圍孕期營養(yǎng)素及母胎Jaggedl基因多態(tài)性與先天性心臟病的相關研究
發(fā)布時間:2017-05-26 11:18
本文關鍵詞:圍孕期營養(yǎng)素及母胎Jaggedl基因多態(tài)性與先天性心臟病的相關研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:1.研究背景和目的1.1研究背景先天性心臟病(congenital heart diseases, CHD)是胎兒時期心臟血管發(fā)育異常所致的心血管畸形,表現(xiàn)為心臟及大血管的形成障礙而引起的局部解剖結構異常,或出生后應自動關閉的通道未能閉合。常見的臨床類型包括房間隔缺損、室間隔缺損、動脈導管未閉、肺動脈瓣狹窄、主動脈狹窄、法洛式四聯(lián)癥、完全性大動脈轉位等。部分CHD患兒在嬰兒期死亡,而存活下來的CHD患兒需要更多的醫(yī)療關照,從而給家庭、社會帶來沉重的心理及經濟負擔。全球范圍內,CHD已躍居全部出生缺陷的首位,其發(fā)病率約為4‰~10‰,每年超過百萬的患兒出生,在我國活產嬰兒中,CHD發(fā)病率為8‰-10‰,胎兒期的發(fā)病率為10‰~20‰,每年大約有15萬的CHD新生兒出生,其中大約30%會在嬰兒期死亡,占了出生缺陷的50%以上,年手術治療費高達120億元人民幣。美國疾病控制預防中心的研究顯示,大約9%-18%的先天性心臟病由基因、染色體異常導致,其余為基因與環(huán)境危險因素的共同作用所致,尤其在中低收入國家,貧困、孕期營養(yǎng)不良等原因引起的CHD更為常見。由此可見,70%~80%的先天性心臟病是可以通過改善上述不利因素進行預防的。飲食是孕婦通過胎盤可以影響胎兒的最容易的途徑,但是全球范圍內,大約有二十億人微量營養(yǎng)素缺乏,其中多數(shù)是婦女和兒童,并且在妊娠期間比例會更高。國內外多項調查顯示孕婦孕期營養(yǎng)素攝入普遍不合理,并且不同地區(qū)各類營養(yǎng)素缺乏情況亦不完全相同。對倫敦2019名孕婦膳食強化劑、鐵、鋅和葉酸的攝入情況的隊列研究發(fā)現(xiàn),盡管該地區(qū)女性有著較高的社會經濟地位,孕期鐵、鋅、葉酸的攝入仍是低于推薦的膳食攝入比例,有1/5孕婦未補充上述任何一種營養(yǎng)素補充劑。2010年中國9個省(市)孕產婦營養(yǎng)狀況調查顯示孕婦孕期的營養(yǎng)元素缺乏率約為15%,針對四川德陽孕婦的膳食調查發(fā)現(xiàn)該地區(qū)孕婦整體膳食能量來源中:脂肪過度(39%),碳水化合物較低(49.6%),蛋白質僅達到最低要求(12.1%);與農村地區(qū)相比,城市地區(qū)孕婦的營養(yǎng)素參考攝入量明顯較高(106.1%比93.4%),脂肪(146.6%比119.7%),蛋白質(86.9%比71.6%),維生素A(94.3%比65.2%),鋅(70.9%比61.8%),鐵(56.3%比48%),鈣(55.1%比41%)和核黃素(74.7%比60%)。經濟水平低、糧食安全無保障、保健意識薄弱、醫(yī)療衛(wèi)生不健全是發(fā)展中國家孕產婦營養(yǎng)不良的常見原因。大量證據(jù)顯示孕期母體營養(yǎng)狀態(tài)能顯著影響妊娠結局,孕婦營養(yǎng)元素缺乏輕則導致胎兒生長受限,重則導致流產、早產甚至胎兒畸形。已有實驗研究表明某些營養(yǎng)素的缺乏與胎兒先天性心臟病的發(fā)生相關,如在大鼠胚胎發(fā)育的敏感期,孕鼠鐵缺乏可引起胚胎期大鼠心臟擴大等心臟發(fā)育異常表現(xiàn),孕期膳食B族維生素攝入不足會增加胎兒大動脈轉位的風險,孕期缺鋅可致胚胎發(fā)生心臟畸形。深圳市作為人口密集的經濟特區(qū)城市,有必要了解該地區(qū)近年CHD的基本流行病學特點,以發(fā)現(xiàn)影響該地區(qū)CHD發(fā)生可能的因素;比較先心兒母體與正常胎兒母體圍孕期營養(yǎng)元素攝入情況,明確該地區(qū)孕婦圍孕期營養(yǎng)元素攝入在胎兒CHD發(fā)生中的影響程度;為更好地做好CHD的一級預防工作提供幫助。