MTHFRC677T基因多态性与疾病研究进展
亚甲基四氢叶酸还原酶（methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR）是叶酸和同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）代谢的一个关键酶。它的主要生化功能是催化5，10-亚甲基四氢叶酸还原为5-甲基四氢叶酸。5-甲基四氢叶酸是组织和血清叶酸的主要形式，参与体内多种重要的生化反应。人类MTHFR基因位定位于染色体1p36.3，全长1980bp，已有研究发现MTHFR基因存在多种突变类型，该基因第4外显子上的第677个核苷酸上发生了C→T突变（C677T），此突变使该基因位点处产生了HinfI限制性酶识别序列，导致所编码的缬氨酸替代了原有的丙氨酸，其结果是增加了MTHFR的遇热不稳定性，使MTHFR酶活性明显下降。MTHFR C677T在世界范围内具有相对较高的突变频率，在中国人群中该位点突变型频率高达17%-47%。本文就MTHFR C677T基因多态性及其与脑卒中和婴儿出生缺陷关系的研究概况做一综述。
MTHFR基因多态性与脑卒中
脑血管疾病以其高发病率、高死亡率、高致残率严重危害着人类的健康，是目前人类最常见的死因之一。因此，探求对脑血管病的病因及针对病因的治疗预防措施是国内外研究的重要课题。而基因突变是脑血管病危险因素之一，因此脑血管疾病基因方面的研究对控制脑血管病的发病水平，探讨基因诊断、治疗及预防的措施都有非常重要的意义。
近年来,高同型半胱氨酸血症作为一种新的脑卒中危险因素逐渐引起人们的重视。目前研究已明确高同型半胱氨酸血症是脑卒中的独立危险因子，约有20%～50%的脑卒中患者有不同程度的同型半胱氨酸血症。MTHFR是Hcy在人体内代谢途径中的关键酶,其含量不足或活性下降将直接导致同型半胱氨酸在体内的蓄积,引起高同型半胱氨酸血症。研究表明，C677T多态性引起的高Hcy血症可损伤内皮细胞和血管平滑肌细胞，诱导内皮细胞激活促凝因子，促进纤溶酶原激活物抑制剂的表达，从而促进血小板粘附聚集功能和组织因子活性，激活凝血酶V、Ⅶ等，使机体处于高凝状态，从而促进血栓形成。
Zhaohui Li等[1]于2003年在Stroke杂志上发表了一篇关于中国人群MTHFR C677T位点与脑卒中的多中心大样本病例对照研究报道。该研究对1832位脑卒中患者（包括血栓性脑梗，腔隙性脑梗和出血性脑梗）和1832位健康对照的MTHFR基因型和Hcy水平进行关联分析。研究发现，1）脑卒中患者血浆中Hcy水平要显著高于对照组（P<0.001），且高Hcy水平不仅增加缺血性脑卒中的危险性，也与出血性脑卒中显著相关。2）MTHFR C677T基因多态性在病例组和对照组中均与Hcy水平成正相关（P<0.001），且该位点在脑卒中组中突变频率要显著高于对照组（P=0.017）。3）中国人群该位点的TT基因型与血栓性脑卒中显著相关，其发生血栓性脑卒中的相对危险度为CC基因型携带者的1.37倍。该研究提示了MTHFR基因677TT基因型通过提高血浆Hcy水平来增加患脑卒中的危险性。
Yan-Zhen Zheng等[2]同样关于中国人群的研究报道了MTHFR C677T多态性与血栓形成的相关性。在对53名深静脉血栓患者，145名脑血管疾病患者，100名心血管患者和122名健康人群的MTHFR C677T和凝血酶原G20210A多态性进行统计后发现，MTHFR 677T基因型携带者患深静脉血栓形成和脑梗塞的风险分别为677C型携带者的3.6倍和2倍，而凝血酶原G20210A没有发现相关性。随后，研究人员对深静脉血栓患者进行血浆凝血和纤溶蛋白检测，结果发现病例组的血浆D-二聚体水平要显著高于对照组（P<0.05），说明深静脉血栓患者血浆中纤溶蛋白形成减慢。
MTHFR C677T基因多态性与脑卒中的关系在日本人群中的研究也较为深入。Morita H等[3]对256例脑卒中患者和325例正常对照进行MTHFR基因检测，T等位基因频率在对照组、脑卒中组分别为0.32、0.45，CT及TT基因型发生缺血性脑卒中的相对危险性分别是CC基因型的1.51倍(P=0.041)及3.35倍(P<0.001)；在脑卒中组TT基因型患者血浆Hcy水平明显高于CC或CT基因型，说明MTHFR 677TT基因型通过增加血浆Hcy水平而增加脑卒中的危险性。
无症状脑梗塞是发展成脑卒中的独立危险因素。一个日本研究小组[4]在对1721名健康日本人进行MTHFR C677T多态性分析和脑核磁共振检查，患无症状脑卒中危险度评估后，发现677TT携带者的无症状脑卒中患病率为CT和CC携带者的1.67倍（P=0.018），且这种趋势在老年人中更加明显。
此外，于海东等[5]对103例深静脉血栓患者和250名健康对照者进行MTHFR C677T基因多态性分析。结果显示，MTHFR C677T基因型在深静脉血栓组的分布频率（27.2%）高于对照组（17.2%），且具有统计学差异（P<0.05）。因此推论，MTHFR C677T多态性中的TT基因型可能是静脉血栓的危险因素。
刘建平等[6]对中国汉族人群MTHFR基因C677T多态性与脑卒中易感性的关系进行meta分析，共纳入了17篇符合要求的文献报道。结果表明，携带TT和CT基因型的个体发生脑卒中的危险性OR值分别为2.26和1.56；按脑卒中临床分型分析发现，携带TT、CT基因型的个体发生缺血性与出血性脑卒中的OR值分别为2.54，1.68，2.26，1.44。由此得出，MTHFR C677T多态性与我国人群脑卒中的易感性密切相关。
