叶酸代谢障碍与复发性流产相关性研究进展

袁碧波，王秋霞，李增彦，马艳红

复发性流产（recurrent spontaneous abortion，RSA）是女性妊娠常见的并发症之一，不同地区标准有所不同，美国的标准是2 次或2 次以上的自然流产[1]；英国则定义为与同一性伴侣连续发生3 次或3次以上并且在妊娠24 周前的胎儿丢失[2]；而根据我国2016 年专家共识将RSA 定义为3 次或3 次以上在妊娠28 周之前的胎儿丢失，但连续2 次流产应给予重视和评估[3]。其病因复杂，已知的病因包括遗传、解剖、感染、内分泌、免疫等因素，而高达50%～75%的患者病因尚不明确[4]。近年来众多学者发现叶酸代谢可能与RSA 发生风险相关，现综述叶酸代谢异常与RSA 的相关关系。

1 叶酸的代谢通路及生理作用

叶酸又称蝶酰谷氨酸，是B 族维生素的一种，也称维生素B9，由对氨基苯甲酸、蝶呤啶、谷氨酸等组成，是人体所需的重要营养物质，人体内不能合成叶酸，需外源性获取。其作为一碳单位的重要载体，是一碳单位生物合成和表观遗传过程的重要营养物质，主要参与了DNA 甲基化和DNA 合成。叶酸代谢过程[5]（如图1 所示）为：叶酸在还原叶酸载体1（RFC1）转运下进入细胞中，在二氢叶酸（DHF）还原酶作用下形成DHF，进而转化为具有生理活性的四氢叶酸（THF），在丝氨酸羟甲基转移酶作用下，THF 活化为5，10-亚甲基四氢叶酸（5，10-MTHF），5，10-MTHF在亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）作用下转化为5-甲基四氢叶酸（5-MTHF），其后5-MTHF 在维生素B12 依赖性蛋氨酸合成酶（MTR）作用下将一个甲基转移给同型半胱氨酸（HCY）后生成THF 和蛋氨酸，蛋氨酸在蛋氨酸腺苷转移酶（MAT）催化下形成S-腺苷蛋氨酸（SAM）。作为甲基的载体SAM 是DNA 甲基化和蛋白质合成等过程的重要物质，其甲基转移后转变为S-腺苷同型半胱氨酸（SAH），经过水解生成HCY 和腺苷，此后HCY 有3 个去向[6]：①继续通过蛋氨酸循环参与叶酸代谢过程；②胆碱和甜菜碱的分解代谢；③转硫途径：经过转硫基化后和丝氨酸在胱硫醚β 合成酶（CBS）催化下缩合成胱硫醚，进而可形成谷胱甘肽（GSH）。此外，叶酸还参与尿嘧啶脱氧核苷酸（dUMP）到胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP）合成过程，叶酸缺乏时可导致dTMP 合成受阻。因此，叶酸从头参与了DNA 和RNA 前体的合成，是核酸合成和DNA 修复的重要物质，叶酸代谢障碍可影响DNA 甲基化水平和干扰DNA 合成。见图1。

图1 叶酸代谢途径[5]

2 叶酸代谢障碍与RSA 的关系

叶酸代谢途径中需要多种酶的参与，酶活性的改变可影响叶酸代谢过程，其中关键酶MTHFR 和MTRR 等基因突变可引起酶活性的改变，导致叶酸代谢异常，造成叶酸水平降低，HCY 水平上升[7-8]。

2.1 叶酸代谢酶基因多态性与叶酸代谢障碍

2.1.1 MTHFR 基因多态性 MTHFR 的编码基因位于染色体1P36.3，最常见的突变位点是677C→T（野生型CC、杂合型CT、突变型TT）和1298A→C（AA、AC、CC 型）。Frosst 等[9]研究发现MTHFR 677 C→T位点突变可导致不同程度的酶活性和耐热性降低，在46 ℃加热后CC 型、CT 型、TT 型酶的活性分别为67%、59%、22%，其酶活性降低导致叶酸浓度降低和血浆中HCY 浓度升高；van der Put 等[10]发现MTHFR 1298A→C 位点纯合突变可使MTHFR 的酶活性降低进而影响叶酸代谢，且MTHFR 1298（A→C）位点突变对叶酸代谢的影响弱于677（C→T）位点突变，但在叶酸摄入低或叶酸需求增加时如妊娠时，该位点突变临床应重视。Crider 等[11]研究发现，增补不同剂量的叶酸后检测血浆叶酸浓度发现，3 种MTHFR基因型的叶酸浓度保持以下趋势：CC＞CT＞TT，MTHFR C677T 基因型与叶酸浓度和HCY 浓度显著相关，可作为增补叶酸的预测因子。这进一步验证了叶酸基因型的多态性可通过影响酶活性造成叶酸水平降低和HCY 水平升高。

