王美雲(yún)，周建政

1991年，荷蘭科學家Verkerk在X染色體上應用定位克隆法首次發(fā)現(xiàn)脆性X智力低下1（fragile X mental retardation 1，F(xiàn)MR1）基因。FMR1基因參與胚胎發(fā)育的基因調(diào)控過程，該基因突變可能會導致機體發(fā)育過程中的相關(guān)疾病。脆性X綜合征（fragile X syndrome）、原發(fā)性卵巢功能不全（primary ovarian insufficiency，POI）、脆性X相關(guān)的震顫/共濟失調(diào)綜合征 （fragile X-associated tremor/ataxia syndrome，F(xiàn)XTAS）、青春期后巨睪丸等都是與FMR1基因三核苷酸重復序列（CGG）擴增相關(guān)的疾病。另外也有報道稱，焦慮、抑郁、睡眠障礙、慢性疼痛等也可能與FMR1基因有關(guān)[1]，這些疾病的發(fā)生均在于CGG重復序列擴增的不同。最近在不明原因的早期自然流產(chǎn)、復發(fā)性流產(chǎn)（recurrent spontaneous abortion，RSA）、胚胎停育患者中均發(fā)現(xiàn)FMR1基因的異常，甚至也發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)年齡與其有關(guān)?，F(xiàn)就其與POI、不明原因的早期自然流產(chǎn)、RSA、絕經(jīng)年齡的關(guān)系以及可能存在的作用機制進行綜述。

1 FMR1基因的結(jié)構(gòu)與功能

FMR1基因是一個高度保守的基因，位于染色體Xq27.3，包含17個外顯子，全長38 kb，對應mRNA 4.4 kb。在5′末端距離第一個外顯子起始轉(zhuǎn)錄點69 bp處有一個三核苷酸重復序列（CGG）n，上游250 bp存在CpG島。（CGG）n具有高度多態(tài)性，在一般人群中CGG重復序列在26～34之間變化[2]。美國醫(yī)學遺傳學學會根據(jù)不同的CGG重復數(shù)，將FMR1基因進行遺傳學分類：①CGG重復數(shù)為5～44屬于正常范圍；②45～54為中間重復范圍或灰區(qū)；③55～200為前突變，即突變攜帶者；④＞200為全突變，表現(xiàn)為脆性X綜合征。

FMR1基因編碼的脆性X智力低下蛋白（fragile X mental retardation protein，F(xiàn)MRP）可分布于哺乳動物的很多組織，如腦、性腺、脾、肝、白細胞等。FMRP是一種選擇性RNA結(jié)合蛋白，通過其功能域可選擇性地與包括自身mRNA和其他組織特異性mRNA相結(jié)合，參與mRNA的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)運及穩(wěn)定性。當FMR1基因全突變時，會出現(xiàn)甲基化誘導的沉默，導致FMRP的表達減少，臨床上表現(xiàn)為脆性X綜合征；而在其他范圍的突變，則表現(xiàn)出其相應的臨床癥狀。

2 FMR1基因與POI

卵巢是女性重要的內(nèi)分泌器官，卵泡的更新?lián)Q代維持了女性生殖健康和生活質(zhì)量。POI是指40歲之前出現(xiàn)卵巢功能障礙，表現(xiàn)為月經(jīng)紊亂、原發(fā)性或繼發(fā)性閉經(jīng)、不孕，雌激素降低，促性腺激素升高等，卵巢早衰（premature ovarian failure，POF）是其終末階段。近年來POI發(fā)病率逐漸上升且年輕化，20歲以前發(fā)病率約為0.01%，30歲以前約為0.1%，40歲以前約為1%[3]。POI也成為不孕癥的主要病因[4]，占不孕癥原因的10%。雖然確診為POI的女性有5%～10%可自然受孕并分娩，但從診斷到受孕的時間長達10年[5]。POI患者半數(shù)以上病因不明，隨著對POI病因的研究，發(fā)現(xiàn)大約20%的POI或POF與CGG重復數(shù)有關(guān)[2]。

