卵巢早衰与脆性X智力障碍基因1CGG异常重复扩增相关性的研究进展

董 艳

(天津市第一中心医院 生殖健康科,天津,300192)

卵巢早衰(POF)指女性40岁之前出现闭经，并伴有卵泡刺激素水平升高、雌激素水平降低等内分泌异常及绝经症状，卵巢功能过早完全丧失，导致女性生育能力下降，染色体和基因缺陷是该病的主要病因之一[1-2]。脆性X综合征(FXS)是最常见的一种遗传性认知障碍疾病，由脆性X智力障碍基因(FMR1)5′端非编码区的CGG重复序列过度扩增、导致脆性X智力低下蛋白(FMRP)缺乏所致[3-4],研究发现FMR1基因CGG重复序列异常扩增常伴卵巢功能损伤，导致POF、异常妊娠率升高及不明原因复发性流产率升高。本文将POF与FMR1基因CGG重复序列异常扩增相关的国内外研究成果进行阐述，以明确FMR1基因筛查对降低先天性出生缺陷发生率的重要意义。

1 POF与FMR1基因CGG重复序列异常扩增的相关性

1.1 FMR1基因突变携带者患POF机率增加

已知X染色体畸变是导致POF的主要致病机制,FMR1基因定位于性染色体Xq27.3,全长38 kb,1991年由VERKERK A J M H等[5]成功分离并克隆，该基因为第一外显子非翻译区CGG重复扩增异常所致。正常人群CGG重复序列次数为26～34,若在55～200之间发生X染色体畸变，约20%异常CGG重复序列次数与早发性卵巢功能不全 (POI)或 POF相关[6]。美国医学遗传学学会将不同的CGG重复序列分类:5～44为正常范围;45～54为中间重复范围，也称“灰区”;55～200为前突变;200～230为完全突变[7-8]。

JOHNSON J P等[9]发现FMR1基因前突变携带者发生月经不调、服用激素的比例高于全突变者和非携带者，约16%的前突变携带者发生POF;前突变携带者≥40岁时,POF发生率达24%,全突变者和非携带者POF发生率为1%。DAVIS C J等[10]发现无POF家族史和有家族史的前突变携带者比例分别为0.8～7.5%及13%。CONWAY G S等[11]发现散发型和家族型POF患者中，前突变携带者的发生率为0%和22%,MURRAY A等[12]发现该类发生率为1.6%和8%,CGG重复次数为80～175,绝经年龄较基准年龄基线提前了11岁。SHERMAN S L[13]认为前突变携带者发生POF的风险高于正常人群20倍，无家族史和有家族史罹患POF女性的前突变携带者比例为2%和14%。上述研究表明FMR1基因前突变是造成POF的重要因素，故检测POF患者的前突变状态并对其进行适当的遗传咨询非常必要[14]。

1.2 FMR1基因前突变携带者的生殖能力改变

BARASOAIN M等[15]发现前突变携带者的月经周期及生育年限均较正常人群缩短，提示卵巢储备功能降低，前者绝经年龄为(46.6±0.7)岁，对照组为(51.5±0.6)岁，月经初潮年龄无显著差异。ISHIZUKA B等[16]认为前突变携带者因卵泡期缩短导致其月经周期较年龄相当的未携带者更短，此为典型的生殖衰老标志。SULLIVAN A K等[17]发现女性绝经年龄与CGG在59～99重复序列区间呈线性关系，前突变等位基因可能阻止卵母细胞合成至正常数量，导致卵泡数量减少，卵泡刺激素(FSH)水平升高及雌二醇和/或抑制素B负反馈，引起多个卵母细胞排卵，导致双卵双胎的概率随着生育年龄增加而增高。VOORHUIS M等[18]发现前突变携带者产下双胞胎的概率增高，重复次数在80～100之间概率最高。上述研究提示FMR1基因前突变可导致携带者月经周期改变，生育能力下降以及异常妊娠发生率增高。

1.3 FMR1基因与POF的人种差异性

FMR1基因与POF的相关性在不同人种中存在差别。BODEGA B等[19]发现意大利FXS患者家系中CGG重复次数在41～58次，且“灰区”范围内有明显的POF聚集。加拿大POF患者CGG重复次数为35～54次[4]。日本POF患者前突变携带率为1.56%;POF患者CGG重复次数超过36次，患病率显著高于对照组;CGG重复次数超过38次，闭经年龄开始降低[16]。印度POF患者CGG重复次数是31～40次[20]。中国汉族POF中FMR1基因突变频率仅0.5%,高于对照组(0%),但远低于白色人种(3.3%～6.7%)[21]。目前，研究方向只集中于不同人种偶发病例观察和CGG重复次数的分层方面，鲜有“灰区”对卵巢功能影响的研究，故有待大样本研究并深入探讨。

1.4 FMR1基因前突变与不明原因复发性流产相关

WANG X H等[22]研究认为约50%的复发性流产病例具有潜在病因，且通过不明原因复发性流产与CGG扩增的关系，发现所有阳性病例均涉及前突变携带者。冯旺琴等[23]通过对2000名不明原因复发性流产患者及1400名对照组外周血中FMR1基因进行研究，发现前者的前突变携带率(1∶400)显著高于对照组(1∶740),CGG重复次数集中在21～133。FMR1基因前突变可导致卵巢储备功能下降，引起不明原因复发性流产。

