叶酸基因多态性和唐氏综合征高危风险之间的相关性研究

侯书宁

(江苏省扬州大学医学院附属医院/江苏省扬州市妇幼保健院 225002)



·论 著·

叶酸基因多态性和唐氏综合征高危风险之间的相关性研究

侯书宁

(江苏省扬州大学医学院附属医院/江苏省扬州市妇幼保健院 225002)

目的 探讨唐氏综合征高危风险与叶酸基因多态性间的相关性。方法 采用化学发光法对679例孕中期妇女血清中甲胎蛋白(AFP)、人类绒毛膜性腺激素(β-HCG)和游离雌三醇(uE3)进行检测；采用分析软件综合计算胎儿唐氏综合征风险性；通过聚合酶链反应-限制性内切酶片段长度多态性法对受试孕妇进行叶酸代谢相关基因检测，包括亚甲基四氢叶酸还原酶MTHFR A1298C、甲硫氨酸合成还原酶MTRR A66G和RFC1 A80G；分析2组唐氏综合征风险水平中3种叶酸代谢基因分布频率及等位基因频率。结果 (1)在唐氏综合征的高、低危组中，采用χ2检验MTHFR A1298C、MTRR A66G和RFC1 A80G不同基因型和等位基因频率，仅MTHFR A1298C基因型比较差异有统计学意义(P<0.05)。(2)高危组中孕妇血清β-HCG的MOM值大于低危组，而AFP和uE3的MOM值小于低危组，差异有统计学意义(P<0.05)。(3)经Logistic回归分析，AFP、β-HCG、uE3和MTHFR A1298C可能与唐氏综合征高危风险相关(P<0.05)，OR值分别为0.076、43.224、0.071和0.306。 结论 叶酸代谢酶MTHFR A1298C的基因多态性可能与唐氏高危风险具有一定相关性，而MTRR A66G和RFC1 A80G可能不具有相关性。

叶酸； 基因多态性； 唐氏综合征； 等位基因

唐氏综合征，又称为21-三体综合征，是由染色体异常(多1条21号染色体)而导致的遗传性疾病。本病在新生儿中发病率为1/800～1/600。由于多余的21号染色体打破了基因组遗传物质间的平衡，导致胎儿发育异常，在临床上表现为显著的智力落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形[1]。

叶酸，属于B族维生素，由对氨基苯甲酸、碟啶和L-谷氨酸组成。由于人体自身不能合成叶酸，所以必须依赖外源性供给。孕妇在整个妊娠期间血清叶酸水平显著低于非孕妇，并随孕周增加逐渐下降。有研究表明，孕妇叶酸代谢异常促使基因组低甲基化，影响染色体分离，从而导致唐氏综合征和神经管缺陷症的发生[2]。本研究选取叶酸3个代谢相关基因：亚甲基四氢叶酸还原酶MTHFR A1298C基因，甲硫氨酸合成还原酶MTRR A66G和RFC1 A80G基因。通过分析叶酸代谢基因在孕中期妇女中的分布频率及唐氏筛查风险性，初步探讨叶酸代谢基因的多态性与唐氏综合征高危风险间的相关性。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年4～7月本院产前门诊建卡孕妇679例，孕周为15～20周，年龄为18～43岁，入选孕妇均行叶酸代谢基因联合检测和唐氏风险筛查。

1.2 方法 采用含乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管采集受试孕妇的外周血，置于-20 ℃保存(外送于上海联合基因生物医药有限公司检测)。同时采集孕妇静脉全血3～5 mL，分离血清，置于-20 ℃保存待测。采用化学发光法检测血清中甲胎蛋白(AFP)、人类绒毛膜性腺激素(β-HCG)和游离雌三醇(uE3)水平，结合孕妇的体质量、年龄和B超孕周，采用分析软件综合计算唐氏综合征风险率(风险切割值：21-三体综合征高风险为1∶380，18-三体综合征高风险为1∶334，神经管缺陷高风险为2.2 MOM)。

2 结 果

2.1 MTHFR A1298C、MTRR A66G和RFC1 A80G基因型及等位基因频率的比较 根据唐氏筛查结果将受试孕妇分为高危组和低危组。其中高风险组孕妇51例，包括21-三体综合征高风险43例，18-三体综合征高风险2例和神经管缺陷高风险6例。采用χ2检验对高危组和低危组中MTHFR A1298C、 MTRR A66G和RFC1 A80G的基因型和等位基因频率进行分析，结果发现2组间，MTHFR A1298C的基因型比较差异有统计学意义(P<0.05)，而MTRR A66G和RFC1 A80G的基因型比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 MTHFR A1298C、MTRR A66G和RFC1 A80G基因型及等位基因频率的比较[n(%)]

