叶酸、维生素B12与人类常见出生缺陷的发生及远期影响
|
李 勇
北京大学公共卫生学院营养与食品卫生学系,北京 100083
|
|
作者简介
李勇，男，汉族，教授博士生导师，山东烟台市人。１９８３于新疆医学院获医学学士学位，１９８８于华西医科大学获硕士学位，１９９５于华西医科大学获博士学位，１９９７年上海医科大学预防医学专业博士后出站。现任北京大学医学部营养与食品卫生学系主任，分子毒理和发育分子生物学实验室主任，中国环境诱变剂学会秘书长，中国营养学会理事，北京市营养学会理事长，中国毒理学会理事，中国毒理学会食品毒理专业委员会秘书长，中国诱变剂学会致畸专业委员会副主任委员，《癌变·畸变·突变》杂志副主编等。近年来获省部级科技进步奖４项；四次被评为北医大优秀教师；２００１年被评为国家教育部跨世纪优秀人才。已指导毕业博士生６名、硕士生８名和出站博士后研究人员４名；目前正指导博士生１３名、硕士生３名和博士后研究人员１名。申请者长期从事营养学、发育分子生物学、分子和食品毒理学、畸胎学等方面的研究，先后承担和主研国家“９７３”项目分课题２项，“６３”高科技项目２项，国家自然科学基金重点项目２项、面上项目６项和主任基金２项，国际合作项目２项，部省级项目和校“９８５”项目８项，高校博士点项目３项及其他项目。已发表论文约２００篇，其中ＳＣＩ论文２０余篇。近年已主编：１七年制《营养与食品卫生学》（２００５），２《高级营养学》（２００４），３《欧洲食物安全：食物和膳食中化学物的危险性评估》（２００５），４《发育毒理学研究方法和技术》（２０００）；此外，副主编或参编专著近１０部。获国家专利４项。克隆１０余条全长新基因，均为Ｇｅｎｅｂａｎｋ收录。
主要业务专长：营养与疾病、发育分子生物学、分子毒理学、比较实验胚胎学、畸胎学优生学、分子遗传学等。
人口问题、环境恶化和资源耗竭是困扰新世纪人类生存和社会经济可持续发展的焦点问题，其中人口问题既包括人口的数量，又包括人口的质量。我国作为世界上人口最多的国家，面临的问题更加严峻。“控制人口数量，提高人口素质”是我国的一项基本国策，也是保证我国经济和社会各方面可实现持续性发展的关键问题之一。自七十年代初中国城乡全面推行计划生育政策以来，我国所采取的各种节育措施在控制人口方面已取得巨大成果（实施计划生育以来，中国人口减少近４亿），但在提高人口素质方面还任重道远。
在危害人口质量的诸多因素中，出生缺陷是十分突出的问题。我国是各种出生缺陷最多和最严重的国家之一，但我国在出生缺陷方面的研究却起步较晚。随着目前独生子女家庭的扩大，优生问题就显得极为重要。只有出生健康和聪明的孩子，我们的民族和国家未来的发展才有希望。鉴此，在控制人口数量的同时，减少常见、多发的出生缺陷疾病，对提高人口素质具有重大的实际意义。
中国现有出生缺陷患者５０００－６０００万，约相当于澳大利亚全国总人口的３倍。全国出生缺陷监测数据显示，中国每年约有２０－３０万肉眼可见的先天畸形儿出生，加上出生后数月和数年才显现出来的缺陷，先天缺陷儿童每年出生高达８０－１２０万，约占每年出生人口总数的４％－６％。２００５年９月１２日在北京召开了第二届发展中国家预防出生缺陷与残疾国际大会，会议公布我国是世界上出生缺陷高发国家之一，在每年８０－１２０万的出生缺陷儿中，约有２２万例先天性心脏病（１８３－２７５％），１０万例神经管畸形（８３－１２５％），５万例唇腭裂（４２－６２５％）及３万例先天愚型（２５－３７５％）。会议将９月１２日定为“中国预防出生缺陷日”。
目前公认绝大多数出生缺陷是遗传和环境因素共同作用的结果。遗传因素主要是基因的突变，对于遗传因素的研究目前国际上多用单核苷酸多态性及遗传度分析的方法；环境因素对胚胎发育的影响很复杂，胚胎发育过程中营养素缺乏以及环境致畸物质的直接或间接作用，都可能促使出生缺陷发生。对于环境因素的研究既包括以动物模型为基础的实验研究，也有对不同规模人群的营养素水平调查和干预研究。