2.1 FMR1基因前突變與POI FMR1基因前突變率隨種族的不同而不同，在歐洲和美國人口中已達到1/260～1/130，而在中國婦女中約為1/130[6]。大約11%～14%的家族性POI和2%～6%的散發(fā)性POI與FMR1前突變有關(guān)[7]，也有數(shù)據(jù)稱10%～20%的前突變女性會發(fā)展為POF[8]。研究發(fā)現(xiàn)，CGG重復數(shù)與POI之間存在非線性關(guān)系，80～99個CGG重復數(shù)發(fā)生POI的風險高于CGG重復數(shù)＜80或＞100[9]，且CGG重復數(shù)＞100時，POI發(fā)生率呈下降趨勢。Lekovich等[10]根據(jù)CGG重復數(shù)將前突變攜帶者分為3組，分別為70～90、＜70、＞90，比較3組患者的卵巢儲備功能，發(fā)現(xiàn)70～90個CGG重復數(shù)患者的抗苗勒管激素（AMH）和竇卵泡計數(shù)（AFC）水平最低，卵巢儲備功能明顯降低。一項Meta分析發(fā)現(xiàn)FMR1前突變增加了特發(fā)性POI的易感性及其嚴重程度[11]，而Asadi等[12]的結(jié)論卻相反。FMR1基因前突變現(xiàn)已普遍被認為是POI的病因，可增加其嚴重程度，尤其對于特發(fā)性POI。

2.2 FMR1基因中間重復范圍與POI 中間重復范圍在中國女性的發(fā)生率為1/634[6]，中間重復范圍可增加POF、圍絕經(jīng)期提前的風險。Barasoain等[13]發(fā)現(xiàn)，POF患者中間重復范圍的發(fā)生率高于正常對照組，提示中間重復范圍可能導致卵巢儲備功能下降。2014年Kline等[14]首次對有生育能力的女性進行檢測，發(fā)現(xiàn)中間重復范圍與AMH降低或卵泡刺激素（FSH）升高無關(guān)，表明中間重復范圍不會增加卵巢加速老化的風險。2017年Eslami等[15]對不孕婦女和正常女性進行FMR1基因中間重復范圍發(fā)生率的比較，發(fā)現(xiàn)兩組間差異無統(tǒng)計學意義，得出“中等大小的FMR1 基因CGG重復數(shù)不應被視為POF的高危因素”的結(jié)論。最近的一項Meta分析也認為FMR1基因中間重復范圍與特發(fā)性POI、卵巢儲備功能下降及其嚴重程度無關(guān)[11]。猜想中間重復范圍導致疾病的發(fā)生僅限于特定結(jié)構(gòu)或模式的重復，或是中間重復范圍在后代中擴展為前突變導致，但仍需進一步的研究證實。

2.3 FMR1 基因正常范圍與POI 一般人群中FMR1基因CGG重復數(shù)在26～34之間變化，普遍認為是穩(wěn)定的，與POI無關(guān)。CGG重復數(shù)為55～200和＞200與POF和神經(jīng)精神風險有關(guān)，很少有學者關(guān)注CGG重復數(shù)為5～55。Yang等[16]對人群中FMR1基因5～55個CGG重復數(shù)與卵巢功能障礙發(fā)生的風險進行系統(tǒng)回顧與Meta分析，發(fā)現(xiàn)FMR1基因CGG重復數(shù)＜26或＞34與POI的發(fā)生風險有關(guān)。Lu等[17]對122例POI患者進行研究發(fā)現(xiàn)，CGG重復數(shù)＜26和CGG重復數(shù)＞29發(fā)生POI的風險明顯高于26～28個CGG重復數(shù)，表明CGG重復數(shù)＜26和＞29是POI發(fā)生的危險因素，其原因可能是種族差異。

