MTHFR缺乏症

亚甲基四氢叶酸还原酶缺乏症是叶酸代谢的先天性错误。表型谱范围从严重的神经系统恶化和早期死亡到无症状的成年人。在经典形式中，已经鉴定出热稳定和热不稳定的酶变体（Rosenblatt等，1992）。

由于亚甲基四氢叶酸还原酶缺乏引起的高半胱氨酸尿症是由1p36号染色体上MTHFR基因的纯合子或化合物杂合子突变（607093）引起的。

Phenotype-Gene Relationships

▼ 临床特征
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Freeman等（1972年）研究了一名15岁的轻度弱智黑人女性，该女性有2年对心理疗法无反应的进行性戒断，幻觉，妄想和卡塔尼亚病史。发现没有血浆蛋氨酸升高的同型半胱氨酸尿症。服用吡ido醇和叶酸后，精神病症状逐渐消失。一个姐妹的化学成分相同，但没有症状。胱硫醚合成酶和甲基化高半胱氨酸的酶在肝脏和成纤维细胞中是正常的。亚甲基四氢叶酸还原酶（一种合成N（5）-甲基四氢叶酸的酶）显示减少。Mudd等人报道了Freeman案中酶学研究的初步结果（1972）。

Shih等（1972年）描述了一个16岁男孩的案例，该男孩患有近端肌肉无力，步态蹒跚和上肢猛烈发作。叶酸减少了高半胱氨酸尿症。黄素腺嘌呤二核苷酸，在弗里曼的情况下没有影响，减少了高半胱氨酸尿症。因此，Shih等人对该患者进行了研究（1972）可能有一个等位基因疾病。

Narisawa等（1977年）描述了2例高半胱氨酸尿症，与4例较早报道的高半胱氨酸尿症不同，其死亡进展发生在1年内。临床特征包括呼吸暂停，癫痫发作和昏迷。他们认为这是该疾病的婴儿形式。

在6的陪伴中，Visy等人（1991）发现3同胞同胞半胱氨酸血症和同型半胱氨酸尿症由于MTHFR缺乏。由于成人，年龄在23、24和20岁的严重反复性血栓性中风，所有这3名患者都接受了医疗救治。这三位患者均在80年代出现了智商较轻的智力低下。其中两个同胞在临床发病后一年内死亡。

Haworth等（1993年）报道了MTHFR缺乏的2个兄弟的病例。一名兄弟在37岁时无症状。弟弟在15岁时出现肢体无力，动作不协调，感觉异常和记忆力减退。到二十多岁时，他已经坐轮椅了。两者均具有高半胱氨酸尿症，高半胱氨酸血症和蛋氨酸的血浆水平低。在两名患者的培养的皮肤成纤维细胞中，MTHFR活性均低于对照值的10％，加热后残留酶活性显着降低。父母具有中等的酶活性，父亲（其原因不明的轻瘫和高半胱氨酸血症）的还原酶也是热不稳定的，而母亲则没有。口服叶酸和甜菜碱治疗可改善生化异常，但不能完全纠正。

卡布奇奥等（2014年）报道了2例同胞和第一个表亲患有MTHFR缺乏症，表现为早期婴儿癫痫性脑病。在新生儿期间，所有人均表现出较差的吮吸，肌张力减退，小头畸形和嗜睡。受影响最严重的患者在1个月大时发作顽固性癫痫发作，并在7个月大时死亡。脑MRI显示额叶区域的脑萎缩伴有异常的硫化和回旋模式。另外两个孩子分别在10和18个月大时出现了与心律失常相关的顽固性癫痫发作。起初癫痫发作难以控制，但两名患者最终都没有托吡酯的癫痫发作。两者都有不同程度的发育延迟。在18个月大时发作的患者可以在5岁时孤立行走，但无法讲话，而另一个孩子表现出严重的精神运动发育迟滞，无法在2岁时坐下或站立。这两名患者的脑成像均显示弥漫性白质高信号，小脑和脑干发育不全以及胼胝体变薄。实验室研究表明，血浆高半胱氨酸增加而甲硫氨酸减少，与MTHFR缺乏症相一致，遗传分析确定了MTHFR基因中的化合物杂合突变。用亚叶酸和甜菜碱处理只会使肌肉张力稍有改善。与MTHFR缺乏症相一致，遗传分析确定了MTHFR基因中的复合杂合突变。用亚叶酸和甜菜碱处理只会使肌肉张力稍有改善。与MTHFR缺乏症相一致，遗传分析确定了MTHFR基因中的复合杂合突变。用亚叶酸和甜菜碱处理只会使肌肉张力稍有改善。卡布奇奥等（2014）指出了这些基因型相同的患者的表型变异性，并提示同型半胱氨酸衍生的代谢产物可能会增强MTHFR缺乏症的神经毒性，尽管它也可能是多因素的。

