甲硫氨酸合酶与神经管畸形
作者：赵彤 朱慧萍 李勇
单位：北京大学生育健康研究所，北京 100083
关键词：甲硫氨酸合酶；基因；同型半胱氨酸；神经管畸形
卫生研究000623 摘要：近年研究表明同型半胱氨酸蓄积是患神经管畸形和心血管疾病的危险因素之一。甲硫氨酸合酶是同型半胱氨酸代谢的关键酶，其活性缺失可能会导致同型半胱氨酸蓄积及甲硫氨酸缺陷。本文综述了甲硫氨酸合酶基因突变与神经管畸形的流行病学研究结果，目前尚未证实甲硫氨酸合酶与同型半胱氨酸蓄积以及神经管畸形发生的关系，但可将还原其活性状态的蛋氨酸合酶还原酶作为进一步的研究线索。
中图分类号：Q555.8 Q754 Q593.2 文献标识码：A
文章编号：1000-8020(2000)06-0397-04
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Methionine synthase and neural tube defects
Zhao Tong Zhu Huiping Li Yong
(Institute of Reproductive Health,Beijing University,Beijing 100083,China)
Abstract：It has been indicated lately that higher plasma homocysteine is one of the risk factors in neural tube defects(NTDs)and vascular disease.Methionine synthase is a key enzyme in homocysteine metabolism.The defects of methionine synthase activity could result in hyperhomocysteinemia and methionine auxotrophy.The gene mutations of methionine synthase with the epidemiological studies of NTDs are reviewed in this paper.It is considered that the gene mutations of methionine synthase can not make a relation to NTDs and hyperhomocysteine,but methionine synthase reductase may be a clue for the study on NTDs in the future.
, 百拇医药
Key words:methionine synthase,gene,homocysteine,neural tube defects
神经管畸形(neural tube defects,NTDs)是一种常见的出生缺陷，许多研究表明，NTDs与叶酸代谢及高同型半胱氨酸(HCY)血症关系密切[1]，因此，对于叶酸和HCY代谢的关键酶如：亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)、胱硫醚合酶(CBS)、甲硫氨酸合酶(MS)等进行研究，其中MTHFR 677C→T与NTDs的关系最为密切[2]。本文对MS基因突变及流行病学方面的研究结果加以综述，探讨其在同型半胱氨酸蓄积以及NTDs遗传病因中的意义。
1 MS生化特性
1.1 MS生化功能
甲硫氨酸合酶(EC2、1、1、13)的主要生化功能是催化同型半胱氨酸复甲基为甲硫氨酸。甲硫氨酸是人体必需氨基酸之一，甲硫氨酸在转甲基之前，与ATP作用生成S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl methionine,SAM),SAM中甲基是高度活化的，体内约有50多种物质需要SAM提供甲基，以生成甲基化合物，如：去甲肾上腺素、肾上腺素、甲基化的RNA、DNA等。甲基化作用是一种重要的代谢反应，具有广泛的生理学意义。
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MS催化HCY复甲基为甲硫氨酸的反应中，同时需要甲基钴胺素作为一个甲基中间载体，以5-甲基四氢叶酸为甲基供体生成四氢叶酸(如附图所示)。
可见，HCY既能经CBS催化合成胱硫醚，也能经MS催化合成甲硫氨酸，合成甲硫氨酸过程中的甲基来源于5-甲基四氢叶酸，MTHFR缺失可导致甲基供体缺乏，即CBS、MTHFR和MS都与HCY转化及代谢过程有关。