2.4 FMR1基因突變導致POI的作用機制 迄今為止，在FMR1前突變患者中存在3種可能的卵巢功能障礙機制。第1種，RNA毒性獲得功能機制，通過檢測人類顆粒細胞中FMR1的表達水平，發(fā)現(xiàn)在中等大小的CGG重復數(shù)（80～120）中，mRNA水平最高[18]。擴增的CGG直接或通過蛋白伴侶隔離30種以上的特異性RNA結(jié)合蛋白，如A型核纖層蛋白（lamin A/C）、富含嘌呤元件結(jié)合蛋白α（Purα）、核不均一核糖核蛋白（hnRNP）、Src有絲分裂相關(guān)蛋白68 ku（Sam68）和核糖核酸酶drosha[19]。這些蛋白的功能喪失影響機體的正常發(fā)育，引起早期卵泡的丟失，最終導致癥狀的出現(xiàn)。第2種機制與多聚糖蛋白的積聚有關(guān)，CGG的重復擴增觸發(fā)了非起始密碼子AUG啟動翻譯的一種與之相關(guān)的含甘氨酸聚糖蛋白，稱為FMRpolyG。FXTAS患者大腦中FMRpolyG的聚集是蛋白介導的神經(jīng)退行性變的病理標志[20]，而這種蛋白聚集也可能存在于脆性X相關(guān)的其他疾病中。隨著研究的進展，脆性X相關(guān)的原發(fā)性卵巢功能不全（FXPOI）患者的卵巢基質(zhì)細胞中也發(fā)現(xiàn)了FMRpolyG包涵體，但未在卵泡發(fā)育相關(guān)細胞中發(fā)現(xiàn)。近年來，F(xiàn)riedman-Gohas等[21]在6例前突變女性卵巢壁顆粒細胞中發(fā)現(xiàn)FMRpolyG聚集，且主要存在細胞質(zhì)中，但FMRpolyG表達的病理效應，以及FMR1突變攜帶者細胞毒性的分子基礎還未明確。長鏈非編碼RNA（lncRNA）是涉及的第3種機制，包括FMR4、FMR5、FMR6。LncRNA通過多種機制調(diào)控基因表達，是正常發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。FMR6是由FMR1 基因3′非翻譯區(qū)反向折疊轉(zhuǎn)錄形成的lncRNA，與FMR1 mRNA 3′端互補，參與了FXPOI的發(fā)生[22]。Tu等[23]在前突變患者中發(fā)現(xiàn)FMR6與CGG重復數(shù)存在明顯的非線性關(guān)系，CGG重復數(shù)為80～120時FMR6明顯升高[22]。

2.5 AGG中斷在FMR1基因中的作用 FMR1基因CGG重復序列中存在AGG的中斷，正常和中間范圍等位基因在每9個或每10個CGG三聯(lián)體后就會出現(xiàn)AGG中斷。前突變等位基因，一般有0個或1 個AGG中斷。AGG的存在對FMR1等位基因的穩(wěn)定性起重要的作用，被認為是一個重要的保護因素。Domniz等[24]對362例前突變患者（55～90 CGG）進行追蹤發(fā)現(xiàn)，無AGG、1個AGG、≥2個AGG的等位基因后代擴展為完全突變的風險分別為21.2%、9.8%、4%。Lekovich等[10]通過比較前突變患者不同組間（70～90個CGG重復數(shù)、＜70、＞90）AGG中斷和卵巢儲備功能指標，包括AMH、竇卵泡數(shù)及獲得的卵泡數(shù)，發(fā)現(xiàn)有2個AGG中斷者的血清AMH水平比沒有或只有1個AGG中斷者的高；AGG中斷后長時間不間斷CGG重復的患者卵巢儲備最低；表明AGG中斷的存在使前突變患者有更好的生育結(jié)局。關(guān)于AGG對FMR1基因穩(wěn)定性的作用，有研究認為這一作用僅限于60～85個CGG重復數(shù)[25]，最小為59個CGG重復數(shù)，當CGG重復數(shù)＞90時AGG中斷不會降低其在后代中擴展的風險，因為隨著CGG重復數(shù)的增加，AGG中斷次數(shù)將減少，擴展為全突變的概率幾乎接近100%[24]。

前突變與FMR1基因轉(zhuǎn)錄增加、翻譯減少，F(xiàn)MRP水平降低有關(guān)。有研究認為AGG中斷不會影響FMRP的翻譯效率，但會影響FMRpolyG的表達，并導致FMRpolyG蛋白產(chǎn)量降低或缺失，避免卵巢組織的細胞毒性和卵巢功能障礙[10]。其次AGG序列可能干擾FMR1 mRNA中二級結(jié)構(gòu)（如發(fā)夾）的形成，使二級結(jié)構(gòu)的形成不穩(wěn)定，從而減輕前突變相關(guān)疾病的嚴重程度。

3 FMR1基因與自然流產(chǎn)

自然流產(chǎn)是一種較為常見的妊娠并發(fā)癥，分為早期流產(chǎn)和晚期流產(chǎn)，其發(fā)生率占全部妊娠的10%～15%，其中80%以上為早期流產(chǎn)。

