唇腭裂相關病因學研究進展*

蔡尚宏 綜述，桂文武 審校

（重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院，重慶400016）

唇腭裂相關病因學研究進展*

蔡尚宏 綜述，桂文武 審校

（重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院，重慶400016）

唇裂/病因學；腭裂/病因學；基因；綜述

唇腭裂是由于胚胎發(fā)育過程中頜腭組織發(fā)育不全或受阻的頜面部先天性畸形，根據是否伴其他先天畸形分為綜合征性唇腭裂和非綜合征性唇腭裂（non syndrome cleft lip with or without palate，NSCLP），后者包括單純性唇裂、單純性腭裂及唇腭裂。唇腭裂是人類最常見的出生缺陷，全球平均每出生700名嬰兒中就有1名患唇腭裂，我國目前公認的唇腭裂發(fā)病率為（1.25～1.38）/ 1 000。唇腭裂不僅嚴重影響面部美觀，還因畸形本身存在的生理發(fā)育缺陷、外科手術創(chuàng)傷造成的頜面外形繼發(fā)改變，語言、聽力等功能障礙，對患者及家屬均會造成嚴重心理創(chuàng)傷，故研究唇腭裂的病因對人類健康極其重要。目前，公認的遺傳和環(huán)境因素為其主要的致畸因素，本文以此兩點為重點將先天性唇腭裂發(fā)病因素研究情況綜述如下。

1　遺傳與唇腭裂

對唇腭裂高發(fā)家系進行遺傳學研究發(fā)現(xiàn)，其親屬發(fā)病率高低與血緣關系近遠相關，與先證者血緣關系越近的親屬患病率越高，遺傳方式表現(xiàn)為明顯的家族聚集現(xiàn)象，符合多基因遺傳，證明唇腭裂為多基因遺傳病。目前，多基因遺傳病基因的識別主要沿用單基因遺傳病的研究模式。

1.1候選基因與唇腭裂目前，唇腭裂的遺傳研究以篩選出更多的候選基因為主，以下為已取得一定研究成果的候選基因。

1.1.1干擾素調節(jié)因子-6（interferon regulatory factor-6，IRF-6）編碼IRF-6的基因位于VWS綜合征的關鍵區(qū)域——染色體1q32～41位點，該病是一種常染色體顯性遺傳性唇腭裂。最早應用單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNPs）分析在多個國家地區(qū)和不同人種包括歐洲、亞洲、北美洲和巴西的VWS綜合征患者中發(fā)現(xiàn)了IRF-6的錯義、無義和移碼突變［1］，證明了IRF-6對VWS綜合征的作用至關重要。而Fakhouri等［2］對巴西VWS綜合征患者家庭進行研究發(fā)現(xiàn)，在IRF-6基因的增強子元件MSC9.7中出現(xiàn)了一種罕見的基因突變——350dupA，這種突變會擾亂MSC活性的損耗和增益的作用機制，為研究IRF-6如何導致唇腭裂提供了新的證據、猜想和思路，也為篩查提供了新的手段。近年來，對NSCLP的研究也有顯著突破，唯一的病因相關性IRF-6基因rs642961位點多態(tài)性被證明并不與NSCLP相關，故Leslie等［3］建議，將IRF-6作為驗證唇腭裂嚴重程度的基因標記。

1.1.2轉化生長因子-α（transforming growth factor alpha，TGF-α）編碼TGF-α的基因定位于2p13。自TGF-α被發(fā)現(xiàn)與NSCLP相關以來，目前仍以通過對各國人口進行SNPs分析研究以期明確TGF-α與NSCLP的相關性為主。近年來，Carter等［4］對愛爾蘭唇腭裂患者進行了大樣本調查包括509例唇腭裂患者、383例單純性腭裂患者、838名唇腭裂患者母親和719名父親、902名對照者，并比較了他們的31個外顯子SNPs剪接位點及保守的非編碼區(qū)，最后以病例對照和家庭為基礎的統(tǒng)計測試結果提示，TGF-α與NSCLP相關。Lu等［5］對TGF-α多態(tài)性與唇腭裂的風險進行了薈萃分析，針對的是TGF-α基因主要的3種多態(tài)性包括TaqI內切酶多態(tài)性、BamHI內切酶多態(tài)性和RasI內切酶多態(tài)性，結果表明，TaqI內切酶多態(tài)性與唇腭裂風險相關，而A1等位基因可能會降低唇腭裂風險。目前，對TGF-α的認識仍處于初步探索階段，TGF-α影響唇腭裂的機制尚不明確。

