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浙江殷欣生物技术有限公司
叶酸代谢障碍遗传检测项目
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1. 叶酸代谢障碍遗传检测项目简介
1.1开展叶酸代谢障碍遗传检测的必要性 1.1.1 我国出生缺陷的严峻形势
出生缺陷已构成婴儿和儿童死亡的主要原因，成为全世界尤其是发展中国家在
人口健康方面面临的重大公共卫生问题。我国是一个出生缺陷高发国家。据2012年《国家人口发展战略研究报告》，全国每年约有20-30万肉眼可见先天畸形儿出生，加上出生后逐渐显现出来的缺陷，出生缺陷总数高达80-120万，约占每年出生人口总数的4%-6%。根据WHO和我国合作发表的《出生缺陷疾病经济负担的评价》，我国每年因新生儿缺陷造成的直接损失达10亿元人民币，仅神经管缺陷一项的直接经济损失超过2亿。用于抚养残疾儿的医疗费用支出每年超过50亿，而大部分存活下来的出生缺陷儿因残疾给一个家庭造成长达几十年的心理负担和精神痛苦更是无法用金钱衡量。由此可见，出生缺陷的现状正严重威胁着我国的人口素质和生命质量，已经不仅仅是一个严重的公共卫生问题，而且成为影响经济发展和人民正常生活的社会问题。
1.1.2 叶酸代谢能力具有较大的个体差异性
目前，全世界已经公认，妇女围孕期增补叶酸可以预防胎儿神经管缺陷(NTDs)
的初发及再发。由于叶酸与DNA的合成密切相关，妇女围孕期若摄入叶酸不足，则会导致同型半胱氨酸（HCY）向甲硫氨酸转化出现障碍，导致高HCY血症或低甲硫氨酸血症。高HCY血症可引起血管内皮损伤、促进血管平滑肌细胞增生，同时引起凝血和纤溶系统功能失调，使血液处于高凝状态。近年来研究发现，血浆中HCY水平升高与习惯性流产、胎盘早剥、胎儿生长受限、胎儿畸形、死胎、早产、低体重儿等现象的发生密切相关。低甲硫氨酸血症则会引起S-腺苷甲硫氨酸/S-腺苷同型半胱氨酸比值降低，抑制DNA甲基转移酶活性和DNA甲基化，造成染色
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体不分离现象，引起多种胎儿畸形，如神经管缺陷、唇腭裂和各种染色体缺陷病等。此外，有研究证明妇女在怀孕的前6周内如果摄入叶酸不足，则生育无脑儿和脑脊柱裂的畸形儿的可能性会增加4倍。
叶酸在食物中分布很广，它经过人体肠道吸收后，经叶酸还原酶作用，还原成
具有生理活性的四氢叶酸，四氢叶酸作为细胞内一碳单位的载体，参与嘌呤和嘧啶合成，为DNA、蛋白质的甲基化提供甲基。叶酸代谢障碍是指由于叶酸代谢通路中的关键基因突变导致酶活性降低，使得已被机体吸收的叶酸不能正常发挥生理功能，一碳单位传递受阻，导致神经管缺陷、流产、妊娠期高血压疾病等发病风险增高。在叶酸代谢过程中，多种酶参与了叶酸的转运和代谢，其中包括5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）、甲硫氨酸合成酶还原酶（MTRR）。
四氢叶酸甲基载体之一的5-甲基四氢叶酸是由5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶
图1. 叶酸在体内的代谢途径
（MTHFR）催化生成，是血液和细胞中存在的主要叶酸类型。5-甲基四氢叶酸参
