赤峰地区育龄女性叶酸代谢相关基因检测分析

张明杰 苏东越 崔贵虎 谢岩 张天炤 李久洋 高朋华

出生缺陷是胎儿或胚胎在生长发育中出现的机体解剖学结构以及功能或代谢异常。造成出生缺陷的因素主要有染色体变异、基因突变等遗传因素，以及环境因素、遗传和环境因素的交互作用等［1-2］。

叶酸也被称为维生素B9，是维生素B 族复合体之一，也是一种水溶性维生素。人体自身不能合成叶酸，必须通过摄取食物或合成叶酸来进行补充［3］。叶酸在人体生长发育及基因表达方面发挥着重要作用，主要参与DNA 的合成和甲基化等，但叶酸代谢相关基因具有多态性，基因位点发生改变后会影响人体内的叶酸代谢水平，进而影响叶酸含量，最终导致胎儿出生缺陷、孕妇习惯性流产、妊娠期高血压等不良结局［4］。5，10 -亚甲基四氢叶酸还原酶（5,10-methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR）、甲硫氨酸合成还原酶（methyltetrahydrofolate-homocysteine methyltransferase reductase，MTRR）在叶酸代谢途径中有关键作用，编码酶基因的位点（包括MTHFR C677T、MTHFR A1298C、MTRR A66G）发生改变会使酶活性降低，从而导致机体对叶酸的利用能力降低［5］。当体内叶酸缺乏时，一碳单位的合成将受阻，进而影响DNA 和RNA 的合成。孕前和（或）孕期未补充叶酸或补充量不足，将增加胎儿患神经管畸形、唐氏综合征以及心脏畸形的风险［6-8］。自1990 年起，全球范围内便开始对围孕期妇女增补叶酸情况进行干预，以避免出生缺陷［9］。我国也已经开始针对备孕和孕期女性进行叶酸增补。本研究调查分析内蒙古自治区赤峰地区育龄女性对叶酸的代谢能力，旨在根据不同人群对叶酸的利用能力差异，有针对性地制定叶酸增补方案，指导孕期保健，预防出生缺陷，现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象及一般资料 选择2019 年6 月—2021 年4 月在赤峰市妇产医院进行检查的748 名育龄女性作为研究对象，其中蒙古族〔第1 组，平均年龄（30.0±3.6）岁〕和汉族〔第2 组，平均年龄（31.0±4.2）岁〕各374 名，两组年龄比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 研究方法

1.2.1 样本DNA 提取 采集所有受检者口腔黏膜上皮细胞样本，利用 DNA 提取试剂盒提取细胞中的DNA，所有操作按照试剂盒说明书进行。

1.2.2 检测方法 采用Taqman-MGB 探针荧光定量聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）检测MTHFR C677T、MTHFR A1298C 和MTRR A66G 基因位点的多态性。

1.3 伦理学 本研究符合医学伦理学标准，并经赤峰市妇产医院伦理审批（审批号：20210918），所有检测均获得受检者或家属的知情同意。

1.4 统计学方法 采用SPSS 19.0 统计软件分析数据。计数资料以例（%）表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 赤峰地区育龄女性叶酸代谢能力风险评级分析 通过检测赤峰地区两组育龄女性的叶酸代谢相关基因突变情况，综合评价研究对象叶酸代谢能力的强弱。经过统计得出，第1 组和第2 组育龄女性叶酸代谢能力分为4 个等级，即未发现风险、低风险、中风险、高风险，基因频率分别为27.3%、6.7%、33.9%、32.1%和27.9%、8.3%、29.1%、34.7%，两者比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。见表1。

表1 赤峰地区育龄女性叶酸代谢能力风险评级

2.2 哈迪-温伯格（Hardy-Weinberg，H-W）遗传平衡分析 对检测到的MTHFR C677T、MTHFR A1298C和MTRR A66G 基因位点分别进行H-W 遗传平衡检验，结果均符合H-W 平衡，证明样本具有本区域群体代表性。见表2。

表2 赤峰地区育龄女性叶酸代谢基因哈迪-温伯格平衡分析

2.3 赤峰地区育龄女性MTHFR C677T、A1298C和MTRR A66G 的基因型分析 赤峰地区育龄女性MTHFR C677T、MTHFR A1298C 和MTRR A66G 的野生型、杂合突变型和纯合突变型的基因型频率比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。见表3。

