟台[10]、郑州[11]；显著高于南方城市湘潭[12]、柳州[13]、阳江[14]、琼海[15]；而与纬度接近的建始[16]、眉山[17]、丽水[18]、六盘水[19]地区的差异无统计学意义(P>0.05)。MTHFR C677T位点TT型及等位基因T频率随纬度增高而增高，与我国叶酸缺乏北高南低的趋势一致。

围生期补充叶酸可预防绝大多数NTDs的发生，但过量服用叶酸可能导致子代哮喘、肿瘤、心血管疾病等发生风险增加。根据《围受孕期增补叶酸预防神经管缺陷指南(2017)》建议，从可能妊娠或孕前至少 3个月开始每日增补叶酸；无高危因素的女性应每日补充叶酸0.4 mg或0.8 mg(不超过1.0 mg)；有NTDs生育史或夫妻一方有NTDs病史者应每日补充叶酸4 mg；有先天性心脏病、唇腭裂等出生缺陷家族史或直系亲属中有NTDs生育史的女性，以及患有糖尿病、肥胖、癫痫、正在服用增加胎儿NTDs风险药物、患胃肠道吸收不良疾病的女性建议每日服用0.8～1.0 mg叶酸[2]。

4 结 论

武汉地区育龄期汉族女性MTHFR和MTRR基因多态性分布具有明显的地域特异性，有1/2以上女性存在不同程度的叶酸代谢障碍。因此常规0.4 mg/d的叶酸增补剂量不能满足大部分女性的需要，在实施叶酸增补时，可检测叶酸利用能力基因多态性，针对叶酸代谢缺陷的高风险人群，根据基因型、临床特征并结合饮食结构等特点，针对叶酸增补剂量和时间进行个性化调整，从而真正达到预防出生缺陷，促进健康的目的。