葉酸代謝障礙與復發性流產相關性研究進展

袁碧波，王秋霞，李增彥，馬艷紅

復發性流產（recurrent spontaneous abortion，RSA）是女性妊娠常見的并發癥之一，不同地區標準有所不同，美國的標準是2 次或2 次以上的自然流產[1]；英國則定義為與同一性伴侶連續發生3 次或3次以上并且在妊娠24 周前的胎兒丟失[2]；而根據我國2016 年專家共識將RSA 定義為3 次或3 次以上在妊娠28 周之前的胎兒丟失，但連續2 次流產應給予重視和評估[3]。其病因復雜，已知的病因包括遺傳、解剖、感染、內分泌、免疫等因素，而高達50%～75%的患者病因尚不明確[4]。近年來眾多學者發現葉酸代謝可能與RSA 發生風險相關，現綜述葉酸代謝異常與RSA 的相關關系。

1 葉酸的代謝通路及生理作用

葉酸又稱蝶酰谷氨酸，是B 族維生素的一種，也稱維生素B9，由對氨基苯甲酸、蝶呤啶、谷氨酸等組成，是人體所需的重要營養物質，人體內不能合成葉酸，需外源性獲取。其作為一碳單位的重要載體，是一碳單位生物合成和表觀遺傳過程的重要營養物質，主要參與了DNA 甲基化和DNA 合成。葉酸代謝過程[5]（如圖1 所示）為：葉酸在還原葉酸載體1（RFC1）轉運下進入細胞中，在二氫葉酸（DHF）還原酶作用下形成DHF，進而轉化為具有生理活性的四氫葉酸（THF），在絲氨酸羥甲基轉移酶作用下，THF 活化為5，10-亞甲基四氫葉酸（5，10-MTHF），5，10-MTHF在亞甲基四氫葉酸還原酶（MTHFR）作用下轉化為5-甲基四氫葉酸（5-MTHF），其后5-MTHF 在維生素B12 依賴性蛋氨酸合成酶（MTR）作用下將一個甲基轉移給同型半胱氨酸（HCY）后生成THF 和蛋氨酸，蛋氨酸在蛋氨酸腺苷轉移酶（MAT）催化下形成S-腺苷蛋氨酸（SAM）。作為甲基的載體SAM 是DNA 甲基化和蛋白質合成等過程的重要物質，其甲基轉移后轉變為S-腺苷同型半胱氨酸（SAH），經過水解生成HCY 和腺苷，此后HCY 有3 個去向[6]：①繼續通過蛋氨酸循環參與葉酸代謝過程；②膽堿和甜菜堿的分解代謝；③轉硫途徑：經過轉硫基化后和絲氨酸在胱硫醚β 合成酶（CBS）催化下縮合成胱硫醚，進而可形成谷胱甘肽（GSH）。此外，葉酸還參與尿嘧啶脫氧核苷酸（dUMP）到胸腺嘧啶脫氧核苷酸（dTMP）合成過程，葉酸缺乏時可導致dTMP 合成受阻。因此，葉酸從頭參與了DNA 和RNA 前體的合成，是核酸合成和DNA 修復的重要物質，葉酸代謝障礙可影響DNA 甲基化水平和干擾DNA 合成。見圖1。

圖1 葉酸代謝途徑[5]

2 葉酸代謝障礙與RSA 的關系

葉酸代謝途徑中需要多種酶的參與，酶活性的改變可影響葉酸代謝過程，其中關鍵酶MTHFR 和MTRR 等基因突變可引起酶活性的改變，導致葉酸代謝異常，造成葉酸水平降低，HCY 水平上升[7-8]。

2.1 葉酸代謝酶基因多態性與葉酸代謝障礙

2.1.1 MTHFR 基因多態性 MTHFR 的編碼基因位于染色體1P36.3，最常見的突變位點是677C→T（野生型CC、雜合型CT、突變型TT）和1298A→C（AA、AC、CC 型）。Frosst 等[9]研究發現MTHFR 677 C→T位點突變可導致不同程度的酶活性和耐熱性降低，在46 ℃加熱后CC 型、CT 型、TT 型酶的活性分別為67%、59%、22%，其酶活性降低導致葉酸濃度降低和血漿中HCY 濃度升高；van der Put 等[10]發現MTHFR 1298A→C 位點純合突變可使MTHFR 的酶活性降低進而影響葉酸代謝，且MTHFR 1298（A→C）位點突變對葉酸代謝的影響弱于677（C→T）位點突變，但在葉酸攝入低或葉酸需求增加時如妊娠時，該位點突變臨床應重視。Crider 等[11]研究發現，增補不同劑量的葉酸后檢測血漿葉酸濃度發現，3 種MTHFR基因型的葉酸濃度保持以下趨勢：CC＞CT＞TT，MTHFR C677T 基因型與葉酸濃度和HCY 濃度顯著相關，可作為增補葉酸的預測因子。這進一步驗證了葉酸基因型的多態性可通過影響酶活性造成葉酸水平降低和HCY 水平升高。

