项目名称：中国常见出生缺陷的发生和预防基础研究

完成单位：北京大学

完成人：李勇、朱文丽、王军波、张召峰、王琳琳、许雅君、余增丽、宋晓明、任霞、韩静

一、项目概况：

项目起止时间：1998，1～2009，12

项目资助：国家自然科学基金（30671760；30600676；30371208；30371224；30271364；30030120；39870845；39730470；39870697）；教育部优秀人才支持计划

国内外研究进展：

随着我国经济发展和人均国内生产总值的增长，围产儿和婴儿死亡中出生缺陷占的比例会越来越高，出生缺陷已成为我国的主要公共卫生问题。神经管缺陷、总唇裂、先天性心脏病是我国最常见和影响最大的出生缺陷，然而有关这些常见出生缺陷的病因学及发病机理等重大科学问题至今尚不清楚。孕期环境因素，尤其膳食和营养因素（叶酸缺乏、饮酒、全反式视黄酸、环境类激素、人参等），是否会对发育中的胚胎产生影响？目前尚缺乏系统资料。随着功能基因组学的发展，在分子和基因水平解释出生缺陷的发病机理成为研究突破口和热点。

研究目的与方法：

本项目从环境和遗传两方面着手，应用现代理论和先进技术手段，从人群到动物，从体内到体外，从胚胎到分子，从现象到本质，从结构到功能，从宏观到微观，进行分层对比分析，从胚胎、细胞、细胞器、蛋白质、基因等多级水平上，定量、定性地揭示中国常见出生缺陷发生的机理，并为进一步的早期诊断和干预，以及国家公共卫生决策提供线索与依据。

二、项目研究结果和结论：

⒈环境致畸因子对胚胎发育的影响及其机制

在整体、胚胎、细胞、细胞器、蛋白质、基因等多级水平上定量、定性地揭示环境致畸因子如同型半胱氨酸、乙醇、全反式视黄酸、环境类激素污染物、人参皂甙等的胚胎发育毒性及其机制，以及叶酸、维生素B₁₂等的拮抗作用。结果表明，以上环境因子均有胚胎毒性，并在器官形成期诱发多器官和系统畸形，且具有明显的剂量——反应关系；发现同型半胱氨酸是一个独立的发育潜在致畸因子；叶酸、维生素B₁₂单独或联合干预可明显抑制环境因子的致畸作用。

⒉胚胎发育相关基因调控及新基因克隆、表达和功能研究

应用基因芯片技术探讨同型半胱氨酸诱导胚胎基因差异表达，及胚胎脑和心脏发育不同阶段的差异表达基因，并克隆出3个心脏发育特异新基因（Lrcc10、Srd5α212、Ercc61）及1个Hcy诱导的新基因Hcy－2，阐明胚胎发育关键基因。心脏特异表达转录因子dHAND和MEF2C在细胞内外均能相互结合成蛋白复合体，并作为心脏特异增强体的一部分参与调节心脏的发育。

⒊常见出生缺陷人群遗传流行病学研究

建立常见出生缺陷生物信息库，全基因组扫描连锁分析和候选基因关联分析相结合，定位出生缺陷易感基因位点。

三、项目推广应用情况：

1．本项目在研究内容和方法上达到国际领先水平，对于国内外同类研究具有很好的参考价值；发现和提出研究、预防和治疗出生缺陷的新方法、新技术和新产品，为出生缺陷的防治提供新思路和新途径；为我国重大疾病的研究提供良好的基础，并促进相应学科的发展。

2．本项目首次建立了鸡早胚尿绒膜血管微量血采集法、鸡受精卵显微转基因技术、早胚心肌细胞原代培养技术、卵黄囊胎盘培养模型和小鼠腭板旋转培养模型。这些方法和模型为同类研究提供了很好的技术基础。

3．本项目将动物干预实验和人群遗传流行病学研究相结合，证实叶酸、维生素B₁₂能有效拮抗多种发育毒物的致畸作用，并与人群先天性心脏病、唇腭裂、神经管缺陷等的发生有关，为出生缺陷的防治提供可靠的实验室证据。

4．本项目完成单位——北京大学公共卫生学院1994年牵头的“中美预防神经管畸形合作项目”证实育龄妇女妊娠前后增补叶酸能明显降低神经管缺陷发生的危险性；此成果已推广至全国范围内，使我国神经管缺陷发生率降低了50％以上。卫生部从2009年开始实施“增补叶酸预防神经管缺陷项目”，对全国准备怀孕的农村妇女免费增补叶酸预防神经管缺陷。

5．本项目应用高通量基因芯片技术和生物信息技术，克隆了四个胚胎发育相关新基因，在心脏畸形相关新基因筛选及相关基因的结构、功能研究方面取得了创新性进展；采用全基因组扫描连锁分析与候选基因关联分析相结合的策略，定位人群常见出生缺陷的易感基因位点。据此可发现并鉴定一批可用于出生缺陷诊断或风险预测的基因，获得一批具有自主知识产权和开发前景的重要功能基因。

6．本项目已初步建立具有中国特色的出生缺陷动物及人群生物信息库，这对于将来的研究是极其宝贵的资源，并可做到资源共享。这也是本项目的重大贡献之一。

7．本项目共发表论文128篇。其中35篇英文论文被SCI－E收录，期刊影响因子最高为6．355；被收录的论文中，有31篇被引用，被引总次数为192次（他引168次）。93篇中文论文中有68篇被引用，被引总次数为546次（他引473次）。128篇论文合计被引总次数为738次（他引641次）。出版著作一部。

8．培养硕士和博士研究生14人，博士后3人。参加国内外学术交流50余次，大会发言10余次。