唐瑞怡，郁琦

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，北京協(xié)和醫(yī)院婦產(chǎn)科 國家婦產(chǎn)疾病臨床研究中心,北京 100730)

脆性X智力障礙1號基因(fragile X mental retardation 1，F(xiàn)MR1)突變可導(dǎo)致嚴重智力障礙性疾病——脆性X綜合征(fragile X syndrome，F(xiàn)XS)，前突變女性可能生育FXS患兒，及早篩查發(fā)現(xiàn)FMR1基因前突變可避免出生缺陷的發(fā)生，因此有必要對高風(fēng)險育齡期女性進行FMR1基因篩查。卵巢儲備功能下降是一個連續(xù)、漸進的過程，卵巢的卵泡逐漸耗竭最終發(fā)展至早發(fā)性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency，POI)。POI是指40歲前卵巢功能衰退，以閉經(jīng)、促性腺激素水平升高、雌激素水平波動性下降為典型征象[1]。POI的終末階段是卵巢早衰。研究表明，F(xiàn)MR1基因前突變與POI明確相關(guān)[2-3]，女性FMR1前突變攜帶者發(fā)生的POI可診斷為脆性X相關(guān)的POI(fragile-X-associated premature ovarian insufficiency，F(xiàn)XPOI)。近年已有中國人群中FXPOI發(fā)生率的報道，前突變在我國POI女性中的發(fā)生率是否高于健康人群還存在一定爭議[4]。有學(xué)者將女性生育力已下降、卵巢儲備已降低但尚未達到POI的階段稱為卵巢儲備功能減退(diminished ovarian reserve，DOR)，也稱隱匿性POI。Man等[5]提出，排除其他已知原因，攜帶FMR1前突變的女性，月經(jīng)尚規(guī)律、年齡<40歲的DOR可診斷為脆性X相關(guān)的卵巢儲備功能下降。DOR與FMR1的相關(guān)性目前仍存在爭議。另外，F(xiàn)MR1基因與整個卵巢功能衰退過程及相關(guān)評價指標(biāo)的相關(guān)性以及該基因造成卵巢功能下降的機制也受到廣泛關(guān)注?，F(xiàn)對FMR1基因與卵巢功能下降的相關(guān)性研究進展予以綜述。

1 FMR1基因及CGG重復(fù)序列

FMR1基因位于X染色體長臂(Xq27.3)，長38 kb，包含17個外顯子。FMR1基因上游5′端非編碼區(qū)存在一段CGG三核苷酸重復(fù)序列，在母胎遺傳中發(fā)生不穩(wěn)定的擴增，美國醫(yī)學(xué)與遺傳學(xué)會按照CGG重復(fù)擴增次數(shù)將其分為4類[6]：①正常，(CGG)n為5～44；②中間區(qū)又稱灰區(qū)，(CGG)n為45～54；③前突變，(CGG)n為55～199；④全突變，(CGG)n≥200。

FMR1基因表達產(chǎn)物脆性X智力障礙蛋白(fragile X mental retardation protein，F(xiàn)MRP)主要表達于大腦、卵巢和睪丸組織，在神經(jīng)突觸的形成和大腦發(fā)育中起關(guān)鍵作用。FMR1全突變導(dǎo)致FXS，發(fā)病率高達1/4 000，是遺傳性智力缺陷的常見原因，發(fā)生率僅次于唐氏綜合征[7]；患者表現(xiàn)為重度智力障礙，但生殖功能正常。全突變產(chǎn)生于前突變，前突變攜帶者的(CGG)n在母嬰遺傳的減數(shù)分裂過程中呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，前突變攜帶者的下一代(CGG)n繼續(xù)增加，可出現(xiàn)全突變[8]。而中間區(qū)雖然相對穩(wěn)定，但部分攜帶者的下一代可能擴增為前突變，并在隨后的兩三代出現(xiàn)全突變[9]。前突變攜帶者無FXS表現(xiàn)，但其本身可能出現(xiàn)一些特殊的臨床癥狀，如脆性X相關(guān)震顫/共濟失調(diào)綜合征、FXPOI以及脆性X相關(guān)的卵巢儲備功能下降。

