張婷,李光輝
葉酸與正常發(fā)育、健康維持以及多種疾病的風(fēng)險有關(guān),是細(xì)胞增殖、組織生長與機(jī)體發(fā)育不可缺少的微量營養(yǎng)素。葉酸攝入不足和低葉酸水平會造成不良的妊娠結(jié)局,其不僅在神經(jīng)管畸形(NTDs)發(fā)生的易感性中扮演著重要的角色,在降低兒童肥胖發(fā)生率方面可能也有不錯的效果,同時妊娠前膳食攝入葉酸以及葉酸的增補(bǔ)與降低自閉癥(ASD)的風(fēng)險、嚴(yán)重的語言遲緩、情緒問題有關(guān)。但高劑量補(bǔ)充葉酸潛在的風(fēng)險也必須引起關(guān)注。因此,對體內(nèi)葉酸水平進(jìn)行恰當(dāng)評價,合理補(bǔ)充葉酸顯得尤為重要。
葉酸,又被稱為蝶酚谷氨酸,由蝶呤啶、對氨基苯甲酸和谷氨酸等組成。1941年,MITCHELL等[1]首次從菠菜中分離并命名。人體自身細(xì)胞不能合成葉酸,需要從食物中攝取。膳食葉酸的來源可分為兩類,一類是天然來源的膳食葉酸鹽:多聚谷氨酰(四氫)葉酸,以下食物含葉酸相對豐富:動物肝臟、花生和豆類,如黑豆和腰豆,深綠色葉類蔬菜、蘆筍、草莓、橙汁[2]等。此類食物中的葉酸鹽需要在小腸內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)閱喂劝彼猁}形式方可利用,故其生物利用率約為標(biāo)準(zhǔn)葉酸的50%。葡萄糖、半乳糖可促進(jìn)葉酸吸收,相反,磺胺類藥物、酒精等抑制葉酸的吸收。另一類是化學(xué)合成品,即補(bǔ)充劑或強(qiáng)化食品中的葉酸,為完全氧化形式的單谷氨酸鹽,在天然食品中幾乎不存在,此類葉酸性質(zhì)穩(wěn)定,可直接被吸收利用,生物利用率約為85%,常被作為參考標(biāo)準(zhǔn)[3]。由于二者的生物利用度不同,美國食物營養(yǎng)委員會(FNB)提出葉酸的攝入量應(yīng)以膳食葉酸當(dāng)量(DFE)表示(DFE=食物中的葉酸+1.7×合成葉酸)。
為在體內(nèi)發(fā)揮作用,葉酸必須首先轉(zhuǎn)化為二氫葉酸,隨后在小腸黏膜上皮細(xì)胞二氫葉酸還原酶的作用下,生成5,6,7,8-四氫葉酸(FH4),四氫葉酸在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為5,10-亞甲基四氫葉酸,在亞甲基四氫葉酸還原酶的作用下轉(zhuǎn)化成具有生物活性的5-甲基四氫葉酸,可以提供一碳轉(zhuǎn)移反應(yīng)(甲基轉(zhuǎn)移),因此葉酸具有重要的生理功能:為嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸提供一碳單位;為同型半胱氨酸提供甲基,使之再甲基化為蛋氨酸,后者可轉(zhuǎn)化成S-腺苷蛋氨酸(SAM),SAM作為體內(nèi)唯一的甲基供體,為重要的生化反應(yīng)提供甲基(如DNA的甲基化,蛋白質(zhì)和脂類的甲基化)[3]。
葉酸水平的檢測方法最早出現(xiàn)在1950年,是現(xiàn)有很多檢測方法的基礎(chǔ)[4]。通過使用微生物法、同位素放射免疫法、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)法和化學(xué)發(fā)光法檢測血清/血漿葉酸或紅細(xì)胞葉酸水平來反映母體葉酸水平。循證證據(jù)支持使用微生物法檢測葉酸水平,是因?yàn)樵跈z測過程中可避免亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)基因多態(tài)性對檢測性能的影響[5-6]。由于使用不同的微生物可能會得到不同的檢測結(jié)果,所以自1968年以來世界衛(wèi)生組織(WHO)一直建議用干酪乳桿菌進(jìn)行微生物鑒定來檢測葉酸水平,且其對多種形式的葉酸均較敏感[7-8]。
