唇腭裂相关病因学研究进展*

蔡尚宏 综述，桂文武 审校

（重庆医科大学附属第一医院，重庆400016）

唇腭裂相关病因学研究进展*

蔡尚宏 综述，桂文武 审校

（重庆医科大学附属第一医院，重庆400016）

唇裂/病因学；腭裂/病因学；基因；综述

唇腭裂是由于胚胎发育过程中颌腭组织发育不全或受阻的颌面部先天性畸形，根据是否伴其他先天畸形分为综合征性唇腭裂和非综合征性唇腭裂（non syndrome cleft lip with or without palate，NSCLP），后者包括单纯性唇裂、单纯性腭裂及唇腭裂。唇腭裂是人类最常见的出生缺陷，全球平均每出生700名婴儿中就有1名患唇腭裂，我国目前公认的唇腭裂发病率为（1.25～1.38）/ 1 000。唇腭裂不仅严重影响面部美观，还因畸形本身存在的生理发育缺陷、外科手术创伤造成的颌面外形继发改变，语言、听力等功能障碍，对患者及家属均会造成严重心理创伤，故研究唇腭裂的病因对人类健康极其重要。目前，公认的遗传和环境因素为其主要的致畸因素，本文以此两点为重点将先天性唇腭裂发病因素研究情况综述如下。

1　遗传与唇腭裂

对唇腭裂高发家系进行遗传学研究发现，其亲属发病率高低与血缘关系近远相关，与先证者血缘关系越近的亲属患病率越高，遗传方式表现为明显的家族聚集现象，符合多基因遗传，证明唇腭裂为多基因遗传病。目前，多基因遗传病基因的识别主要沿用单基因遗传病的研究模式。

1.1候选基因与唇腭裂目前，唇腭裂的遗传研究以筛选出更多的候选基因为主，以下为已取得一定研究成果的候选基因。

1.1.1干扰素调节因子-6（interferon regulatory factor-6，IRF-6）编码IRF-6的基因位于VWS综合征的关键区域——染色体1q32～41位点，该病是一种常染色体显性遗传性唇腭裂。最早应用单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNPs）分析在多个国家地区和不同人种包括欧洲、亚洲、北美洲和巴西的VWS综合征患者中发现了IRF-6的错义、无义和移码突变［1］，证明了IRF-6对VWS综合征的作用至关重要。而Fakhouri等［2］对巴西VWS综合征患者家庭进行研究发现，在IRF-6基因的增强子元件MSC9.7中出现了一种罕见的基因突变——350dupA，这种突变会扰乱MSC活性的损耗和增益的作用机制，为研究IRF-6如何导致唇腭裂提供了新的证据、猜想和思路，也为筛查提供了新的手段。近年来，对NSCLP的研究也有显著突破，唯一的病因相关性IRF-6基因rs642961位点多态性被证明并不与NSCLP相关，故Leslie等［3］建议，将IRF-6作为验证唇腭裂严重程度的基因标记。

1.1.2转化生长因子-α（transforming growth factor alpha，TGF-α）编码TGF-α的基因定位于2p13。自TGF-α被发现与NSCLP相关以来，目前仍以通过对各国人口进行SNPs分析研究以期明确TGF-α与NSCLP的相关性为主。近年来，Carter等［4］对爱尔兰唇腭裂患者进行了大样本调查包括509例唇腭裂患者、383例单纯性腭裂患者、838名唇腭裂患者母亲和719名父亲、902名对照者，并比较了他们的31个外显子SNPs剪接位点及保守的非编码区，最后以病例对照和家庭为基础的统计测试结果提示，TGF-α与NSCLP相关。Lu等［5］对TGF-α多态性与唇腭裂的风险进行了荟萃分析，针对的是TGF-α基因主要的3种多态性包括TaqI内切酶多态性、BamHI内切酶多态性和RasI内切酶多态性，结果表明，TaqI内切酶多态性与唇腭裂风险相关，而A1等位基因可能会降低唇腭裂风险。目前，对TGF-α的认识仍处于初步探索阶段，TGF-α影响唇腭裂的机制尚不明确。