营养素对于人体的发育和健康维护都有重要作用。随着“科学发展观”和“以人为本”方针的贯彻，在人口和健康领域加强和改善营养已成为提高全民健康素质和预防疾病发生的一个重大组成部分。胚胎在发育过程中需要多种营养素，其中某些维生素缺乏或过量均可对胚胎造成不良影响。在诸多营养素中，叶酸对于出生缺陷的预防作用已经得到了世界范围内的认可。动物实验和人群流行病学干预资料显示，叶酸对以上几种常见出生缺陷均有不同程度的预防作用。叶酸参与体内的生化代谢，是ＤＮＡ和ＲＮＡ合成过程中重要酶的辅助因子，为核苷酸的合成提供一碳单位，在氨基酸的甲基化循环中参与甲基转运，参与同型半胱氨酸向蛋氨酸的转化过程。但人体自身不能合成叶酸，必须完全依赖外源性供给。胎儿形成和发育过程中核酸和蛋白质的合成非常旺盛，如果母体在孕期不能提供足够的叶酸，胎儿的核酸合成就会受到抑制，细胞不能产生足够的ＤＮＡ进行有丝分裂；另一方面，甲基化循环抑制也会使蛋白质、脂质和磷脂的甲基化受阻。维生素Ｂ１２（ＶＢ１２）是一碳单位代谢中间过程酶系的辅酶，参与叶酸的转甲基过程，因而ＶＢ１２缺乏会相应造成叶酸释放减少，进而出现叶酸缺乏的一系列症状。
发育期的胚胎细胞分裂生长十分旺盛，新陈代谢活跃，因而对于ＤＮＡ合成所必需的叶酸需要量很大。由于宫内胚胎发育所需叶酸全部由母体供给，如果孕妇体内叶酸贮存量不足，可能直接导致胚胎ＤＮＡ合成和甲基化受阻，因而对胚胎器官发育的影响是广泛的。另外，叶酸缺乏还易使母体血液中依赖叶酸的同型半胱氨酸（ＨＣＹ）水平升高，近年的研究显示，ＨＣＹ与胚胎畸形的发生有密切关系。我课题组多年来致力于叶酸、维生素Ｂ１２与人类出生缺陷的研究，现将相关的研究成果及国内外相应领域的研究进展介绍如下：
一、神经管畸形（ＮＴＤｓ）
ＮＴＤｓ主要包括无脑、脊柱裂和脑膨出（包括末端膨出和前端膨出）。ＮＴＤｓ的病死率非常高，无脑是致死性的，多数脊柱裂和脑膨出患儿也常死于围产期１～４。虽然脊柱裂修补手术能够挽救一些轻症患儿的生命，但这些患儿即使存活下来也常伴有多种严重的神经功能缺陷，如感觉障碍、肌无力、肌萎缩、大小便失禁、精神行为异常等。上世纪九十年代中国妇婴保健中心和美国ＣＤＣ合作在中国进行的大样本叶酸干预试验结果表明，中国妇女妊娠前后每天服用叶酸４００μｇ能降低７０％婴儿患ＮＴＤｓ的风险，在北方一些高发省份甚至可降低８５％３ ５。母体红细胞中叶酸含量与其分娩ＮＴＤｓ婴儿的风险成负相关６。
叶酸是同型半胱氨酸（ＨＣＹ）代谢途径中重要的甲基供体，叶酸缺乏则会导致高ＨＣＹ血症。ＨＣＹ是甲硫氨酸（ＭＥＴ）的主要代谢产物，此途径是目前所知脊椎动物体内ＨＣＹ产生的唯一途径。ＨＣＹ具有细胞毒性，可使巯基氧化产生自由基，引起ＤＮＡ损伤和细胞凋亡。另外ＨＣＹ过多还可产生大量Ｓ－腺苷蛋氨酸，后者是体内所有甲基转移反应的竞争抑制剂，干扰蛋白质、脂类和ＤＮＡ等的甲基化反应，产生错误蛋白和无功能蛋白。我们应用２、４、６、９、１６天龄鸡胚模型对ＨＣＹ的致神经管畸形作用进行了深入研究，结果显示ＨＣＹ对神经胚形成期和器官形成期的胚胎均有显著的致畸性并呈剂量－反应关系（Ｐ＜００００１）鸡胚发生ＮＴＤｓ的主要表现是露脑，裂脑和脊柱裂。ＨＣＹ能诱发神经系统细胞凋亡过度，其部位与ＮＴＤｓ发生部位相吻合。ＨＣＹ能抑制卵黄囊血管分化，损伤羊膜组织及细胞超微结构，如微绒毛变短，胞膜上出现空洞样变等。注射５μｇ叶酸明显拮抗ＨＣＹ（８μｍｏｌ胚胎）的致畸性，ＮＴＤｓ发生率由４３５％ 降至０（Ｐ＜００５）；注射１μｇＶＢ１２保护作用不明显（Ｐ＞００５）。另外，我们克隆出了一条ＨＣＹ诱导表达的新基因ＨＣＹ－２，并对其功能进行了初步探索，发现转染了ＨＣＹ－２的新生鸡卵，培养４天后出现神经管发育异常，表现为无脑、中脑及后脑脑室发育异常。对神经细胞转染ＨＣＹ－２后，凋亡比例明显增加。类似的结果也在啮齿类的大、小鼠中重复出来。
