叶酸代谢障碍遗传检测

叶酸代谢障碍遗传检测项目 浙江殷欣生物技术有限公司 叶酸代谢障碍遗传检测项目 推荐书 PCR 测序法 叶酸代谢障碍遗传检测项目 1 叶酸代谢障碍遗传检测项目简介 1 11 1 开展叶酸代谢障碍遗传检测的必要性 1 1 11 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 21 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 叶酸代谢障碍遗传检测项目 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 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 图 1 叶酸在体内的代谢途径 叶酸代谢障碍遗传检测项目 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 31 1 3 MTHFRMTHFR 基因 MTRRMTRR 基因与叶酸代谢障碍相关多态性位点 MTHFR 基因基因 A1298C 位点多态性位点多态性 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 基因基因 C677T 位点多态性位点多态性 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 基因基因 A66G 位点多态性位点多态性 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 叶酸代谢障碍遗传检测项目 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 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 500 g 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 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 叶酸代谢障碍遗传检测项目 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 21 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 人项目名称 人 MTHFR 和和 MTRR 基因检测基因检测 通用名称 叶酸代谢障碍遗传检测通用名称 叶酸代谢障碍遗传检测 英文名称 英文名称 Human MTHFR and MTRR Gene Detection 预期用途 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 叶酸代谢障碍遗传检测项目 项目申请报告 检测原理检测原理 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 叶酸代谢障碍遗传检测项目 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 项目特色 全面全面 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 准确 与位点测序结果结果符合率 100 图 3 项目检测流程示意图 图 4 ABI3730 测序仪测序结果示意图 叶酸代谢障碍遗传检测项目 报告解读 结果示意 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 图 5 检测结果报告示意图 叶酸代谢障碍遗传检测项目 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 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 叶酸代谢障碍遗传检测项目 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 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 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