叶酸代谢障碍遗传检测

2021年1月21日发(作者：庄若讷)
实用标准












浙江殷欣生物技术有限公司

叶酸代谢障碍遗传检测项目

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1.

叶酸代谢障碍遗传检测项目简介

1.1
开展叶酸代谢障碍遗传检测的必要性

1.1.1
我国出生缺陷的严峻形势


出生缺陷已构成婴儿和儿童死亡的主要原因，成 为全世界尤其是发展中国家在
人口健康方面面临的重大公共卫生问题。我国是一个出生缺陷高发国家。据
2012
年《国家人口发展战略研究报告》，全国每年约有
20-30
万肉眼 可见先天畸形儿出
生，加上出生后逐渐显现出来的缺陷，出生缺陷总数高达
80-120
万，约占每年出
生人口总数的
4%-6%
。根据
WHO
和我国合作 发表的《出生缺陷疾病经济负担的
评价》，我国每年因新生儿缺陷造成的直接损失达
10
亿元人民币，仅神经管缺陷
一项的直接经济损失超过
2
亿。用于抚养残疾儿的医疗费 用支出每年超过
50
亿，
而大部分存活下来的出生缺陷儿因残疾给一个家庭造成长达几 十年的心理负担和
精神痛苦更是无法用金钱衡量。由此可见，出生缺陷的现状正严重威胁着我国的人口素质和生命质量，已经不仅仅是一个严重的公共卫生问题，而且成为影响经济发
展和人民正常生活 的社会问题。

1.1.2
叶酸代谢能力具有较大的个体差异性


目前，全世界已经公认，妇女围孕期增补叶酸可以预防胎儿神经管缺陷
(NTDs)
的 初发及再发。由于叶酸与
DNA
的合成密切相关，妇女围孕期若摄入叶酸不足，
则会导 致同型半胱氨酸（
HCY
）向甲硫氨酸转化出现障碍，导致高
HCY
血症或低
甲硫氨酸血症。高
HCY
血症可引起血管内皮损伤、促进血管平滑肌细胞增生，同时引起凝血和纤溶系统功能失调，使血液处于高凝状态。近年来研究发现，血浆中
HCY
水 平升高与习惯性流产、胎盘早剥、胎儿生长受限、胎儿畸形、死胎、早产、
低体重儿等现象的发生密切相 关。低甲硫氨酸血症则会引起
S-
腺苷甲硫氨酸
/S-
腺
苷同型半胱 氨酸比值降低，抑制
DNA
甲基转移酶活性和
DNA
甲基化，造成染色
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体不分离现象，
引起多种胎儿畸形，
如神经管缺陷、
唇腭裂和各种染色体缺陷病等。
此外，有研究证明妇女在怀孕的前
6
周内如果摄入叶酸不足，则生育无脑儿和脑脊
柱裂的畸形儿的可能性会增加
4
倍。


叶酸在食物中分布很广，它经过人体肠道吸收后，经叶酸还原酶作用，还原成
具有生理活性的四氢叶酸，四氢叶酸作为细胞内一碳单位的载体，参与嘌呤和嘧啶
合成，为DNA
、蛋白质的甲基化提供甲基。叶酸代谢障碍是指由于叶酸代谢通路
中的关键基因突变 导致酶活性降低，使得已被机体吸收的叶酸不能正常发挥生理功
能，一碳单位传递受阻，导致神经管缺陷 、流产、妊娠期高血压疾病等发病风险增
高。在叶酸代谢过程中，多种酶参与了叶酸的转运和代谢，其中 包括
5,10-
亚甲基
四氢叶酸还原酶（
MTHFR
）、甲硫氨酸合 成酶还原酶（
MTRR
）。