3.1 FMR1基因與不明原因的早期自然流產(chǎn) 人類胚胎發(fā)育是受多基因調(diào)控的過程，基因調(diào)控失調(diào)就會引起發(fā)育缺陷和流產(chǎn)。FMR1基因在胚胎發(fā)育過程中的表達具有組織和時間特異性，起重要的調(diào)節(jié)和指導作用，提示FMR1基因可能與流產(chǎn)有關(guān)。

王新花[26]對57例有2次及以上自然流產(chǎn)史的患者進行檢測，發(fā)現(xiàn)流產(chǎn)的次數(shù)與CGG重復數(shù)無關(guān)，但自然流產(chǎn)組CGG重復數(shù)要明顯高于對照組?；诖私Y(jié)論，推測CGG重復數(shù)的擴增可能增加自然流產(chǎn)的發(fā)生概率。陳蔚琳等[27]通過檢測2 216例反復生育失敗患者（包括反復妊娠失敗或IVF反復失敗、不孕癥患者）CGG重復序列的大小，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反復生育失敗組前突變的發(fā)生率明顯高于正常生育組，反復生育失敗患者FMR1基因前突變的發(fā)生風險較高。馮旺琴等[28]也分別對2 000例自然流產(chǎn)患者（包括難免流產(chǎn)和胚胎停育需行清宮終止妊娠的患者）和1 480例順利分娩女性進行FMR1基因檢測對比，結(jié)果顯示自然流產(chǎn)組和對照組頻率最高的CGG重復數(shù)都是30和29；自然流產(chǎn)組前突變的概率（1∶400）顯著高于正常對照組（1∶740），差異有統(tǒng)計學意義；而中間重復數(shù)在自然流產(chǎn)組（1∶222）與對照組（1∶274）間差異無統(tǒng)計學意義，得出FMR1基因突變與不明原因早期自然流產(chǎn)之間可能存在相關(guān)性的結(jié)論，CGG重復數(shù)的擴增可能會增加流產(chǎn)的風險。FMR1基因突變與卵巢功能息息相關(guān)，前突變對卵巢功能的損害直接影響了女性生育能力和妊娠結(jié)局，這些理論依據(jù)為上述研究結(jié)果的成立奠定了基礎。

3.2 FMR1基因與RSA RSA是指與同一性伴侶連續(xù)發(fā)生3次及3次以上的自然流產(chǎn)，大多數(shù)專家認為連續(xù)發(fā)生2次自然流產(chǎn)須引起重視并積極尋找病因，因為其再次流產(chǎn)的風險與3次者相近。RSA是一種多因素的疾病，大約1%～5%的育齡婦女受到此病的影響，45%～50%的RSA患者無法解釋其原因[29]，探索其病因和發(fā)生機制是預防和治療再次自然流產(chǎn)、改善妊娠結(jié)局、提高抱嬰回家率的關(guān)鍵。

Fragkos等[30]通過對49例RSA患者與正常生育女性進行比較，發(fā)現(xiàn)RSA組患者FMR1基因CGG重復數(shù)明顯高于對照組，流產(chǎn)次數(shù)與CGG重復數(shù)無關(guān)，CGG擴增可能是不明原因RSA的一個原因。Dean等[29]比較了100例RSA患者和100例正常健康女性FMR1基因CGG重復數(shù)，發(fā)現(xiàn)RSA組中間重復范圍的頻率較高、CGG重復數(shù)≥35的患者數(shù)量顯著增加，且不間斷CGG重復序列的數(shù)量也比對照組明顯增多，得出不間斷CGG擴增、中間重復范圍、正常范圍高值（CGG重復數(shù)≥35）可能與RSA有關(guān)，這一認識也得到CGG重復數(shù)＞30的女性卵巢儲備減少結(jié)論的支持[31]，表現(xiàn)為血清AMH水平降低，F(xiàn)SH水平升高。FMR1基因突變與自然流產(chǎn)有關(guān)，但與流產(chǎn)次數(shù)無關(guān)，這種關(guān)聯(lián)是偶然的還是有因果關(guān)系，未來需大樣本的數(shù)據(jù)及通過胚胎絨毛基因序列進一步證實。

