陳萬杰綜述，儲丹丹，陳 曄，顧錦華審校

0 引 言

從上世紀(jì)90年代開始，美國、加拿大等多個(gè)國家和地區(qū)開始實(shí)行強(qiáng)制性在谷物添加葉酸(folic acid,FA)的公共措施，以減少神經(jīng)管缺陷(neural tube defects, NTD)發(fā)生；我國從2009年開始啟動(dòng)了一項(xiàng)全國性的公共衛(wèi)生項(xiàng)目，建議計(jì)劃懷孕的婦女從孕前3個(gè)月到孕12 周，每天服用0.4 mg FA片劑[1]。隨著孕期保健意識增強(qiáng)，含F(xiàn)A的各類保健品和補(bǔ)充劑的攝入不斷強(qiáng)化，部分人群的血清和紅細(xì)胞葉酸水平明顯升高；過量攝入FA可能導(dǎo)致血流中未代謝的葉酸(unmetabolized folic acid,UMFA)增加[2]。目前，葉酸過量的界定值并未確定。美國醫(yī)學(xué)研究所和歐洲食品安全局建議，F(xiàn)A的攝入上限(upper intake level,UL)為1000 μg，超過UL可能導(dǎo)致或加劇與維生素B12缺乏相關(guān)的神經(jīng)損害[3]。FA補(bǔ)充對后代發(fā)生過敏、哮喘，癌癥和行為異常等影響的研究結(jié)果存在爭議；但從劑量或暴露持續(xù)時(shí)間的角度，人們越來越擔(dān)心過量補(bǔ)充FA的影響，有必要對圍生期FA的臨界攝入劑量和暴露時(shí)間等進(jìn)行進(jìn)一步研究。

1 圍生期婦女葉酸補(bǔ)充的作用

1.1 補(bǔ)充葉酸對神經(jīng)管畸形的預(yù)防作用圍生期補(bǔ)充葉酸的主要作用是預(yù)防和減少NTD，其有效性已經(jīng)在大量前瞻性和回顧性研究的證據(jù)中得到支持。一項(xiàng)中美合作預(yù)防NTD的項(xiàng)目組在1993年至1996年間進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性的研究顯示，相對于未服葉酸的對照人群，北方省份的NTD風(fēng)險(xiǎn)降低了79%，南方省份降低了16%[4]。該項(xiàng)目后續(xù)的亞組分析發(fā)現(xiàn)，葉酸的預(yù)防效果在性別上存在差異，其中女性胎兒的NTD的下降幅度(7.6‰)明顯高于男性(和2.8‰)[5]。葉酸補(bǔ)充可以顯著降低NTD的再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，在美國，有NTD背景的孕婦復(fù)發(fā)率約為3%， 而再次妊娠時(shí)使用更高劑量的葉酸(4 mg/d)可減低85%至100%的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)[6]。然而，目前葉酸預(yù)防NTD的機(jī)制尚不清楚，引發(fā)NTD風(fēng)險(xiǎn)的葉酸特定代謝途徑還不明確，這限制了精確評估NTD風(fēng)險(xiǎn)，并采取針對性對策的能力。