研究證實，(CGG)n的分布存在人種差異，西方國家的全突變率、前突變及中間型的攜帶率均顯著高于亞洲人群[10]，Genereux和Laird[11]將亞洲人群和非亞洲人群的FMR1 CGG重復(fù)分布情況進行對比發(fā)現(xiàn)，兩者的分布曲線相似，但亞洲人群的曲線左移，且(CGG)n≤25的比例更低[12]。美國的研究結(jié)果顯示，無智力障礙家族史的美國女性FMR1前突變攜帶率為1/382～1/113，中間型攜帶率為1/66[6]。以色列、芬蘭、西班牙、加拿大篩查得到的女性前突變攜帶率分別為1/157～1/73[13]、1/220～1/83[14]、1/251[15]、1/549～1/259[16]。然而，調(diào)查顯示亞洲女性的前突變攜帶率遠低于西方國家，日本一項研究篩查了370名女性，未發(fā)現(xiàn)前突變攜帶者[17]；韓國女性的攜帶率為1/781[18]，我國香港為1/1 325[19]，我國臺灣為1/1 955～1/579[20-21]。我國一項對北方育齡期女性調(diào)查的前突變攜帶率為1/410，其中有流產(chǎn)史的女性攜帶率相對更高(1/320)[22]。與西方人群FMR1基因CGG重復(fù)分布不同，亞洲人群往往在(CGG)n為36～38時形成一個二級峰[23]。

2 FMR1基因與卵巢功能下降性疾病

2.1FMR1基因與POI FMR1基因前突變與POI的相關(guān)性研究較多，有數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)MR1前突變可顯著增加POI風(fēng)險，20%～30%的女性FMR1前突變攜帶者出現(xiàn)FXPOI[5,24]。一項來自土耳其的研究顯示，攜帶有前突變的絕經(jīng)后女性中FXPOI高達43.6%[25]。POI患者中FMR1前突變攜帶者的比例也高于健康人群：一項納入18項研究共3 394例POI患者和8 461名對照的Meta分析顯示，POI與FMR1基因前突變顯著相關(guān)(OR=8.13，95%CI4.35～15.19，P<0.001)[26]。Tosh等[27]的Meta分析證實，與對照組相比，POI女性的前突變率顯著升高(OR=5.41，95%CI2.53～11.61，P<0.001)，但進一步將西方國家人群與亞洲人群進行亞組分析發(fā)現(xiàn)，在西方國家人群中兩者仍存在顯著相關(guān)性，但亞洲人群FMR1前突變可能不增加POI易感性。伊朗的一項病例對照研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)MR1基因CGG變化與伊朗女性POI無關(guān)[28]。因此，F(xiàn)MR1前突變是亞洲女性POI的病因尚存在爭議。

POI患者中FMR1前突變攜帶率存在人種差異。西方國家報道，散發(fā)性及家族性POI患者中FMR1前突變攜帶率分別為2%～6%和11%～14%，而對照組女性中前突變發(fā)生率約為0.4%[5,29]。中國女性POI患者前突變攜帶率低于西方國家，我國相關(guān)研究分別納入117、122、124和379例POI患者，前突變攜帶率分別為0.9%[4]、0.8%[30]、1.6%[23]和0.5%[31]；另有國內(nèi)研究納入70例POI患者，其中2例存在前突變[32]。綜上所述，中國POI患者前突變頻率約為0.99%(8/812)，低于西方國家，但仍高于我國健康育齡期女性。

CGG重復(fù)次數(shù)與FXPOI發(fā)生率有一定相關(guān)性，前突變攜帶者(CGG)n處于中等范圍(80～100)時FXPOI發(fā)生風(fēng)險最高[33]；(CGG)n為55～99，發(fā)生風(fēng)險隨著重復(fù)次數(shù)增加而升高，(CGG)n>100處于平臺期甚至開始下降[34]。端粒長度被認為是生物年齡的標(biāo)記之一，研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)XPOI女性的端粒長度短于年齡匹配的健康女性，提示其可能“生理年齡更大”[35]。