不耐热变体

Kang等（1991）发现一种形式的MTHFR缺乏症，其特征是没有神经系统异常，酶活性约为正常水平的50％，以及在特定的热失活条件下MTHFR酶具有独特的可热性。在10个家庭中进行的研究与不耐热性性的常染色体隐性遗传一致。加热失活后相对于特定酶活性的残留活性百分数图，该淋巴细胞是在将受影响的个体与未受影响的个体分离的淋巴细胞中确定的。Frosst等（1995）确定了在MTHFR基因的核苷酸677（607093.0003）处的C-T取代，其将丙氨酸转化为缬氨酸残基并且负责合成MTHFR的热不稳定形式。

Kang等（1991）得出结论，不耐热的MTHFR与冠状动脉疾病的发展呈正相关。在17％的心脏病患者和仅5％的对照组中，发现了不耐热的MTHFR。不耐热的MTHFR患者临床冠状动脉疾病的平均发病年龄为57.3岁；不耐热的MTHFR患者的平均血浆同型半胱氨酸总浓度为13.19，与正常平均值8.50 nmol / ml有显着差异。Engbersen等（1995）研究人员在对照组和轻度高同型半胱氨酸血症或正常同型半胱氨酸血症的血管患者中研究了MTHFR的热稳定性。他们得出结论，高同型半胱氨酸血症的过早患有血管疾病的患者中，有28％的同型半胱氨酸代谢异常归因于不耐热的MTHFR。

亚当斯等（1996）研究了532名受试者（310名心肌梗死患者和222名基于人群的对照），发现病例与对照之间的MTHFR基因型分布（p = 0.57）或等位基因频率（p = 0.68）没有差异。他们得出的结论是，MTHFR的不耐热变体不是心肌梗塞的主要危险因素，并且不太可能解释高同型半胱氨酸血症与冠状动脉疾病的相关报道。

在16种专性杂合子中，MTHFR缺乏耐热性，Kang等（1991）发现4名受试者在淋巴细胞提取物中的平均MTHFR比活性低于正常值的25％。这4位受试者的生化特征与热不稳定的MTHFR的纯合子（其比活性约为正常平均值的50％）和严重的MTHFR缺乏的杂合子（酶是热稳定的且比活性约为50）有明显区别。正常平均值的％。Kang等（1991）提出这4个对象代表MTHFR基因严重突变的等位基因和热不稳定突变的等位基因的遗传化合物。尽管叶酸和B12水平正常，具有这种遗传化合物成分的受试者似乎更容易发生中度高同型半胱氨酸血症。尽管如此，由于这种化合物杂合性引起的高同型半胱氨酸血症可以通过口服叶酸疗法纠正。

▼ 生化特征
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Jakubowski等（2008）发现患者由于MTHFR缺乏或CBS缺乏症（高胱氨酸尿症236200）具有增加的N-同型半胱氨酸（Hcy）水平-连接的蛋白，包括血栓形成的N-型半胱氨酸-纤维蛋白原（见的血浆水平134820）。N-Hcy蛋白是有害的，因为它们有助于血栓形成和免疫激活。作者认为，N-Hcy-纤维蛋白原水平的增加可能解释了这些个体对血栓形成的敏感性增加。

▼ 诊断
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产前诊断

Christensen和Brandt（1985）对MTHFR缺乏症进行了产前诊断。

▼ 临床管理
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在4年的时间里，Strauss等人（2007）收集了5名纯正MTHFR 1129C-T突变纯净的阿米什人儿童的临床和生化数据（607093.0011）。4名年龄最大的患者在诊断之前患有不可逆的脑损伤。被诊断为甜菜碱治疗并从新生儿开始的最小的孩子在3岁时是健康的。在所有受影响的儿童中，甜菜碱治疗可增加血浆S-腺苷甲硫氨酸，改善组织甲基转移酶的标志物，并导致计算的脑甲硫氨酸摄取增加3倍。甜菜碱疗法不能使血浆总高半胱氨酸正常化，也不能纠正脑中5-甲基四氢叶酸的缺乏。他们得出的结论是，当脑组织中的5-甲基四氢叶酸含量较低时，饮食中的甜菜碱足以增加脑蛋氨酸的摄取量，可以弥补脑蛋氨酸循环的受损。为了有效支持快速大脑生长的代谢需求，Strauss等人（2007年） 建议应在生命早期开始大剂量的甜菜碱。