四氢叶酸甲基载体之一的
5-
甲基四氢叶酸是由
5,10-
亚甲基四 氢叶酸还原酶
图
1.
叶酸在体内的代谢途径

（
MTHF R
）催化生成，是血液和细胞中存在的主要叶酸类型。
5-
甲基四氢叶酸参
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与的唯一已知反应是作为甲基供体，在甲硫氨酸合成酶催化下，以维生素
B12
为< br>辅酶，促进血液中同型半胱氨酸再次甲基化生成甲硫氨酸（蛋氨酸），以维持正常
的血浆同型半胱 氨酸水平。随后，甲硫氨酸被
ATP
磷酸化生成
S-
腺苷甲硫氨酸。
S-
腺苷甲硫氨酸参与机体内的生物大分子（包括
DNA
、蛋白质、脂类等）的甲基
化，生成
S-
腺苷同型半胱氨酸。
S-
腺苷同型半胱氨酸再重新生成 同型半胱氨酸，完
成同型半胱氨酸代谢循环。
因此，
MTHFR
催化生成< br>5-
甲基四氢叶酸这步酶促反应
至关重要，是叶酸代谢通路中的限速步骤。
5-
甲基四氢叶酸的存在是同型半胱氨酸
向甲硫氨酸转变的必要条件，也是甲基传递的重要载体。在 叶酸摄入量不变的情况
下，
5-
甲基四氢叶酸的量受
MTHFR
的控制，即
MTHFR
酶活性高时
5-
甲基四氢
叶酸的产量高，
MTHFR
酶活 性低时
5-
甲基四氢叶酸的产量低。足量的
5-
甲基四
氢叶酸是维持 血液中同型半胱氨酸水平的重要因素，也是确保体内甲基化程度正常
的保证。


另外，维生素
B12
非常容易被氧化失活，甲硫氨酸合成酶失去维生素
B12
的
帮助无法完成< br>5-
甲基四氢叶酸和同型半胱氨酸的反应。甲硫氨酸合成酶还原酶
（
MTRR< br>）
具有甲基化还原维生素
B12
的作用，
从而可以确保甲硫氨酸合成酶功能
的发挥。如果
MTRR
基因突变造成酶活性降低，那么甲硫氨酸合成酶活性也随之
降低，同型半胱氨酸的转化会受到影响，甲基 传递也会出现障碍。

1.1.3

MTHFR
基因、
MTRR
基因与叶酸代谢障碍相关多态性位点



MTHFR
基因
A1298C
位点多态性

A1298C
是位于第一号染色体
MTHFR
基因第八个外显子上第
1298
（
1337
）
核苷酸的一个
A/C
多态，引起< br>MTHFR
基因编码的蛋白第
429
个氨基酸由
Glu
变< br>为
Ala
。在
dbSNP
数据库中，世界人群中的该多态的频率分布 ，
A
占
0.77
，
C
占
0.23
左右； 中国人群中的分布
A
为
0.81
，
C
为
0.19< br>。研究发现，该位点的多态性
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是影响该 酶的活性的一个重要因素。携带
MTHFR1298C
等位基因的酶活性为野生
型的< br>68
％左右，因而阻碍了叶酸代谢，引起一系列疾病发病风险增加。



MTHFR
基因
C677T
位点多态性

C677T
是位于第一号染色体
MTHFR
基因第五个外显子上的
716
（
677
）位
mRNA
上一个
C/T
多态，引起
MTHFR
基因编码的蛋白第
222
个氨基酸由
Ala
（
A
）
变为
Val
（
V
）
。
在
dbSNP
数据库中，
世界人群中的该多态的频率分布，
C
占
0.78
，
T
占
0.22
左右；
中 国人群中的分布
C
为
0.67
，
T
为
0.34。
研究发现，
MTHFR
677
位点的多态性是影响该酶的活性的一 个重要因素，导致酶活性和热稳定性下
降。若以个体携带
677CC
基因型时其MTHFR
活性为
100
％时，则携带
CT
基因
型的活 性为
CC
的
67
％，基因型为
TT
的只有
25
％。



MTRR
基因
A66G
位点多态性

A66G
是位于
5p15.3-p15.2
之间的
MTRR
基因第
2
个外显子处的一个
A/G
多态，引起
MTRR
基因编码的蛋白第
22
个氨基酸由
Ile
变为
Met< br>（
Ile22Met
）
。
在
dbSNP
数据库中，
世界人群中的该多态的频率分布为，
A
占
57.4
％，
G< br>占
42.6
％
左右；中国人群中的该多态的频率分布为：
A
占
76
％，
G
占
24
％左右。该位点是
MTRR上的主要突变，
引起甲基维生素缺乏症
E
型，
并经常用来研究与神经管缺 陷、
脊柱裂、
Down
综合症、白血病等疾病的关系。