中間區(qū)甚至正常范圍內(nèi)的(CGG)n與POI的相關(guān)性也是研究熱點，多數(shù)納入較大樣本量的研究認為(CGG)n與POI無關(guān)[26,36-37]。一項納入18項研究的Meta分析發(fā)現(xiàn)，中間區(qū)(CGG)n與POI無顯著相關(guān)性[26]。西班牙的一項大樣本研究納入了1 142例POI患者和1 385名對照，兩組中間區(qū)(CGG)n的發(fā)生率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義[9]。Bennett等[36]入組366例POI女性，發(fā)現(xiàn)FMR1 (CGG)n為35～54或41～59的發(fā)生率與對照人群比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。多項研究對數(shù)千名研究對象的FMR1基因進行分析均未發(fā)現(xiàn)正常高值及中間區(qū)的(CGG)n與POI及早絕經(jīng)(即40～45歲)的關(guān)聯(lián)，認為該范圍內(nèi)的(CGG)n與自然絕經(jīng)年齡無關(guān)[38-40]。對中國[4]和印度[27]POI患者的分析認為中間區(qū)(CGG)n與POI無關(guān)。然而有少數(shù)研究認為POI女性(CGG)n處于正常高值或中間區(qū)范圍的比例高于一般人群：一項意大利的研究納入190例POI患者及200例對照組，發(fā)現(xiàn)POI組(CGG)n為41～58的比例更高(OR=4.8，95%CI1.7～7.7，P=0.02)[41]；一項加拿大的研究納入53例POI女性與182例對照，發(fā)現(xiàn)POI組(CGG)n為35～54的比例更高(OR=2.4，95%CI1.2～5.9，P=0.01)[42]。

Gleicher等[43]定義了在同一個體中，F(xiàn)MR1的兩個等位基因(CGG)n相對少者為等位基因1，相對多者為等位基因2，兩者的異常均可能與卵巢功能下降相關(guān)。多數(shù)研究重點分析等位基因2與POI的關(guān)系，我國有學(xué)者關(guān)注了等位基因1，并認為等位基因1的(CGG)n<26或>28可能與POI風(fēng)險增加有關(guān)[30]。

2.2FMR1基因與DOR 女性卵巢功能下降是一個連續(xù)的過程，患者在進展為POI前可能出現(xiàn)月經(jīng)不規(guī)律、生育力下降、激素水平波動等一系列DOR表現(xiàn)。一項Meta分析對前突變與DOR的相關(guān)研究進行總結(jié)，共納入975例DOR患者和1 749例對照，結(jié)果顯示前突變與DOR顯著相關(guān)(OR=14.87，95%CI5.20～42.52，P<0.001)；但中間區(qū)與DOR無明顯相關(guān)性(OR=0.98，95%CI0.65～1.47，P=0.93)[26]。

關(guān)于FMR1基因中間區(qū)及正常范圍的(CGG)n與DOR的關(guān)系尚無一致結(jié)論。部分研究認為兩者無相關(guān)性，Schufreider等[44]回顧性分析1 287例(CGG)n<54的不孕女性，其中DOR患者454例，認為(CGG)n與DOR無關(guān)；調(diào)整年齡及人種因素后，兩者之間仍無相關(guān)性。Pastore等[12]研究發(fā)現(xiàn)，高加索人DOR組FMR1基因等位基因1的(CGG)n小于對照組，但這種差異在亞洲人群中不明顯；而等位基因2在不同人種以及DOR組和對照組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Eslami等[37]研究認為，中間區(qū)(CGG)n不是POI和DOR的高危因素。

然而，部分研究認為DOR與FMR1基因一些特定范圍的CGG重復(fù)次數(shù)有關(guān)，兩項小樣本研究認為(CGG)n為35～44可能與DOR相關(guān)，DOR患者(CGG)n為35～44的比例高于對照組[45-46]。其中一項納入了65例DOR患者的研究發(fā)現(xiàn)14.5%的DOR患者(CGG)n為35～44，而564名對照女性中(CGG)n為35～44的比例僅為3.9%[45]；另一項法國的研究納入27例DOR女性，(CGG)n為35～44的比例為16.7%[46]。Barasoain等[47]研究發(fā)現(xiàn)，DOR組與對照組(CGG)n≥35的比例分別為13.6%和3.1%(P<0.05)。還有研究發(fā)現(xiàn)，(CGG)n<26[48-49]、<28[43]、45～54[50]以及>40[46]也可能與DOR有關(guān)。一項來自約旦的研究發(fā)現(xiàn)，DOR患者的CGG中位數(shù)小于健康對照組，且DOR組(CGG)n<26的比例是健康對照組的2倍[49]。