1.2葉酸對其他妊娠結(jié)局的改善作用除了預(yù)防NTD，補(bǔ)充葉酸還可能改善其他妊娠結(jié)局，但現(xiàn)有證據(jù)不足以支持這方面的明確獲益。2015年Cochrane的一篇系統(tǒng)評價(jià)顯示，葉酸補(bǔ)充與早產(chǎn)、唇腭裂、先天性心血管畸形等風(fēng)險(xiǎn)降低無顯著相關(guān)[7]。而加拿大婦產(chǎn)醫(yī)師協(xié)會的指南認(rèn)為，某些先天性缺陷如心臟缺陷、唇腭裂、泌尿道缺陷和肢體縮短缺陷可能為葉酸敏感性先天畸形，在葉酸強(qiáng)化后這些先天性缺陷的發(fā)病率出現(xiàn)了下降[8]。北美洲、歐洲、亞洲的多項(xiàng)研究提示葉酸補(bǔ)充與降低先天性心臟畸形(congenital heart defects,CHD)存在關(guān)聯(lián)[9-11]，目前發(fā)現(xiàn)的潛在機(jī)制可能與葉酸代謝酶基因，亞甲基四氫葉酸還原酶MTHFR C677T多態(tài)性有關(guān)[12]；另外一種葉酸代謝酶甲硫氨酸還原酶基因的突變會通過遺傳方式導(dǎo)致子代CHD風(fēng)險(xiǎn)的增加[13]。一項(xiàng)薈萃分析顯示，葉酸補(bǔ)充可能與子代唇腭裂風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)，但因證據(jù)偏倚較高和混雜因素使結(jié)論可信度降低[14]。最新的一項(xiàng)研究對挪威全國醫(yī)療出生登記處1999年至2013年的所有產(chǎn)婦數(shù)據(jù)進(jìn)行了回歸分析，結(jié)果顯示葉酸補(bǔ)充與腹壁缺陷、生殖道缺陷以及肢體缺陷的風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)[15]；但以往的一些研究顯示這種關(guān)聯(lián)性并不明確[16-18]。至今為止，尚未發(fā)現(xiàn)葉酸補(bǔ)充在唐氏綜合征、睪丸未降以及幽門狹窄方面的預(yù)防作用[18]。由于相關(guān)研究質(zhì)量較低且樣本量不足，證據(jù)可信度較低，美國婦產(chǎn)科醫(yī)師協(xié)會不建議增加包含葉酸的膳食和營養(yǎng)補(bǔ)充來預(yù)防胎兒生長受限[19]。2016年Cochrane的系統(tǒng)評價(jià)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充葉酸對預(yù)防自然流產(chǎn)沒有明顯收益[20]。對于這類高危人群，目前仍建議補(bǔ)充0.4 mg/d的葉酸。

2 葉酸過量補(bǔ)充的現(xiàn)狀

2.1 葉酸補(bǔ)充的現(xiàn)狀《2017年食品強(qiáng)化計(jì)劃》報(bào)告，已經(jīng)有75個(gè)國家實(shí)施了強(qiáng)制性在一種或多種谷物加入葉酸，作為強(qiáng)化補(bǔ)充的措施，但我國及許多歐洲國家仍未實(shí)行。美國的食物強(qiáng)化可額外增加138 μg/d的葉酸攝入，從20世紀(jì)90年代末開始普及強(qiáng)化飲食的10年后，一般人群血清和紅細(xì)胞(red blood cell,RBC)葉酸濃度分別增加了2.5倍和1.5倍[21]。在加拿大，一項(xiàng)隊(duì)列研究(n=1533)顯示有87%的婦女葉酸總攝入量大于1.0 mg/d[22]；另外有調(diào)查顯示，在妊娠12～16周以及36周時(shí)，平均RBC葉酸濃度大于2300 nmol/L[23](相當(dāng)于葉酸攝入量2.3 mg/d)。

2.2體內(nèi)代謝過程中過量葉酸的產(chǎn)生天然葉酸和人工合成的葉酸進(jìn)入體內(nèi)后都將被代謝為5-甲基四氫葉酸發(fā)揮生物活性。與天然葉酸不同，合成葉酸必須先通過DHFR還原為四氫葉酸，然后通過亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)將四氫葉酸甲基化為5-甲基四氫葉酸[24]。但與其他哺乳動(dòng)物不同，人類DHFR活性很低，且個(gè)體差異較大[25]。研究顯示在劑量超過200～400 μg時(shí)，葉酸的吸收和生物代謝能力就可到達(dá)飽和[26]。這種代謝過程的局限性導(dǎo)致不能代謝高劑量的葉酸，從而導(dǎo)致循環(huán)中出現(xiàn)未代謝的葉酸。Pfeiffer等[27]發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)制性谷物添加葉酸后，幾乎所有美國兒童和成人的血清樣本中都檢測到UMFA。Bailey等[25]研究顯示每日超過1 mg的葉酸可使血清中UMFA明顯增加，并且增加的UMFA可使肝中DHFR活性受到抑制，進(jìn)一步減弱葉酸代謝和清除能力。