2 FMR1基因导致POF的相关假说

2.1 CGG重复与POF的相关性

CGG重复与POF的严重程度相关，但是否呈线性相关尚无定论。SULLIVAN A K等[17]研究发现，CGG重复次数在80～100次时，POF患者发病时间更早，最小绝经年龄(44.9±0.6)岁，改组显著低于重复次数59～79次组的(48.5±0.7)岁、重复次数大于100次组的(47.5±1.2岁)，且该组患者40岁时绝经风险最高，异常妊娠率也增高。CGG重复次数在中间范围的患者月经周期改变、生育能力降低以及双卵双胞胎的风险增高升。

SULLIVAN S D 等[24]发现美国的白人、黑人和西班牙人中，发生“灰区”的概率分别为1.4%、0.8%和0.5%。“灰区”可能与POI易感密切相关。若与POF关联，携带这些等位基因的群体将对公共健康影响较大。GLEICHER N等[25]指出CGG重复数在小于28次或大于33次时，罹患POF的风险增高，推测“灰区”在POF易感性上可能存在人种差异。

2.2 CGG重复与 “功能获得性”毒性假说

FMR1的全突变体基因完全甲基化，抑制FMRP转录和蛋白质翻译。前突变携带者携带部分CGG进行基因转录，其转录数目随重复次数增多而增加，FMRP水平随之下降。POF多见于前突变携带者，可能是基因转录过程中大量的CGG重复扮演了毒性角色[26]。目前，对潜在诱发机理的研究较少，推测毒性效应可能与mRNA水平上升及异常的大批量转录有关。HUANG G等[27]发现CGG重复数小于100次时,mRNA转录水平不同且与正常型有重合;CGG重复数大于100次时,mRNA的转录与重复数呈正相关。研究[28]指出CGG重复数小于40或位于前突变时，可能存在轻微上升的mRNA的潜在毒性。此外，可能CGG重复被AGG间隔打断，导致等位点的重复数不稳定。CGG重复轨道上的AGG间隔可阻止分支发卡结构的形成，改变CGG重复数和发生疾病的关系。ENNIS S 等[29]认为绝经年龄正常的前突变携带者CGG重复轨道上至少拥有1个AGG间隔，而有同样CGG重复数的POF患者没有AGG间隔。尽管AGG间隔对稳定CGG重复数有一定作用，但不能降低mRNA的转录水平或提高前突变携带者的FMRP水平，仍需进一步明确CGG/AGG重复结构在POF敏感性中的作用。

2.3 X染色体失活的致病因素假说

RODRIGUEZ-REVENGA L等[30]研究血液中X染色体失活模式，发现CGG重复数小于100次和大于100次时，X染色体失活模式改变。前者X染色体失活上升，后者未发现此关联;CGG重复数在55～99区间内等位基因水平的升高与CGG重复数的增加呈显著正相关。HUNDSCHEID R D等[31]发现前突变携带者父系遗传概率比没有前突变者的概率高，且X染色体失活与低CGG重复数之间存在负相关。FMR1基因导致POF不仅应通过X染色体失活模式解释，还需结合其他遗传因素探讨。

2.4 其他遗传因素的致病学说

除CGG重复数异常是导致卵巢功能降低的主要因素，也有其他遗传因素导致卵巢功能降低。HUNTER J等[32]预测FMR1基因前突变携带者绝经年龄的遗传因素及某些尚未明确的基因，可以解释前突变携带者在卵巢功能方面的大部分异质性。前突变携带者进行绝经年龄预测和/或POF的预测时，应考虑CGG的重复数及其他家族女性的平均绝经时间，以确定附加因素的影响。

3 中国女性FMR1基因与POF相关性的临床研究现况

YE Y Q等[33]检测POF患者及正常女性外周血中CGG重复数和AGG中断信息，评估CGG重复/AGG中断与血清内FSH浓度的相关性。此外，检测到1位罹患POF且FMR1基因CGG复制呈现前突变的患者，为后续大样本研究提供了思路和基础。陈蔚琳等[34]研究FMR1基因CGG重复序列频度与反复生育失败或POF的相关性，发现16例前突变和15例“灰区”(均发生在反复生育失败组)。反复生育失败组前突变发生率显著高于一般人群，提示FMR1基因对卵巢功能及生育能力具有影响。MA Y N等[35]通过检测外周血中CGG重复次数，发现中国北方育龄期女性的FMR1基因前突变携带率高于华南地区和韩国，低于西方国家，且具有流产史的女性中，前突变的携带率相对较高。

4 展 望

随着生育政策放开，二胎生育年龄推迟，必然面临出生缺陷病例增多的问题。患有POF的女性仍有一定受孕率，且前突变携带者可能性较高，故FMR1基因筛查应作为必要检查，并需告知携带者产下FXS后代的风险。因此，在中国开展深入的FMR1基因相关研究，可使临床医生借助精准的筛查手段、专业的流行病学调查提供有效的治疗方案，并为高危人群提供遗传咨询和生育指导，以降低出生缺陷发生率，提高人口质量。