自20世紀(jì)70年代末以來,商業(yè)化的蛋白結(jié)合測定在自動臨床分析儀上經(jīng)常使用,但其通常低估葉酸水平,特別是在MTHFR C677T基因型流行地區(qū)的群體中。如果要檢測血清游離葉酸,或檢測紅細(xì)胞中的甲基或去甲基葉酸,需要聯(lián)用基于色譜法的分離技術(shù),因?yàn)橘|(zhì)譜法〔高壓液相色譜法(HPLC)-MS/MS〕相對于熒光或電化學(xué)檢測有更好的靈敏度、特異度和分離性[9]。
由于血清/血漿葉酸水平被認(rèn)為是評價近期葉酸攝入量的指標(biāo)[10],所以不能準(zhǔn)確區(qū)分暫時性的低葉酸攝入量和葉酸的慢性缺乏,但1個月內(nèi)反復(fù)的低血清/血漿葉酸水平可反映低葉酸狀態(tài)。2015年WHO建議首選紅細(xì)胞葉酸水平來反映機(jī)體葉酸水平,因?yàn)橛懈俚纳镒儺惽壹t細(xì)胞葉酸水平對葉酸攝入量的反應(yīng)比較緩慢,所以可以作為反映葉酸長期狀態(tài)的指標(biāo)[10]。然而,檢測紅細(xì)胞葉酸水平比檢測血清/血漿葉酸水平面臨更大的挑戰(zhàn),部分原因是紅細(xì)胞首先需要溶解并釋放葉酰多聚谷氨酸,然后脫甲基變成葉酰單谷氨酸[11]。
多種因素可影響體內(nèi)葉酸水平,包括遺傳、生物和社會經(jīng)濟(jì)因素。研究發(fā)現(xiàn),MTHFR C677基因是育齡期婦女體內(nèi)葉酸水平最有效的決定性因素,攜帶TT基因型的育齡期婦女較CC基因型有更低的葉酸水平[12],不同的地區(qū)和民族攜帶TT基因型的頻率也不盡相同[13],其中最常見的是墨西哥(32%),其次是中國(26%)和意大利南部(20%)[12-13]。葉酸狀態(tài)的生物預(yù)測因子包括維生素B6和B12共存狀態(tài)、同型半胱氨酸水平、炎癥或感染。B族維生素、葉酸、維生素B6和B12相互作用[14],共同影響同型半胱氨酸水平。因此,同型半胱氨酸是反映體內(nèi)葉酸狀態(tài)的一種非特異性指標(biāo)。而炎癥和感染時,胃腸道可減少葉酸吸收,機(jī)體葉酸水平也相應(yīng)降低,在感染瘧疾時,機(jī)體可增加葉酸的利用率[15]。
3.1 葉酸缺乏與母兒結(jié)局
3.1.1 葉酸缺乏與NTDs 多項(xiàng)研究表明妊娠期體內(nèi)葉酸缺乏(低血漿、紅細(xì)胞、羊水葉酸水平)、富含葉酸的膳食和補(bǔ)充多種維生素分別與NTDs發(fā)生率的增加與降低相關(guān)[16-20]。NTDs是一種常見的先天畸形,主要表現(xiàn)為無腦兒、腦膨出、腦脊膜膨出、脊柱裂等,約占所有出生缺陷的30%,是遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果,每年大約有300 000或更多的孕婦受到 NTDs的影響[21]。LAURENCE等[22]于 1981年首次采用隨機(jī)雙盲對照試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)妊娠前補(bǔ)充葉酸2 mg/d能避免NTDs的再發(fā)。1991年英國醫(yī)學(xué)研究委員會的一項(xiàng)大型多中心雙盲隨機(jī)試驗(yàn)表明單獨(dú)使用葉酸4.0 mg/d可預(yù)防NTDs的再發(fā)(相比于安慰劑對照組降低了72%)[23]。1991—1992年北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部與美國疾病預(yù)防與控制中心(USCDCP)聯(lián)合進(jìn)行了一項(xiàng)名為“婦女在妊娠前后每日服用0.4 mg葉酸增補(bǔ)劑預(yù)防神經(jīng)管畸形人群干預(yù)效果評價研究”的項(xiàng)目。該研究表明:1991—1992年北方與南方人口的葉酸缺乏率分別為54.9%(城市38.3%與農(nóng)村72.2%)、7.8%(城市5.9%與農(nóng)村9.7%);服用0.4 mg葉酸4周后,可基本糾正血清或紅細(xì)胞葉酸缺乏;南北方服藥婦女NTDs預(yù)防率分別為85%與41%[24]。