由于高加索人群中冠心病发生率以及与MTHFRC677T多态性的相关性均高于脑卒中，因此对MTHFR C677T多态性与冠心病及心梗塞的研究更为广泛。
MTHFR基因多态性与出生缺陷
神经管缺陷（NTD）、唐氏综合征（DS）等是主要的新生儿出生缺陷，其确切病因至今不明，多数学者认为是环境．遗传因素相互作用的共同结果，其中研究较多的是叶酸代谢异常与新生儿出生缺陷的关系。近年来，随着分子生物学技术的发展，在叶酸代谢中起关键作用的亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因多态性被认为与多种出生缺陷疾病有关。MTHFR的缺陷将导致Hcy向蛋氨酸的转化发生障碍。叶酸在蛋氨酸的代谢中必不可少，它以5-甲基四氢叶酸形式起作用，叶酸水平不足，导致蛋氨酸合成障碍，血中Hcy堆积，在孕早期干扰神经管闭合。另外有研究证实，由于叶酸代谢相关基因的缺陷致叶酸的代谢障碍引起DNA低甲基化导致染色体不分离，是DS发生的危险因素。
S. Jill James等[7]对57例唐氏综合征儿童的母亲和50名对照组母亲进行了MTHFR基因C677T多态性与唐氏综合征的相关性分析。对每位母亲进行677位点的基因分型并检测血浆同型半胱氨酸转化为甲硫氨酸水平以及甲氨蝶呤淋巴细胞毒性。研究发现，与不携带T突变型的母亲相比，携带一个T突变型的母亲生出唐氏综合征儿童的风险要高2.5倍，而携带两个突变型的母亲的风险则为3.2倍。另外，检测在DS患儿母亲的血浆同型半胱氨酸浓度和甲氨蝶呤淋巴细胞毒性均显著增高，验证了叶酸代谢和甲硫氨酸代谢异常与唐氏综合征的相关性。该研究初步提示了MTHFR C677T多态性通过引起叶酸异常代谢而导致唐氏综合征。随后，该研究小组又在更大的人群中验证了这一说法，并将研究结果发表于American Journal of Human Genetics。
王文等[8]选择了100例DS患儿的汉族母亲和100名正常对照母亲，研究了中国人群MTHFR基因C677T多态性与唐氏综合征的关系。结果显示，病例组MTHFR 677 T等位基因的频率较对照组显著增高（P=0.002）；杂合基因型CT可导致DS发生风险增加2．12倍；而纯合基因型的风险则增加3.43倍。对血浆Hcy水平检测结果发现，MTHFR 677位点的C到T的变异，不论在病例组还是对照组均可引起Hcy水平的显著增加（P<0.01），而同为677CC基因型，病例组中的血浆Hcy浓度仍较对照组增高（P<0.01）。研究提示，MTHFR 677T基因型可通过影响同型半胱氨酸水平影响唐氏综合征的发生，但并非唯一决定因素。
一个荷兰研究小组[9]对MTHFR C677T多态性对唇腭裂的影响及与叶酸摄入情况的交互作用。该研究收集了179个唇腭裂儿童的家庭和204个正常家庭，并分别对婴儿及其父母的MTHFR 677位点进行分型。研究发现，携带677TT基因型且叶酸补充剂或膳食叶酸摄入偏低的母亲，其生育唇腭裂婴儿的风险显著增高，分别5.9倍和2.8倍，而若两种叶酸摄入方式都偏低，则危险性增高到10倍。因此，对于MTHFR 677TT基因型的母亲，其叶酸的摄入对生育唇腭裂儿童的风险有着更为重要的影响，对于这类母亲需要加强补充叶酸的摄入。
另外，李克深等[10]对神经管缺陷进行了研究，对27位生过NTD患儿的母亲和24位生过正常儿童的母亲进行基因检测。结果为，正常对照母亲组中TT基因型的频率为0.13，而生过NTD患儿母亲组中的TT基因型频率为0.33，携带TT基因型的母亲生育NTD患儿的危险性比非TT型母亲增加了3倍。因此得出MTHFR基因C677T多态性与NTD的发生有关。
MTHFR基因突变使MTHFR酶活性降低从而导致5，10-亚甲基四氢叶酸还原为5-甲基四氢叶酸过程障碍，使体内活性叶酸水平降低及同型半胱氨酸升高，导致一系列病理过程，因此认为补充叶酸和维生素B12是经济而有效的手段。较高的血清叶酸和维生素B12浓度可减少MTHFR基因突变导致的血清同型半胱氨酸水平升高。
参考文献
[1] Zhaohui Li, etc. Stroke, 2003
[2] Yan-Zhen Zheng, etc. British Journal of Hematology, 2000
[3] Morita H, etc. Arteriosclerosis Thrombosis and Vascular Biology, 1998
[4] Katsuhiko Kohara, Stroke, 2003
[5] 于海东等，中华遗传学杂志，2006
[6] 刘建平等，疾病控制杂，2007
[7] S. Jill James, etc. American Journal of Human Genetics, 1999
[8] 王文等，中华医学遗传学杂志，2007
[9] Iris A. L. M. van Rooij, etc. American Journal of Epidemiology, 2003
[10] 李克深等，中华医学遗传学杂志，2000
编辑: cq
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