叶酸代谢障碍遗传检测

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）。

图1. 叶酸在体内的代谢途径

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（MTHFR）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）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MTHFR 基因编码的蛋白第429个氨基酸由Glu变为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。研究发现，该位点的多态性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（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MTHFR、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。MTHFR

1298A-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NTD 35%~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；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，MTHFR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/mL，CT型为6.20ng/mL，TT型为5.17ng/mL，其中TT比TC、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500μg/d以上，可以使第一次中风的发生率降低18%。

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

妇产科孕前/围孕期女性孕期保健基础筛查：出生缺陷(神经管畸形、先心病、唐氏综合征、唇腭裂等)、复发性流产、妊高症的一级预防。

生殖中心不孕不育人群：女性

不良孕产(畸胎/流产

/胚停等)、男性少精

症/弱精症

不孕不育、不良孕产的辅助性病因诊断。

体检

中心

体检人群基因体检：脑卒中、H型高血压的一级预防。

儿科儿童儿童保健筛查：促进儿童营养健康，预防巨幼细胞贫血、认知能力障碍、孤独症等。

项目申请报告：

检测原理:

根据国家生物基因检测技术应用评估认证中心颁布的《中国人口健康服务基因位点认证规程》，对大量基因位点的支持文献、分子生物学机理研究、中国人群适用性等进行综合分析评估，以下位点通过国家生物基因检测技术应用评估认证中心认定，与叶酸利用能力有关：MTHFR C677 T、MTHFR A1298 C、MTRR A 66G。

检测方法采用PCR反应结合探针技术，针对上述基因的3个多态性位点，设计了3对特异性引物，一个反应体系中通过两种不同通道检测一个位点的基因多态性。利用仪器对PCR过程中相应通道的信号强度进行实时监测和输出，实现检测结果的定性分析。具体包括以下步骤。

（1

）检测的样品类型与采样方法

检测的样品类型为口腔粘膜上皮细胞，使用专用的口腔粘膜上皮细胞采样方法和器材。采用此方法，具有无创、取材便捷、操作简单的优点。

（2）基因组DNA的抽提方法

采用可以特异性结合DNA的离心吸附柱和独特的缓冲系统，可最大限度去除杂质蛋白及细胞中其他有机化合物。提取的DNA片段大、纯度高，质量稳定可靠。

（3）测序

根据测序结果进行序列比对，检测目的基因有没突变。

项目特色：

全面：涵盖与叶酸代谢障碍相关的3个重要位点，本项目同时为国家妇幼保健中心推广的公共实施项目中所推荐的3个位点。

实用：能够检测几乎所有临床相关报道的缺失情况，充分满足常规诊断需求。

准确：与位点测序结果结果符合率100%。

报告解读：

图3. 项目检测流程示意图

图4. ABI3730测序仪测序结果示意图

图5. 检测结果报告示意图

结果示意：

“遗传检测与风险评估报告”是向医生和检测个体呈现的遗传检测结果，用以显示受检者各个检测位点的分型结果，并判断检测个体在该项目上的遗传风险。

报告总共分为四个部分：

第一部分：记录受检者的个人基本信息、检测单位、样本相关信息等内容。

第二部分：用测序示意图的形式直观的反映出受检者该遗传检测项目各个基因位点的分型结果，除去校验参考位点这些结果将直接用于个体遗传风险判断。

第三部分：这一部分内容衔接第二部分，进一步说明每个检测基因位点的分型结果、该基因型在中国人群中的比例、单个基因型对疾病发生的影响，其中“→”表示该基因型不会导致风险升高；“↑”则导致疾病患病风险上升。

第四部分：阐述检出的风险基因型如何对孕前/围产期叶酸产生影响，进而对营

养异常者进行个性化健康指导。

结果解读：

针对“孕前/围产期营养需求遗传检测信息报告”的分析如下：

（1）基因位点分型结果信息

孕前/围产期叶酸利用能力遗传检测项目中包括的位点：：MTHFR C 677T、MTHFR A1298 C、MTRR A66 G，参与评估的位点各个亚型种类、频率数据及对疾病的影响如下表：