美國疾病預(yù)防控制中心(CDC)預(yù)測此項(xiàng)目若在全世界范圍推廣,每年可減少100萬~150萬例出生缺陷兒。葉酸在NTDs發(fā)生的易感性中扮演著重要的角色,其可能的機(jī)制為:在細(xì)胞水平上葉酸缺乏可能干擾葉酸的生物利用度[25];葉酸缺乏可干擾核苷酸的合成[26];葉酸缺乏可干擾甲基化進(jìn)程,但具體機(jī)制尚未明確,仍有待進(jìn)一步闡明。結(jié)合大量研究,目前0.4 mg葉酸是全球預(yù)防NTDs的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)[27],全世界有79個國家和地區(qū)立法,要求采用葉酸強(qiáng)化至少1種谷物主食;研究表明葉酸強(qiáng)化食物的使用可降低NTDs的發(fā)生風(fēng)險[28-29]。
3.1.2 葉酸缺乏與巨幼細(xì)胞性貧血 葉酸是體內(nèi)重要的甲基供體,參與核苷酸的生物合成和DNA甲基化,是葉酸在體內(nèi)的活性形式,甲硫氨酸合成酶將FH4所攜帶的甲基轉(zhuǎn)移到同型半胱氨酸,重新生成甲硫氨酸,葉酸缺乏時,將影響甲硫氨酸循環(huán),導(dǎo)致核苷酸循環(huán)的甲基化受阻,進(jìn)而影響DNA的生物合成,影響細(xì)胞分裂,患者出現(xiàn)巨幼細(xì)胞貧血。研究表明妊娠期補(bǔ)充葉酸可以預(yù)防貧血[30]。
3.1.3 葉酸缺乏與ASD 在過去的10年中,ASD作為主要的公共衛(wèi)生問題,愈來愈受到關(guān)注。其是一個復(fù)雜的神經(jīng)發(fā)育障礙,以不正常的社會交往、溝通障礙、重復(fù)刻板行為為特點(diǎn)。據(jù)報道妊娠期葉酸缺乏是后代發(fā)生ASD的風(fēng)險之一,其會通過各種機(jī)制影響正常的大腦發(fā)育[31],既往研究證實(shí),母親在妊娠前兩個月攝入維生素或葉酸補(bǔ)充劑可以降低40%的ASD發(fā)生率。妊娠前維生素的使用、膳食攝入葉酸以及葉酸的增補(bǔ)與降低ASD的風(fēng)險、嚴(yán)重的語言遲緩、情緒問題有關(guān)[32]。2012年美國一項(xiàng)病例對照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),妊娠第1個月每天攝入>600 μg葉酸與降低ASD相關(guān)[33]。2013年挪威母親和兒童的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)未攝入葉酸的母親,其兒童患ASD的風(fēng)險為0.21%(50/24 134);相比在妊娠前4周及8周后,每天攝入400 μg葉酸的母親,其兒童患ASD的風(fēng)險為0.1%(64/61 042),二者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義〔OR校正值=0.61,95%CI(0.41,0.90)〕[34]。有研究顯示,妊娠中期葉酸的攝入與ASD發(fā)生的風(fēng)險并無明顯相關(guān)性[35]。也有研究指出母體妊娠期攝入葉酸與子代ASD的發(fā)生無關(guān)[36]。目前由于研究方法及研究所進(jìn)行的國家不同,母體妊娠期葉酸水平與子代ASD發(fā)病風(fēng)險之間的關(guān)系尚無明確結(jié)論,仍需要進(jìn)行更大樣本及更為客觀的研究。