3.3 FMR1基因與自然流產(chǎn)的發(fā)病機制 FMR1基因CGG序列擴增與不明原因的自然流產(chǎn)相關(guān)，可能的機制包括：①前突變是POI的病因，卵巢功能的障礙引起妊娠的丟失，因此，在前突變患者中發(fā)生的自然流產(chǎn)可能歸因于卵巢功能障礙；②正常胚胎的發(fā)育及生命的維持受基因的調(diào)控，F(xiàn)MR1基因參與胚胎發(fā)育的調(diào)節(jié)，CGG序列擴增導致基因表達失調(diào)，進而出現(xiàn)調(diào)控紊亂導致妊娠的丟失；③CGG序列擴增使母體卵母細胞減數(shù)分裂不穩(wěn)定，形成異常生殖細胞后受精，導致胚胎染色體異常，進而引起流產(chǎn)[26]；④CGG序列擴增導致異常的甲基化，失去正常甲基化的修復功能，導致發(fā)育缺陷，引起流產(chǎn)[30]。

4 FMR1基因與絕經(jīng)年齡

絕經(jīng)是卵泡損耗過程的終點，是卵巢衰老的必然過程，以末次月經(jīng)為標準，我國婦女平均絕經(jīng)年齡49.5歲。絕經(jīng)年齡和最后生育年齡的變異可能受同一組基因的遺傳控制。早絕經(jīng)是前突變患者的一個特征，有報道稱FMR1前突變與絕經(jīng)年齡之間存在非線性關(guān)系[32]，CGG重復數(shù)為90～110時絕經(jīng)年齡最早；中間重復序列的患者絕經(jīng)年齡也相應提前。英國的一項研究認為，正常范圍的CGG重復數(shù)不會增加白種人提前絕經(jīng)的風險[33]，但有研究認為正常范圍也會增加提前絕經(jīng)的風險。Tang等[34]研究111例中國自然絕經(jīng)婦女的兩條X染色體FMR1的CGG重復數(shù)與絕經(jīng)年齡的關(guān)系，及圍絕經(jīng)期激素的波動情況，發(fā)現(xiàn)29～30個CGG重復數(shù)者的絕經(jīng)年齡為（49.66±3.26）歲，其他正常范圍者的絕經(jīng)年齡為（51.26±2.74）歲；CGG重復數(shù)29～30時FSH具有較長且緩慢增加的波動模式，得出CGG重復數(shù)為29～30的女性比重復數(shù)≤28或＞31的女性圍絕經(jīng)期提前大約2年，且FSH波動期更長，說明在中國女性中，正常范圍的CGG重復數(shù)可能會影響自然絕經(jīng)年齡。

FMR1基因前突變引起絕經(jīng)年齡提前的機制如前所述，而正常和中間范圍的CGG重復數(shù)則可能是對卵巢儲備功能下降的速度有影響，而不是直接影響卵巢功能。影響絕經(jīng)年齡的危險因素是多種多樣的，因此，在綜合評估婦女絕經(jīng)年齡時，除了其他已知的相關(guān)因素外，還應考慮FMR1基因。

5 結(jié)語與展望

FMR1基因CGG序列擴增與POI、自然流產(chǎn)、絕經(jīng)年齡均相關(guān)，尤其是前突變，中間序列和正常高值對疾病的影響程度不一，可能的原因是種族差異[35]或特定結(jié)構(gòu)的作用。前突變已被認為是POI或POF的病因，且可增加疾病嚴重程度。前突變與流產(chǎn)次數(shù)無關(guān)，但增加流產(chǎn)的風險，CGG擴增與流產(chǎn)二者之間如何聯(lián)系、CGG序列的增加與流產(chǎn)孕周是否有關(guān)未見文獻記載，有待進一步的研究發(fā)現(xiàn)。AGG中斷是一個保護性因素，它的存在可能會得到更好的妊娠結(jié)局，提高妊娠率，有望成為卵巢儲備功能的指標。

美國婦產(chǎn)科學院（ACOG）建議正在考慮妊娠或已妊娠的婦女、40歲之前出現(xiàn)原因不明的卵巢功能不全的女性進行FMR1基因的篩查[36]。因此，對于生育能力低下和反復生育失敗的患者進行FMR1基因檢測應引起足夠的重視，提供進一步的遺傳咨詢及針對性指導，篩出高?；颊撸ㄗh在可行的情況下考慮提前生育，達到優(yōu)生優(yōu)育。