细胞内ＨＣＹ代谢有两条途径：（１）复甲基化形成甲硫氨酸：近５０％的ＨＣＹ在Ｎ５ 甲基四氢叶酸转甲基酶的催化作用下以维生素Ｂ１２为辅酶，接受Ｎ５－甲基四氢叶酸所提供的甲基重新合成甲硫氨酸，Ｎ５－甲基四氢叶酸在供甲基后，形成四氢叶酸。再在Ｎ５，Ｎ１０－亚甲基四氢叶酸还原酶的作用下生成Ｎ５－甲基四氢叶酸继续参加ＨＣＹ的复甲基反应。（２）转硫基与丝氨酸缩合生成胱硫醚：约５０％的ＨＣＹ在胱硫醚－β－合酶的催化下以维生素Ｂ６为辅酶，与丝氨酸缩合形成胱硫醚进一步生成半胱氨酸和α－ 酮丁酸，参与三羧酸循环７。在这两条代谢途径中有３个关键酶，分别为ＭＴＨＦＲ、ＭＳ和ＣＢＳ。虽然体内ＨＣＹ含量与许多因素有关，如年龄、性别、种族、膳食及营养因素、吸烟饮酒、糖尿病、慢性肾病甚或服用某些药物（如：抗癫痫药、抗惊厥药）都会影响体内ＨＣＹ的水平，造成或高或低的改变，但造成ＨＣＹ蓄积的主要原因却是ＨＣＹ的代谢障碍，即由于这３种关键酶活性的改变造成ＨＣＹ代谢途径的中断，引起ＨＣＹ在血中的蓄积，形成高ＨＣＹ血症。我们对于引起ＨＣＹ代谢障碍的３种关键酶基因进行了分别的研究，有如下发现：
１ ５１０－亚甲基四氢叶酸还原酶（ＭＴＨＦＲ）基因多态性
ＭＴＨＦＲ基因于定位于人染色体１ｑ３６．３８，其突变可导致该酶的活性下降和耐热性降低。ＭＴＨＦＲ基因有近２０种突变，其中最常见的为Ｃ６７７Ｔ和Ａ１２９８Ｇ，６７７位核苷酸的多态性是由于６７７位的Ｃ被Ｔ代替，导致高度保守的丙氨酸（Ａ）变成了缬氨酸（Ｖ）进而产生了ＡＡ（野生型）、ＡＶ（杂合型）和ＶＶ（纯合型）３种基因型，其中ＶＶ基因型ＭＴＨＦＲ的酶活性最低，比ＡＡ型ＭＴＨＦＲ的酶活性约低４５％９，第６７７位核苷酸的多态性不仅引起酶活性降低，还与ＭＴＨＦＲ的热敏感性有关，携带该突变的纯合子或杂合子ＭＴＨＦＲ的热敏感活性降低，由于突变导致酶活性的改变，造成了ＨＣＹ的升高从而大大增加了ＮＴＤｓ的危险性。目前该位点已基本被证实与ＮＴＤｓ的发病有关。ＭＴＨＦＲ的另一常见突变位点为Ａ１２９８Ｃ，该位点突变后也影响酶的活性但与热敏感性无关，当以上两种突变位点同时存在时，ＭＴＨＦＲ的特异酶活性降低。我们通过病例对照研究观察到，生育ＮＴＤｓ患儿的母亲携带突变基因的频率明显高于生育正常儿的母亲，从而证实ＭＴＨＦＲ可作为ＮＴＤｓ的一个风险因子。
２ 胱硫醚－β－合酶（ＣＢＳ）基因多态性
ＣＢＳ基因定位于人染色体２１ｑ２２３，到目前为止已发现了近３０种突变，其基因的突变也可引起ＣＢＳ的活性降低，从而导致ＨＣＹ的蓄积，进而引发一系列中毒症状。最常见的突变位点为Ｔ８３３Ｃ和Ｇ９１９Ａ，均可引起ＣＢＳ酶活性的部分丧失。在我们所做的一项病例对照研究中，对４０名生育过ＮＴＤｓ儿的母亲和３６名生育过正常儿的母亲做了该基因多态性的检测，发现ＮＴＤｓ组的Ｔ８３３Ｃ和Ｇ９１９Ａ纯合突变率与对照组相比差异无显著性，提示母亲的ＣＢＳ基因突变与生育ＮＴＤｓ患儿无直接关系１０。由于ＣＢＳ基因型存在种族差异，较难进行确切的对比研究，所以国内的报道并不多见，国外的报道与我们的研究结果基本一致，认为ＣＢＳ基因多态性造成的ＣＢＳ酶的缺陷可能不是引起ＮＴＤｓ的主要原因１１。
３． 蛋氨酸合酶基因（ＭＳ）基因多态性
ＭＳ 基因定位于人染色体 １ｑ４３， 靠近臂端粒区１２。与ＭＳ相关的遗传疾病被分为两类①ｃｂｌＥ：表现为ＭＳ所必需的还原系统的缺陷。②ｃｂｌＧ：由于ＭＳ主酶的缺陷，表现为钴胺素与ＭＳ结合区的基因缺失１３。在ｃｂｌＧ中存在三种基因突变，包括Ａ２７５６Ｇ、Ｃ２７５８Ｇ和ＢＰ２６４０～２６４２，三者的突变均可造成ＭＳ酶的缺陷。有研究显示，ｃｂｌＧ病人的ＭＳ基因突变是３８０４Ｃ→Ｔ１４、４６８Ｇ→Ａ及２９２６Ａ→２９２８Ｔ的缺失１５，具体哪一个特定的突变位点与酶的活性关系密切，还尚未作出定论。目前国际上就ＭＳ基因突变是否与ＮＴＤｓ的发生有关还存在争议。
目前国际上还有一个新的研究方向—甲硫氨酸合酶还原酶（ＭＴＲＲ）。它是ＭＳ的还原活性状态酶。该酶为ＭＳ、钴胺素依赖酶，因而认为ＭＴＲＲ的突变可能会影响ＮＴＤｓ的发生。此酶有多个突变位点，最常见的多态性为６６Ａ→Ｇ，保守的异亮氨酸（Ｉ）变成了甲硫氨酸（Ｍ），带有６６ＡＡ型基因者较带有６６ＧＧ者患高ＨＣＹ血症的危险性增高了约４％１６，因此现在提出了ＭＴＲＲ基因的多态性与的ＮＴＤｓ发生有关的论点，并且同ＭＴＨＦＲ基因多态性及ＭＳ的基因多态性进行了交互性的试验，得出的结论为：当ＭＴＲＲ的突变与ＭＴＨＦＲ突变同时存在时，生育ＮＴＤｓ患儿的危险性增高了约五倍。这些都初步证实了ＭＴＲＲ突变位点与ＮＴＤｓ发生之间有一定的关联。但此研究还仅仅局限在小样本中研究，还需要大范围的人群研究才能得出更有力的证据。