1.2 MS缺陷与疾病
从1976年以来20多项研究显示，高同型半胱氨酸血症和NTDs、先天性心脏病、冠状动脉、脑动脉及周围末梢动脉等血管疾病之间有关[3]。一项最近的文献二次综合分析(META分析)估计所有冠状动脉疾病中有10%与HCY蓄积有关[4]。HCY蓄积导致血管疾病的病理生理学机理还不完全了解，但有研究表明HCY蓄积对血管内皮细胞有毒性作用[5]。另有资料表明有生育神经管畸形儿史的妇女与对照组相比，空腹和餐后的HCY水平都较高，空腹HCY水平在两组之间比较差异无显著性，而蛋氨酸负载试验中，病例组高HCY水平发生比例显著高于对照组，HCY复甲基障碍是导致这种异常的原因[6]。MS基因缺陷会导致其活性的减弱，而MS活性的减弱可能引起HCY的蓄积。Mills等收集了初次产前检查妇女的血样，并追踪观察，以生育NTDs儿的妇女为病例，另选择正常生育妇女为对照，发现病例组血浆中HCY水平显著高于对照组，提示母亲的同型半胱氨酸血症可能与NTDs的发生有关。Mills认为，生育过NTDs儿的妇女的同型半胱氨酸血症是由于MS的功能障碍所致[7]。
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附图 甲硫氨酸循环示意图
MS相关的遗传疾病被分为2类，一类是cblE，表现为MS所必需的还原系统的缺陷。该组病人细胞中不能将HCY合成为甲硫氨酸，但在具有还原活性的细胞提取物中存在MS活性。另一类是cblG，认为是由于甲硫氨酸合酶的主酶(脱辅基酶蛋白)的缺陷所致[8]。还有一些cblG病人表现为钴胺素与MS结合区的基因缺失。
2 MS基因
2.1 染色体定位和基因结构
Leclerc等用FISH法确定，MS基因定位于染色体带lq43，靠近长臂端粒区[9]。Li等发现大肠杆菌和线虫的MS的DNA编码序列与人的有高度同源性，并且其活性也被证实。这些序列都含有4个保守区，以保守区为模板合成寡聚核苷酸引物，用RT-PCR法从人和鼠的mRNA中克隆到全长cDNA序列。人MS的编码序列包括3795 bp，编码了长度为1265个氨基酸的多肽链，有11～29个残基超过了已知的MS序列的长度。人的MS基因包括1个4 kB的外显子，位于长开放阅读框架开始部位的428和429残基之间。还用PCR扩增后得到1个内含子序列[10]。
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2.2 MS基因突变
Leclerc等用SSCP分析方法，测定cblG组病人的成纤维细胞MS序列，发现了3种基因突变：一个病例出现的是2756A→G(D919G)，该突变出现在52个对照的等位基因的8个当中，为多态性位点；1个病例中，发现1个3bp的缺失突变，bp2640～2642，导致异亮氨酸的缺失；另外1个点突变是2758C→G(H920G)[11]，2756A→G多态性位点是否能作为NTDs的候选基因突变，还需要做蛋白质表达试验确定其对蛋白的影响。
Gulati等对1例cblG病人MS基因研究发现2种杂合突变，为3862C→T、3778C→A，这2种突变都出现在基因编码的活跃位置。经SSCP分析另1例cblG病人的MS基因突变是3804C→T(P1173L)，对照组中未发现该突变。经核酸序列分析发现cDNA序列5’端的1个多态性位点，468G→A(A61L)。还发现1个3bp的缺失，△2926A→2928T，导致异亮氨酸的缺失。研究发现在cblG WG1892细胞系中存在一生化表型，表现为催化功能正常而还原活性减弱，其研究表明出现在3’端的基因突变，位于具有还原活性的钴胺素与腺苷甲硫氨酸结合区。在cblG 79/96细胞系中表现为很低的MS酶活性，该细胞系的突变影响到催化、转运、信息或蛋白的稳定性，可解释酶活性的减弱。该实验证明，MS的机能障碍与一正常染色体隐性代谢出生缺陷和遗传的同型半胱氨酸尿症有关[12]。
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Chen等研究发现，在婴儿及一些成人肝脏细胞中克隆出3150A，而在另外一些成人细胞系HepG2中克隆出3150G，并认为是一常见的多态性位点，该突变在44个成人基因组DNA的初步分析中，有16个杂合突变，1个纯合突变。研究还发现HepG2 cDNA包含1个1158G→A的多态性位点，导致C255Y的改变，这个多态性位点在其它克隆细胞或人淋巴细胞的DNA研究中未发现。在一些克隆中还发现了3970T→C，但它没有影响到蛋白质序列。在一个成人的cDNA序列中发现1个113bp的缺失，是在1470、1471、1582、1583的cDNA编码GT→AG中的一个残基的缺失，由此产生GT→AA或TC→AG的错义连接。这种缺失仅在5%～10%的MS的cDNA序列中存在[13]。