鋅作為人體必需的微量元素之一,對人體健康及生長發(fā)育有非常重要的作用,如:參與人體超過300種鋅金屬酶的合成、某些蛋白質及生物膜的組成;調節(jié)DNA的復制、轉錄和修復;維持正常的食欲、味覺及消化功能;維持正常的免疫功能;穩(wěn)定細胞膜;參與維生素A的代謝等。鋅缺乏是導致發(fā)展中國家疾病負擔的十大因素之一,南亞、東南亞、撒哈拉沙漠以南的地區(qū)是鋅缺乏的高發(fā)地帶,對孟加拉國一個農村的調查發(fā)現(xiàn)該地區(qū)孕婦早孕期鋅缺乏率高達55%。多國報道顯示12%-50%的孕婦存在鋅攝入量不足的情況,最近有研究檢測了襄陽市211例育齡期婦女及孕婦發(fā)樣中15種元素的含量,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)育齡期婦女及孕婦均存在顯著的鋅元素缺乏,且孕婦更為明顯(育齡期婦女及孕婦鋅缺乏構成比分別是78.82%、82.89%)。缺鋅引起的不良妊娠結局是不容忽視的,已有動物實驗研究報道孕期鋅缺乏時動物的畸胎發(fā)生率約為47%,表現(xiàn)為胚胎宮內生長遲緩以及心臟、肺、腦和泌尿生殖器等結構畸形,其中心血管畸形主要為心室肌缺損、主動脈狹窄、室間隔缺損、心臟流出道畸形等。最近有研究報道先心兒母體全血鋅濃度低于無畸形胎兒母體(P0.05),認為孕婦鋅缺乏可能會增加胎兒CHD的發(fā)生風險。維生素A屬于脂溶性維生素,包括視黃醇、視黃醛、視黃酸(RA)及視黃酯四種代謝形式,RA是維生素A最重要的活性代謝產物。維生素A是機體各項生命活動所必需的元素,主要參與基因的表達、細胞的增殖分化、黏膜表面的維持、腸道鐵的吸收等,在免疫系統(tǒng)、造血、視循環(huán)及生殖等方面也有著重要作用。維生素A的多重功效主要依賴于其特定的核受體:視黃酸受體(RARs)和視黃醇類X受體(RXRs),而在胚胎發(fā)育的早期階段這些受體基因的表達是由RA水平調節(jié)的。目前維生素A的缺乏相當普遍,WHO和聯(lián)合國兒童基金會確定鐵、維生素A和碘缺乏是世界性三大微量營養(yǎng)素缺乏性疾病,全球約有1900萬孕婦血清視黃醇濃度較低,國家有15.3%的孕婦有維生素A缺乏的危險。國內有研究檢測了2755例孕婦血清維生素A含量,發(fā)現(xiàn)在妊娠早期孕婦血清維生素A的水平偏低較為明顯。已有老鼠、牛、狗等動物實驗發(fā)現(xiàn)孕期母體維生素A缺乏或過量均可導致胎兒一系列的先天性缺陷,包括心臟、視覺、肺和中樞神經系統(tǒng)發(fā)育的異常等[29-32],其中維生素A水平異常導致的心臟畸形包括有室間隔缺損、右室雙流出道和永存動脈干等[33]。鋅可以通過影響維生素A代謝所需酶的合成從而影響維生素A的水平,同樣的,嚴重的維生素A缺乏也可以通過改變鋅依賴的結合蛋白水平而減少鋅在機體的吸收和轉運。雖然已有動物實驗發(fā)現(xiàn)機體內兩者有著相互的影響關系,但是動物實驗不能完全控制排除掉由于鋅缺乏本身引起的蛋白能量營養(yǎng)不良對于實驗結果的影響,故兩者在機體內可能的變化關系尚不明確。各地孕婦營養(yǎng)狀況對胎兒CHD發(fā)生的影響程度存在差異,因此了解深圳市孕婦孕期血鋅、維生素A的水平與子代CHD發(fā)生的相關性對該地區(qū)CHD的預防及風險篩查很有必要,并且在先天性心臟病兒母體中血鋅、維生素A水平之間可能存在的變化關系也尚無定論。人心臟的正常發(fā)育需要超過400多個基因[341,其中任一基因的異;蛟诓煌瑫r間、空間的先后表達和相互作用出現(xiàn)了異常都可能會導致CHD。雖然單個基因突變的概率很低,但是因為能引起心臟異常的潛在基因很多,那么CHD的發(fā)生也就不罕見了[35]。通過模型(動物或體外)研究,我們發(fā)現(xiàn)了一系列與CHD有關的基因,但是模型并不能完全反映人類心臟發(fā)生發(fā)展的機制,很多在模型中發(fā)現(xiàn)的與CHD相關的基因突變在人體內并未發(fā)現(xiàn),僅少數(shù)基因突變在人體內得到證實,如GATA4, TBX5, NOTCH1和NKX2.5 等。