二、先天性心脏病（ＣＨＤ）
先天性心脏病是指胎儿在宫内发生的心脏或大血管结构异常，对心功能产生了实际或潜在影响的一组出生缺陷，其发病率在自然流产的胎儿和活产的新生儿中分别高达１０％和０５％～１０％，甚至高达１１５％１７。２００５年最新的统计资料显示，先天性心脏病在所有出生缺陷中占最大比例。ＣＨＤ患者可出现各种心功能不全的症状，如心悸、紫绀，甚至心衰而导致死亡。ＤＨＤ的主要类型包括房间隔缺损、室间隔缺损、动脉导管未闭等。患儿在刚出生时往往不容易发现，随着患儿生长，一些症状才逐渐表现出来，有的患者直至青春期甚至成年期才被确诊。目前国际上心间隔修补手术已经比较成熟，但接受早期心间隔修补患者的预后往往比年龄较大的患者好，因而很多患者在确诊时已经错过了最佳的治疗时期。ＣＨＤ一直是威胁人口素质的重要因素，国内外的研究也很多，但到目前为止其病因尚不完全清楚，普遍公认的是一组由遗传因素和环境因素共同作用而产生的“多因素”疾病。我研究组在ＣＨＤ的遗传流行病学方面做了很多工作，主要研究成果如下：
１ 亚甲基四氢叶酸脱氢酶Ｇ１９５８Ａ基因多态性分析１８
我们的调查结果显示，中国北方正常人群中，存在着Ｇ１９５８Ａ位点的基因多态性，ＧＧ、ＧＡ和ＡＡ基因型频率分别为５７９８％、３５５７％和６４５％，Ａ等位基因频率为２４２３％，与西方人群有差异。
２ ＣＨＤ核心家庭血清同型半胱氨酸水平及相关基因多态性１９
我们采用人群病例－对照研究方法，收集先天性心脏病核心家庭成员的血液标本进行血清同型半胱氨酸水平测定及相关基因的多态性分析，结果显示病例组父亲和母亲的血清叶酸水平明显高于对照组；病例组母亲的血清ＨＣＹ水平高于对照组；ＭＴＨＦＲ和ＭＴＨＦＤ两个位点为纯合型者的血清中叶酸和维生素Ｂ１２水平轻微下降，而血清ＨＣＹ水平轻度上升；联合基因变异的成员血清叶酸、维生素Ｂ１２和ＨＣＹ水平出现下降趋势。ＭＴＨＦＲ、ＣＢＳ和ＭＴＨＦＤ三个位点联合基因变异的母亲、ＭＴＨＦＲ和ＣＢＳ两个位点联合基因变异的母亲、ＭＴＨＦＤ和ＣＢＳ两个位点联合基因变异的母亲在病例组中所占的比例明显高于对照组。
３ 亲代蛋氨酸合酶（ＭＳ）基因变异对子代发生ＣＨＤ的影响２０
基因多态性检测结果显示，病例组与对照组母亲的基因型分布和等位基因频率差异无显著性，病例组父亲ＭＳ（＋）等位基因频率低于对照组，其子代罹患ＣＨＤ的比值比（ＯＲ）为０５３；两组父母基因型组合差异无显著性；不同类型ＣＨＤ组与对照组父母Ａ２７５６Ｇ位点基因型构成比差异亦无显著性；等位基因传递不平衡分析显示，突变等位基因（＋）在ＣＨＤ核心家庭中存在传递不平衡现象。这些结果提示亲代ＭＳ基因Ａ２７５６Ｇ位点变异与子代ＣＨＤ的发生具有相关性，其突变等位基因（＋）可能降低子代发生ＣＨＤ的危险性。
４ 父母亚甲基四氢叶酸脱氢酶（ＭＴＨＦＤ）基因型对子代发生ＣＨＤ的影响２１
基因多态性检测结果显示，ＣＨＤ父母ＭＴＨＦＤ Ｇ１９５８Ａ基因型频率和等位基因频率与对照组相比差异无显著性。房间隔缺损母亲突变等位基因频率明显低于对照组；房间隔缺损患者父母至少携带一个突变等位基因的比例亦明显低于对照组；病例组和对照组父母可能生育的纯合突变胎儿占总胎儿数的比例分别为５１７％和７０４％。结果提示亲代（尤其是母亲）ＭＴＨＦＤ Ｇ１９５８Ａ位点基因突变可降低后代房间隔缺损的危险性。
５父母ＭＴＨＦＲ基因型与子代先天性心脏病的关系２２
研究结果显示病例组ＭＴＨＦＲ基因的Ｔ等位基因频率高于对照组，ＯＲ值１３２；父母双方均是纯合突变会增加后代患ＣＨＤ的危险，Ｐ＜００５，ＯＲ值为４３３（９５％ ＣＩ：１１８～１８７７）；通过计算后代纯合突变的概率，发现后代纯合突变的概率越大，患ＣＨＤ的风险性越大。这一结果提示父母双方ＭＴＨＦＲ ６７７ＴＴ基因型与后代ＣＨＤ的发生有关，后代ＴＴ基因型是ＣＨＤ发生的危险因素之一。
６ＭＴＨＦＲ Ｃ６７７Ｔ基因多态性与先天性心脏病的关系２３