2.2 血清标志物的比较 679例孕妇进行唐氏筛查，得到AFP、β-HCG和uE3血清学结果，通过相对应的孕周血清标志物中位数值，计算出其MOM值。采用MOM值，运用独立样本t检验进行统计学分析。结果表明，高危组孕妇血清中β-HCG的MOM值大于低危组孕妇，差异有统计学意义(P<0.05)，而AFP和uE3的MOM值低于低危组孕妇，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.3 唐氏高危风险的Logistic回归分析 将叶酸代谢酶MTHFR A1298C、MTRR A66G和RFC1 A80G按等位基因分别划分为C等位基因携带者(非C等位基因携带者)和G等位基因携带者(非G等位基因携带者)，对具有统计学意义变量AFP、β-HCG和uE3的MOM值，按照低值、中值和高值重新赋值，从而进行唐氏综合征高危风险的Logistic回归分析。结果表明，血清中高水平β-HCG和低水平uE3、AFP及叶酸代谢基因MTHFR A1298C的多态性是唐氏综合征发生的高危因素(P<0.05)，而MTRR A66G和RFC1 A80G的多态性可能不是唐氏综合征发生的高危因素。见表3。

表2 高、低危组中AFP、β-HCG和uE3比较

表3 唐氏综合征高危风险的Logistic回归分析

3 讨 论

叶酸是一种水溶性维生素，人体自身不能合成，必须完全依赖于外源性供给，从食物或服用合成叶酸进行补充。叶酸在肝脏中在二氢叶酸还原酶作用下生成有活性的四氢叶酸，成为代谢中间产物。四氢叶酸的重要功能是作为体内一碳单位载体，同时参与到体内的甲硫氨酸循环中。因此，当体内叶酸水平下降，可间接影响到DNA和RNA的生成；另外，N5-甲基四氢叶酸水平低下，影响到S-腺苷甲硫氨酸甲基化活性，导致DNA低甲基化，影响染色体的分离[3]。

叶酸有多个代谢关键酶，其中mthfr c677t已被研究发现：当mthfr的677位点发生点突变(C→T)，酶活性下降，导致DNA的低甲基化，影响染色体分离，目前已有多项研究表明T等位基因是唐氏风险的高危因素[4-5]。本研究以MTHFR A1298C， MTRR A66G和RFC1 A80G作为研究对象。研究发现：(1)MTHFR A1298C是除mthfr c677t外又一多态性位点，突变位点位于酶活性调控区域，可将谷氨酸转变为丙氨酸，但未能改变酶蛋白的热稳定性[6]。本研究中，高、低危组MTHFR A1298C的不同基因型有显著差异；另外经Logistic回归分析，MTHFR A1298C中的C等位基因与高水平β-HCG及低水平AFP、uE3可能都是唐氏风险性的高危因素。(2)MTRR是一种黄素蛋白相关的酶，能保持甲硫氨酸合成酶的活性状态，使得同型半胱氨酸甲基化成为甲硫氨酸，对体内的甲硫氨酸起到调节作用。66A→G是酶催化区域内第66号位点上出现点突变，蛋氨酸转变为异亮氨酸，目前被认为与增加脊椎裂的风险性相关[7]。Barbosa等[8]研究表明，MTRR A66G多态性单独存在与叶酸代谢水平的改变不相关，而与mthfr c677t基因联合出现时(mthfr 677tt/mtrr 66gg)，体内同型半胱氨酸氨酸水平大于其他基因型。RFC1 A80G点突变对胞内叶酸吸收、转运、和代谢产生作用，进而可能影响胎儿正常的组织发育[9]。裴丽君等[10]研究发现，当胎儿携带有rfc1 gg突变基因型且母体不能利用补充的叶酸时，胎儿患神经管缺陷的风险性增加。本研究中，MTRR A66G和RFC1 A80G基因多态性在唐氏高、低危组中的分布比较差异无统计学意义(P>0.05)，可能不是唐氏风险的高危因素。

综上所述，叶酸代谢基因单独突变可以成为唐氏综合征的高风险因素，不同基因间的协同突变可能也是引起唐氏综合征高风险的危险因素。本研究通过对孕中期妇女叶酸代谢基因的联合检测，采用Logistic回归进行基因与唐氏综合征高风险的相关分析，初步筛选出相关突变基因，为孕妇根据基因型进行合理个体化叶酸补充提供理论依据，对降低唐氏综合征高危风险性起到一定作用。

[1]Zampieri BL,Biselli JM,Goloni-Bertollo EM,et al.Maternal risk for Down syndrome is modulated by genes involved in folate metabolism[J].Dis Markers,2012,32(2):73-81.