1.1.3TGF-βTGF-β至少有6个结构相关分子（TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β4、TGF-β5、TGF-β6），在哺乳动物中只发现3个亚型（TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3），分别定位于染色体19q13.1～13.3、1q41和14q23～24。TGF-β目前已被确认为是腭裂的遗传危险因素，目前，主要的研究方向为了解TGF-β及其信号通路的表达。Krivicka等［6］对唇腭裂伴或不伴牙槽裂患者的分裂组织进行了局部组织生长因子和生长因子受体检测，应用人体组织形态学分析结果发现，TGF-β受体Ⅲ在结缔组织中高表达，有别于骨形态发生蛋白2/4和纤维细胞生长因子受体。Sasaki等［7］为了解信号因子如何对唇腭裂产生的影响，应用CL/Fr小鼠胎儿模型比较mRNA表达谱，在腭裂形成过程中根据mRNA变化，筛选出与细胞增殖基因网络（细胞周期、促分裂素原活化蛋白激酶、Wnt和TGF-β通路）相关的候选基因——重组人Tyr-3/ Trp-5单氧酶激活蛋白β（14-3-3proteinbeta/alpha，Ywhab）、NIMA相关蛋白激酶2（NIMA-related kinase-2，NEK2）、转录相关酸性卷曲蛋白1（transforming acidi ccoiled-coil proteins，TACC1）和FRK，结果发现，Ywhab、NEK2、TACC1在模型中显著表达。Tang等［8］对大样本病例对照进行荟萃分析结果表明，特别是在亚洲人群中TGF-β3基因多态性可能有助于NSCLP易感性，进一步肯定了TGF-β系列对唇腭裂的影响。目前，对TGF家族及其信号通道已进行了深入研究，结合前人丰富的数据、知识及分析方法，探索TGF-β对唇腭裂的影响已进入较深层次，从建立小鼠模型、人群基因分析到信号通路均取得了成果，证实了TGF-β与唇腭裂的关联性，但不同区域及人种分析存在差异［9］，尚需进一步研究。

1.1.4肌节同源盒基因1（muscle segment homeobox gene 1，MSX1）MSX1定位于染色体4p16，作为核转录因子是器官发育过程中的主调控基因，突变的主要表现为唇腭裂、颅面畸形及牙发育不全等。目前研究仍以对各国各人种进行SNPs分析探索其与唇腭裂的易感性为主，近年来，Kim等［10］研究结果显示，韩国NSCLP患者MSX1基因rs3821949位点等位基因A会显著增加NSCLP风险。Souza等［11］研究结果显示，巴西南方NSCLP患者MSX1基因CA重复序列多态性可能会对NSCLP有一定影响。Gurramkonda等［12］研究结果显示，印度南方NSCLP患者MSX1基因rs11726039位点多态性与疾病发生呈正相关。表明MSX1与唇腭裂的相关性在不同人种及地区间存在差异，尚需进一步扩大样本研究证实。

1.1.58q248q24作为唇腭裂的候选基因，目前发病机制尚不明确，近年来，仍在扩大样本研究8q24与唇腭裂的相关性，其结果也充满争议。对欧洲人口进行的全基因组关联研究发现，8q24参与了唇腭裂发病，而对日本唇腭裂患者的研究则显示没有证据表明8q24和易感性与日本人相关［13］。Xu等［14］应用以家庭为基础的关联分析发现，8q24与唇腭裂在中国广东省汉族人口中也无明显关联。研究结果的不同导致有学者猜想，8q24发病机制可能与种族差异有关。随后Murray等［15］对欧洲血统与亚洲血统人口8q24基因区域进行了SNPs分析，结果表明，确实存在种族异质性，同时提供了亚裔家庭8q24缺乏强信号可能只是反映了亚洲人基因频率低的新证据。