Li等的研究还表明MS基因可能与出生缺陷有关。由于MS基因定位于1q染色体，所以有1q缺陷综合征的病人MS基因可能有缺失，并且与cblG和cblE病人有相似症状，这些症状可能由神经发育时期MS活性减弱所致[11]。本研究结果，15个lq缺陷综合征的儿童中有3个表现为神经管畸形。
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附表 已知的人类MS基因突变 突变位点
密码子改变
碱基改变
内切酶位点
2756
A→G
D919G
Hae Ⅲ
2758
C→G
H920D
Sau 96Ⅰ
, http://www.100md.com 2640～2642
Δ3bp
Ile 881缺失
3804
G→T
P1173L
Msp Ⅰ
1158
G→A
E255Y
-
1470～1582
Δ113bp
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GT→AA，或TC→AG
468
G→A
A161L
2926～2928
Δ3bp
Ile缺失
3 MS基因突变与NTDs发生的流行病学研究
Christensen等对MS2756A→G这一多态性位点做病例对照研究。病例组包括56名脊柱裂患儿和62名病人母亲，对照组为97名无NTDs的儿童及90名正常儿童的母亲。该突变在患儿病例组的发生率为0(0/56)，儿童对照组发生率为10%(10/97)，OR值为0(95%CI0～0.75)，病人母亲组与对照母亲组该突变发生率差异亦无显著性[14]。与其它2个采用成人对照的NTDs病例对照研究结果一致[15，16]。
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Shaw等在基于加利弗尼亚地区人群对MS2756A→G多态性位点做儿童病例对照研究中，为避免妇女在怀孕期间摄入维生素对关联程度的影响，所选病例及对照的母亲均为怀孕前1个月至怀孕后3个月内未服用包括叶酸在内的维生素者。以95个病例、160个对照作为该研究的基线资料。结果表明，总体病例及对照基因型构成比相似，纯合基因型分别为1%和4%，杂合基因型分别为32%和31%。得出该基因纯合突变型与NTDs发生的OR值为0.23，95% CI为0.05～1.9；杂合突变型的OR值为0.99，95%CI为0.58～1.7。可见脊柱裂患儿的杂合及纯合基因型OR值都无显著性。表明MS这个常见突变位点的杂合基因型和纯合基因型都不能构成脊柱裂发生的危险因素[17]。
为分析MS基因对NTDs发病的影响，Brody等在85个爱尔兰NTDs的家庭中分离出MS基因的多个多态性标志物，并进行其等位基因与NTDs之间联系的研究。1种方法是病例对照研究，对D919G的等位基因频率分别在82名NTDs患儿、80名患儿父亲、78名患儿母亲，与104名无NTDs的对照进行比较，未发现D919G等位基因频率的不同；另1种方法是假设NTDs患儿具有“危险”基因型，应用TDT(transmission disequilibrium test)方法，即传递失衡检验的病例-父母对照研究方法，也未发现D919G、H920D基因型各组间发生率的不同。他们的结果表明MS基因突变可能不是NTDs发生的危险因素[18]。
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另外一项值得研究关注的是，在对MS活性的研究中发现，叶酸/钴胺素代谢失调的cblE组病人表现为MS还原系统活性的缺失，MS催化HCY复甲基为甲硫氨酸，其间存在一种具有还原甲基功能的酶，即甲硫氨酸合酶还原酶(EC2.1.1.135 methionine synthase reductase,MTRR)，MTRR为MS的还原活性状态酶，由于该酶为MS、钴胺素依赖酶以及叶酸依赖HCY的甲基化，所以认为MTRR可能会影响NTDs的发生。Leclerc等克隆出控制MS还原活性的cDNA序列，命名为MTRR[19]。