此外，研究发现叶酸基因型多态性具有种族和地域差异性，MTHFR C677T 基因型在我国人群中所占比例为CC 型17.4%，CT 型47.5%，TT 型35.1%[11]，MTHFR C677T 纯合子在非洲以外黑人中的分布频率为1%～2%，而在意大利和西班牙裔美国人中的分布频率为20%或更高[12]。在东亚人群[包括中国、日本、朝鲜，TT 基因型OR=2.11（P＜0.000 4），T 等位基因OR=1.53（P＜0.000 1）]和混合人群[包括印度、巴西、巴林、埃及和墨西哥，TT 基因型OR=3.47（P＜0.000 1），T 等位基因OR=1.80（P＜0.027）]中发现，MTHFR C677T 和不明原因的RSA 之间存在显著相关性，但是在高加索人群中并未发现两者之间的关联，且该研究发现MTHFR A1298C 与RSA 之间无相关关系[13]；刘宇岩等[14]通过对22 篇文献进行Meta 分析发现，在中国女性人群中，MTHFR 基因多态性与原因不明的RSA 之间存在关联，但在其他国家并未发现两者存在相关关系。研究结论不一致可能与种族和地域差异性有关。

2.1.2 MTRR 基因多态性 MTRR 的编码基因位于5P15.2～5P15.3，常见的突变位点是66A→G（AA、AG、GG 型）。MTRR 通过参与MTR 的还原活化间接参与在HCY 向蛋氨酸转化的过程，已有研究发现MTRR A66G 突变型在激活MTR 活性方面较野生型低，两者相差3～4 倍[15]，MTRR A66G 位点突变导致HCY 水平升高从而增加血栓形成风险；王伟华等[16]发现，与AA 型相比，AG 型和GG 型高同型半胱氨酸血症发生风险分别高1.98 倍和3.92 倍。因此MTRR 基因多态性通过影响MTR 活性可引起HCY转化过程异常造成HCY 蓄积，进而与心血管疾病、神经管缺陷、先心病等发生相关[17-18]。

总之，叶酸代谢途径关键酶的基因位点突变可通过影响相关酶活性造成叶酸代谢异常进而导致相关疾病的发生，且关键酶基因多态性有种族或地域差异性。

2.2 叶酸基因多态性与RSA 2004 年有学者提出RSA 与MTHFR 基因位点突变有关[19]。秦奇等[20]在分析叶酸代谢酶与胚胎停育的相关性研究中发现，MTHFR C677T 和MTRR A66G 基因突变与胚胎停育相关。在我国人群中多个学者的研究证实，叶酸基因多态性与RSA 存在相关性：Chen 等[21]进行Meta 分析发现，在中国人群中MTHFR C677T 基因型与复发性妊娠丢失有关，但未发现MTHFR A1298C 的基因突变与其有关。赵雪杰等[22]通过对201 例有不良孕产史者和321 例无不良孕产史者进行比较分析发现，有不良孕产史者的MTHFR 基因突变纯合型（C667T位点TT 型和A1298C 位点CC 型）频率高于无不良孕产史者（x2分别为13.00 和5.09，均P＜0.05），提示MTHFR 基因突变可能会增加不良孕产史的发生风险。

谢晓媛等[23]研究发现叶酸代谢酶编码基因突变（MTHFR C677T）可造成RSA 风险增加，其致病机制与酶活性改变相关；王连等[24]和唐黛丽等[25]研究发现，RSA 与叶酸代谢酶基因型多态性相关，可能与叶酸代谢障碍导致HCY 水平升高有关。Lin 等[26]通过对403 例RSA 患者和342 例健康对照者进行研究发现，RSA 患者的血清HCY 和低密度脂蛋白水平均升高，叶酸水平降低，其发生可能与叶酸代谢酶基因多态性有关。众多学者的研究表明，叶酸基因多态性可能通过影响酶活性导致叶酸代谢障碍，进而影响叶酸、HCY、低密度脂蛋白水平等，造成RSA 风险增加，进一步证实了叶酸基因多态性与RSA 相关性。

Mazokopakis 等[27]通过Logistic 回归分析发现MTHFR C＞T 核苷酸的改变使妊娠丢失的风险增加至4 倍，建议妊娠妇女适当增补叶酸避免叶酸缺乏造成不良影响。熊雯等[28]和马庆荣[29]的研究均发现RSA 患者的叶酸水平低于正常女性，而血清HCY 水平升高，经过正规叶酸干预后可调节叶酸代谢情况，降低HCY 水平，有利于改善妊娠结局和减少妊娠并发症的发生。

总之，叶酸基因多态性可导致叶酸代谢异常从而增加RSA 风险，而通过叶酸干预可改善妊娠结局，减少RSA 发生。但也有研究表明未发现叶酸代谢酶基因多态性与RSA 存在关联[30]，结果矛盾的原因除了有地域、种族的差异性，还可能与各地区标准不同导致纳入研究的RSA 患者的流产次数不同相关。