3 過量葉酸對子代的影響

3.1 過量葉酸與自閉癥自閉癥譜系障礙(autism spectrum disorder, ASD)是神經(jīng)發(fā)育障礙中最普遍的一種，我國兒童的患病率約為1.18‰，且近年來呈逐漸上升趨勢。既往研究表明，葉酸作為一碳單位的載體參與基因甲基化過程，適量的葉酸可誘導(dǎo)胚胎神經(jīng)干細(xì)胞增殖，促進(jìn)其向神經(jīng)元分化，并可增強(qiáng)γ-氨基丁酸(A型)β1受體的表達(dá)，促進(jìn)胎兒神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育[28]。多項(xiàng)系統(tǒng)評價(jià)也顯示，孕期補(bǔ)充葉酸可降低子代ASD的患病率。然而也有不一致的觀點(diǎn)，西班牙的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，妊娠期攝入高劑量的葉酸(≥5 mg/d)，其子代精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩的風(fēng)險(xiǎn)增加[29]。Shorter等[30]回顧了近年來的文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，隨著葉酸飲食的強(qiáng)化，自閉癥的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)也相對增加(從2000年的1/250增加到2013年的1/68)。波士頓醫(yī)學(xué)中心的研究發(fā)現(xiàn)，圍生期葉酸補(bǔ)充劑量與子代ASD發(fā)生呈“U形”關(guān)系，即在低劑量和高劑量的葉酸補(bǔ)充后，子代ASD發(fā)病率出現(xiàn)升高，而中等劑量的葉酸則降低了ASD的發(fā)生[31]。Egorova等[32]在最近的研究中發(fā)現(xiàn)ASD病例組中更多的母體血液中檢測到UMFA，推測可能由于ASD患者普遍存在葉酸抗體FRα，該抗體可阻止葉酸轉(zhuǎn)運(yùn)通過血腦屏障，是而造成細(xì)胞中葉酸不足而血液中葉酸水平很高的原因。我們前期的研究發(fā)現(xiàn)，孕期補(bǔ)充過量葉酸改變了子代大腦中ASD相關(guān)基因的表達(dá)，并誘發(fā)了類ASD行為增加[33]。作者分析，葉酸以劑量敏感的方式影響DNA甲基化，但過高劑量的葉酸可能抑制DNA甲基化，需要進(jìn)一步研究來明確其成因?？傊^量或未代謝的葉酸對基因遺傳和神經(jīng)元發(fā)育具有負(fù)面影響，對于孕期過多補(bǔ)充葉酸應(yīng)十分謹(jǐn)慎。

3.2過量葉酸與子代代謝異常印度的一項(xiàng)研究表明，孕期婦女?dāng)z入高劑量葉酸后，較高的紅細(xì)胞葉酸濃度與后代兒童較高的脂肪量和胰島素抵抗增加相關(guān)，葉酸過量導(dǎo)致子代肥胖和2型糖尿病的增加[34]，楊雪等通過動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)[35]，高劑量葉酸通過誘導(dǎo)后代甘油三酯脂酶和脂蛋白脂酶DNA的甲基化水平升高，引起肝甘油三酯脂酶和脂肪脂蛋白脂酶活性降低。Kintaka等[36]研究發(fā)現(xiàn)，給予高劑量葉酸的大鼠后代在口服葡萄糖耐量試驗(yàn)時(shí)血糖升高，其胰島素抵抗與胰島β細(xì)胞質(zhì)量減少，胰島素分泌降低，以及過量葉酸降低子代肝對葡萄糖的利用率有關(guān)。影響可能由于高劑量葉酸降低參與胰島素分泌β細(xì)胞成熟的基因的表達(dá)，例如胰島素表達(dá)和轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子因子Pdx-1和Ins。