Wilson等最近报道了一个MTRR的多态性位点。该多态性位点是66A→G，其人群等位基因频率是0.51，同时存在钴胺素水平低或MTHFR突变基因型时，MTRR的这一多态性位点增加了发生NTDs的危险性。研究是在56名脊柱裂病人、58名病人母亲、97名对照儿童及89名对照母亲中做病例-对照研究，病例组与对照组相比，具有突变基因型的比例是对照组的2倍，但这种差别没有统计学意义。然而，当钴胺素水平较低时，MTRR66纯合突变使母亲生育NTDs儿的危险性比对照组增加近5倍(OR=4.8，95%CI1.5～15.8)，并具有显著性；当儿童钴胺素低时，危险性增加2.5倍(95% CI0.63～9.7)。同时有MTHFR和MTRR的突变基因型时，孩子患NTDs和母亲生育NTDs儿的危险性分别增加4倍和3倍(OR=4.1，95% CI 1 0～16.4，OR=2.9，95%， CI0.58～14.8)，差异亦具有显著性。此研究提供了钴胺素缺乏和NTDs 之间第一个基因方面联系的证据，并支持一般出生缺陷具有多病因特征的观点。研究认为同时具有MTRR和MTHFR的突变基因型显然比单独具有一个基因型者，发病具有更大的危险[20]。
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综上所述，MS基因突变是否与NTDs的发生有关还存在争议，而NTDs的发生具有多基因遗传的特点，所以MS基因在与其它相关酶基因对NTDs发生的交互作用，应引起研究的关注。已初步证明的MTRR突变位点与NTDs发生之间具有一定关联性，这就为下一步的深入研究提供了重要线索，而MTRR的研究仅局限在一个小样本中研究，还需要大范围的人群研究才能得出更有力的证据。另外，对涉及叶酸、钴胺素和同型半胱氨酸代谢的几种酶、载体和调节蛋白，都应引起关注和更深入的研究。
作者简介：赵彤，女，硕士研究生
4 参考文献
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(2000-03-20收稿), 百拇医药
单位：北京大学生育健康研究所，北京 100083
关键词：甲硫氨酸合酶；基因；同型半胱氨酸；神经管畸形
卫生研究000623 摘要：近年研究表明同型半胱氨酸蓄积是患神经管畸形和心血管疾病的危险因素之一。甲硫氨酸合酶是同型半胱氨酸代谢的关键酶，其活性缺失可能会导致同型半胱氨酸蓄积及甲硫氨酸缺陷。本文综述了甲硫氨酸合酶基因突变与神经管畸形的流行病学研究结果，目前尚未证实甲硫氨酸合酶与同型半胱氨酸蓄积以及神经管畸形发生的关系，但可将还原其活性状态的蛋氨酸合酶还原酶作为进一步的研究线索。
中图分类号：Q555.8 Q754 Q593.2 文献标识码：A
文章编号：1000-8020(2000)06-0397-04
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Methionine synthase and neural tube defects
Zhao Tong Zhu Huiping Li Yong
(Institute of Reproductive Health,Beijing University,Beijing 100083,China)
Abstract：It has been indicated lately that higher plasma homocysteine is one of the risk factors in neural tube defects(NTDs)and vascular disease.Methionine synthase is a key enzyme in homocysteine metabolism.The defects of methionine synthase activity could result in hyperhomocysteinemia and methionine auxotrophy.The gene mutations of methionine synthase with the epidemiological studies of NTDs are reviewed in this paper.It is considered that the gene mutations of methionine synthase can not make a relation to NTDs and hyperhomocysteine,but methionine synthase reductase may be a clue for the study on NTDs in the future.