3 致病机制

目前，叶酸代谢障碍与RSA 的关系尚存在争议，大量研究表明，我国人群中叶酸代谢障碍与RSA风险有关，其发生机制可能有以下2 个方面。

3.1 影响DNA 合成和甲基化，造成染色体的部分分离异常 叶酸代谢障碍可造成dTMP 合成受阻和DNA 甲基化水平降低。dTMP 合成受阻可导致dUMP在DNA 合成过程中错误掺入增加，造成DNA 在复制和修复过程中发生DNA 链断裂甚至染色体的断裂，影响基因组的稳定性[31]。甲基化修饰在基因的稳定和调节基因表达过程中起重要的作用，甲基化水平可通过影响着丝粒异染色质凝聚水平导致部分染色体分离异常，造成非整倍体染色体异常[32]。James等[33]提出叶酸代谢异常引起的DNA 低甲基化可能是导致唐氏综合征（DS）发生的高危因素。已有研究发现，在体外培养淋巴细胞中叶酸缺乏与17 号和21 号染色体非整倍体发生相关[34]，Sadiq 等[35]研究发现DS 和叶酸代谢酶MTHFR C677T 的基因型有关，Kaur 等[36]通过对37 篇相关文献进行Meta 分析发现，MTHFR 677 C→T 是DS 出生的主要危险因素。此外多项研究在中国和土耳其等人群中发现MTHFR C677T 的基因多态性可增加子代DS 的发生风险[37-39]。总之，叶酸代谢障碍可能通过影响DNA 甲基化与非整倍染色体形成相关，染色体的结构或数目的异常可导致妊娠早期流产，进而导致RSA 的发生风险增加。但叶酸代谢障碍与DS 的相关关系尚存争议，也有研究表明，叶酸MTHFR 基因多态性并不增加子代DS 的风险[40-42]，其可能存在地域或种族差异性，叶酸代谢障碍是否通过影响染色体的非整倍体形成与RSA 发病相关尚需要多中心、大样本的临床研究进一步验证。

3.2 HCY 升高致胚胎发育异常 叶酸代谢障碍可引起HCY 轻、中度升高，HCY 水平升高是血管疾病和内皮功能障碍的独立危险因素，其可通过诱导内皮细胞损伤、刺激平滑肌细胞增殖、脂代谢异常、氧化应激、抑制硫化氢（H2S）生成等多种途径损伤血管，从而导致心血管疾病的发生；HCY 还可直接激活凝血因子（Ⅹ、Ⅻ、Ⅴ因子），导致蛋白C 和其活化的辅助因子血栓调节蛋白活性被抑制，从而引起凝血酶和Ⅴa、Ⅷa 灭活减少、血栓素A2 合成、血小板的聚集性和黏附性增加，造成凝血功能异常[43-44]。大量研究表明HCY 可通过损伤胎盘血管和胎盘血管血栓形成引起胎盘供血不足和直接对胚胎的毒性作用，最终可导致胚胎发育异常造成不良妊娠结局。女性在妊娠期间HCY 水平较妊娠前相比明显降低，如妊娠期其轻度升高可引起母体和胎儿损伤造成不良妊娠结局。Eskes 等[45]对165 例有胎盘血管病变的妊娠妇女和139 例正常妊娠妇女进行研究后发现，HCY 水平升高增加胎盘病变发生风险，HCY 水平可通过维生素和叶酸来调节。李孟兰等[46]研究发现RSA 患者较正常妊娠妇女和正常未妊娠妇女的血浆HCY 水平升高，且高同型半胱氨酸血症发生率升高，差异有统计学意义（P＜0.01），同时高HCY 水平可使RSA 发生风险增加3 倍（OR=4.095）。赵宗霞等[47]研究结果显示，RSA 患者中的HCY 阳性者较正常分娩妇女明显增多（P＜0.05）且RSA 患者的抗凝血酶Ⅲ活性明显降低（P＜0.01），推测HCY 可能通过破坏凝血功能造成微血栓形成从而导致RSA。周艳荷等[48]认为HCY 升高与RSA 密切相关，其机制可能与凝血异常有关，而造成HCY 升高的主要原因为叶酸缺乏。因此叶酸缺乏可造成HCY 升高引起凝血功能异常，进而导致RSA 的发生风险增加。

综上所述，叶酸代谢障碍可能增加RSA 的发生风险，其原因可能与其造成染色体非整倍异常和HCY升高致胚胎发育异常相关，适当增补叶酸可调节叶酸和HCY 水平，可防治叶酸缺乏性相关疾病，如神经管缺陷等，且在防治RSA 上起一定的作用。目前RSA 病因上的研究已取得很大的进展，但具体发病机制尚未明确，还需要进一步研究验证其关系，有助于RSA 的诊断、治疗和预防。