研究结果显示动脉导管未闭、房间隔缺损病人ＭＴＨＦＲ ６７７ＴＴ基因型频率显著高于对照，ＯＲ值分别为２４７（１０２，６００），３９５（１３８，１１４４），Ｐ＜００５；其余类型先心病人ＭＴＨＦＲ ６７７ＴＴ基因型频率与对照相比差异无显著性。这一结果提示ＭＴＨＦＲ６７７位基因多态性可能与先天性动脉导管未闭、房间隔缺损发生有关。
７ ＣＢＳ基因多态性与后代先心病的关系２４
研究结果显示，亲代（尤其是母亲） ＣＢＳ基因的插入突变可使其后代发生ＣＨＤ的危险性升高，８４４ｉｎｓ６８ｂｐ位点突变可能是ＣＨＤ发生的一个危险因素；ＣＢＳ Ｇ９１９Ａ基因突变可能降低先天性心脏病的发生危险。
三、唇腭裂（ＣＬＰ）
唇腭裂是由于胚胎发育过程中颌腭组织发育不全或受阻而引起的一组颌面部先天畸形，主要包括唇裂、腭裂和唇裂合并腭裂。近年来我国ＣＬＰ发病率呈上升趋势。全国平均唇裂发生率为１８２万，个别省份高达３０７万，与世界平均水平（１０万左右）比较，我国属于ＣＬＰ高发地区。ＣＬＰ不仅影响患儿的容貌，而且可造成患者进食、语音和听觉障碍，影响患儿的智力发育等，可见ＣＬＰ对患儿生活、家庭及社会影响更大。据有关部门估计，截止到２０００年，我国出生的ＣＬＰ患儿已有２００万余名。因此，阐明ＣＬＰ的病因和发病机制，以便有效的预防和治疗，对提高人口素质和落实计划生育政策都有重大意义。我研究组利用动物模型进行了ＣＬＰ机理研究及叶酸和ＶＢ１２的干预实验，同时，正在收集大样本的家系核心家庭血液标本，准备进行相关基因多态性分析。将动物实验的结果简单介绍如下：
我们以全反式视黄酸（ＲＡ）诱导ＣＬＰ小鼠模型，发现ＣＬＰ小鼠腭板闭合和骨化延迟，腭板间质细胞的增殖和分化受到抑制；细胞停留在Ｇ０Ｇ１期，并出现过度的细胞凋亡；周期蛋白Ｄ和Ｅ的表达受到抑制，Ｒｂ磷酸化降低；ｃｄｋ４和ｃｄｋ２激酶活性降低。体外全胚胎培养结果显示，１０－４－ １０－３ｍｏｌｌ叶酸能够明显拮抗ＲＡ的致畸性，主要表现为鳃弓和下颌突的发育改善。
四、胎儿酒精综合征（ＦＡＳ）
ＦＡＳ由母体孕期饮酒导致的一系列胎儿出生缺陷，主要包括出生前后的生长发育迟缓、颅面形态异常和中枢神经系统（ＣＮＳ）功能障碍。目前ＦＡＳ是导致发达国家人口智力障碍的首要病因，其世界平均发病率约１－５个１０００活产婴儿。ＦＡＳ患者的ＣＮＳ障碍在出生时往往不易发现，随年龄的增长，这些缺陷逐渐表现出来，主要是注意力集中困难、精神异常、暴力倾向、性功能障碍等。尽管世界范围内的ＦＡＳ研究已经开展了３０几年，其发病机理仍不明了。我研究组以动物模型为基础，对ＦＡＳ的发病机理进行了深入研究，同时观察了叶酸和维生素Ｂ１２对于ＦＡＳ的干预效果，将成果简单介绍如下：
１乙醇对于体外培养的小鼠胚胎的发育毒性具有剂量－反应关系和时间－效应关系２５。在ＣＤ－１小鼠胚胎器官形成早期（孕８５－１０５天），对乙醇发育毒性敏感的器官主要为中枢神经系统和肢芽。乙醇能够从基因和蛋白水平诱导胚胎中脑组织内皮型ＮＯ合酶（ｅＮＯＳ）表达的增加，进而造成组织ＮＯ含量增加，对发育中的胚胎细胞造成氧化损伤。
２乙醇对小鼠卵黄囊的发育具有抑制作用，表现为平均卵黄囊直径减小，总蛋白及ＤＮＡ含量减少，内皮细胞广泛变性和过度凋亡。同时乙醇导致卵黄血管发育障碍，血管发育相关基因Ｆｌｋ１（ｆｅｔａｌ ｌｉｖｅｒ ｋｉｎａｓｅ １）和Ｔｉｅ２（ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｋｉｎａｓｅ ｗｉｔｈ ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ ａｎｄ ｅｐｉｄｅｒｍａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｆａｃｔｏｒ ｈｏｍｏｌｏｇｙ ｄｏｍａｉｎｓ２）的表达受到抑制，整体造成胚胎发育早期整体营养供应不足２６ ２７。
３乙醇抑制小鼠中脑细胞增殖和分化，抑制中脑细胞神经纤维蛋白的表达，并诱导分化期的中脑细胞过度凋亡２８。
４乙醇抑制某些特定核苷酸剪切修复元件的表达，造成胚胎发育过程中ＤＮＡ损伤蓄积２９。
５乙醇抑制ＣＤ－１小鼠胚胎脑线粒体的增殖和功能成熟，导致线粒体呼吸酶复合物活性降低以及线粒体蛋白组改变，因而造成胚胎细胞能量代谢障碍，组织器官发育潜能降低３０－３２。