在哺乳動物中Notch蛋白受體及Notch配體的表達貫穿心血管發(fā)生早期,參與了高度保守的North信號通路,該通路決定了起源于三個胚層的所有細胞的命運[37]。Jaggedl基因能轉錄出與Notch受體結合的配體-Jaggedl蛋白,Jaggedl蛋白是一種細胞表面蛋白,具有調控血管生成等作用。已有研究證明Notch1、Jagged1、Notchl/Notch4突變會對小鼠胚胎造成如心室流出道畸形等的嚴重血管缺陷。在小鼠心臟的發(fā)育過程中Jagged1基因主要在房室間通道、流出道、大血管和心房肌上表達[39]。已有數(shù)據(jù)證實Jagged1基因突變能引起常染色體顯性遺傳病Alagille綜合征(ALGS),主要表現(xiàn)為肝內膽管發(fā)育不良、骨骼、顏面、眼睛異常和心血管畸形(外周肺動脈狹窄、肺動脈瓣狹窄及法洛氏四聯(lián)癥等)[40]。Jagged1基因有很高的突變率,目前已在ALGS患者體內發(fā)現(xiàn)超過440種Jagged1基因的突變[41],而且突變形式多樣,有移碼突變、無義突變、剪切位點突變、錯義突變、插入突變等。無義突變指由于某個堿基的改變使代表某種氨基酸的密碼子突變?yōu)榻K止密碼子,使肽鏈合成提前終止。錯義突變指編碼某種氨基酸的密碼子經堿基替換后,變成編碼另一種氨基酸的密碼子,從而使多肽鏈的氨基酸種類和序列發(fā)生改變。在CHD研究中Jaggedl基因編碼區(qū)的突變是重點,但是其突變熱點并不明顯,突變相對集中于外顯子2-6、23-25以及外顯子9中[42,43],在外顯子6區(qū)域內有3個多態(tài)性位點對Jaggedl基因發(fā)揮正常功能具有重要作用,包括無義突變c.765CA (p.Tyr255X),錯義突變c.814GT (p.Val 272 Phe)、c.834GT (p.Glu278Asn)目前國內外針對Jagged基因的研究主要集中于消化道、乳腺等部位的惡性腫瘤、神經系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)、ALGS、某些特定類型CHD(如肺動脈狹窄、法洛氏四聯(lián)癥)等方面,研究人群多為歐美人群,對東亞人群的相應研究并不充分,母胎中該基因多態(tài)性對發(fā)生胎兒CHD的影響也仍不清楚。1.2研究目的回顧性分析深圳市2009.1.1-2013.12.31出生缺陷監(jiān)測資料,了解近五年深圳市先天性心臟病的基本流行病學特點;比較深圳市先天性心臟病兒母體與正常胎兒母體圍孕期營養(yǎng)元素攝入情況,明確該地區(qū)圍孕期營養(yǎng)素攝入情況在胎兒CHD發(fā)生中的影響程度;以期發(fā)現(xiàn)影響該地區(qū)CHD發(fā)生可能的因素,為孕婦圍孕期合理的飲食及營養(yǎng)素的補充提供指導,更好地做好CHD的一級預防工作。檢測先天性心臟病胎兒母體和正常胎兒母體全血鋅及血清維生素A的含量和母胎Jagged1基因的多態(tài)性,分析其與胎兒CHD發(fā)生的相關性,有望通過檢測母體全血鋅、血清維生素A的含量及母胎Jagged1基因多態(tài)性篩查出發(fā)生胎兒CHD的高危人群,為CHD的產前篩查和風險評估提供幫助。2.材料方法2.1研究對象流行病學研究:收集深圳市婦幼保健系統(tǒng)2009年~2013年醫(yī)院出生監(jiān)測資料進行回顧性分析;并從中隨機抽取2013年1月至2013年12月在深圳居住時間滿1年以上的先天性心臟病兒母親和同期引產或分娩的正常胎嬰兒母親組成病例組和對照組,按照1:1匹配,匹配條件:年齡相差2歲以內、孕周相差2周以內、孕期生活在深圳同一城區(qū)、漢族。對兩組的圍孕期營養(yǎng)元素攝入情況進行電話回訪。兩組孕婦年齡、孕周的差異均無統(tǒng)計學意義(P0.05),具有可比性。共收集問卷324份。實驗室研究:選取2013年11月~2014年11月在深圳市婦幼保健院引產或分娩的先天性心臟病胎兒及其母親組成病例組,其中母體病例組44例,胎兒病例組44例;同期在深圳市婦幼保健院引產或分娩的正常胎兒及其母親為對照組,按照1:2匹配,匹配條件:同前。