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与的唯一已知反应是作为甲基供体，在甲硫氨酸合成酶催化下，以维生素B12 为辅酶，促进血液中同型半胱氨酸再次甲基化生成甲硫氨酸（蛋氨酸），以维持正常的血浆同型半胱氨酸水平。随后，甲硫氨酸被ATP 磷酸化生成S-腺苷甲硫氨酸。S-腺苷甲硫氨酸参与机体内的生物大分子（包括DNA、蛋白质、脂类等）的甲基化，生成S-腺苷同型半胱氨酸。S-腺苷同型半胱氨酸再重新生成同型半胱氨酸，完成同型半胱氨酸代谢循环。因此，MTHFR 催化生成5-甲基四氢叶酸这步酶促反应至关重要，是叶酸代谢通路中的限速步骤。5-甲基四氢叶酸的存在是同型半胱氨酸向甲硫氨酸转变的必要条件，也是甲基传递的重要载体。在叶酸摄入量不变的情况下，5-甲基四氢叶酸的量受MTHFR 的控制，即MTHFR 酶活性高时5-甲基四氢叶酸的产量高，MTHFR 酶活性低时5-甲基四氢叶酸的产量低。足量的5-甲基四氢叶酸是维持血液中同型半胱氨酸水平的重要因素，也是确保体内甲基化程度正常的保证。
另外，维生素B12 非常容易被氧化失活，甲硫氨酸合成酶失去维生素B12 的
帮助无法完成5-甲基四氢叶酸和同型半胱氨酸的反应。甲硫氨酸合成酶还原酶（MTRR）具有甲基化还原维生素B12 的作用，从而可以确保甲硫氨酸合成酶功能的发挥。如果MTRR 基因突变造成酶活性降低，那么甲硫氨酸合成酶活性也随之降低，同型半胱氨酸的转化会受到影响，甲基传递也会出现障碍。 1.1.3 MTHFR基因、MTRR基因与叶酸代谢障碍相关多态性位点
MTHFR基因A1298C位点多态性
A1298C是位于第一号染色体MTHFR 基因第八个外显子上第1298（1337）
核苷酸的一个A/C多态，引起MTHFR 基因编码的蛋白第429个氨基酸由Glu变为Ala。在dbSNP 数据库中，世界人群中的该多态的频率分布，A占0.77，C占0.23 左右；中国人群中的分布A为0.81，C为0.19。研究发现，该位点的多态性
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是影响该酶的活性的一个重要因素。携带MTHFR1298C等位基因的酶活性为野生型的68％左右，因而阻碍了叶酸代谢，引起一系列疾病发病风险增加。
MTHFR基因C677T位点多态性
C677T是位于第一号染色体MTHFR 基因第五个外显子上的716（677）位
mRNA 上一个C/T 多态，引起MTHFR 基因编码的蛋白第222 个氨基酸由Ala（A）变为Val（V）。在dbSNP 数据库中，世界人群中的该多态的频率分布，C 占0.78，T 占0.22 左右；中国人群中的分布C为0.67，T为0.34。研究发现，MTHFR 677 位点的多态性是影响该酶的活性的一个重要因素，导致酶活性和热稳定性下降。若以个体携带677CC 基因型时其MTHFR活性为100％时，则携带CT基因型的活性为CC 的67％，基因型为TT 的只有25％。
MTRR基因A66G位点多态性
A66G是位于5p15.3-p15.2 之间的MTRR 基因第2个外显子处的一个A/G
多态，引起MTRR 基因编码的蛋白第22 个氨基酸由Ile 变为Met（Ile22Met）。在dbSNP 数据库中，世界人群中的该多态的频率分布为，A占57.4％，G占42.6％左右；中国人群中的该多态的频率分布为：A占76％，G占24％左右。该位点是MTRR上的主要突变，引起甲基维生素缺乏症E型，并经常用来研究与神经管缺陷、脊柱裂、Down 综合症、白血病等疾病的关系。
综合以上研究证明，HCY代谢涉及十几个酶，其中只有 MTHFR、MTRR和
CBS基因突变和HCY密切相关。其中以 MTHFR 677C-T突变影响最大。MTHFR1298A-C突变也使酶活性下降。尤其2个位点的杂合突变相互影响，可以用来解释常规剂量服用叶酸对预防NTD35%~50%的作用。有关MTHFR突变的meta分析结果显示；MTHFR对NTD患儿的 OR值为1.7；对母亲OR值为1.8；对父亲的OR值为1.9；当母亲和孩子都是纯合子，677C-T突变风险就增加了7
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