孕期吸烟暴露和母婴CYP1A1、GST基因多态性与出生缺陷儿相关研究

发布时间：2019-04-04 18:58

【摘要】：1.研究背景和目的 1.1研究背景降低出生缺陷儿的发生率不但关系着家庭的幸福,也与国家的富强、民族的兴旺密切相关。吸烟可导致胎儿先天畸形发生率升高已得到公认。香烟烟雾中含有大量有毒物质,目前已鉴定出4000余种,有毒物质被母体吸入后,可通过胎盘屏障直接毒害胚胎、胎儿,或通过损伤子宫胎盘结构进而间接影响胚胎发育。美国在50个州进行的一项较大规模的病例对照研究发现母亲孕期吸烟与子代唇/腭裂呈剂量效应关系。Woods和Raju的研究发现母亲孕期吸烟与低出生体重和心血管畸形关联,与其它类型出生缺陷无关。Sham等从加利福尼亚州2003～2005年储存的超过180000份孕中期母血标本中,选择分娩口面裂畸形儿的89例孕妇为研究组,随机选择409例分娩正常胎儿的孕妇为对照组,以孕妇血清cotinine(可的宁,尼古丁的代谢产物)≥2ng/ml定义为吸烟暴露,发现：在校正了种族、孕妇年龄和血清叶酸水平后,暴露在吸烟环境中的孕妇分娩口面裂畸形胎儿的风险是2.4倍。国内吴云等回顾性分析1560例进行产前超声检查的孕妇的基本资料,其中胎儿畸形组孕妇459例,对照组孕妇1101例,发现孕期被动吸烟史是发生胎儿畸形的危险因素。我国是世界上烟草生产消费量最大的国家,跟据世界卫生组织资料,目前全球约有13亿烟民,其中中国就有3.5亿烟民。一项随机抽取四川省8所区县级妇幼保健院共计1181名非吸烟孕妇的调查研究发现：75.1%的孕妇遭受被动吸烟,农村孕妇被动吸烟暴露率稍高于城市。值得注意的是：被动吸烟者吸入的主要是侧流烟雾,与主流烟雾相比,侧流烟雾由于燃烧不全,所含的致癌物水平更高,被动吸烟者所受的烟草危害比主动吸烟者更加严重。可的宁是人体吸入环境烟草烟雾(environmental tobacco smoke, ETS)中尼古丁的主要代谢产物,它的半衰期较长,而且受饮食因素影响较小,可以作为吸烟环境影响的生物标记物,是判断ETS吸入量比较客观的指标。国外研究吸烟暴露对妊娠的影响多以可的宁为指标进行客观评价。另外我们知道,孕期吸烟暴露仅其中一部分个体发生胎儿先天畸形,这主要是由于机体对外源性有毒物质的反应是由环境暴露水平和遗传特征共同决定的。现有的研究表明：一些有毒物质的活性在不同个体中差异可达数十倍,个体对毒性物质的活化和解毒能力的不同使毒性物质对机体的损伤效应也有极大的差异性,代谢酶的基因型多态性是个体对毒物损伤的遗传易感性基础。香烟烟雾作为外源性化学物,进入人体后可经Ⅰ相代谢酶将其活化成对人体有毒性的中间体,然后再Ⅱ相代谢酶将其催化成亲水物质排出体外。外源性化学物对机体的影响结果很大程度上取决于这两类酶的活性和彼此的平衡。代谢酶的基因存在多态性,基因多态性可导致其表达产物往往具有不同的生物学活性,引起个体对疾病易感性的差异。细胞色素P450(Cytochrome P450, CYP450)是人体内最主要的Ⅰ相代谢酶,CYP1A1是CYP450家族的一个成员,由定位于15号染色体的CYP1A1基因编码,CYP1A1基因具有遗传多态性,突变型基因表达的CYP1A1酶活性是正常表达的数倍。谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferase, GST)是人体内最重要的Ⅱ相代谢酶,GSTT1是GST家族中的一种,携带缺失型基因(GSTT1null)的个体不能表达GSTT1, GSTM1与GSTT1互为同工酶,因此缺乏Ⅱ相代谢酶,难以有效代谢体内中间毒性代谢产物,提高了对毒性的易感性。据此,近年来国外学者开展了一些有关CYPlA1和GSTT1基因多态性与胎儿先天性畸形关系的研究。Van Rooij研究发现：当母亲吸烟且GSTT1缺失型时子代发生唇腭裂的危险性增加,当母亲吸烟且母亲及婴儿均为GSTT1缺失型时发生唇腭裂的可能性更大。国内也有研究证实携带CYPlA1突变型和GSTT1缺失型的吸烟者对DNA损伤敏感,但绝大多数都是集中在非妊娠人群；针对妊娠个体,仅有一少部分学者就母胎CYP1A1和GSTT1基因多态性与早产易感性进行了相关研究,国内有关孕妇吸烟暴露、母婴代谢酶基因多态性与胎儿先天性畸形的相关性研究更为稀少。Rebbeck研究发现,GSTT1基因存在人种的差异,GSTT1缺失型基因在欧洲人是12～20%,而在亚洲人群中为65%。这就提示我们不能照搬西方的研究结论,有必要在中国人群中研究孕妇吸烟暴露—母婴代谢基因多态性与胎儿先天畸形发生的相关性。 1.2研究目的本研究回顾性分析深圳市近三年出生缺陷监测资料,了解深圳市近三年出生缺陷的发生情况,分析影响因素,提出预防措施；同时检测孕期有被动吸烟暴露史的孕妇血清可的宁含量和母婴CYP1A1、GSTT1及GSTM1代谢酶基因多态性,分析孕妇血清可的宁含量与胎儿先天畸形的关系、母亲基因、胎儿基因对胎儿先天畸形发生的交互作用,制定出筛查策略(如测定母血清可的宁含量和检测母亲及胎儿CYPlA1、GSTT1及GSTM1基因多态性)应用于临床以筛查出孕期吸烟暴露发生胎儿先天畸形高危孕妇。