６小鼠体外全胚胎培养实验显示，１０－５ｍｏｌＬ叶酸即对ＣＮＳ及颅面器官的发育具有明显的保护作用。
７整体动物实验显示，叶酸单独使用对乙醇的母体毒性和胚胎发育毒性均有一定的拮抗作用，维生素Ｂ１２的拮抗效果不明现。叶酸与维生素Ｂ１２联合干预的效果强于各自单独使用的效果。对于乙醇母体毒性的主要拮抗作用主要表现为母鼠孕期增重改善以及母鼠血清ＨＣＹ水平下降；对于胚胎发育毒性的拮抗作用主要表现为活胎率增加，活胎外观畸形，骨骼和内脏发育迟缓的比例显著降低３３。
以上对我研究组多年来在出生缺陷研究领域的科研成果做了简要综述。科学社会发展需要适宜的人口环境，例如适当的人口数量、合理的人口结构以及良好的人口素质。在过去的３０多年里，我国人口控制已取得了举世瞩目的成就，人口再生产模式实现了发达国家需要１００年左右时间才能完成的过程，即人口从“高出生、高死亡、高增长”向“低出生、低死亡、低增长”的转变。在我国，随着人口数量得到基本控制，提高人口素质已成为一个十分急迫和重要的人口问题。众所周知，出生人口质量无疑是人口素质的重要基础之一，这也是我国参与未来国际竞争的基础。
现代医学及生物技术的发展大大促进了我们对出生缺陷和遗传性疾病的认识，同时也迅速提高了营养防治出生缺陷和某些遗传性疾病的可能性。这些进展不仅对人类健康产生了深远的影响，而且对社会、伦理和法律等一系列问题也产生了深刻的影响。同时也必将有助于中国出生缺陷和遗传性疾病的控制。我研究组将继续致力于出生缺陷领域的研究，期望能为中国人口素质的提高贡献力量。
参考文献
１代礼 朱军 周光萱 等．１９９６～２０００年全国神经管缺陷的动态监测． 中华预防医学杂志，２００２，３６（６）：４０２－４０５．
２郑明明 胡亚莉． 神经管缺陷及其病因学研究． 国外医学妇幼保健分册 ２００３ １４（５）：２８２－２８４．
３李竹 Ｒｏｂｅｒｔ Ｊ Ｂｅｒｒｙ 李松 等．中国妇女妊娠前后单纯服用叶酸对神经管畸形的预防效果．中华医学杂志 ２０００ ８０（７）：４９３－４９８．
４李竹 陈新 赵平 等．妇女增补叶酸预防神经管畸形推广研究五年成果和工作总结． 中国公共卫生，２００１，１７（８）：７２５－７２７．
５Ｂｅｒｒｙ ＲＪ ｌｉ Ｚ Ｅｒｉｃｋｓｏｎ ＪＤ ｅｔ ａｌ． Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｕｒａｌ ｔｕｂｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｗｉｔｈ ｆｏｌｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ １９９９． ３４１：１４８５－１４９０．
６Ｄａｌｙ ＬＥ Ｋｉｒｋｅ ＰＮ Ｍｏｌｌｏｙ Ａ Ｗｅｉｒ ＤＧ，Ｓｃｏｔｔ ＪＭ． Ｆｏｌａｔｅ ｌｅｖｅｌｓ ａｎｄ ｎｅｕｒａｌ ｔｕｂｅ ｄｅｆｅｃｔｓ． Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ． ＪＡＭＡ １９９５，２７４（２１）： １６９８－７０２．
７陆元善． 同型半胱氨酸代谢和临床应用． 上海医学检验杂志 ２００１ １６（４） １９６－２０８．
８Ｇｏｙｅｔｔ Ｐ Ｓｕｍｍｅｒ Ｊ Ｓ Ｆｒｏｓｓｔｐ ｅｔ ａｌ． Ｈｕｍａｎ ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅ２ ｔｒａｈｙｄｒｏｆｏｌａｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ ｉｓｏｌａｔｉｏｎｅ ｏｆ ｃＤＮＡ ｍａｐｐｉｎｇ ａｎｄ ｍｕｔａｔｉｏｎ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ｎａｔ Ｇｅｎｔｅｔ １９９４ ７（４） ５５１．
９李克深 郑东梅 薛亚丽 等． ＭＥＨＦＲ 基因Ｃ６７７Ｔ 多态性与神经管畸形及先兆子痫关系的研究． 中华医学遗传学杂志 ２０００ １７（２） ７６ － ７８．