3.1.4 葉酸缺乏與后代肥胖風(fēng)險的相關(guān)性 目研究表明,超重兒童的數(shù)量在以130萬/年的數(shù)量增長,肥胖兒童達(dá)30萬以上[37],而中國肥胖兒童數(shù)量是世界上最多的。一項(xiàng)由美國國立衛(wèi)生研究院資助的研究發(fā)現(xiàn)顯示,妊娠期母親葉酸水平達(dá)標(biāo)可降低未來兒童肥胖風(fēng)險,尤其是出生時母親肥胖的兒童[38]。且母親葉酸水平和兒童肥胖呈“L”型關(guān)系。葉酸水平最低時,兒童肥胖風(fēng)險最高。當(dāng)葉酸水平達(dá)到約20 nmol/L,即成年人的正常葉酸水平時,葉酸水平的進(jìn)一步升高不會帶來更多的獲益。此外,研究發(fā)現(xiàn)肥胖母親的葉酸水平常低于正常體質(zhì)量的母親,然而,研究人員對肥胖母親單獨(dú)進(jìn)行評估時發(fā)現(xiàn),與葉酸水平低于20 nmol/L的肥胖母親的后代相比,葉酸水平≥20 nmol/L的肥胖母親的后代肥胖風(fēng)險降低43%[38]。該研究提出了一個新的方向,即葉酸在降低兒童肥胖發(fā)生率方面可能也有不錯的效果,有待更多的研究去進(jìn)一步證實(shí)。
3.1.5 葉酸缺乏引起高同型半胱氨酸及相關(guān)妊娠結(jié)局同型半胱氨酸代謝依賴的酶缺陷和/或葉酸及維生素缺乏時,可引起高同型半胱氨酸血癥[39]。其中,MTHFR是催化同型半胱氨酸重新甲基化生成蛋氨酸生物途徑中的一個關(guān)鍵酶。負(fù)責(zé)編碼該酶的基因出現(xiàn)一個“667 C→T”變異,會導(dǎo)致該酶特異性活性和穩(wěn)定性降低[40-41]。同型半胱氨酸可直接抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的增生,促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)單核細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榕菽?xì)胞,并促使氧化修飾的低密度脂蛋白在泡沫細(xì)胞中堆積;此外,同型半胱氨酸還干擾內(nèi)皮蛋白C的調(diào)節(jié),降低抗血栓形成因子Ⅲ和因子Ⅶ的活性,增加因子Ⅴ的活性等,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的母兒并發(fā)癥。近年來研究表明,同型半胱氨酸與多發(fā)性流產(chǎn)、子癇前期、胎盤早剝、胎兒生長受限、胎兒畸形、死胎有關(guān),并可能與早產(chǎn)、低體質(zhì)量兒的發(fā)生密切相關(guān)[39,41-42]。因此,建議葉酸缺乏,尤其伴有高同型半胱氨酸血癥的孕婦及時補(bǔ)充葉酸,糾正葉酸缺乏。
3.2 葉酸補(bǔ)充過量與相關(guān)風(fēng)險 妊娠期葉酸的合理補(bǔ)充與妊娠期母兒相關(guān)疾病的預(yù)防密切相關(guān)。目前尚無任何報道顯示膳食來源葉酸的不良反應(yīng),甚至常規(guī)葉酸強(qiáng)化食品也未見明顯不良反應(yīng)。
雖然充分補(bǔ)充葉酸已經(jīng)被證實(shí)對孕婦及胎兒均有益處,但高劑量補(bǔ)充葉酸潛在的風(fēng)險也必須引起關(guān)注。大量病例報道顯示服用葉酸補(bǔ)充劑引發(fā)或促進(jìn)維生素B12缺乏的神經(jīng)表現(xiàn),維生素B12缺乏的猴子[43]或大蝙蝠[44-45]補(bǔ)充大劑量葉酸比對照組更早出現(xiàn)神經(jīng)損傷表現(xiàn),葉酸與維生素B12之間存在著相互作用。截至目前,葉酸與神經(jīng)損傷的關(guān)系尚不能確定,但過量補(bǔ)充葉酸加劇神經(jīng)損傷的危險是確定的。在葉酸補(bǔ)充劑引起的神經(jīng)損傷病例報道中,補(bǔ)充劑量在5 mg/d及以上者為100例,低于5 mg/d(0.33~2.50 mg/d)者只有8例,葉酸過量引起維生素B12缺乏性神經(jīng)病變,是制定葉酸可耐受最高攝入量(UL)的可選指標(biāo)。目前將UL水平確定為1 mg/d,需要注意的是UL指的是合成葉酸攝入量上限,不包括天然食物來源的葉酸量。此外,有研究報道,葉酸與某些藥物存在相互作用(如用于腫瘤治療的葉酸拮抗藥,一旦食物強(qiáng)化葉酸則需要加大藥物劑量;干擾抗驚厥藥物的作用,誘發(fā)患者驚厥發(fā)作等)。
