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5-甲基四氢叶酸显著降低C677T MTHFR单核苷酸多态性携带者的同型半胱氨酸水平 2019-09-18 14:09:48 来源:万健康品 作者:万健康品 点击:
概述
目的:甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)C677T(ALA222VAL)是一种单核苷酸多态性(SNP),它影响5-甲基四氢叶酸(5-MTHF)的形成,5-甲基四氢叶酸是一种能使同型半胱氨酸(Hcy)再循环为蛋氨酸的活性叶酸。Hcy是氧化应激和dna甲基化错误的主要原因之一。这种单核苷酸多态性经常增加循环中的Hcy水平,从而减少甲基化过程,而甲基化过程与配子的后生和标记印记有关。本研究旨在探讨MTHFR-SNP携带者Hcy水平的降低。
 
步骤:这项计划包括89对至少有3年生育问题的夫妇。对这些妇女进行了系统的MTHFR C 677T亚型检测。如果女性检测呈阳性,则建议对男性伴侣进行检测。所有携带者在治疗前后的血Hcy水平都得到了很好的控制(600μg的5-MTHF/天,至少在3个月内有一个碳循环的备份)。
 
结果:与预期一样,纯合子患者的循环Hcy水平高于杂合子和野生型患者。治疗后,SNP携带者组循环Hcy明显降低。
 
结论:对有长期不育史的夫妇,应进行MTHFR SNP分析,并对其进行生理剂量5-MTHF治疗来替代高剂量叶酸(folic acid)的治疗。
 
介绍
甲基化是代谢及其调控的重要生化过程。它通过印记和后生作用参与基因表达。这个过程的目标是脂质、蛋白质和DNA。它调节同型半胱氨酸(Hcy)的水平,一种在自身免疫疾病、精神疾病、糖尿病和其他肾和肝代谢疾病中影响健康的有毒氨基酸。繁殖过程中由于有强烈的“甲基化依赖”,配子发生、早期胚胎发生、滋养层发育和着床将受到甲基化错误而导致的严重影响。叶酸和单碳循环(1-CCs)是甲基化介导调控的“关键参与者”(图1)。叶酸循环允许形成5-甲基四氢叶酸(5-MTHF),通过蛋氨酸合酶(MS)将Hcy再循环为蛋氨酸,这是1-CCs的主要步骤。Hcy是甲基化的抑制剂,如早期胚胎所示,是氧化应激和dna甲基化错误的中心。
 
5-甲基四氢叶酸,MTHFR,C677T,同型半胱氨酸  
图1。单碳循环和叶酸循环。合成叶酸必须经过两个代谢步骤才能进入叶酸循环。人肝脏二氢叶酸还原酶(DHFR)活性差。MTHFR单核苷酸多态性严重减少了5-MTHF活性叶酸的形成。最后,合成叶酸提供的5-MTHF量很低。CBS:胱硫醚β合成酶;MS:蛋氨酸合成酶;MTHFR:甲基四氢叶酸还原酶;THF,四氢叶酸。
 
许多突变影响这两个生化周期。最常见的是甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)单核苷酸多态性(SNPs,C677T和A1298C),这两种酶的亚型产生5-MTHF的能力较弱,与正常的相比可最多减少75%的效率,但C677T会造成更严重的生理缺陷。这种单核苷酸多态性具有产生神经管缺陷(NTDs)的高风险。
 
高剂量的合成叶酸(folic acid),如翼酰谷氨酸,通常是患者怀孕的希望。不过这也会导致未经代谢的叶酸积累,即UMFA综合征,它并非没有危险,或至少会导致一些反复发作的问题。它影响免疫反应并导致肿瘤发生、加速白血病、结直肠癌和前列腺癌的爆发。此外,未代谢的叶酸与天然叶酸竞争,阻止所有叶酸与受体的结合和运输,使得5-MTHF水平下调,形成一种假性MTHFR综合征,即使在野生型(WT)患者中,Hcy水平也会升高。
 
由于对甲基的需求在生殖过程中非常重要,必须避免UMFA综合征,我们已经治疗了MTHFR-SNP(SNP)C677T携带者,这些携带者在1-CC备份支持下使用5-MTHF进行不孕症咨询治疗。在正常人群中,5-MTHF对降低血Hcy水平显示出良好的疗效。它为解决MTHFR-SNP携带者夫妇长期不孕问题提供了一个解决方案,在开始辅助生殖技术(ART)尝试之前,治疗前后检测血液Hcy水平可以控制治疗的效果。
 
材料和方法
患者
根据法律,任何基因检测都需要患者的同意:在进行任何基因检测之前,必须填写表格,并且表格需要医生、负责检测的实验室和患者的签名。
 
所有的治疗都是无处方的,不涉及任何新的分子。因此,不需要负责所有监管工作的法国生物医药署的建议。
 
在我们的单元中,所有反复流产(>3)或面临不孕3年以上且至少有3次ART失败的患者,均接受MTHFR-SNP C677T检测。当女性检测阳性(纯合子(HMZ)或杂合子(HZT))时,仅对男性伴侣进行C677T-SNP对照(HTZ)。受试者中的HTZ或HMZ和WT伴侣接受血液Hcy剂量以确定背景值。
 
基因检测
通过实时聚合酶链反应和实时快速分析(维也纳实验室诊断有限公司,奥地利维也纳)从血样中确定是否存在亚型。在试剂混合物中存在WT和SNP探针允许测定以下3种类型:WT、C677T(杂合子HTZ)和T677T(纯合子HMZ)。
 