3 FMR1基因與卵巢儲備功能評價指標(biāo)

早卵泡期促卵泡激素(follicle stimulating hormone，F(xiàn)SH)、竇卵泡計數(shù)(antral follicle count，AFC)以及抗米勒管激素(anti-Müllerian hormone，AMH)均是常用的評估卵巢儲備功能指標(biāo)，這些生化指標(biāo)在前突變攜帶者中可能呈現(xiàn)特異性變化，如AMH水平下降，早卵泡期FSH水平顯著高于年齡匹配的健康人群[34]。即使未診斷為POI，也有部分前突變攜帶者出現(xiàn)月經(jīng)紊亂、生育力下降以及潮熱癥狀等[51]。進一步分析發(fā)現(xiàn)，與(CGG)n<70和>90相比，(CGG)n為70～90者AMH和AFC最低[52]。

FMR1基因CGG處于正常及中間區(qū)范圍時與卵巢功能評價指標(biāo)的相關(guān)性尚存在爭議，部分研究認為呈負相關(guān)，Gleicher等[53]納入40歲以下的不孕患者，發(fā)現(xiàn)(CGG)n為35～50者AMH水平低于(CGG)n<35的患者。一項韓國的研究選取(CGG)n<55的197例不育女性作為研究對象，發(fā)現(xiàn)35歲后患者的AMH隨著CGG重復(fù)次數(shù)的增加而下降[54]。Pastore等[55]觀察了79例DOR女性AMH的變化發(fā)現(xiàn)，與(CGG)n<35的患者相比，(CGG)n≥35者AMH隨年齡增長而顯著下降。然而，部分研究結(jié)果認為正常范圍及中間區(qū)的(CGG)n與卵巢儲備功能指標(biāo)無相關(guān)性，Kline等[56]認為(CGG)n為35～54與FSH、AMH均無關(guān)。Schufreider等[44]對(CGG)n為35～54的1 287例不孕女性進行分析，調(diào)整年齡因素后發(fā)現(xiàn)，(CGG)n與FSH、AMH以及AFC均無相關(guān)性；但年齡>44歲的患者(CGG)n增加與AMH下降相關(guān)。Batiha等[49]和De Geyter等[57]研究發(fā)現(xiàn)，(CGG)n與卵巢儲備的評估參數(shù)FSH、AMH、AFC、抑制素B均無相關(guān)性。

體外受精胚胎移植的成功率與女性卵巢儲備有一定相關(guān)性，F(xiàn)MR1基因可能通過影響卵巢儲備功能間接影響體外受精的結(jié)局。有研究發(fā)現(xiàn)，全突變女性的卵巢反應(yīng)正常，而前突變攜帶者的獲卵數(shù)及雌激素水平均較低，但目前還未發(fā)現(xiàn)(CGG)n與卵巢反應(yīng)之間的確切關(guān)系[58]。一項Meta分析顯示，前突變攜帶者的體外受精獲卵率下降，但正常范圍的(CGG)n(<45)與體外受精妊娠率無關(guān)[59]。

