卵巢早衰與脆性X智力障礙基因1CGG異常重復擴增相關性的研究進展

董 艷

(天津市第一中心醫院 生殖健康科,天津,300192)

卵巢早衰(POF)指女性40歲之前出現閉經，并伴有卵泡刺激素水平升高、雌激素水平降低等內分泌異常及絕經癥狀，卵巢功能過早完全喪失，導致女性生育能力下降，染色體和基因缺陷是該病的主要病因之一[1-2]。脆性X綜合征(FXS)是最常見的一種遺傳性認知障礙疾病，由脆性X智力障礙基因(FMR1)5′端非編碼區的CGG重復序列過度擴增、導致脆性X智力低下蛋白(FMRP)缺乏所致[3-4],研究發現FMR1基因CGG重復序列異常擴增常伴卵巢功能損傷，導致POF、異常妊娠率升高及不明原因復發性流產率升高。本文將POF與FMR1基因CGG重復序列異常擴增相關的國內外研究成果進行闡述，以明確FMR1基因篩查對降低先天性出生缺陷發生率的重要意義。

1 POF與FMR1基因CGG重復序列異常擴增的相關性

1.1 FMR1基因突變攜帶者患POF機率增加

已知X染色體畸變是導致POF的主要致病機制,FMR1基因定位于性染色體Xq27.3,全長38 kb,1991年由VERKERK A J M H等[5]成功分離并克隆，該基因為第一外顯子非翻譯區CGG重復擴增異常所致。正常人群CGG重復序列次數為26～34,若在55～200之間發生X染色體畸變，約20%異常CGG重復序列次數與早發性卵巢功能不全 (POI)或 POF相關[6]。美國醫學遺傳學學會將不同的CGG重復序列分類:5～44為正常范圍;45～54為中間重復范圍，也稱“灰區”;55～200為前突變;200～230為完全突變[7-8]。

JOHNSON J P等[9]發現FMR1基因前突變攜帶者發生月經不調、服用激素的比例高于全突變者和非攜帶者，約16%的前突變攜帶者發生POF;前突變攜帶者≥40歲時,POF發生率達24%,全突變者和非攜帶者POF發生率為1%。DAVIS C J等[10]發現無POF家族史和有家族史的前突變攜帶者比例分別為0.8～7.5%及13%。CONWAY G S等[11]發現散發型和家族型POF患者中，前突變攜帶者的發生率為0%和22%,MURRAY A等[12]發現該類發生率為1.6%和8%,CGG重復次數為80～175,絕經年齡較基準年齡基線提前了11歲。SHERMAN S L[13]認為前突變攜帶者發生POF的風險高于正常人群20倍，無家族史和有家族史罹患POF女性的前突變攜帶者比例為2%和14%。上述研究表明FMR1基因前突變是造成POF的重要因素，故檢測POF患者的前突變狀態并對其進行適當的遺傳咨詢非常必要[14]。

1.2 FMR1基因前突變攜帶者的生殖能力改變

BARASOAIN M等[15]發現前突變攜帶者的月經周期及生育年限均較正常人群縮短，提示卵巢儲備功能降低，前者絕經年齡為(46.6±0.7)歲，對照組為(51.5±0.6)歲，月經初潮年齡無顯著差異。ISHIZUKA B等[16]認為前突變攜帶者因卵泡期縮短導致其月經周期較年齡相當的未攜帶者更短，此為典型的生殖衰老標志。SULLIVAN A K等[17]發現女性絕經年齡與CGG在59～99重復序列區間呈線性關系，前突變等位基因可能阻止卵母細胞合成至正常數量，導致卵泡數量減少，卵泡刺激素(FSH)水平升高及雌二醇和/或抑制素B負反饋，引起多個卵母細胞排卵，導致雙卵雙胎的概率隨著生育年齡增加而增高。VOORHUIS M等[18]發現前突變攜帶者產下雙胞胎的概率增高，重復次數在80～100之間概率最高。上述研究提示FMR1基因前突變可導致攜帶者月經周期改變，生育能力下降以及異常妊娠發生率增高。

1.3 FMR1基因與POF的人種差異性

FMR1基因與POF的相關性在不同人種中存在差別。BODEGA B等[19]發現意大利FXS患者家系中CGG重復次數在41～58次，且“灰區”范圍內有明顯的POF聚集。加拿大POF患者CGG重復次數為35～54次[4]。日本POF患者前突變攜帶率為1.56%;POF患者CGG重復次數超過36次，患病率顯著高于對照組;CGG重復次數超過38次，閉經年齡開始降低[16]。印度POF患者CGG重復次數是31～40次[20]。中國漢族POF中FMR1基因突變頻率僅0.5%,高于對照組(0%),但遠低于白色人種(3.3%～6.7%)[21]。目前，研究方向只集中于不同人種偶發病例觀察和CGG重復次數的分層方面，鮮有“灰區”對卵巢功能影響的研究，故有待大樣本研究并深入探討。

1.4 FMR1基因前突變與不明原因復發性流產相關

WANG X H等[22]研究認為約50%的復發性流產病例具有潛在病因，且通過不明原因復發性流產與CGG擴增的關系，發現所有陽性病例均涉及前突變攜帶者。馮旺琴等[23]通過對2000名不明原因復發性流產患者及1400名對照組外周血中FMR1基因進行研究，發現前者的前突變攜帶率(1∶400)顯著高于對照組(1∶740),CGG重復次數集中在21～133。FMR1基因前突變可導致卵巢儲備功能下降，引起不明原因復發性流產。