3.3過量葉酸與子代過敏性疾病葉酸在重要生物學(xué)機(jī)制中的作用，支持了對胎兒免疫反應(yīng)的潛在影響在生物學(xué)上的合理性。葉酸代謝產(chǎn)生的四氫葉酸是合成S-腺苷甲硫氨酸中作為甲基供體，而S-腺苷甲硫氨酸是DNA甲基化的關(guān)鍵甲基來源。研究發(fā)現(xiàn)DNA甲基化與其它表觀遺傳機(jī)制一起，會影響T輔助細(xì)胞的發(fā)生和調(diào)節(jié)，并可能導(dǎo)致哮喘和過敏性疾病的易感性增加[37]。已有的研究集中在母體產(chǎn)前葉酸攝入量或葉酸水平與兒童呼吸道和特應(yīng)性疾病的發(fā)展的關(guān)系。Dunstan等[38]研究發(fā)現(xiàn)，妊娠晚期服用高劑量葉酸與嬰兒濕疹發(fā)生增加有關(guān)。目前的流行病學(xué)研究中葉酸與子代呼吸系統(tǒng)過敏性疾病關(guān)聯(lián)性并不一致，最近的系統(tǒng)評價(jià)認(rèn)為，妊娠晚期補(bǔ)充高劑量葉酸可能會增加后代發(fā)生哮喘等過敏性疾病的風(fēng)險(xiǎn)[39]。

3.4過量葉酸與子代腫瘤由于葉酸在合成快速分裂的細(xì)胞中用于DNA合成的核苷酸的作用；以及通過抑制葉酸化學(xué)治療藥物(甲氨蝶呤，培美曲塞和5-氟尿嘧啶等)已成功用于治療多種類型的腫瘤。因此有人擔(dān)心，通過增加核苷酸合成來促進(jìn)細(xì)胞增殖，過量的葉酸可以增加腫瘤的發(fā)生并加快腫瘤生長[40]。Ly等[41]研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠和哺乳期間暴露于高水平的葉酸(5 mg/kg飲食)可能會增加大鼠后代乳腺腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)，這種作用可能部分由于改變DNA甲基化和DNA甲基轉(zhuǎn)移酶活性介導(dǎo)。但需要注意的是，這種促進(jìn)作用表現(xiàn)為增加后代對化學(xué)誘導(dǎo)的乳腺癌致癌作用的敏感性[41]；因?yàn)樵谑褂孟嗤邉┝康娜~酸后，子代自發(fā)性乳腺癌發(fā)生率出現(xiàn)下降[42]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，孕期減少葉酸攝入可降低子代小鼠成髓細(xì)胞瘤的發(fā)病率[43]。人類資料中并未發(fā)現(xiàn)這種消極作用，反而發(fā)現(xiàn)葉酸補(bǔ)充可能減少子代腦癌、淋巴細(xì)胞白血病等發(fā)病率[44-45]。然而，這些研究并未很好的分析葉酸攝入量與兒童腫瘤之間的相關(guān)性。孕期過量攝入葉酸與子代腫瘤的關(guān)聯(lián)，需要更多的臨床研究來驗(yàn)證。

3.5過量葉酸與子代癲癇葉酸及其相關(guān)化合物都是基于L-谷氨酸共軛的蝶酸結(jié)構(gòu)。而谷氨酸是大腦中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，葉酸本身已被證明具有興奮作用[46]。由于早在孕期中期，海馬中就存在谷氨酸能突觸[47]；并且神經(jīng)元活性與突觸發(fā)育之間存在緊密聯(lián)系，因此在子代神經(jīng)元發(fā)育過程中，葉酸的持續(xù)存在可能會改變正常神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的平衡。Girotto等[48]的一項(xiàng)動(dòng)物研究顯示，過量補(bǔ)充葉酸增加后代突觸傳遞的物質(zhì)密度，癲癇發(fā)作的閾值降低了42%。因此推斷，過量的葉酸可能增加子代癲癇發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié) 語

葉酸對于正常的代謝，繁殖和發(fā)育過程是必不可少的，適當(dāng)補(bǔ)充葉酸可預(yù)防NTD，降低心臟缺陷、唇腭裂等先天性畸形發(fā)生。然而，長期過量攝入葉酸后，其吸收和代謝達(dá)到飽和而在體內(nèi)蓄積，由此可能增加子代肥胖、2型糖尿病、過敏性疾病、自閉癥、癲癇甚至腫瘤疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。 因此，應(yīng)就葉酸攝入的合理時(shí)間和劑量，以及過量補(bǔ)充引起不良妊娠的機(jī)制等作進(jìn)一步研究；對于特殊人群，可通過代謝基因檢查和血藥濃度監(jiān)測等手段，實(shí)現(xiàn)葉酸補(bǔ)充的精準(zhǔn)化。