１０赵如冰 朱慧萍 刀晶丽 等．胱硫醚－β－合酶基因多态性与神经管畸形的关系研究． 卫生研究 ２０００ ２０（１） ５０ － ５１．
１１Ｓｔｅｅｇｅｒｓ－ｔｈｅｕｎｉｓｓｅｎ ＲＰＭ Ｂｏｅｒｓ ＧＨＪ Ｔｒｉｂｅｌｓ ＪＭＦ ｅｔ ａｌ． Ｍａｔｅｒｎａｌ ｈｙｐｅｒｈｏｍｏｃｙｓｔｅｉｎｅｍｉａ ａ ｒｉｓｋ－ｆａｃｔｏｒ ｆｏｒ ｎｅｕｒａｌ ｔｕｂｅ ｄｅｆｅｃｔｓ． Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ １９９４ １２ １４７５－１４８０．
１２Ｗａｔｋｉｎｓ Ｄ Ｒｏｓｅｎｂｌａｔｔ ＤＳ． Ｇｅｎｅｔｉｃ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ ａｍｏｎｇ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｍｅｔｈｌｙｃｏｂａｌａｍｉｎ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｄｅｔｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｗｏ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｐｓ ｃｂｌＥ ａｎｄ ｃｂｌＧ． Ｊ Ｃｌｉｎ Ｉｎｖｅｓｔ １９９８ ８１：１６９０－１６９４．
１３Ｍｉｌｌｓ ＪＬ Ｍｃｐａｒｔｌｉｎ ＪＭ Ｋｉｒｋｅ ＰＮ ｅｔ ａｌ． Ｈｏｍｏｃｙｓｔｅｉｎｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｉｎ ｐｒｅｇｎａｎｃｉｅｓ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｂｙ ｎｅｕｒａｌ ｔｕｂｅ ｄｅｆｅｃｔｓ． Ｌａｎｃｅｔ １９９５ ３４５ ４９－１５１．
１４Ｇｕｌａｔｉ Ｓ Ｂａｋｅｒ ＰＪ Ｌｉ ＹＮ ｅｔ ａｌ． Ｄｅｆｅｃｔｓ ｉｎ ｈｕｍａｎ ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｉｎ ｃｂｌＧｐａｔｉｅｎｔｓ． Ｈｕｍ Ｍｏｌｅ Ｇｅｎｅｔ １９９６ １２ １８５９－１８６５．
１５Ｌｉ ＹＮ Ｇｕｌａｔｉ Ｓ Ｂａｋｅｒ ＰＪ ｅｔ ａｌ． Ｃｌｏｎｉｎｇ，ｍａｐｐｉｎｇ ａｎｄ ＲＮＡ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅ． Ｈｕｍ Ｍｏｌｅ Ｇｅｎｅｔ １９９６ １２ １８５１－１８５８．
１６Ｄｅｒｖａｌ Ｊ Ｇａｏｈａｎ Ｌｅｏ Ａ Ｊ Ｋｌｕｉｊｔｍａｎｓ Ｓａｎｄｒｉｎｅ Ｂａｒｂａｕｘ ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ （ＭＴＲＲ） Ａ６６Ｇ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ ｉｓ ａ ｎｏｖｅｌ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｎｔ ｏｆ ｐｌａｓｍａ ｈｏｍｏｃｙｓｔｅｉｎｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ． Ａｔｈｅｒｏｓｌｅｒｏｓｉｓ ２００１ １５７ ４５１－４５６．
１７Ｂｉｔａｒ ＦＦ ＢａｌｔａｊｉＮ Ｄｂａｉｂｏ Ｇ ｅｔ ａｌ． Ｃｏｎｇｅｎｉｔａｌ ｈｅａｒｔ ｄｉｓｅａｓｅ ａｔ ａ ｔｅｒｔｉａｒｙ ｃａｒｅ ｃｅｎｔｅｒ ｉｎ Ｌ ｅｂａｎｏｎ． Ｍｉｄｄｌｅ Ｅａｓｔ Ｊ Ａ ｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌ １９９９ １５ （２） １５９－１６４．
１８成君 朱文丽 刀京晶 李书琴 李勇． 亚甲基四氢叶酸脱氢酶Ｇ１９５８Ａ基因多态性与先天性心脏病的遗传易感性． 疾病控制杂志 ２００４ ８（２） ９７－１０１．