[2]Al-Gazali LI,Padmanabhan R,Melnyk S,et al.Abnormal folate metabolism and genetic polymorphism of the folate pathway in a child with Down syndrome and neural tube defect[J].Am J Med Genet,2001,103(2):128-32.

[3]James SJ,Pogribna M,Pogribny IP,et al.Abnormal folate metabolism and mutation in the methylenetetrahydrofolate reductase gene may be maternal risk factors for Down syndrome[J].Am J Clin Nutr,1999,70(4):495-501.

[4]Liao YP,Bao MS,Liu CQ,et al.Folate gene polymorphism and the risk of Down syndrome pregnancies in young Chinese women[J].Yi Chuan,2010,32(5):461-466.

[5]Sadiq MF,Al-Refai EA,Al-Nasser A,et al.Methylenetetrahydrofolate reductase polymorphisms C677T and A1298C as maternal risk factors for Down syndrome in Jordan[J].Genet Test Mol Biomarkers,2011,15(1/2):51-57.

[6]Put NM,Gabreels F,Stevens EM,et al.A second common mutation in the methylenetetrahydrofolate reductase gene:an additional risk factor for neural-tube defects[J].Am J Hum Genet,1998,62(5):1044-1051.

[7]Hobbs CA,Sherman SL,Yi P,et al.Polymorphisms in genes involved in folate metabolism as maternal risk factors for Down syndrome[J].Am J Hum Genet,2000,67(3):623-630.

[8]Barbosa PR,Stabler SP,Machado AL,et al.Association between decreased vitamin levels and MTHFR,MTR and MTRR gene polymorphisms as determinants for elevated total homocysteine concentrations in pregnant women[J].Eur J Clin Nutr,2008,62(8):1010-1021.

[9]Prasad PD,Ramamoorthy S,Leibach FH,et al.Molecular cloning of the human placental folate transporter[J].Biochem Biophys Res Commun,1995,206(2):681-687.

[10]裴丽君,朱慧萍,李智文,等.神经管畸形患儿还原叶酸载体基因和叶酸之间交互作用[J].中华医学遗传学杂志,2005,22(3):284-287.

Study on correlation between folate gene polymorphism and high risk of Down′s syndrome

HOUShuning

(AffiliatedHospitalofMedicalCollege,YangzhouUniversity/YangzhouMaternalandChildHealthCareHospital,Yangzhou,Jiangsu225002,China)

Objective To explore the correlation between folate gene polymorphism and high risk of Down's syndrome(DS).Methods The chemoluminescene immunoassay was adopted to detect the levels of serum AFP,β-HCG and uE3 in 679 mid-pregnancy women;the risk of fetal DS was calculated by using the analytical software;the polymerase chain reaction-restricted fragment length polymorphism(PCR-RFLP) was employed to detect the folate metabolism related genes,including MTHFR A1298C,MTRR A66G and RFC1 A80G;the distribution frequency of three kinds of folate metabolic gene and allele frequencies were analyzed in the two groups of DS risk level.Results (1)In different genotypes and allele frequency by adopting the chi-square test,only the MTHFR A1298C genotype had statistical difference between the high-risk and low-risk DS groups(P<0.05).(2)The multiple of median(MOM) value of serum β-HCG level in the high-risk group was higher than that in the low risk group,while which of AFP and uE3 was smaller than that in the low risk group,the difference was statistically significant(P<0.05).(3)The Logistic analysis showed that AFP,β-HCG,uE3 and MTHFR A1298C could be related with high DS risk(P<0.05),theORvalues were 0.076,43.224,0.071 and 0.306 respectively.Conclusion Polymorphism of folate metabolism gene MTHFR A1298C may have certain correlation with the high-risk of DS,while MTRR A66G and RFC1 A80G have no correlation.

folate; Gene Polymorphism; Down's syndrome; allele

侯书宁，男，主管技师，主要从事检验方面的研究。

10.3969/j.issn.1673-4130.2016.22.010

A

1673-4130(2016)22-3120-03

2016-04-08

2016-07-03)