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Key words:methionine synthase,gene,homocysteine,neural tube defects
神经管畸形(neural tube defects,NTDs)是一种常见的出生缺陷，许多研究表明，NTDs与叶酸代谢及高同型半胱氨酸(HCY)血症关系密切[1]，因此，对于叶酸和HCY代谢的关键酶如：亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)、胱硫醚合酶(CBS)、甲硫氨酸合酶(MS)等进行研究，其中MTHFR 677C→T与NTDs的关系最为密切[2]。本文对MS基因突变及流行病学方面的研究结果加以综述，探讨其在同型半胱氨酸蓄积以及NTDs遗传病因中的意义。
1 MS生化特性
1.1 MS生化功能
甲硫氨酸合酶(EC2、1、1、13)的主要生化功能是催化同型半胱氨酸复甲基为甲硫氨酸。甲硫氨酸是人体必需氨基酸之一，甲硫氨酸在转甲基之前，与ATP作用生成S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl methionine,SAM),SAM中甲基是高度活化的，体内约有50多种物质需要SAM提供甲基，以生成甲基化合物，如：去甲肾上腺素、肾上腺素、甲基化的RNA、DNA等。甲基化作用是一种重要的代谢反应，具有广泛的生理学意义。
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MS催化HCY复甲基为甲硫氨酸的反应中，同时需要甲基钴胺素作为一个甲基中间载体，以5-甲基四氢叶酸为甲基供体生成四氢叶酸(如附图所示)。
可见，HCY既能经CBS催化合成胱硫醚，也能经MS催化合成甲硫氨酸，合成甲硫氨酸过程中的甲基来源于5-甲基四氢叶酸，MTHFR缺失可导致甲基供体缺乏，即CBS、MTHFR和MS都与HCY转化及代谢过程有关。
1.2 MS缺陷与疾病
从1976年以来20多项研究显示，高同型半胱氨酸血症和NTDs、先天性心脏病、冠状动脉、脑动脉及周围末梢动脉等血管疾病之间有关[3]。一项最近的文献二次综合分析(META分析)估计所有冠状动脉疾病中有10%与HCY蓄积有关[4]。HCY蓄积导致血管疾病的病理生理学机理还不完全了解，但有研究表明HCY蓄积对血管内皮细胞有毒性作用[5]。另有资料表明有生育神经管畸形儿史的妇女与对照组相比，空腹和餐后的HCY水平都较高，空腹HCY水平在两组之间比较差异无显著性，而蛋氨酸负载试验中，病例组高HCY水平发生比例显著高于对照组，HCY复甲基障碍是导致这种异常的原因[6]。MS基因缺陷会导致其活性的减弱，而MS活性的减弱可能引起HCY的蓄积。Mills等收集了初次产前检查妇女的血样，并追踪观察，以生育NTDs儿的妇女为病例，另选择正常生育妇女为对照，发现病例组血浆中HCY水平显著高于对照组，提示母亲的同型半胱氨酸血症可能与NTDs的发生有关。Mills认为，生育过NTDs儿的妇女的同型半胱氨酸血症是由于MS的功能障碍所致[7]。
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附图 甲硫氨酸循环示意图
MS相关的遗传疾病被分为2类，一类是cblE，表现为MS所必需的还原系统的缺陷。该组病人细胞中不能将HCY合成为甲硫氨酸，但在具有还原活性的细胞提取物中存在MS活性。另一类是cblG，认为是由于甲硫氨酸合酶的主酶(脱辅基酶蛋白)的缺陷所致[8]。还有一些cblG病人表现为钴胺素与MS结合区的基因缺失。
2 MS基因
2.1 染色体定位和基因结构
Leclerc等用FISH法确定，MS基因定位于染色体带lq43，靠近长臂端粒区[9]。Li等发现大肠杆菌和线虫的MS的DNA编码序列与人的有高度同源性，并且其活性也被证实。这些序列都含有4个保守区，以保守区为模板合成寡聚核苷酸引物，用RT-PCR法从人和鼠的mRNA中克隆到全长cDNA序列。人MS的编码序列包括3795 bp，编码了长度为1265个氨基酸的多肽链，有11～29个残基超过了已知的MS序列的长度。人的MS基因包括1个4 kB的外显子，位于长开放阅读框架开始部位的428和429残基之间。还用PCR扩增后得到1个内含子序列[10]。
