基于DNA甲基化研究OCM基因多态性与丙戊酸致畸易感性的关系

For some women with epilepsy, taking valproate during pregnancy will increase the risk of congenital malformations. Researches indicate that the teratogenic effect of valproate has genetic susceptibility, but till now the susceptibility mechanism is still unknown. DNA hypomethylation has been found to be associated with congenital malformations, while the progress of DNA methylation is mediated by one-carbon metabolism related gene polymorphisms.It has been observed in our research that the effects of valproate monotherapy on one-carbon metabolism may induce specific regions of DNA hypomethylation, but whether the gene-drug interation will exacerbate the effect on DNA methylation and increase the risk of congenital malformations is still unknown. In our preliminary study, the MTHFR C677T which is a key enzyme in one-carbon metabolism influenced the one-carbon metabolism in valproate-treated patients with epilepsy. We hypothesize that one-carbon metabolism related gene polymorphisms affect gene-specific DNA methylation in valproate-treated patients with epilepsy, and it may be the predisposing factor of valproate related malformation. We will verify our scientific hypotheses at the gene knock-out animals and clinical patients levels using chemiluminescent immunoassay, high-performance liquid chromatographic technique and Sequenom MassARRAY platform. Our research will provide reasonable suggestion for women with epilepsy of child-bearing age when they select valproate treatment.

妊娠期服用丙戊酸（VPA）会增加女性癫痫患者胎儿畸形风险，研究发现VPA致畸存在易感性，但易感基因及机制至今不详。一碳单位代谢（OCM）基因多态性可影响DNA甲基化过程，而DNA甲基化水平降低被发现与先天性畸形发生相关。我们研究显示，VPA干扰OCM引起DNA甲基化水平下降，但药物-基因相互作用是否会加大对DNA甲基化的影响，增加畸形风险尚不清楚。在预实验中，我们发现OCM关键酶之一亚甲基四氢叶酸还原酶C677T位点可影响VPA单药治疗癫痫患者体内OCM。我们推测OCM基因多态位点影响VPA治疗患者DNA甲基化水平，OCM基因多态位点可能是VPA致畸的易感性来源。本项目将基于DNA甲基化，从基因敲除动物模型和临床病例两个层面，应用化学发光免疫技术、反向液相色谱技术、Sequenom MassARRAY质谱分析技术，证明我们的假说。此研究将为育龄期女性癫痫患者合理使用VPA提供理论指导。

全球癫痫患者占总体人群0.4-1%，长期药物治疗是控制癫痫发作最基础、有效的治疗手段。其中大部分育龄期癫痫女性在有计划或非计划怀孕后，为了减少发作对母体及胎儿的影响，需要继续服用抗癫痫药物，而妊期服用丙戊酸的女性，其胎儿先天性畸形发生风险是普通人群的2-16倍。在多种胎儿主要先天性畸形中，丙戊酸相关胎儿神经管畸形发生率为1-2%，其中开放性脊柱裂发生率甚至为普通人群的10-20倍 。但是有研究发现服用丙戊酸的癫痫育龄期女性患者，为降低胎儿致畸风险，在孕早期停用丙戊酸或者换用其他抗癫痫药物后，出现全面强直阵挛发作风险比继续接受丙戊酸治疗的患者约高一倍。妊娠期间出现大发作可造成母体外伤、胎儿缺氧等危害，甚至威胁母体及胎儿生命安全。丙戊酸有较高的致畸风险，但是却是目前已知最高效的广谱抗癫痫药物之一，因此进一步探讨丙戊酸致畸的可能机制，对于识别妊VPA相关胎儿严重畸形高危女性患者并给予适当干预，就显得尤为重要。本课题组入选就诊前6个月内无用抗癫痫药物或者使用单药（丙戊酸、奥卡西平、拉莫三嗪、左乙拉西坦）治疗六个月以上的癫痫患者，检测患者血叶酸、同型半胱氨酸、维生素B12、SAM、SAH水平，测定血细胞OCM代谢酶相关基因多态性以及定量分析LINE-1区域和MTHFR扩增子区域甲基化水平。结果发现丙戊酸钠、MTHFR rs1801133 TT型、FOLR1 rs2071010 AA型以及TCN2 rs1801198 CC型是Hcy水平升高的危险因素； GCPII rs202676 AA型、DNMT3b rs6141813 AG型、FOLR1 rs2071010 GG型以及SLC19A1 rs914238 CT型更容易出现SAM水平低； 同时SLC19A1 rs914238 CT型也是高SAH水平以及低甲基化指数（MI; SAM/SAH）的危险因素；VPA组较LTG组、OXC组以及无用药对照组有较低的MI，虽然差异无统计学意义；VPA 组癫痫患者 MTHFR扩增子区域甲基化水平下降；MTR A2756G 基因多态位点是 VPA 单药治疗癫痫患者 MTHFR 扩增子区域甲基化水平降低的易感位点。综上所述，本研究结果支持VPA致畸个体差异性，从基因的角度为筛选VPA致畸高风险育龄期女性患者提供了依据，对于指导育龄期女性癫痫患者合理使用VPA，极大程度避免VPA相关胎儿严重畸形的发生