葉酸代謝關鍵酶基因多態性與先天性心臟病關系的進展分析

楊杏賢，郭靜，楊盛標，李燕，吳宏燕，覃穎，張艷，黃金芬

（貴港市婦幼保健院，廣西 貴港 537100）

0 引言

先天性心臟病(CHD)是一種嬰兒出生時心臟和大血管的結構或功能異常，以及新生兒應退化的結構因各種因素無法及時退化所導致的心血管畸形。目前，CHD已經明確的影響因素除基因突變或染色體畸形外，它也會受到環境和遺傳因素的影響[2]。葉酸是一種水溶性維生素B，在人體內會發生多種生化反應，從而達到轉移一碳單位的作用，如甲基、亞甲基，為機體合成脫氧核糖核苷酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)提供一個碳單位。胎兒在生長發育期間需要合成大量的核酸和蛋白質，因此在這一過程中，母體對于葉酸的消耗量也隨之升高。如果這一過程中母體無法攝入充足的葉酸，則可能導致嬰幼兒核酸合成受阻，不利于胎兒的正常發育。有研究表明[3]，適當補充葉酸在懷孕期間可以有效地降低胎兒CHD的風險。然而，通過補充葉酸減少CHD的發病機制還沒有完全闡明。為了明確女性妊娠前后3個月補充葉酸對減少CHD發生風險的作用機制。大量研究主要逐重在葉酸消化到吸收、轉運和攝取以及代謝等方面。則本文從葉酸的轉運攝取以及代謝等途徑中的關鍵酶的基因多態性研究進展進行綜述。

1 葉酸的轉運和攝取

日常食物中的葉酸多以多聚谷氨酸的結果存在。葉酸的吸收和轉運主要以單聚谷氨酸的形式進行[4]，因此，葉酸在機體還需由多聚谷氨酸分解為單聚谷氨酸的形式方可被腸上皮細胞攝取，而在這一過程中則需要葉酰γ-谷氨酰梭肽酶Ⅱ（GCP Ⅱ）的參與。在小腸中，聚谷氨酸被還原性葉酸載體(RFC)吸收，而入血后的單聚谷氨酸則轉化為5-甲基四氫葉酸谷氨酸的形式存在，并與葉酸載體(RFC)ɑ一起運輸到細胞中。而如果RFC-1基因80位點的A被G取代，則翻譯后的氨基酸可以轉化為精氨酸[5]。擬南芥DNA復制因子1 (RFC-1)基因A80G突變與唐氏綜合征（DS）無關[6]，有學者研究發現，存在RFC-1上A80G改變是唐氏綜合征合并CHD患者發病的危險因素[7]。此外，在有關RFC-1上A80G改變導致的圓錐動脈干畸形的研究中發現，與子代為A基因型相比，子代為G和GA基因型圓錐軀干畸形的風險分別高1.6倍和2.3倍[5]。有學者研究發現[8]，RFC-1上A80G基因型GA孕婦子代圓錐主干畸形的風險顯著高于G基因型孕婦。國外有學者以家庭為單位進行關聯性檢驗結果表明[9]，與RFC-1基因型正常的孕婦子代相比，RFC-1上A80G突變雜合子或純合子產婦子代發生CHD的風險顯著增加。而對妊娠期服用和未服用葉酸孕婦進行對比發現，未服用葉酸且基因型為GG和GA孕婦子代發生CHD的風險分別高于AA基因型的4.03和4.14倍。

2 葉酸代謝

葉酸轉運入細胞內后，在半胱氨酸合成蛋氨酸的過程中，5-甲基四氫葉酸通過提供甲基而分解為四氫葉酸(THF)。亞甲基四氫葉酸脫氫酶(methyl tetra hydro folate dehydrogenase,MTHFD)在體內有以下功能：

①催化TFH轉化為10甲酰基四氫葉酸；②10甲酰基四氫葉酸轉化為5,10-次甲基四氫葉酸；③5,10-次甲基四氫葉酸轉化為5,10-亞甲基四氫葉酸。有上述轉化過程表明，MTHFD在葉酸轉化代謝中具有重要作用。在嘌呤合成中，葉酸的代謝可為嘌呤合成提供所需的甲基團，此外，5,10-亞甲基四氫葉酸還可為尿嘧啶脫氧核糖核苷酸的合成提供一個亞甲基團，在該過程中合成胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸和二氫葉酸（DHF），而在上述過程中均需胸苷酸合酶的催化。DHF還可經二氫葉酸還原酶作用才轉化為THF。絲氨酸羧甲基轉移酶（SHMT）同時具備催化絲氨酸和THF轉化為肝氨酸和5,10-亞甲基四氫葉酸的作用，且該酶以胞質型和線粒體型存在。在上述兩種亞型的發揮生理學作用則需要VB6和吡哆醛磷酸鹽兩者的作用下方可發揮活化。