研究结果有望为吸烟暴露孕妇进行优生咨询和产前诊断提供依据,对促进优生优育和提高人口素质有重要意义。 2.材料方法 2.1研究对象收集2010年1月1日～2012年12月31日深圳市围产儿出生缺陷监测资料进行回顾性分析,并选取2012年11月～2013年11月在深圳市妇幼保健院引产或分娩的孕妇246例及其中的229例胎儿,先天畸形儿及其母亲为病例组,其中母体病例组49例,胎儿病例组41例,同期计划外妊娠需引产或分娩的正常胎儿及其母亲为对照组,其中母体对照组197例,胎儿对照组188例。两组孕妇的年龄、孕周相比较,差异均无统计学意义(P0.05),具有可比性。 2.2实验方法 (1)对深圳市近三年围产儿数、出生缺陷儿数、出生缺陷类型、出生缺陷儿性别以及孕妇的年龄、民族、孕产次、文化程度等一般情况等资料进行统计学分析。 (2)在引产或分娩时采集所有有被动吸烟暴露史的先天畸形儿组孕妇和正常对照胎儿组孕妇肘静脉血6m1,其中3m1血注入干燥管,待其自然凝固30min后,以3000转／分离心10分钟后分离血清,-80℃冰箱保存,以待检测血清可的宁含量；另3m1静脉血采用EDTA抗凝,-80℃冰箱保存,以待检测CYPIA1、 GSTT1和GSTM1基因多态性。对入选病例组和对照组的研究对象,在畸胎引产或分娩时采集及羊水3m1,注入BD管内,-80℃冰箱保存,以待检测CYPlA1、 GSTT1和GSTM1基因多态性。 (3)应用ELISA方法测定母亲血清可的宁含量,读取OD值,根据标准品0D值绘制出标准曲线,在标准曲线上查找各研究对象对应的浓度值。 (4)采用PCR测序技术检测检测病例组和对照组母婴CYPlA1基因MSPI位点多态性,采用多重PCR技术检测GSTT1、GSTM1的基因型 (5)采用SPSS13.0软件进行统计学数据分析,用x2检验检测病例组与对照组基因型频率的分布情况,用分层分析的方法分析各基因型之间的交互作用；用Logistic回归分析法计算0R值和95%CI,表示它们之间关联强度,以P0.05为差异有统计学意义。 3.结果 3.12010年～2012年,深圳市围产儿总数564647例,出生缺陷儿9221例,三年间平均出生缺陷发生率为16.33‰,其中发生最多的是先天性心脏病,发生率为6.52‰,对围产儿出生缺陷有影响的因素有胎儿性别、孕妇户籍类型、孕妇年龄、孕期有吸烟、饮酒不良暴露史,而孕妇的孕产史、文化程度和民族情况对新生儿的出生缺陷发生无明显影响。 3.2先天性畸形儿组母血清可的宁水平为(374.51±24.78)ng/ml,正常围产儿组母血清可的宁水平为(45.01±8.08)ng/ml,对两组数据进行统计学分析,发现差异有统计学意义(P0.05)。孕期有被动吸烟暴露史的孕妇血清可的宁的ROC曲线特征显示,血清可的宁含量对胎儿先天畸形有一定的诊断价值,当截断值为150.00ng/ml时,敏感度是83.7%,特异度是90.9%。 3.3在所调查的246例母亲中,CYP1A1突变型基因频率为19.1%,非突变型(即杂合型、野生纯合型)为80.9%；GSTT1的缺失基因型频率为37.4%,非缺失型为62.6%；GSTM1的缺失基因型频率为53.3%,非缺失型为46.7%；229例胎儿中CYP1A1突变型基因频率为18.8%,非突变型(即杂合型、野生纯合型)为81.2%; GSTT1的缺失基因型频率为34.1%,非缺失型为65.9%;GSTM1的缺失基因型频率51.5%,非缺失型为48.5%。母亲和胎儿的GSTT1缺失型与非缺失型以及GSTM1与GSTT1联合基因型的分布在病例组和对照组中差异均有统计学意义(P0.05),其他基因型的表达均未见与先天畸形儿的发生有关。 4.结论 4.12010年～2012年我市围产儿出生缺陷率总体呈现上升趋势,其中先天性心脏病占据首位,影响围产儿出生缺陷发生的因素包括：围产儿性别、孕妇户籍类型、孕妇年龄、孕期吸烟与饮酒的暴露；而孕妇的孕产次、文化程度和民族情况与围产儿的出生缺陷发生无明显相关性。 4.2孕期被动吸烟暴露与胎儿先天畸形的发生有关。孕期有被动吸烟暴露史的孕妇血清可的宁的ROC曲线特征显示,血清可的宁含量对胎儿先天畸形有一定的诊断价值,当截断值为150.00ng/ml时,敏感度是83.7%,特异度是90.9%。可见孕妇血清可的宁含量对于诊断胎儿先天畸形的敏感度特异度都比较高,提示孕妇血清可的宁可作为筛查胎儿先天畸形的检测手段。 4.3母体及其胎儿体内GSTT1缺失型、GSTM1基因缺失型与GSTT1基因缺失型联合基因型的分布均与先天畸形儿发生有关,其中GSTM1与GSTT1联合基因型的分布与先天畸形儿发生危险性更大,GSTT1基因缺失型、GSTM1基因缺失型与GSTT1基因缺失型联合基因型的分布是先天畸形儿易感基因。
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【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R715.3

【参考文献】