共收集母體對照組88例,胎兒對照組88例。兩組孕婦年齡、孕周的差異均無統(tǒng)計學意義(P0.05),具有可比性。所有的調查及研究對象都在知情同意后納入研究。2.2實驗方法2.2.1根據(jù)深圳市2009年~2013年深圳市監(jiān)測的先天性心臟病胎嬰兒及其母親的資料,分析五年內深圳市出生缺陷和先天性心臟病發(fā)生率的變化趨勢和先天性心臟病胎嬰兒及其母親的基本流行病學特征(包括孕婦的戶籍類型、文化程度、年齡分布等;先心兒的性別、出生季節(jié)、轉歸等)。將CHD分為僅有心血管系統(tǒng)畸形的單純型CHD(單純組)及合并有其他心外系統(tǒng)畸形的復雜型CHD(復雜組),對兩組的年齡分層、轉歸、戶籍類型、診斷時間、文化程度、妊娠/分娩并發(fā)癥進行統(tǒng)計分析。2.2.2通過電話回訪,調查深圳市先天性心臟病兒母體與正常胎兒母體圍孕期營養(yǎng)元素攝入情況,包括①孕早期飲食習慣(分為肉食為主、葷素相當、素食為主),孕早期飯量改變(分為較孕前差,與孕前相當,較孕前好),懷孕前三個月、妊娠早期和妊娠中晚期奶制品、蛋類、豆類、水果、堅果類、海產品、復合維生素、葉酸、鈣片、鐵劑、魚肝油、蛋白粉的攝入情況;②奶制品、蛋類、豆類、水果、堅果類、海產品在懷孕前三個月、妊娠早期和妊娠中晚期的攝入頻率(分為每天、每周4-6次、每周1-3次、少于一周1次),共32個變量。2.2.3在引產或分娩時采集病例組和對照組母體肘靜脈血8m1,分別注入干燥管、肝素鈉抗凝管各3m1,干燥管血液自然凝固30min后,以3000轉/分離心10分鐘后分離血清,將全血和血清放置-80℃冰箱保存,以待檢測全血鋅、血清維生素A的含量;另2m1靜脈血采用EDTA抗凝,并在引產或分娩時采集所有入選對象5m1羊水,注入BD管內,一起保存于-80℃冰箱,以待檢測Jaggedl基因多態(tài)性。2.2.4應用超高液相色譜法(UHPLC)測定母體血清維生素A含量;應用電感耦合等離子質譜法(ICP-MS)測定母體全血鋅含量。2.2.5采用PCR測序技術檢測母胎Jaggedl基因第6外顯子區(qū)3個位點(765、814、834)。2.2.6數(shù)據(jù)經核實整理后在Excel上創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件庫,均采用SPSS16.0統(tǒng)計軟件進行分析,計量資料進行正態(tài)性檢驗后,正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用兩獨立樣本t檢驗,用均數(shù)±標準差表示,非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用兩獨立樣本的非參數(shù)檢驗,用中位數(shù)(四分位數(shù)間距)[M(Q)]表示;計數(shù)資料用率表示,采用卡方/Fisher檢驗,計算OR值及其95% CI,表示它們之間的關聯(lián)強度,以P0.05認為差異具有統(tǒng)計學意義。3.結果3.1五年內深圳市先天性心臟病平均發(fā)生率為7.25%o,呈上升趨勢,其中超聲波檢查發(fā)現(xiàn)者占94.36%,產前診斷率為33.20%;孕婦年齡30歲者占64.80%,其中≥35歲者占40.72%,暫住型戶籍占44.36%,高中及中專文化水平者占41.93%;以單胎、男性、夏秋季出生者較多;最常見的心血管畸形是動脈導管未閉、室間隔缺損、房間隔缺損,發(fā)生率分別是24.12‰、18.96‰、14.81‰;并發(fā)心外系統(tǒng)畸形者占14.11%,以骨骼四肢系統(tǒng)、顏面五官、神經系統(tǒng)畸形常見;51.83%的單純型CHD并發(fā)有兩種及以上心臟畸形;單純型CHD與復雜型CHD在孕婦年齡分層、文化程度、胎兒轉歸、產前診斷時間的差異具有統(tǒng)計學意義(P0.01)。3.2 圍孕期未補充任何一種營養(yǎng)素補充劑者,病例組有7人(4%),正常組有5人(3%)。兩組補充率較高的均為葉酸、孕婦奶粉、復合維生素、鈣片,而鐵劑、魚肝油和蛋白粉的補充率則兩組都較低。