此外，研究發現葉酸基因型多態性具有種族和地域差異性，MTHFR C677T 基因型在我國人群中所占比例為CC 型17.4%，CT 型47.5%，TT 型35.1%[11]，MTHFR C677T 純合子在非洲以外黑人中的分布頻率為1%～2%，而在意大利和西班牙裔美國人中的分布頻率為20%或更高[12]。在東亞人群[包括中國、日本、朝鮮，TT 基因型OR=2.11（P＜0.000 4），T 等位基因OR=1.53（P＜0.000 1）]和混合人群[包括印度、巴西、巴林、埃及和墨西哥，TT 基因型OR=3.47（P＜0.000 1），T 等位基因OR=1.80（P＜0.027）]中發現，MTHFR C677T 和不明原因的RSA 之間存在顯著相關性，但是在高加索人群中并未發現兩者之間的關聯，且該研究發現MTHFR A1298C 與RSA 之間無相關關系[13]；劉宇巖等[14]通過對22 篇文獻進行Meta 分析發現，在中國女性人群中，MTHFR 基因多態性與原因不明的RSA 之間存在關聯，但在其他國家并未發現兩者存在相關關系。研究結論不一致可能與種族和地域差異性有關。

2.1.2 MTRR 基因多態性 MTRR 的編碼基因位于5P15.2～5P15.3，常見的突變位點是66A→G（AA、AG、GG 型）。MTRR 通過參與MTR 的還原活化間接參與在HCY 向蛋氨酸轉化的過程，已有研究發現MTRR A66G 突變型在激活MTR 活性方面較野生型低，兩者相差3～4 倍[15]，MTRR A66G 位點突變導致HCY 水平升高從而增加血栓形成風險；王偉華等[16]發現，與AA 型相比，AG 型和GG 型高同型半胱氨酸血癥發生風險分別高1.98 倍和3.92 倍。因此MTRR 基因多態性通過影響MTR 活性可引起HCY轉化過程異常造成HCY 蓄積，進而與心血管疾病、神經管缺陷、先心病等發生相關[17-18]。

總之，葉酸代謝途徑關鍵酶的基因位點突變可通過影響相關酶活性造成葉酸代謝異常進而導致相關疾病的發生，且關鍵酶基因多態性有種族或地域差異性。

2.2 葉酸基因多態性與RSA 2004 年有學者提出RSA 與MTHFR 基因位點突變有關[19]。秦奇等[20]在分析葉酸代謝酶與胚胎停育的相關性研究中發現，MTHFR C677T 和MTRR A66G 基因突變與胚胎停育相關。在我國人群中多個學者的研究證實，葉酸基因多態性與RSA 存在相關性：Chen 等[21]進行Meta 分析發現，在中國人群中MTHFR C677T 基因型與復發性妊娠丟失有關，但未發現MTHFR A1298C 的基因突變與其有關。趙雪杰等[22]通過對201 例有不良孕產史者和321 例無不良孕產史者進行比較分析發現，有不良孕產史者的MTHFR 基因突變純合型（C667T位點TT 型和A1298C 位點CC 型）頻率高于無不良孕產史者（x2分別為13.00 和5.09，均P＜0.05），提示MTHFR 基因突變可能會增加不良孕產史的發生風險。

謝曉媛等[23]研究發現葉酸代謝酶編碼基因突變（MTHFR C677T）可造成RSA 風險增加，其致病機制與酶活性改變相關；王連等[24]和唐黛麗等[25]研究發現，RSA 與葉酸代謝酶基因型多態性相關，可能與葉酸代謝障礙導致HCY 水平升高有關。Lin 等[26]通過對403 例RSA 患者和342 例健康對照者進行研究發現，RSA 患者的血清HCY 和低密度脂蛋白水平均升高，葉酸水平降低，其發生可能與葉酸代謝酶基因多態性有關。眾多學者的研究表明，葉酸基因多態性可能通過影響酶活性導致葉酸代謝障礙，進而影響葉酸、HCY、低密度脂蛋白水平等，造成RSA 風險增加，進一步證實了葉酸基因多態性與RSA 相關性。

Mazokopakis 等[27]通過Logistic 回歸分析發現MTHFR C＞T 核苷酸的改變使妊娠丟失的風險增加至4 倍，建議妊娠婦女適當增補葉酸避免葉酸缺乏造成不良影響。熊雯等[28]和馬慶榮[29]的研究均發現RSA 患者的葉酸水平低于正常女性，而血清HCY 水平升高，經過正規葉酸干預后可調節葉酸代謝情況，降低HCY 水平，有利于改善妊娠結局和減少妊娠并發癥的發生。

總之，葉酸基因多態性可導致葉酸代謝異常從而增加RSA 風險，而通過葉酸干預可改善妊娠結局，減少RSA 發生。但也有研究表明未發現葉酸代謝酶基因多態性與RSA 存在關聯[30]，結果矛盾的原因除了有地域、種族的差異性，還可能與各地區標準不同導致納入研究的RSA 患者的流產次數不同相關。