Christensen和Brandt（1985）在产前诊断出患有MTHFR缺乏症的患者从新生儿生命中开始接受甜菜碱，叶酸和钴胺素的治疗，据报道在21岁时身体和神经健康（Skovby，2007）。

▼ 分子遗传学
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通过对来自MTHFR缺陷患者的RNA进行RT-PCR，然后进行单链构象多态性（SSCP）分析，Goyette等（1994年）确定了MTHFR基因的3个取代：2个错义突变（在酶和细菌中保守的残基中）和1个无义突变。在严重的早发患者中鉴定出无意义的突变（607093.0001）和错义突变中的1个（应满足）。在2名患有热不稳定酶和迟发性神经系统疾病的患者中鉴定出第二个错义突变（arg至gln；607093.0002）。Goyette等（1995）描述了7个另外的突变。

Frosst等（1995）确定了在MTHFR基因的核苷酸677（607093.0003）处的C到T取代，其将丙氨酸转化为缬氨酸残基，并导致该疾病的热不稳定形式的合成。

Goyette等（1996）报道了另外5个突变导致严重的MTHFR缺乏。他们还报告了22例MTHFR缺乏症患者中酶热解性的分析结果。22例患者中有6例的MTHFR基因-2罕见突变中有4个突变导致严重缺陷，而与酶热性相关的常见ala-to-val突变则有2个突变。

Rozen（1996）列出了在严重的MTHFR缺乏症病例中已鉴定出的9个点突变。

Sibani等（2000年）指出，在MTHR缺乏症患者中报告了18种罕见突变。另外，已经发现2种众所周知的多态性引起轻度酶缺乏。他们报告了6个新突变，总数达到24个。他们说22例患者中的每一个都是2个孤立突变的复合杂合子。

▼ 基因型/表型的相关性
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冠状动脉疾病

森田等（1997年）研究了362例经血管造影确诊的日本男性患者和778名对照。他们报告了该疾病组中677C-T等位基因（607093.0003）的频率明显更高。Van Bockxmeer等（1997年）在他们对555名西澳大利亚裔白人的研究中没有发现这样的关系，他们有血管造影记录的冠状动脉疾病和143个无关的对照。Schwartz等（1997）研究了69例心肌梗死的非西班牙裔白人女性幸存者和338名对照中MTHFR 677C-T多态性的等位基因频率。他们发现两组的等位基因分布相似。

神经管缺陷

Papapetrou等（1996）对荷兰，爱尔兰和美国人群的3项研究进行了跟踪研究，发现在具有神经管缺陷的后代（NTD;参见601634）中，677C-T突变的纯合子频率更高。他们比较了199个正常对照中的677T纯合子的频率与41个英国NTD病例及其父母（36个母亲，26个父亲）的频率。数据表明没有证据表明677T等位基因与NTD的发生有关。Papapetrou等（1996年）评论说，研究结果之间的差异可能涉及MTHFR不耐热等位基因频率的人群差异。Papapetrou等（1996）提倡使用不受家庭等位基因频率差异影响的“家庭内”遗传研究来测试等位基因关联并提供匹配的对照。Ou等（1996）研究了NTD感染的胎儿的41种成纤维细胞培养物，并将其677C-T等位基因的基因型与109名对照进行了比较，发现等位基因与NTD风险增加了7.2倍有关。van der Put等人的荟萃分析（1997）似乎证实了677C-T突变是神经管缺陷的遗传危险因素。另一方面，Mornet等（1997） 他发现，在产前诊断的神经管缺陷病例中，677C-T突变与对照组的分布相同，并得出结论，不能将其视为神经管缺陷的遗传危险因素。

唇Lip裂

Martinelli等（2001年）调查了64例唇or裂伴或不伴c裂（CL / P）的患者及其父母的677C-T MTHFR突变。使用传输不平衡测试未发现连锁不平衡。但是，与对照组相比，CL / P患者的母亲的突变频率更高。与正常CC基因型相比，具有CT或TT基因型的母亲的几率分别为2.75（95％CI 1.30至5.57）和2.51（1.00至6.14）。作者认为，这项研究表明了母体而非胚胎基因型的作用。