4 FMR1前突變造成卵巢功能下降的機制

FMR1前突變造成FXPOI已有一些機制方面的研究[60]，目前認為與脆性X相關(guān)震顫/共濟失調(diào)綜合征機制相似，主要與mRNA毒性有關(guān)：前突變攜帶者FMRP水平正常或稍有下降，但FMR1 mRNA表達水平升高，是正常情況下的2～8倍[61]。高濃度mRNA干擾卵泡發(fā)育，對顆粒細胞呈現(xiàn)毒性作用，造成細胞損傷甚至死亡，加速卵泡閉鎖和凋亡[62]。線粒體功能障礙可能也參與該過程，Conca Dioguardi等[63]研究發(fā)現(xiàn)，前突變小鼠模型線粒體功能異常；線粒體功能異?？蛇M一步造成碳水化合物、氨基酸及其衍生物、生物胺、脂肪酸等的代謝變化[64]。研究發(fā)現(xiàn)，不同(CGG)n不僅影響RNA水平，還可能影響不同RNA亞型的比例，從而調(diào)節(jié)FMRP的轉(zhuǎn)錄和(或)亞細胞定位，影響酶活性及激素受體，最終影響卵巢功能[65]。

研究表明，哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號通路與FXPOI有關(guān)，前突變動物模型表現(xiàn)出mTOR蛋白表達水平升高但磷酸化的mTOR水平下降[66]，低表達和高表達的mTOR均可能造成卵巢功能紊亂[67]。研究表明，人類顆粒細胞模型系統(tǒng)中，F(xiàn)MR1/FMRP的表達調(diào)控與蛋白激酶B/mTOR信號通路之間存在潛在調(diào)控關(guān)系[68]。

另一種可能的機制與含多聚甘氨酸蛋白的生成相關(guān)。Todd等[69]研究發(fā)現(xiàn)CGG重復(fù)觸發(fā)了一種含多聚甘氨酸蛋白FMRpolyG的重復(fù)相關(guān)的非起始密碼子啟動翻譯。在果蠅、細胞培養(yǎng)、小鼠模型和脆性X相關(guān)震顫/共濟失調(diào)綜合征患者的大腦中，F(xiàn)MRpolyG積累在泛素化陽性包涵體中，前突變女性攜帶者的卵巢間質(zhì)細胞及壁顆粒細胞中也發(fā)現(xiàn)了包涵體[70-71]。

還有研究關(guān)注了長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)在該過程中的作用。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)了新的lncRNA，即FMR4、FMR5和FMR6，靶向FMR1基因位點[72-73]。FMR4表達與FMR1相似，在FXS患者的腦組織中下調(diào)，在前突變攜帶者中上調(diào)；FMR6調(diào)節(jié)FMR1信使RNA的穩(wěn)定性、剪切、亞細胞定位和翻譯效率[72]。Elizur等[74]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)MR1信使RNA和FMR6 lncRNA在前突變攜帶者的顆粒細胞中呈非線性升高，在(CGG)為80～120時最高，認為FXPOI的發(fā)生與FMR1信使RNA和FMR6 lncRNA的升高相關(guān)。此外，基因的動態(tài)表達和組蛋白修飾在FMR1基因調(diào)控中也發(fā)揮作用，提示表觀遺傳調(diào)控可能影響卵巢功能[75]。

5 小 結(jié)

FMR1基因(CGG)n與卵巢功能的相關(guān)性是近年來的研究熱點，相關(guān)研究主要集中于西方人群，其結(jié)果均支持FMR1前突變顯著增加POI的發(fā)病率。美國婦產(chǎn)科學(xué)會指南推薦對有不明原因智力障礙、FXS家族史、POI家族史的女性或不明原因的40歲前出現(xiàn)卵巢功能衰退的女性患者篩查FMR1基因[76]。FMR1基因(CGG)n及卵巢衰老過程均存在明顯的人種差異，研究發(fā)現(xiàn)我國女性前突變發(fā)生率低于西方國家，但我國POI女性中前突變攜帶率仍高于健康女性。FMR1基因與DOR的關(guān)系尚未得出一致結(jié)論。

考慮到脆性X相關(guān)性疾病的危害性，產(chǎn)前篩查是防止FXS患兒出生的主要手段，即使前突變在卵巢功能衰退的女性中發(fā)生率較低，但仍高于正常人群。由于FMR1檢測對遺傳咨詢、產(chǎn)前診斷和降低出生缺陷有重要意義，有必要對中國卵巢功能衰退的女性開展篩查，對前突變女性予以生育指導(dǎo)，可考慮盡快完成生育計劃或采用保留生育功能的措施。