１９李勇 成君 朱文丽 刀京晶 闫丽盈 李孟忆 李书琴．先天性心脏病核心家庭血清同型半胱氨酸水平及相关基因多态性研究． 北京大学学报（医学版） ２００５ ３７（１） ７５－８０．
２０朱文丽 刀京晶 成君 赵如冰 闫丽颖 李书琴 李勇． 亲代蛋氨酸合酶基因变异对子代发生先天性心脏病的影响． 北京大学学报（医学版）２００４ ３６（３） ２５４－２５８．
２１成君 朱文丽 刀京晶 李书琴 李勇． 父母亚甲基四氢叶酸脱氢酶基因型对后代发生先天性心脏病的影响． 中国生育健康杂志 ２００３ １４（６） ３５５－３５８．
２２闫丽盈 李书琴 赵汉杰 赵如冰 刀京晶 朱文丽 李勇． 父母ＭＴＨＦＲ基因型与子代先天性心脏病的关系． 疾病控制杂志 ２００３，７ （２）９４－９７．
２３闫丽盈 李勇． ＭＴＨＦＲ Ｃ６７７Ｔ基因多态性与先天性心脏病的关系． 北京大学学报（医学版）２００３ ３５（４） ４４８－４４９．
２４朱文丽 刀京晶 成君 赵如冰 闫丽颖 李书琴 李勇． 亲代蛋氨酸合酶基因变异对子代发生先天性心脏病的影响． 北京大学学报（医学版）２００４，３６（３） ２５４－２５８．
２５许雅君 陈祥贵 李勇．发育相关基因Ｅｒｃｃ６ｌ的分子克隆与表达分析及其在酒精致畸中的应用．癌变·畸变·突变 ２００４ １６（２） ６５－７３．
２６许雅君 王秀娟 肖蓉 李勇． 乙醇对小鼠胚胎脏层卵黄囊发育影响的体外研究．癌变·畸变·突变 ２００５ （２） ６５－７０．
２７Ｙａｊｕｎ Ｘｕ Ｒｏｎｇ Ｘｉａｏ ａｎｄ Ｙｏｎｇ Ｌｉ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｔｈａｎｏｌ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｏｕｓｅ ｖｉｓｃｅｒａｌ ｙｏｌｋ ｓａｃ． Ｈｕｍａｎ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ２００５ ２０（９） ２５０９－２５１６．
２８许雅君 柳鹏 李勇．酒精对小鼠神经母细胞发育的影响．中国生育健康杂志 ２００４ １５（４） ２２１－２２５．
２９ＹａｊｕｎＸｕ Ｘｉａｎｇｇｕｉ Ｃｈｅｎ ａｎｄ Ｙｏｎｇ Ｌｉ． Ｅｒｃｃ６ｌ ａ ｎｏｖｅｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｒｅｌａｔｅｄ ｍｏｕｓｅ ｇｅｎｅ ｏｆ ＳＮＦ２ ｆａｍｉｌｙ． Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ ｌｅｔｔｅｒｓ ２００５ １５７（３） ２３３－２３９．
３０ＹａｊｕｎＸｕ Ｐｅｎｇ Ｌｉｕ ａｎｄ Ｙｏｎｇ Ｌｉ． Ｉｍｐａｉｒｅｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ ｐｌａｙｓ ａ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｅｔａｌ ａｌｃｏｈｏｌ ｓｙｎｄｒｏｍｅ． Ｂｉｒｔｈ Ｄｅｆｅｃｔｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐａｒｔ Ａ：Ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｔｅｒａｔｏｌｏｇｙ ２００５ ７３（２） ８３－９１．
３１许雅君 柳鹏 李勇．酒精对小鼠胚胎脑线粒体发育的影响．卫生研究 ２００５ ３４（１） ３４－３７．
３２许雅君 张国庆 李勇．宫内乙醇暴露对胎鼠大脑线粒体蛋白质组的影响．北京大学学报（医学版） ３７（４） ３４６－３５０．
３３唐云安 许雅君 王秀娟 王军波 沈小毅 李勇．叶酸和维生素Ｂ１２联合抗酒精发育毒性的实验研究．营养学报 ２７（５） ３９５－３９８．
作者简介：葛可佑，中国营养学会理事长、达能营养中心科学委员会主席 |