3 致病機制

目前，葉酸代謝障礙與RSA 的關系尚存在爭議，大量研究表明，我國人群中葉酸代謝障礙與RSA風險有關，其發生機制可能有以下2 個方面。

3.1 影響DNA 合成和甲基化，造成染色體的部分分離異常 葉酸代謝障礙可造成dTMP 合成受阻和DNA 甲基化水平降低。dTMP 合成受阻可導致dUMP在DNA 合成過程中錯誤摻入增加，造成DNA 在復制和修復過程中發生DNA 鏈斷裂甚至染色體的斷裂，影響基因組的穩定性[31]。甲基化修飾在基因的穩定和調節基因表達過程中起重要的作用，甲基化水平可通過影響著絲粒異染色質凝聚水平導致部分染色體分離異常，造成非整倍體染色體異常[32]。James等[33]提出葉酸代謝異常引起的DNA 低甲基化可能是導致唐氏綜合征（DS）發生的高危因素。已有研究發現，在體外培養淋巴細胞中葉酸缺乏與17 號和21 號染色體非整倍體發生相關[34]，Sadiq 等[35]研究發現DS 和葉酸代謝酶MTHFR C677T 的基因型有關，Kaur 等[36]通過對37 篇相關文獻進行Meta 分析發現，MTHFR 677 C→T 是DS 出生的主要危險因素。此外多項研究在中國和土耳其等人群中發現MTHFR C677T 的基因多態性可增加子代DS 的發生風險[37-39]?？傊?，葉酸代謝障礙可能通過影響DNA 甲基化與非整倍染色體形成相關，染色體的結構或數目的異?？蓪е氯焉镌缙诹鳟a，進而導致RSA 的發生風險增加。但葉酸代謝障礙與DS 的相關關系尚存爭議，也有研究表明，葉酸MTHFR 基因多態性并不增加子代DS 的風險[40-42]，其可能存在地域或種族差異性，葉酸代謝障礙是否通過影響染色體的非整倍體形成與RSA 發病相關尚需要多中心、大樣本的臨床研究進一步驗證。

3.2 HCY 升高致胚胎發育異常 葉酸代謝障礙可引起HCY 輕、中度升高，HCY 水平升高是血管疾病和內皮功能障礙的獨立危險因素，其可通過誘導內皮細胞損傷、刺激平滑肌細胞增殖、脂代謝異常、氧化應激、抑制硫化氫（H2S）生成等多種途徑損傷血管，從而導致心血管疾病的發生；HCY 還可直接激活凝血因子（Ⅹ、Ⅻ、Ⅴ因子），導致蛋白C 和其活化的輔助因子血栓調節蛋白活性被抑制，從而引起凝血酶和Ⅴa、Ⅷa 滅活減少、血栓素A2 合成、血小板的聚集性和黏附性增加，造成凝血功能異常[43-44]。大量研究表明HCY 可通過損傷胎盤血管和胎盤血管血栓形成引起胎盤供血不足和直接對胚胎的毒性作用，最終可導致胚胎發育異常造成不良妊娠結局。女性在妊娠期間HCY 水平較妊娠前相比明顯降低，如妊娠期其輕度升高可引起母體和胎兒損傷造成不良妊娠結局。Eskes 等[45]對165 例有胎盤血管病變的妊娠婦女和139 例正常妊娠婦女進行研究后發現，HCY 水平升高增加胎盤病變發生風險，HCY 水平可通過維生素和葉酸來調節。李孟蘭等[46]研究發現RSA 患者較正常妊娠婦女和正常未妊娠婦女的血漿HCY 水平升高，且高同型半胱氨酸血癥發生率升高，差異有統計學意義（P＜0.01），同時高HCY 水平可使RSA 發生風險增加3 倍（OR=4.095）。趙宗霞等[47]研究結果顯示，RSA 患者中的HCY 陽性者較正常分娩婦女明顯增多（P＜0.05）且RSA 患者的抗凝血酶Ⅲ活性明顯降低（P＜0.01），推測HCY 可能通過破壞凝血功能造成微血栓形成從而導致RSA。周艷荷等[48]認為HCY 升高與RSA 密切相關，其機制可能與凝血異常有關，而造成HCY 升高的主要原因為葉酸缺乏。因此葉酸缺乏可造成HCY 升高引起凝血功能異常，進而導致RSA 的發生風險增加。

綜上所述，葉酸代謝障礙可能增加RSA 的發生風險，其原因可能與其造成染色體非整倍異常和HCY升高致胚胎發育異常相關，適當增補葉酸可調節葉酸和HCY 水平，可防治葉酸缺乏性相關疾病，如神經管缺陷等，且在防治RSA 上起一定的作用。目前RSA 病因上的研究已取得很大的進展，但具體發病機制尚未明確，還需要進一步研究驗證其關系，有助于RSA 的診斷、治療和預防。