有學者對117例神經管缺陷（NTD）患者MTHFR基因進行分析，研究結果表明，NTD患者的MTHFR基因上的1958位點中的G被A替代，從而翻譯為谷氨酸[10]。但是也有學者對MTHFR基因變異和CHD易感性患者進行研究，但并未發現陽性結果[11]。張文迪等研究發現，NTD患者的MTHFR基因上的1958位點中的G被A替代，可導致變異后的MTHFR基因熱穩定性明顯降低，同時還發現MTHFR基因變異后子代患CHD的風險明顯增加，特別是法洛四聯癥和主動脈狹窄疾病的發生風險則顯著增加。

胸苷酸合成酶(TS)基因的enhenher區有28個堿基對串聯重復序列。一般有2~3次重復，3次重復可以導致TS基因的高表達[13]，而兩次重復則可引起TS基因的低表達[14]。Lupo等[15]研究母代N-乙酰基轉移酶1（NAT1）C1095A、一氧化氮合酶3（NOS3）G894T和TS 1494de16的變異對子代CHD發病的影響，結果表明，母體TS1994DEL6增加了后代圓錐軀干畸形的風險，但經混雜因素校正后則無該現象發生。

蔬菜中的葉酸和人工合成的葉酸以非還原性形式存在[16]，因此DHFR在進入細胞之前需要參與細胞內的生理過程。Mendes在對唐氏綜合征(DS)患者的研究中發現，DHFR的變異對母體血液中葉酸水平沒有影響[17]。

絲氨酸羥甲基轉移酶(SHMT)主要在DS和NTD中進行研究，有學者表明[18]，在1420例SHMT中，C基因型的母親循環葉酸水平增加，而C基因型的母親血液和紅細胞葉酸水平降低，但其子女患CHD的風險沒有增加。此外，也有學者在研究中未發現SHMT與CHD發病易感性具有相關性[19]。

國外學者進行了一項大于700例患者的隊列研究發現[20]，MTHFR A1298C變異為心血管疾病的保護因素，可有效降低CHD的發病風險。此外，還對MTHFR與法洛四分體的關系進行了研究[21]。

結果顯示，若子代攜帶T基因型的后代發生法洛四聯癥的風險顯著增加。一項對3個與心血管疾病相關的單核苷酸多態性(SNP)的研究顯示[22]，MTHFR C677T與主動脈弓狹窄易感性相關，T基因型患者發生冠心病的風險顯著增加(OR=3.5，95%CI=1.4-8.6)。此外，也有關于母體葉酸相關基因、生活習慣與后代冠心病易感性之間關系的研究[23]，研究顯示：患有MTHFR T基因型的肥胖母親，其子女患CHD的風險比患有MTHFR C基因型和正常體重指數的母親高4.6倍。有學者對MTHFR C677T與CHD易感性進行了研究[24]，研究結果表明父親和子代MTHFR C667T基因突變可能顯著增加子代CHD的風險。根據最近的一項研究[25]，MTHFR C677T基因變異顯著增加后代圓錐干畸形的風險，分層研究顯示該位點突變增加法洛氏四聯癥和大動脈轉的發生風險。

另外，A66G在MTRR基因上發生突變，可導致Sp15.2-15.3染色體中的第22位蛋氨酸取代異亮氨酸[26]，從而降低酶的催化活性，可使Hcy代謝異常導致其蓄積。Hcy為含硫氨基酸的一種，并且在甲硫氨酸代謝中具有至關重要的作用，上述代謝異常可引起Hcy蓄積并導致妊娠異常結局的發生，如新生兒神經功能發育異常、新生兒出生缺陷及惡性腫瘤。特別是Hcy也是心血管疾病的獨立危險因素，也是能夠預測損傷或早期心血管生長發育異常的預測因素。除此之外，MTRR基因上的A66G突變也可導致CHD發生風險明顯增加。但目前關于該基因突變與CHD發生也有學者認為無明顯相關性。并且以往研究多注重CHD患兒的研究，關于MTRR基因多態性的妊娠期女性與子代CHD關系的研究還想對較少。

3 展望

大量的臨床研究證實，在妊娠3個月前后補充葉酸可以有效預防各種新生兒畸形的發生，并且可能對CHD也存在相似的防治功能。雖然葉酸在CHD預防中具有一定的積極作用，且現階段對于葉酸在CHD中的具體作用機制尚未明確，但研究已證實葉酸及其代謝通路相關基因多態性在該類疾病中具有重要的影響，因此在臨床應用過程中應簡化并推廣葉酸測定方法，從而對預防CHD的發生具有重要意義。