單因素卡方檢驗顯示:兩組間孕早期飲食習慣,圍孕期補充奶制品、堅果類、海產品、豆類、復合維生素、葉酸、鐵劑、魚肝油的差異有統(tǒng)計學意義(P0.05),而且圍孕期上述營養(yǎng)元素的補充均為保護性因素(OR1)。兩組在圍孕期不同階段奶制品、蛋類、水果、豆類、堅果類和海產品的攝入頻率有差異,尤其孕前3個月及孕早期(P0.05)。多因素條件Logistic回歸分析顯示:圍孕期補充復合維生素、葉酸、奶制品、堅果類,孕前三個月奶制品的攝入頻率,孕早期素食為主的飲食習慣會影響胎兒CHD的發(fā)生(P0.05)。3.3 先天性心臟病兒母體的全血鋅含量[5.20(0.85)mg/L]和血清維生素A[0.37(0.16)mg/L]含量均低于正常胎兒母體[5.67(1.05)mg/L、0.43(0.10)mg/L],差異具有統(tǒng)計學意義(P0.05)。先天性心臟病兒母體全血鋅和血清維生素A含量間呈正相關性(rp=0.594,P0.001),正常胎兒母體內未發(fā)現(xiàn)兩者相關(P=0.072)。3.4 132例孕婦中,Jagged1基因c.765CA突變型基因頻率為18.18%,非突變型(即野生純合型)為81.82%;132例胎兒中Jagged1基因c.765CA突變型基因頻率為21.97%,非突變型(即野生純合型)為78.03%。Jagged1基因814位點和834位點在所有樣本中均未發(fā)現(xiàn)基因突變。兩組母體和胎兒的Jagged1基因c.765CA突變型與非突變型的基因型及等位基因分布間的差異均具有統(tǒng)計學意義(P0.05)。4. 結論4.1 2009~2013年深圳市先天性心臟病發(fā)生率呈上升趨勢。以單純型CHD為主,復雜型CHD的死胎率、產前診斷率均明顯高于單純型CHD,年齡≥35歲的孕婦子代復雜型CHD的構成比高于單純型CHD,尤其40歲后更為明顯。4.2 孕早期以素食為主的飲食會增加胎兒CHD的發(fā)生風險,而圍孕期補充復合維生素、葉酸、奶制品、堅果類以及孕前三個月奶制品的攝入頻率越高,子代CHD的發(fā)生風險會降低。4.3 孕期母體全血鋅和血清維生素A低水平狀態(tài)會增加胎兒先天性心臟病的發(fā)生風險。先心兒母體內全血鋅和血清維生素A水平呈正性相關,表現(xiàn)為共變趨勢。4.4 母胎攜帶Jagged1基因c.765CA突變可能與胎兒先天性心臟病的發(fā)生相關。
【關鍵詞】:先天性心臟病 營養(yǎng)素 鋅 維生素A Jagged1 基因多態(tài)性
【學位授予單位】:南方醫(yī)科大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:R714.5
【目錄】:
- 摘要3-12
- ABSTRACT12-26
- 第一章 2009年~2013年深圳市先天性心臟病監(jiān)測資料分析26-34
- 1. 前言26
- 2. 資料來源與方法26-27
- 3. 結果27-30
- 4. 討論30-34
- 第二章 圍孕期營養(yǎng)素攝入與胎兒先天性心臟病的相關性研究34-42
- 1. 前言34
- 2. 資料來源與方法34-35
- 3. 結果35-39
- 4. 討論39-42
- 第三章 母體孕期血鋅及維生素A水平與胎兒先天性心臟病的相關性研究42-52
- 1. 前言42-43
- 2. 實驗材料43-45
- 3. 實驗方法45-46
- 4. 結果46-48
- 5. 討論48-52
- 第四章 母胎JAGGED1基因多態(tài)性與胎兒先天性心臟病的相關性研究52-62
- 1. 前言52-53
- 2. 實驗材料53-54
- 3. 實驗方法54-56
- 4. 結果56-58
- 5. 討論58-62
- 第五章 結論62-63
- 參考文獻63-74
- 英漢縮略圖表74-75
- 成果75-76
- 綜述76-86
- 參考文獻82-86
- 致謝86-87
【參考文獻】
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