1.2基因相互作用与唇腭裂大量研究证据及临床实践表明，复杂疾病的性状受多个位点相互作用的共同影响，基因-基因相互作用是常见疾病发病的普遍原因，目前，对唇腭裂基因交互作用亦有阳性发现。Suazo等［16］对唇腭裂患者TGF-α、视黄酸受体α（retinoic acid receptor，RARA）和B细胞淋巴瘤/白血病基因等候选基因的基因标志物进行基因型数据分析发现，等位基因239 bp（D2S443TGF-α）、172 bp（D17S800RARA）在杂合子父母中表现出明显的优先传输给下一代的优势。Iwata等［17］则应用小鼠模型研究最终发现，IRF-6和Smad4对内侧缘上皮细胞（medial edge epithelium，MEE）具有协同作用，TGF-β调控IRF-6的表达活性是导致小鼠在腭融合过程中MEE发生变性的主要原因。虽然基因交互作用对唇腭裂的发病具有影响，但目前大量研究是将唇腭裂的候选基因作为独立风险因素，仍以发现更多阳性候选基因为主，研究基因交互作用并非主流。

2　环境与唇腭裂

目前，多数研究主要针对母亲因素包括叶酸、农药、吸烟、饮酒、肥胖、压力事件、低血锌、妊娠期间发热史等。Molina-Solana等［18］指出，在妊娠早期缺乏叶酸是高危因素，农药、吸烟、饮酒、肥胖、压力事件、低血锌、妊娠期间发热史是危险因素。Mastroiacovo等［19］指出，妊娠期间补充叶酸为保护因素。但也有研究发现，农药、吸烟与唇腭裂发生无关［20］。但总体而言，目前较为公认的是补充叶酸为保护因素，环境污染为危险因素。

3　基因及环境共同作用于唇腭裂

影响唇腭裂发生的候选基因与环境因素多且复杂，故目前的分析大多以单个候选基因与单个环境因素进行相关性分析，而环境因素中大多数选择与母亲孕期吸烟或叶酸相关。Ibarra-Lopez等［21］在叶酸与亚甲基四氢叶酸还原酶基因多态性研究中发现，母亲677CT基因型或677TT基因型较母亲677CC基因型风险高，妊娠早期缺乏叶酸也是高危因素，且在妊娠早期缺乏叶酸的前提下母亲677CT基因型或677TT基因型较母亲677CC基因型风险更高。Guo等［22］通过以医院为基础的病例对照研究了TGF-β3基因的2个基因位点（c641a、g15572）与唇腭裂母亲孕期暴露因素的相互作用，结果表明，尽管TGF-β3 c641a多态性的单点分析并不与唇腭裂相关，但在与孕妇被动吸烟的双因素模型中对预测唇腭裂风险表现出最好的一致性及最大平均测试精度，故TGF-β3 c641a与孕妇被动吸烟的协同作用可确定唇腭裂的高危个体并提供了新的证据。Skare等［23］采用较大规模分析，结合病例对照和亲子三联设计了1个“混合设计”以探讨在334个常染色体性候选基因和母体妊娠早期暴露于吸烟、饮酒、饮咖啡、补充叶酸和维生素A的环境-基因交互作用，然而结果显示，仅有可能TBX4与孤立的叶酸因素相互作用，几乎没有证据表明，基因-环境交互。基因-环境交互作用的分析方法至今越来越多元化，参与分析的影响因素也越来越广。但同时候选基因与环境因素的多样化使分析复杂化，且分析结果不尽相同，故目前研究基因-环境交互作用难以成为主流。

4　展望

唇腭裂为多基因遗传病，病因复杂，基因、基因-基因交互作用、基因-环境交互作用均会影响唇腭裂的发生。目前，对唇腭裂的研究方法以筛选出更多的候选基因为主，主要通过分析基因多态性与疾病易感性的关系明确与疾病的联系，以及通过临床病例对照观察候选基因与候选基因之间对结局的影响，同时向更深层次的分子遗传学方面进行探索，明确候选基因的表达与调控。而目前随着分析方法的多元化，可同时分析多种环境因素与多种基因因素共同对疾病的影响，虽然这并非主流研究方向，但可促使对唇腭裂病因的认识更加全面。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.12.021

A

1009-5519（2016）12-1839-03

重庆市渝中区科委课题（20120310）。

（2016-01-12）