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2.2 MS基因突变
Leclerc等用SSCP分析方法，测定cblG组病人的成纤维细胞MS序列，发现了3种基因突变：一个病例出现的是2756A→G(D919G)，该突变出现在52个对照的等位基因的8个当中，为多态性位点；1个病例中，发现1个3bp的缺失突变，bp2640～2642，导致异亮氨酸的缺失；另外1个点突变是2758C→G(H920G)[11]，2756A→G多态性位点是否能作为NTDs的候选基因突变，还需要做蛋白质表达试验确定其对蛋白的影响。
Gulati等对1例cblG病人MS基因研究发现2种杂合突变，为3862C→T、3778C→A，这2种突变都出现在基因编码的活跃位置。经SSCP分析另1例cblG病人的MS基因突变是3804C→T(P1173L)，对照组中未发现该突变。经核酸序列分析发现cDNA序列5’端的1个多态性位点，468G→A(A61L)。还发现1个3bp的缺失，△2926A→2928T，导致异亮氨酸的缺失。研究发现在cblG WG1892细胞系中存在一生化表型，表现为催化功能正常而还原活性减弱，其研究表明出现在3’端的基因突变，位于具有还原活性的钴胺素与腺苷甲硫氨酸结合区。在cblG 79/96细胞系中表现为很低的MS酶活性，该细胞系的突变影响到催化、转运、信息或蛋白的稳定性，可解释酶活性的减弱。该实验证明，MS的机能障碍与一正常染色体隐性代谢出生缺陷和遗传的同型半胱氨酸尿症有关[12]。
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Chen等研究发现，在婴儿及一些成人肝脏细胞中克隆出3150A，而在另外一些成人细胞系HepG2中克隆出3150G，并认为是一常见的多态性位点，该突变在44个成人基因组DNA的初步分析中，有16个杂合突变，1个纯合突变。研究还发现HepG2 cDNA包含1个1158G→A的多态性位点，导致C255Y的改变，这个多态性位点在其它克隆细胞或人淋巴细胞的DNA研究中未发现。在一些克隆中还发现了3970T→C，但它没有影响到蛋白质序列。在一个成人的cDNA序列中发现1个113bp的缺失，是在1470、1471、1582、1583的cDNA编码GT→AG中的一个残基的缺失，由此产生GT→AA或TC→AG的错义连接。这种缺失仅在5%～10%的MS的cDNA序列中存在[13]。
Li等的研究还表明MS基因可能与出生缺陷有关。由于MS基因定位于1q染色体，所以有1q缺陷综合征的病人MS基因可能有缺失，并且与cblG和cblE病人有相似症状，这些症状可能由神经发育时期MS活性减弱所致[11]。本研究结果，15个lq缺陷综合征的儿童中有3个表现为神经管畸形。
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附表 已知的人类MS基因突变 突变位点
密码子改变
碱基改变
内切酶位点
2756
A→G
D919G
Hae Ⅲ
2758
C→G
H920D
Sau 96Ⅰ
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Δ3bp
Ile 881缺失
3804
G→T
P1173L
Msp Ⅰ
1158
G→A
E255Y
-
1470～1582
Δ113bp
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GT→AA，或TC→AG
468
G→A
A161L
2926～2928
Δ3bp
Ile缺失
3 MS基因突变与NTDs发生的流行病学研究
Christensen等对MS2756A→G这一多态性位点做病例对照研究。病例组包括56名脊柱裂患儿和62名病人母亲，对照组为97名无NTDs的儿童及90名正常儿童的母亲。该突变在患儿病例组的发生率为0(0/56)，儿童对照组发生率为10%(10/97)，OR值为0(95%CI0～0.75)，病人母亲组与对照母亲组该突变发生率差异亦无显著性[14]。与其它2个采用成人对照的NTDs病例对照研究结果一致[15，16]。