1.1.3TGF-βTGF-β至少有6個結構相關分子（TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β4、TGF-β5、TGF-β6），在哺乳動物中只發(fā)現(xiàn)3個亞型（TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3），分別定位于染色體19q13.1～13.3、1q41和14q23～24。TGF-β目前已被確認為是腭裂的遺傳危險因素，目前，主要的研究方向為了解TGF-β及其信號通路的表達。Krivicka等［6］對唇腭裂伴或不伴牙槽裂患者的分裂組織進行了局部組織生長因子和生長因子受體檢測，應用人體組織形態(tài)學分析結果發(fā)現(xiàn)，TGF-β受體Ⅲ在結締組織中高表達，有別于骨形態(tài)發(fā)生蛋白2/4和纖維細胞生長因子受體。Sasaki等［7］為了解信號因子如何對唇腭裂產生的影響，應用CL/Fr小鼠胎兒模型比較mRNA表達譜，在腭裂形成過程中根據mRNA變化，篩選出與細胞增殖基因網絡（細胞周期、促分裂素原活化蛋白激酶、Wnt和TGF-β通路）相關的候選基因——重組人Tyr-3/ Trp-5單氧酶激活蛋白β（14-3-3proteinbeta/alpha，Ywhab）、NIMA相關蛋白激酶2（NIMA-related kinase-2，NEK2）、轉錄相關酸性卷曲蛋白1（transforming acidi ccoiled-coil proteins，TACC1）和FRK，結果發(fā)現(xiàn)，Ywhab、NEK2、TACC1在模型中顯著表達。Tang等［8］對大樣本病例對照進行薈萃分析結果表明，特別是在亞洲人群中TGF-β3基因多態(tài)性可能有助于NSCLP易感性，進一步肯定了TGF-β系列對唇腭裂的影響。目前，對TGF家族及其信號通道已進行了深入研究，結合前人豐富的數據、知識及分析方法，探索TGF-β對唇腭裂的影響已進入較深層次，從建立小鼠模型、人群基因分析到信號通路均取得了成果，證實了TGF-β與唇腭裂的關聯(lián)性，但不同區(qū)域及人種分析存在差異［9］，尚需進一步研究。

1.1.4肌節(jié)同源盒基因1（muscle segment homeobox gene 1，MSX1）MSX1定位于染色體4p16，作為核轉錄因子是器官發(fā)育過程中的主調控基因，突變的主要表現(xiàn)為唇腭裂、顱面畸形及牙發(fā)育不全等。目前研究仍以對各國各人種進行SNPs分析探索其與唇腭裂的易感性為主，近年來，Kim等［10］研究結果顯示，韓國NSCLP患者MSX1基因rs3821949位點等位基因A會顯著增加NSCLP風險。Souza等［11］研究結果顯示，巴西南方NSCLP患者MSX1基因CA重復序列多態(tài)性可能會對NSCLP有一定影響。Gurramkonda等［12］研究結果顯示，印度南方NSCLP患者MSX1基因rs11726039位點多態(tài)性與疾病發(fā)生呈正相關。表明MSX1與唇腭裂的相關性在不同人種及地區(qū)間存在差異，尚需進一步擴大樣本研究證實。

1.1.58q248q24作為唇腭裂的候選基因，目前發(fā)病機制尚不明確，近年來，仍在擴大樣本研究8q24與唇腭裂的相關性，其結果也充滿爭議。對歐洲人口進行的全基因組關聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)，8q24參與了唇腭裂發(fā)病，而對日本唇腭裂患者的研究則顯示沒有證據表明8q24和易感性與日本人相關［13］。Xu等［14］應用以家庭為基礎的關聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，8q24與唇腭裂在中國廣東省漢族人口中也無明顯關聯(lián)。研究結果的不同導致有學者猜想，8q24發(fā)病機制可能與種族差異有關。隨后Murray等［15］對歐洲血統(tǒng)與亞洲血統(tǒng)人口8q24基因區(qū)域進行了SNPs分析，結果表明，確實存在種族異質性，同時提供了亞裔家庭8q24缺乏強信號可能只是反映了亞洲人基因頻率低的新證據。