癌症

Skibola等（1999）进行了一项基于人群的成人急性白血病病例对照研究，以评估MTHFR677（607093.0003）和/或MTHFR1298（607093.0004）等位基因变异携带者的可能性。）可能对白血病有保护作用。该假设基于以下事实：MTHFR催化将在DNA合成中将dUMP甲基化为dTMP的供体5,10-亚甲基四氢叶酸（亚甲基THF）还原为蛋氨酸合成的主要甲基供体5-甲基四氢叶酸（甲基THF）。 。MTHFR酶活性的降低增加了亚甲基THF的储备，​​但以甲基THF的储备为代价。DNA合成途径中亚甲基四氢呋喃的利用率提高，可减少尿嘧啶误掺入DNA，否则可能导致尿嘧啶切除修复过程中双链断裂。先前的研究表明，对于MTHFR677突变纯合的具有足够叶酸状态的个体，其结直肠癌的发病率降低。Skibola等（1999年）发现71例急性淋巴细胞白血病（ALL）病例中的677TT基因型比114例对照低，这使ALL风险降低了4.3倍。他们观察到具有MTHFR 1298AC多态性的个体的ALL风险降低了3倍，而具有MTHFR 1298CC变异等位基因的ALL风险降低了14倍。在急性髓细胞性白血病（AML）中，在237例病例和377例对照之间，MTHFR677和-1298基因型频率没有显着差异。这些发现提示叶酸不足可能在ALL的发生中起关键作用，而在AML的发生中则不起作用。

Wiemels等（2001年）报道了MTHFR多态性与小儿白血病3个亚组的相关性：婴儿淋巴母细胞或成肌小细胞白血病与MLL（159555）与TEL-AML1融合或超二倍体核型重排和儿童淋巴母细胞性白血病。他们对253名小儿白血病患者和200名健康的新生儿对照进行了基因分型，分析了MTHFR多态性677C-T和1298A-C。与对照相比，MLL易位的白血病患者与677C-T携带者有显着相关性（校正比值比为0.36； 95％CI为0.15-0.85）。对于1298A-C等位基因，这种保护作用并不明显（比值比为1.14）。相比之下，核苷酸1298的CC纯合子和核苷酸677的TT纯合子在高二倍体白血病中显示出保护作用。TEL-AML1白血病的多态性均无明显关联。

Goyette和Rozen（2000）提出证据表明677C-T多态性会影响MTHFR基因其他部位突变引起的高半胱氨酸尿症的严重性。具体而言，与Val等位基因结合的突变与更高的临床严重性有关，并且通过研究细菌表达系统中的双突变体构建体，他们证明，当与Val等位基因一起存在于顺式中时，一些突变显示出酶活性的进一步降低。 。

山田等（2001）研究了带有两个常见多态性之一677C-T（A222V）和1298A-C（E429A）的MTHFR的功​​能特性。通过使用杆状病毒表达系统，重组人MTHFR以高水平表达，并纯化至适合于生物化学表征的量。E429A蛋白具有与野生型酶无法区分的生化特性。然而，A222V蛋白具有更高的分解成单体的倾向，并且在稀释时失去了黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）辅助因子。在四氢叶酸甲酯或腺苷甲硫氨酸的存在下，所导致的活性丧失得以减缓。Scott（2001）指出，Yamada等人使用的方法（2001年）在确定疾病中其他特定多态性的重要性时可能有用。斯科特（2001）指出范德普等人（1998年）得出结论，A222V和E429A都是杂合的，这会增加神经管缺损的风险。山田等人的生化研究（2001）证明当两个氨基酸都改变时没有加性作用，这表明关于双变体增加风险的说法需要重新评估。

自然流产

Zetterberg等（2002年）检查了在妊娠第六周和第二十周之间发生的自然流产的80个胎儿组织样本中677C-T和1298A-C的分布，与之相比，健康献血者为125个（病例和对照组均来自希腊克里特岛）。在80个自然流产的胚胎中，只有1个具有野生型组合基因型677CC / 1298AA，而125个对照组中有19个（p = 0.001）。当比较流产和对照组中至少1个MTHFR突变的患病率时，自然流产的显着优势比为14.2（95％CI，1.78-113）（p = 0.001）。Zetterberg等（2002年） 从数据得出的结论是，当叶酸需求较高时，在胚胎发生过程中1个或多个MTHFR突变的等位基因的作用可能是有害的，并强调了围孕期补充叶酸的潜在保护作用。

▼ 动物模型
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为了研究MTHFR缺乏的体内致病机理，Chen等（2001）生成了Mthfr基因敲除小鼠。杂合和纯合敲除小鼠的血浆总同型半胱氨酸水平分别比野生型同窝小鼠高1.6倍和10倍。整体DNA低甲基化使杂合和纯合敲除均显着降低了S-腺苷甲硫氨酸水平或显着提高了S-腺苷同型半胱氨酸水平，或两者均具有。杂合敲除小鼠看起来正常，而纯合子较小，并且显示出小脑病理发育迟缓。在较老的杂合子和纯合子中观察到主动脉近端脂质沉积异常，暗示高同型半胱氨酸血症的致动脉粥样硬化作用（603174）在这些小鼠中。