表3 赤峰地区育龄女性MTHFR C677T、MTHFR A1298C 和MTRR A66G 的基因型频数和频率分布

3 讨论

出生缺陷又称为先天畸形，其影响因素较多，主要有感染、遗传、环境、物理化学、免疫和营养因素等［4，10］。国家卫生健康委在2012 年发布的中国出生缺陷防治报告中提到，我国是人口出生缺陷大国，每年新增出生缺陷人口约90 万例，总发生率高达约5.6%，给个人家庭和社会都带来了沉重负担［11-12］。为避免出生缺陷，我国也已经开始指导孕期女性进行叶酸增补，即明确需要怀孕的女性在孕前3 个月至孕3 个月口服叶酸，剂量为400 μg/d，但仍有很多女性在补充了叶酸后依然发生胎儿神经管缺陷，分析其原因主要是由于发生遗传叶酸代谢障碍，导致人体对叶酸利用能力有缺陷，使常规的叶酸补充剂量无法满足人体的需量［13］。因此，为进一步降低叶酸代谢相关出生缺陷和妊娠相关疾病的发生，应对育龄女性进行叶酸代谢能力相关基因检测，筛选叶酸代谢能力异常的高危女性，根据每个人的叶酸代谢能力风险程度补充合适剂量的叶酸，从而达到促进孕妇与胎儿健康的目标，减少出生缺陷。

叶酸天然存在于绿叶蔬菜、柑橘类水果、豆类以及动物源性食物（如鸡蛋和肝脏）中。在功能上，可参与人体内许多基本的生化过程，包括DNA 及RNA 的合成与修复，以及蛋白质的甲基化等。通过食物摄取天然存在的叶酸是可能的，有时甚至是足够的，但是，每个人从食物中吸收及代谢叶酸的能力不同。膳食中含有的叶酸在体内转化为四氢叶酸，四氢叶酸是大多甲基化反应的重要甲基供体。MTHFR 是叶酸代谢途径中的关键酶，可将5，10-亚甲基四氢叶酸转化为5-甲基四氢叶酸，从而产生甲基供体，用于将同型半胱氨酸甲基化为甲硫氨酸。但MTHFR 具有多态性，这种多态性导致酶活性降低和DNA 甲基化与合成水平的改变，从而导致每个人对叶酸的吸收代谢能力不同。这种多态性改变主要包括MTHFR C677T 及MTHFR A1298C 改变［14］。

MTHFR C677T 多态性是基因在第677 位的交换，其核苷酸半胱氨酸与胸腺嘧啶的交换最终导致MTHFR 中的丙氨酸被缬氨酸取代。这种突变导致5-甲基四氢叶酸的减少和底物5,10-亚甲基四氢叶酸的积累增加，最终导致酶活性降低，从而引发血浆同型半胱氨酸增高，对母婴造成危害。MTHFR A1298C 多态性发生在在第7 外显子，导致谷氨酸在第429 位密码子转化为丙氨酸。这种多态性位于酶的调节结构域s-腺苷甲硫氨酸，并导致MTHFR 的构象变化，使酶的活性降低，最终导致胎儿流产、早产或出生缺陷［15-16］。

MTRR 能催化同型半胱氨酸转化为甲硫氨酸。当位于MTRR 第66 位的碱基腺嘌呤（adenine，A）突变为鸟嘌呤（guanine，G）时，其编码的氨基酸会由甲硫氨酸转化为异亮氨酸，导致MTRR 活性降低，不能催化同型半胱氨酸转化为甲硫氨酸发挥功能。同型半胱氨酸是一种含巯基对的氨基酸，其转化需要叶酸的参与，当人体内叶酸缺乏时，血液中同型半胱氨酸的含量增加，高水平同型半胱氨酸会抑制胚胎细胞合成DNA 及RNA，同时也会使有丝分裂时染色体不分离，最终导致胎儿畸形。高水平同型半胱氨酸还会影响机体的凝血及纤溶系统，进而引发其他妊娠期相关疾病［15-16］。

为更好地评估育龄女性叶酸代谢障碍情况，制定个性化的叶酸增补方案，本研究以赤峰地区育龄女性为研究对象，检测与叶酸代谢相关的主要酶基因MTHFR C677T、MTHFR A1298 及MTRR A66G 的基因多态性分布，最终结果显示，赤峰地区育龄女性MTHFR C677T、MTHFR A1298 及MTRR A66G 的基因多态性分布不同于其他地区。

本研究对374 名汉族与374 名蒙古族育龄女性的叶酸代谢能力检测结果分析显示， MTHFR 基因的 C677T、A1298C 位点，MTRR 基因的A66G 位点均存在多态现象。赤峰地区汉族和蒙古族育龄女性MTHFR C677T、MTHFR A1298C 和MTRR A66G基因型频率比较差异均无统计学意义。本研究结果显示，汉族与蒙古族育龄女性叶酸代谢能力未发现风险、低风险、中风险、高风险基因频率分别为27.9%、8.3%、29.1%、34.7%和27.3%、6.7%、33.9%、32.1%，两组比较差异均无统计学意义，并且汉族和蒙古族育龄女性均超过70%携带叶酸代谢相关高风险基因，而未发现携带风险基因的仅占约20%，因此提倡赤峰地区不论是蒙古族还是汉族育龄女性，均应在孕前或孕早期检测叶酸代谢能力，根据叶酸代谢风险程度和叶酸代谢基因多态性的检测结果，为临床科学指导增补叶酸，减少出生缺陷提供数据支持。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突