叶酸与儿童孤独症谱系障碍关联的循证医学证据
论文作者:同为论文网 论文来源:www.lunwenei.com 发布时间:2018年03月21日

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD是以社会交流障碍、刻板重复行为/狭窄的兴趣或活动为主要特征的发育障碍性疾病。近年来的流行病调查数据显示,在全球范围内ASD患病率均呈现不同程度的上升趋势。在美国,每个ASD患者家庭的平均终身耗费超过200万美元,由于致残率高、核心症状的危害大,患儿需要进行长期的康复和教育训练,给ASD家庭带来沉重的经济、精神负担。ASD的病因及发病机制迄今仍不明确,更多研究关注的是遗传因素或环境因素与ASD的关联性。但近年来,有关ASD代谢组学的探索性和验证性研究也获得了一些有价值的成果,其中多不饱和脂肪酸类、鞘脂类以及维生素等(包括叶酸、维生素D、维生素A等)代谢物都与ASD存在某种关联。考虑到叶酸在神经系统发育中的重要作用,因此学者们更多关注ASD患者的叶酸代谢情况,试图从叶酸代谢及其调控、叶酸靶向干预等角度探讨叶酸与ASD的关联,越来越多关于叶酸与ASD发病关联的循证证据被发现,本文对此进行综合阐述〕

1叶酸及叶酸代谢概述    

叶酸(folate)是人体必需的一种B族维生素,也称为维生素B9,不能由人体自身合成,主要通过食物摄取。富含叶酸的食物包括绿叶蔬菜、柑橘类水果以及动物的肝、肾。叶酸代谢在神经发育过程中起关键作用[0,可以直接调控一碳单位代谢,平衡体内同型半胧氨酸(Hcy)的再甲基化与转硫反应,间接调控体内的氧化应激水平。完整的叶酸代谢通路包括一碳单位代谢通路、转硫通路和谷胧甘肤( GSH)代谢通路。首先,饮食中获取的叶酸在体内转换成5,10一亚甲基四氢叶酸后,在5,10一亚甲基四氢叶酸还原酶( MTH-FR)作用下转换成叶酸的活性形式(甲基的间接供体)—5一甲基四氢叶酸(5 - MTHF ),由5 - MTHF将甲基转移给Hcy合成蛋氨酸(Met ),进而生成S一腺昔一蛋氨酸(SAM)一细胞内DNA,RNA、蛋白质、磷脂和神经递质等甲基化反应的直接供体[A1,由此将叶酸代谢与体内甲基化能力关联起来。甲基化反应在大脑发育过程中具有维持大脑正常功能的重要作用,如调控神经干细胞增殖、神经元和神经胶质细胞的分化。Hcy的代谢与叶酸代谢密切相关,体内Hcy的代谢主要依靠再甲基化反应和转硫反应2条途径,前者是Hcy再甲基化生成Met,后者是Hcy进入转硫通路,在胧硫醚一p一合酶的作用下不可逆地转变为胧硫醚,最终形成半胧氨酸。

半胧氨酸作为限速氨基酸,可进一步合成GSH} GSH是细胞内重要的小分子量抗氧化物质,对于维持细胞内氧化还原微环境具有重要的作用。由此将叶酸代谢与氧化应激反应关联起来,任何叶酸代谢的紊乱均能导致细胞氧化还原状态的不平衡,使细胞增殖减弱,造成DNA损伤、凋亡反应增强,若发生在生命早期将严重影响神经系统的发育。综上所述,叶酸通过对甲基化反应和氧化应激反应的调控作用,从遗传和环境2个方面影响大脑的正常发育〕2叶酸代谢通路关键酶基因的遗传突变与ASD关联    