1.2基因相互作用與唇腭裂大量研究證據及臨床實踐表明，復雜疾病的性狀受多個位點相互作用的共同影響，基因-基因相互作用是常見疾病發(fā)病的普遍原因，目前，對唇腭裂基因交互作用亦有陽性發(fā)現(xiàn)。Suazo等［16］對唇腭裂患者TGF-α、視黃酸受體α（retinoic acid receptor，RARA）和B細胞淋巴瘤/白血病基因等候選基因的基因標志物進行基因型數據分析發(fā)現(xiàn)，等位基因239 bp（D2S443TGF-α）、172 bp（D17S800RARA）在雜合子父母中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)先傳輸給下一代的優(yōu)勢。Iwata等［17］則應用小鼠模型研究最終發(fā)現(xiàn)，IRF-6和Smad4對內側緣上皮細胞（medial edge epithelium，MEE）具有協(xié)同作用，TGF-β調控IRF-6的表達活性是導致小鼠在腭融合過程中MEE發(fā)生變性的主要原因。雖然基因交互作用對唇腭裂的發(fā)病具有影響，但目前大量研究是將唇腭裂的候選基因作為獨立風險因素，仍以發(fā)現(xiàn)更多陽性候選基因為主，研究基因交互作用并非主流。

2　環(huán)境與唇腭裂

目前，多數研究主要針對母親因素包括葉酸、農藥、吸煙、飲酒、肥胖、壓力事件、低血鋅、妊娠期間發(fā)熱史等。Molina-Solana等［18］指出，在妊娠早期缺乏葉酸是高危因素，農藥、吸煙、飲酒、肥胖、壓力事件、低血鋅、妊娠期間發(fā)熱史是危險因素。Mastroiacovo等［19］指出，妊娠期間補充葉酸為保護因素。但也有研究發(fā)現(xiàn)，農藥、吸煙與唇腭裂發(fā)生無關［20］。但總體而言，目前較為公認的是補充葉酸為保護因素，環(huán)境污染為危險因素。

3　基因及環(huán)境共同作用于唇腭裂

影響唇腭裂發(fā)生的候選基因與環(huán)境因素多且復雜，故目前的分析大多以單個候選基因與單個環(huán)境因素進行相關性分析，而環(huán)境因素中大多數選擇與母親孕期吸煙或葉酸相關。Ibarra-Lopez等［21］在葉酸與亞甲基四氫葉酸還原酶基因多態(tài)性研究中發(fā)現(xiàn)，母親677CT基因型或677TT基因型較母親677CC基因型風險高，妊娠早期缺乏葉酸也是高危因素，且在妊娠早期缺乏葉酸的前提下母親677CT基因型或677TT基因型較母親677CC基因型風險更高。Guo等［22］通過以醫(yī)院為基礎的病例對照研究了TGF-β3基因的2個基因位點（c641a、g15572）與唇腭裂母親孕期暴露因素的相互作用，結果表明，盡管TGF-β3 c641a多態(tài)性的單點分析并不與唇腭裂相關，但在與孕婦被動吸煙的雙因素模型中對預測唇腭裂風險表現(xiàn)出最好的一致性及最大平均測試精度，故TGF-β3 c641a與孕婦被動吸煙的協(xié)同作用可確定唇腭裂的高危個體并提供了新的證據。Skare等［23］采用較大規(guī)模分析，結合病例對照和親子三聯(lián)設計了1個“混合設計”以探討在334個常染色體性候選基因和母體妊娠早期暴露于吸煙、飲酒、飲咖啡、補充葉酸和維生素A的環(huán)境-基因交互作用，然而結果顯示，僅有可能TBX4與孤立的葉酸因素相互作用，幾乎沒有證據表明，基因-環(huán)境交互。基因-環(huán)境交互作用的分析方法至今越來越多元化，參與分析的影響因素也越來越廣。但同時候選基因與環(huán)境因素的多樣化使分析復雜化，且分析結果不盡相同，故目前研究基因-環(huán)境交互作用難以成為主流。

4　展望

唇腭裂為多基因遺傳病，病因復雜，基因、基因-基因交互作用、基因-環(huán)境交互作用均會影響唇腭裂的發(fā)生。目前，對唇腭裂的研究方法以篩選出更多的候選基因為主，主要通過分析基因多態(tài)性與疾病易感性的關系明確與疾病的聯(lián)系，以及通過臨床病例對照觀察候選基因與候選基因之間對結局的影響，同時向更深層次的分子遺傳學方面進行探索，明確候選基因的表達與調控。而目前隨著分析方法的多元化，可同時分析多種環(huán)境因素與多種基因因素共同對疾病的影響，雖然這并非主流研究方向，但可促使對唇腭裂病因的認識更加全面。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.12.021

A

1009-5519（2016）12-1839-03

重慶市渝中區(qū)科委課題（20120310）。

（2016-01-12）