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Shaw等在基于加利弗尼亚地区人群对MS2756A→G多态性位点做儿童病例对照研究中，为避免妇女在怀孕期间摄入维生素对关联程度的影响，所选病例及对照的母亲均为怀孕前1个月至怀孕后3个月内未服用包括叶酸在内的维生素者。以95个病例、160个对照作为该研究的基线资料。结果表明，总体病例及对照基因型构成比相似，纯合基因型分别为1%和4%，杂合基因型分别为32%和31%。得出该基因纯合突变型与NTDs发生的OR值为0.23，95% CI为0.05～1.9；杂合突变型的OR值为0.99，95%CI为0.58～1.7。可见脊柱裂患儿的杂合及纯合基因型OR值都无显著性。表明MS这个常见突变位点的杂合基因型和纯合基因型都不能构成脊柱裂发生的危险因素[17]。
为分析MS基因对NTDs发病的影响，Brody等在85个爱尔兰NTDs的家庭中分离出MS基因的多个多态性标志物，并进行其等位基因与NTDs之间联系的研究。1种方法是病例对照研究，对D919G的等位基因频率分别在82名NTDs患儿、80名患儿父亲、78名患儿母亲，与104名无NTDs的对照进行比较，未发现D919G等位基因频率的不同；另1种方法是假设NTDs患儿具有“危险”基因型，应用TDT(transmission disequilibrium test)方法，即传递失衡检验的病例-父母对照研究方法，也未发现D919G、H920D基因型各组间发生率的不同。他们的结果表明MS基因突变可能不是NTDs发生的危险因素[18]。
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另外一项值得研究关注的是，在对MS活性的研究中发现，叶酸/钴胺素代谢失调的cblE组病人表现为MS还原系统活性的缺失，MS催化HCY复甲基为甲硫氨酸，其间存在一种具有还原甲基功能的酶，即甲硫氨酸合酶还原酶(EC2.1.1.135 methionine synthase reductase,MTRR)，MTRR为MS的还原活性状态酶，由于该酶为MS、钴胺素依赖酶以及叶酸依赖HCY的甲基化，所以认为MTRR可能会影响NTDs的发生。Leclerc等克隆出控制MS还原活性的cDNA序列，命名为MTRR[19]。
Wilson等最近报道了一个MTRR的多态性位点。该多态性位点是66A→G，其人群等位基因频率是0.51，同时存在钴胺素水平低或MTHFR突变基因型时，MTRR的这一多态性位点增加了发生NTDs的危险性。研究是在56名脊柱裂病人、58名病人母亲、97名对照儿童及89名对照母亲中做病例-对照研究，病例组与对照组相比，具有突变基因型的比例是对照组的2倍，但这种差别没有统计学意义。然而，当钴胺素水平较低时，MTRR66纯合突变使母亲生育NTDs儿的危险性比对照组增加近5倍(OR=4.8，95%CI1.5～15.8)，并具有显著性；当儿童钴胺素低时，危险性增加2.5倍(95% CI0.63～9.7)。同时有MTHFR和MTRR的突变基因型时，孩子患NTDs和母亲生育NTDs儿的危险性分别增加4倍和3倍(OR=4.1，95% CI 1 0～16.4，OR=2.9，95%， CI0.58～14.8)，差异亦具有显著性。此研究提供了钴胺素缺乏和NTDs 之间第一个基因方面联系的证据，并支持一般出生缺陷具有多病因特征的观点。研究认为同时具有MTRR和MTHFR的突变基因型显然比单独具有一个基因型者，发病具有更大的危险[20]。
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综上所述，MS基因突变是否与NTDs的发生有关还存在争议，而NTDs的发生具有多基因遗传的特点，所以MS基因在与其它相关酶基因对NTDs发生的交互作用，应引起研究的关注。已初步证明的MTRR突变位点与NTDs发生之间具有一定关联性，这就为下一步的深入研究提供了重要线索，而MTRR的研究仅局限在一个小样本中研究，还需要大范围的人群研究才能得出更有力的证据。另外，对涉及叶酸、钴胺素和同型半胱氨酸代谢的几种酶、载体和调节蛋白，都应引起关注和更深入的研究。
作者简介：赵彤，女，硕士研究生
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(2000-03-20收稿), 百拇医药