叶酸代谢的重要作用已引起学者的广泛关注,多种神经精神疾病,如老年痴呆、精神分裂症、唐氏综合征等均表现出异常的叶酸代谢,考虑到ASD也是一种神经精神疾病,推测ASD患者可能也存在叶酸代谢异常。2008年Rogers最先提出一种假设,即ASD患病率的增加可能与妇女孕早期补充叶酸有关:高Hcy水平和低叶酸状况与孕早期流产相关,MTHFRC677T突变是高Hcy血症(通常伴低叶酸水平)和胎盘剥离的危险因素,因此携带MTHFR C677T突变表型的孕妇流产率会增加。如果具有MTHFR突变表型的母亲通过孕期补充叶酸而顺利分娩(改变了胚胎的自然选择而没有流产),婴儿就会从母亲继承突变的MTHFR基因,从而需要补充大量叶酸来保证神经系统的正常发育;如果剂量不足则会导致神经发育甲基化过程受损,增高ASD患病风险。国外研究普遍发现,ASD儿童MTHFR C677T突变率高于正常儿童[I5}赵栋等[161也发现,患ASD的儿童MTHFR C677T的突变率为54.5%,是正常儿童的1.946倍。MTHFR突变会相应引起酶的活性降低,影响叶酸代谢,从而减少SAM的合成和利用,导致神经发育甲基化过程受损,据此推测携带MTHFR突变表型的婴儿出生后如没有及时补充叶酸,就有可能成为ASD的高危人群。    

MTHFR C677T位点外,还有其他与叶酸通路相关的遗传突变与ASD的易感性有关,包括MTHFRA1298C位点[161、谷氨酸梭肤酶II ( GCP II)基因C1561T位点、还原型叶酸载体(SLC19A1)基因G80A位点、蛋氨酸合成酶( MS)基因A2756G位点[171突变以及二氢叶酸还原酶(DHFR)基因内含子19个碱基缺失[IA1等。以上基因通过调控叶酸在体内的吸收、转运和代谢影响叶酸的正常生理生化功能,影响后续Hcy转硫通路和GSH代谢,进而改变ASD的易感性。3叶酸代谢异常与儿童ASD的关联证据    

与正常发育儿童相比,ASD儿童对叶酸有更高的需求量,更易发生叶酸摄入不足和缺乏。由于局限的兴趣和行为,ASD儿童常有偏食、挑食、异食癖等不良饮食行为,且多数有消化不良问题,如48%的患儿具有不同程度的慢性腹泻、腹胀和便秘,也影响了叶酸的摄入及吸收。夏薇等对111名ASD儿童采用连续3d的24 h膳食回顾法进行营养素的摄入情况调查显示,叶酸摄入量仅达到中国营养学会同年龄、同性别正常儿童推荐摄入量的20.1 %,且ASD患儿存在长期叶酸摄入不足。Castro等应用相似的方法发现,与推荐摄入量相比,巴西ASD儿童也存在叶酸摄入不充足。    

除摄入不足外,大量病例对照研究发现了一些叶酸相关代谢物水平的异常,见表1。在不同人群的不同生物样本中均可检测到叶酸相关代谢物水平的差异,且均支持ASD儿童的确存在不同程度的叶酸代谢异常。由此,Howsmon等[zz,提出了一个假设,即叶酸相关代谢指标是否能够成为生物标记物,从而用于ASD的诊断。于是,他们开展了ASD叶酸代谢标志物的研究,共检测了83例ASD儿童、76例正常儿童以及47例未患病同胞的叶酸代谢通路的24个指标,通过Fishe:判别分析方法筛选出了其中可以作为联合诊断ASD生物标志物的7个指标[DNA甲基化百分比、胧氨酸/半胧氨酸、脱氧鸟缥吟、氧化型谷胧甘肤(GSSG),GSH/GSSG,3一氯酪氨酸、谷氨酸一半胧氨酸〕。受试者工作曲线(ROC)评价发现,应用以上7个指标进行ASD诊断的灵敏度可达到96.4%,特异度可达到97.4%,并且阳性预测值和阴性预测值均在95%以上,故应用这些异常表达的叶酸代谢物作为ASD潜在诊断和预测的生物标记物具有较大的潜在临床应用价值。而目前,国内外还没有可以被广泛接受的、用于ASD诊断的客观指标,主要依靠行为表现辅以一些筛查和诊断性评估量表,以及来自多中心不同医师的诊断(目前主要依据DSM - 5的诊断标准)川。因此,Howsmon等[zz}的研究基于叶酸代谢通路的生物标记物为实现ASD的客观诊断提供了依据和新的思路〕

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