2 FMR1基因導致POF的相關假說

2.1 CGG重復與POF的相關性

CGG重復與POF的嚴重程度相關，但是否呈線性相關尚無定論。SULLIVAN A K等[17]研究發現，CGG重復次數在80～100次時，POF患者發病時間更早，最小絕經年齡(44.9±0.6)歲，改組顯著低于重復次數59～79次組的(48.5±0.7)歲、重復次數大于100次組的(47.5±1.2歲)，且該組患者40歲時絕經風險最高，異常妊娠率也增高。CGG重復次數在中間范圍的患者月經周期改變、生育能力降低以及雙卵雙胞胎的風險增高升。

SULLIVAN S D 等[24]發現美國的白人、黑人和西班牙人中，發生“灰區”的概率分別為1.4%、0.8%和0.5%。“灰區”可能與POI易感密切相關。若與POF關聯，攜帶這些等位基因的群體將對公共健康影響較大。GLEICHER N等[25]指出CGG重復數在小于28次或大于33次時，罹患POF的風險增高，推測“灰區”在POF易感性上可能存在人種差異。

2.2 CGG重復與 “功能獲得性”毒性假說

FMR1的全突變體基因完全甲基化，抑制FMRP轉錄和蛋白質翻譯。前突變攜帶者攜帶部分CGG進行基因轉錄，其轉錄數目隨重復次數增多而增加，FMRP水平隨之下降。POF多見于前突變攜帶者，可能是基因轉錄過程中大量的CGG重復扮演了毒性角色[26]。目前，對潛在誘發機理的研究較少，推測毒性效應可能與mRNA水平上升及異常的大批量轉錄有關。HUANG G等[27]發現CGG重復數小于100次時,mRNA轉錄水平不同且與正常型有重合;CGG重復數大于100次時,mRNA的轉錄與重復數呈正相關。研究[28]指出CGG重復數小于40或位于前突變時，可能存在輕微上升的mRNA的潛在毒性。此外，可能CGG重復被AGG間隔打斷，導致等位點的重復數不穩定。CGG重復軌道上的AGG間隔可阻止分支發卡結構的形成，改變CGG重復數和發生疾病的關系。ENNIS S 等[29]認為絕經年齡正常的前突變攜帶者CGG重復軌道上至少擁有1個AGG間隔，而有同樣CGG重復數的POF患者沒有AGG間隔。盡管AGG間隔對穩定CGG重復數有一定作用，但不能降低mRNA的轉錄水平或提高前突變攜帶者的FMRP水平，仍需進一步明確CGG/AGG重復結構在POF敏感性中的作用。

2.3 X染色體失活的致病因素假說

RODRIGUEZ-REVENGA L等[30]研究血液中X染色體失活模式，發現CGG重復數小于100次和大于100次時，X染色體失活模式改變。前者X染色體失活上升，后者未發現此關聯;CGG重復數在55～99區間內等位基因水平的升高與CGG重復數的增加呈顯著正相關。HUNDSCHEID R D等[31]發現前突變攜帶者父系遺傳概率比沒有前突變者的概率高，且X染色體失活與低CGG重復數之間存在負相關。FMR1基因導致POF不僅應通過X染色體失活模式解釋，還需結合其他遺傳因素探討。

2.4 其他遺傳因素的致病學說

除CGG重復數異常是導致卵巢功能降低的主要因素，也有其他遺傳因素導致卵巢功能降低。HUNTER J等[32]預測FMR1基因前突變攜帶者絕經年齡的遺傳因素及某些尚未明確的基因，可以解釋前突變攜帶者在卵巢功能方面的大部分異質性。前突變攜帶者進行絕經年齡預測和/或POF的預測時，應考慮CGG的重復數及其他家族女性的平均絕經時間，以確定附加因素的影響。

3 中國女性FMR1基因與POF相關性的臨床研究現況

YE Y Q等[33]檢測POF患者及正常女性外周血中CGG重復數和AGG中斷信息，評估CGG重復/AGG中斷與血清內FSH濃度的相關性。此外，檢測到1位罹患POF且FMR1基因CGG復制呈現前突變的患者，為后續大樣本研究提供了思路和基礎。陳蔚琳等[34]研究FMR1基因CGG重復序列頻度與反復生育失敗或POF的相關性，發現16例前突變和15例“灰區”(均發生在反復生育失敗組)。反復生育失敗組前突變發生率顯著高于一般人群，提示FMR1基因對卵巢功能及生育能力具有影響。MA Y N等[35]通過檢測外周血中CGG重復次數，發現中國北方育齡期女性的FMR1基因前突變攜帶率高于華南地區和韓國，低于西方國家，且具有流產史的女性中，前突變的攜帶率相對較高。

4 展 望

隨著生育政策放開，二胎生育年齡推遲，必然面臨出生缺陷病例增多的問題。患有POF的女性仍有一定受孕率，且前突變攜帶者可能性較高，故FMR1基因篩查應作為必要檢查，并需告知攜帶者產下FXS后代的風險。因此，在中國開展深入的FMR1基因相關研究，可使臨床醫生借助精準的篩查手段、專業的流行病學調查提供有效的治療方案，并為高危人群提供遺傳咨詢和生育指導，以降低出生缺陷發生率，提高人口質量。