（2）风险基因型对疾病发生发展的影响

根据受检者的MTHFR基因C677 T位点、MTHFR基因A1298 C位点、MTRR 基因A 66G位点的分型结果进行判读。

如果受检者MTHFR基因C 677T位点的基因型为CT或CC型和MTHFR基因A1298 C位点的基因型为AA或AC和MTRR 基因A66 G位点的基因型为AA，即未检出风险基因型，说明受检者的叶酸利用能力正常，进行正常的孕前叶酸类营养准备即可。

如果受检者MTHFR基因C677 T位点的基因型为TT和(或)MTHFR基因

A1298 C位点的基因型为CC和(或)MTRR 基因A66 G位点的基因型为AG、GG，即检出风险基因型，提示受检者具有叶酸利用能力缺陷，易引起叶酸缺乏。需进行针对性补充。

风险等级干预1：增补干预2：生化监测干预3：强化产前筛查和孕期管理

未发现风险孕前3个月至孕早期3个月，每天增补0.4毫克叶酸；孕中、晚期注意食物补充叶酸

低度风险孕前3个月至整

个孕期：

每天增补叶酸

0.8毫克

孕早期、孕中期、孕

晚期、产后42天各

监测1次红细胞叶酸

水平

1. 加强对神经管缺陷的产前筛查

及诊断：1）AFP检测：孕15周-20

周，初步筛查胎儿是否患有开放性

神经管畸形。2）B超检查：无脑儿

14-16周即可确诊；脊柱裂17-18

周诊断效果较好；脑脊膜膨出

16-19周最佳时机，不仅要注意检

查颅骨环、脊柱排列等指征，还必

须对胎儿进行系统超声扫描，对腹

壁、四肢均应检查，以免漏诊；唇

腭裂20周以后可确诊

2. 加强对Down综合征的产前筛查

及诊断：孕11-14周B超检测胎儿

鼻骨是否缺如；孕15-21周进行血

清标记物三联筛查；综合其他高危

因素确定是否羊水穿刺检查细胞

染色体。

3. 加强对先天性心脏病产前筛查

及诊断：注意用彩超进行监测，

18-28周为胎儿超声心动图探查的

最佳时期。

4. 加强自发性流产、妊娠期高血压

中度风险孕前3个月至整个孕期：

每天增补叶酸0.8毫克

、2.6微克维生素B12

高度风险孕前3个月至整个孕期：每天增补叶酸0.8毫克。

对于MTRR

66AG或GG的受检者(报告中第3个箭头向上)，还要增补2.6微克维生素B12

等疾病的孕期监控。

注：对于有神经管畸形生育史、再次怀孕的女性，孕前3个月至孕早期3个月每天补服4毫克叶酸。如有叶酸代谢障碍遗传风险，建议孕中期、孕晚期每天增补0.8毫克叶酸。

高风险人群建议中生补服叶酸：200-400mg/d。

2. 机构介绍

浙江殷欣生物技术有限公司座落在浙江省杭州市余杭区浙江省生物医药孵化器内，是一家致力于领先分子病理诊断产品研发和技术推广的高科技企业。公司注册资金1000万元，拥有高标准研发实验室、标准洁净GMP生产车间和检测车间，设施齐备、功能完善，可充分保障国内外领先水平的分子诊断试剂的研发、生产和市场营销。在公司人才团队中，有经验丰富的经营管理专家、生物医药领域杰出的技术精英和有行业影响力的创新人才，拥有博士生导师1名，博士2名，硕士多名，人才队伍结构合理，运转执行具有灵活高效的特征。经过几年的发展，公司在病理诊断领域积累了丰富的市场经验和宝贵的产业财富，同时与清华大学、第二军医大学、中南大学湘雅医学院等高校和科研院所合作，及时洞察市场前沿，积极转化研究成果。在未来五年内，公司将秉承“推动分子病理的精准检测，让患者获得优选的治疗方案”的服务理念，以突破创新驱动公司转型发展，逐渐形成一批具有自主知识产权、代表行业高水准的新型产品，将“殷欣”打造成为“中国制造”的分子病理诊断领域知名品牌，为各类临床机构提供基于“精准医疗”的分子诊断系统解决方案，造福大众健康！