综合以上研究证明，
HCY
代谢涉及十几个酶，其中只有

MTHF R
、
MTRR
和
CBS
基因突变和
HCY
密切相关 。其中以

MTHFR 677C-T
突变影响最大。
MTHFR1298A -C
突变也使酶活性下降。尤其
2
个位点的杂合突变相互影响，可以
用来解释 常规剂量服用叶酸对预防
NTD35%~50%
的作用。有关
MTHFR
突变 的
meta
分析结果显示；
MTHFR
对
NTD
患儿的
OR
值为
1.7
；对母亲
OR
值为
1.8< br>；
对父亲的
OR
值为
1.9
；当母亲和孩子都是纯合子，677C-T
突变风险就增加了
7
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倍。同时，有研究证明
677C-T
突变可能是先天性心脏病的高危因素之一，妇女妊
娠期间补充叶酸和多种维生素能有效降低胎儿先天性心脏病的患病风险。除此还见
到与唐氏综合 征及唇腭裂有关的报道。




图
2. MTHFR 677C
→
T
和
1298A
→
C
基因多态性和神 经管缺陷风险的
Meta
分析


通过对体内叶酸水平与不同基因型别的统计学研究发现，血中高浓度叶酸时，

MTH FR
的各基因型与个体体内的
HCY
水平无差；而当低浓度叶酸水时，
TT< br>型个
体体内的
HCY
水平比
TC
、
CC
型明 显升高；在叶酸摄入量相同时，血清叶酸水平
CC
型为

6.19 ng/m L
，
CT
型为
6.20ng/mL
，
TT
型为
5.17ng/mL
，
其中
TT
比
TC
、< br>CC
型个体的血清叶酸水平降低
20.2%
，
TT
基因型血清 叶酸水平是其他基因型的
0.65
，因此比其他两型摄入叶酸高
1.4
倍才 使其的叶酸水平基本一致。人群研究表
明，妇女妊娠期间补充叶酸和多种维生素能有效降低胎儿先天性心 脏病的患病风
险；对伴有高
HCY
血症的成人口服叶酸
10mg/d
治疗
1
年后，发现血浆叶酸水平
明显上升、血浆
HCY
明显下降、动 脉分支的血流调节性显著上升。长期叶酸治疗
可以改善动脉内皮功能，可能阻止动脉粥样硬化；对高HCY
血症患者用叶酸
（
5mg/d
）和维生素
B6
（
250mg/d
）进行治疗，
6
周后血浆
HCY
浓度全部恢 复
正常；每天补充叶酸
500
μ
g/d
以上，可以使第一次中风的发 生率降低
18%
。

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由此可见，由于
MTHFR
和
MTRR
基因位点多态性在 不同种族、地域、民族中
有不同的频度分布，这就要求在制定围孕期叶酸补服方案时不能使用统一模式、 执
行统一标准。

1.2

项目信息


殷欣生物
MTHFR
和
MTRR
基因检测项目，即叶酸代谢障碍遗传检测项 目，用
于定性检测样本中
MTHFR
基因
C677T
位点、
A1298C
位点和
MTRR
基因
A66G
位点。为临床医生评估个 体叶酸遗传代谢能力提供参考；在此基础上，给予个体精
准的叶酸和维生素补服计划，降低出生缺陷的发 生以及由
HCY
增高引发各种疾病
或并发症。






项目名称：人
MTHFR
和
MTRR
基因检测

通用名称：叶酸代谢障碍遗传检测

英文名称：
Human MTHFR and MTRR Gene Detection
预期用途：

主要用于对育龄妇 女孕期
/
围产期的叶酸利用能力的遗传风险进行评估，
评估的
结果可用于指导 受检妇女进行孕期营养利用异常导致疾病的预防，并且有利于这些
营养利用能力异常所致疾病的病因学研 究及患者临床个性化治疗的实施。


适用科室以及人群如下表所示：

科室

人群

应用

孕期保健基础筛查：出生缺陷
(
神经管畸形、先心病、
妇产科

孕前
/
围孕期女性

唐氏综合征、唇腭裂等
)
、复发性流产、妊高症的一级
预防。

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