循环Hcy测定
用VYTROS试剂盒测定总Hcy+同型半胱氨酸(Hcy的氧化形式)水平。简言之,所有同型半胱氨酸都被三(2-羧乙基)膦还原成Hcy。在胱硫醚β合成酶(CBS)存在下,Hcy全部还原为胱硫醚,然后被胱硫醚裂解酶水解形成Hcy、氨和丙酮酸。用乳酸脱氢酶和NADH还原形成乳酸后,在340nm处测量产生的NAD+的量,该量与样品中的Hcy水平成正比。
 
治疗
所有SNP携带者均接受5-MTHF至少3个月的治疗,剂量为600μg/天,并补充单碳循环的成分。剂量根据ENSES/EFSA建议(EFSA,欧洲食品安全局),2017年确定的《营养素膳食参考值:总结报告》。
 
在治疗3个月后测定血清同型半胱氨酸水平。
 
统计分析
使用卡方检验或Fisher精确检验(如有)对定性变量进行推断统计。必要时,使用Student t检验或其非参数等价物对定量变量进行推断统计。
 
结果
由于我们的实验室自2018年2月以来一直是法国MTHFR SNP患者咨询生育问题的参考中心(从2018年2月至7月测试了871名患者),因此观察到以下C677T分布:WT,44.4%;HTZ,44.2%;和HMZ,11.4%。这与欧洲普遍观察到的情况很接近。在这89对夫妇中,HMZ携带者比例过高:24% VS 11.4%。
 
总人口(89对)包括50名HTZ(21名男性和29名女性)、39名HMZ(11名男性和28名女性)和72名WT患者。对于SNP携带者,治疗前的平均(SD)Hcy浓度为14.9(8.2)μmol/l,HMZ(18.4(11.2)μmol/l)患者明显高于HTZ(12.2(2.6)μmol/l)患者(p=3×10-4)。两组SNP携带者的这些值均显著高于WT组:7.9(2.3)μmol/L,(p=0.0000)。
 
在混合携带者群体中,治疗将HCY水平从14.9μmol/L降低到10.1(2.4)μmol/L(-32.3%,P=3×10-5)。HTZ患者也从12.2μmol/L降至9.8(1.9)μmol/L(20.1%),具有相似的显著性(P=7×10-7)。HMZ人群的下降幅度最大,为-42.7%,从18.4μmol/L降至10.5μmol/L(P=5.9×10-5):图2。治疗结束时,HMZ与HTZ(10.5μmol/L与9.8μmol/L)之间无显著性差异(P=0.12)。
5-甲基四氢叶酸,MTHFR,C677T,同型半胱氨酸  
图2。治疗前后Hcy浓度的变化:蓝色,治疗前和红色,治疗后(WT:野生型)。
 
讨论
72例WT组循环Hcy浓度<8μmol/l。MTHFR基因中的C677T-SNP的患者Hcy的浓度升高;而HMZ患者的Hcy浓度升高的更高。与1-CC成分相关的5-MTHF迅速降低了患者的Hcy水平,对HMZ和HTZ患者的疗效相似。在以前的研究中,我们证明提供1-CC成分可以提高男性和女性患者受孕的机会。
 
此外,在反复流产(RM)和ART失败的患者中,5-MTHF降低Hcy水平可提高妊娠率和分娩率。Hcy的毒性已经被阐明:它是特别相关的,并且Hcy水平已经在产科(NTDs的产生)、心脏病学、精神病学和泌尿学中进行了研究,但在生育方面Hcy还是被忽视,尽管是不完全的。
 
与1-CC的低效率相关,Hcy对配子和胚胎质量有负面影响。用高剂量的合成叶酸来降低Hcy水平和改善甲基化过程不是MTHFR单核苷酸携带者的解决方案,因为它们代谢这种化合物效率很差。首先,合成的叶酸必须通过二氢叶酸还原酶在肝脏中两步转化,形成四氢叶酸(THF)。然而,不管人群样本多少,人类肝脏的转化合成叶酸的能力都很差。之后,将THF转化为5,10-亚甲基THF,该THF必须由MTHFR转化为5-MTHF,这是通过MS将Hcy回收为蛋氨酸所必需的活性化合物(图1)。这意味着未经代谢的叶酸在血液中增加,与5-MTHF的受体和转运蛋白竞争进入细胞,从而导致这些患者对Hcy减少和甲基化反应不稳定。在人和小鼠睾丸中,高剂量的合成叶酸诱导WT患者精子中的DNA甲基化,而对于C677T-SNP携带者来说,诱导DNA甲基化的程度更高。如果是普通人群,它会导致未代谢的叶酸积累;UMFA也不是没有风险:它可能会导致一些癌症(尤其是前列腺癌和结直肠癌)的发作。
 
我们研究的主要局限性在于我们没有检测MTHFR的第二个最常见的遗传变异A1228C突变。这也与MTHFR功能降低和Hcy轻度升高有关,并且可能与C677T突变一起发生。但是到目前为止,C677T的突变作用是影响最大的。因此,我们的WT组可能被稍微高估了。这项研究的第二个可能的局限性是,我们没有对患者进行血液叶酸检测。事实上,常用的基于荧光的叶酸检测是以分子的翼状核为中心的。因此,它不能区分可溶性叶酸和生物活性叶酸以及UMFA,在这种情况下几乎没有临床价值。更好的精密测试,如质谱联用液相色谱(LC/MS/MS)是复杂和昂贵的,我们没有在临床实践中使用它们。
 
在长期不孕和重复妊娠丢失(RPLs)的情况下,夫妻双方都应进行MTHFR单核苷酸多态性检测,尤其是在卵子捐献前,这样做被认为是更好的办法。建议携带者在尝试ART之前补充5-MTHF。
 
本文由万健康品编译自https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468784719300583;如有版权影响,联系删除。

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#同型半胱氨酸 #MTHFR #5-甲基四氢叶酸 #C677T

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