有研究表明葉酸攝入過多可增加惡性腫瘤的發(fā)生風(fēng)險。COLE等[46]對1 021例結(jié)直腸腺瘤患者進(jìn)行為期10年的臨床研究,發(fā)現(xiàn)每天補(bǔ)充1 mg的葉酸并不能降低腫瘤發(fā)生率。MASON等[47]統(tǒng)計(jì)分析顯示1996—1998年美國和加拿大強(qiáng)化葉酸攝入后結(jié)直腸癌發(fā)病率有所上升。然而1980年美國學(xué)者的一項(xiàng)干預(yù)性研究表明:長期攝入高水平葉酸,可有效降低結(jié)腸腫瘤發(fā)病率[48]。MAYNE等[49]關(guān)于飲食營養(yǎng)素?cái)z入與食管癌及胃癌發(fā)病風(fēng)險的研究發(fā)現(xiàn),葉酸攝入量最低四分位人群患食管腺癌、食管鱗癌、門癌及胃癌的相對危險度比最高四分位人群高(分別為2.08、1.72、1.37、1.49倍);一項(xiàng)來自我國上海的病例對照研究表明,膳食葉酸攝入量最低四分位人群患乳腺癌的風(fēng)險比最高四分位人群高1.6倍[50]。亦有研究顯示葉酸對胃腸道腫瘤的化學(xué)預(yù)防存在雙向調(diào)節(jié),對于正常的組織,葉酸缺乏可能會導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化,中等劑量(4~10倍基礎(chǔ)需要量)葉酸補(bǔ)充抑制惡性轉(zhuǎn)化,大劑量葉酸反而促進(jìn)轉(zhuǎn)化[51-53]。對于已存在的腫瘤,葉酸缺乏對其抑制作用,補(bǔ)充葉酸則促進(jìn)腫瘤生長。葉酸對癌癥的作用取決于葉酸的劑量和作用時機(jī)[54]。葉酸的補(bǔ)充與腫瘤的關(guān)系尚需進(jìn)一步研究明確。
妊娠前和妊娠期補(bǔ)充小劑量葉酸(0.4 mg/d)對預(yù)防NTDs發(fā)生是有效的,也是安全的。首選膳食補(bǔ)充葉酸,包括:膳食中的天然葉酸、葉酸補(bǔ)充劑以及葉酸強(qiáng)化食物。目前美國的建議是:高危孕婦(如個人或家族中有NTDs史、前一個胎兒是NTDs、服用抗驚厥藥物),建議補(bǔ)充4~5 mg/d葉酸;正常孕婦應(yīng)在妊娠前2~3個月補(bǔ)充0.4~1.0 mg/d至產(chǎn)后。中國營養(yǎng)學(xué)會婦幼分會2016年制定的最新指南建議:妊娠前3個月及整個妊娠期應(yīng)補(bǔ)充400 μg/d葉酸。需要注意的是,以預(yù)防心腦血管疾病、癌癥、老年認(rèn)知障礙為目的補(bǔ)充葉酸需謹(jǐn)慎,每日補(bǔ)充不超過1 mg,且需要在醫(yī)生的指導(dǎo)下;葉酸最好和維生素B12同時補(bǔ)充,并需在平衡膳食的前提下進(jìn)行。
綜上所述,葉酸作為人體所需的必需維生素之一,對妊娠期母兒結(jié)局具有重要的影響。對于降低NTDs的發(fā)生率、貧血的改善、早產(chǎn)的預(yù)防、ASD的治療具有不可或缺的作用。但葉酸補(bǔ)充過量也可引發(fā)相關(guān)問題,因此,對妊娠期葉酸的補(bǔ)充要有理、有據(jù)、適量。需要臨床對于母體葉酸水平做出恰當(dāng)?shù)脑u價,葉酸體內(nèi)水平的監(jiān)測與評價方法仍需完善。葉酸的最佳補(bǔ)充劑量以及葉酸補(bǔ)充中是否存在明顯的個體差異,如何實(shí)現(xiàn)葉酸精準(zhǔn)的補(bǔ)充等均有待于進(jìn)一步研究。
本文文獻(xiàn)檢索策略:
于PubMed數(shù)據(jù)庫檢索2017年6月前(葉酸、母兒妊娠結(jié)局)的相關(guān)文獻(xiàn),以及目前各國的葉酸攝入推薦指南、大會中的最新研究成果。
作者貢獻(xiàn):張婷、李光輝進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)、對文章整體負(fù)責(zé),監(jiān)督管理;李光輝進(jìn)行文章的可行性分析、論文的修訂、負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校;張婷進(jìn)行文獻(xiàn)/資料收集、整理,撰寫論文。
本文無利益沖突。