《Epigenetics》：Alterations in epigenetic marks and expression of genes related to stress regulation: an exploratory study among newborns after fetal repair of spina bifida aperta
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本综述性研究通过一项包含接受胎儿脊柱裂开放性修复（fSBA）、产前糖皮质激素暴露（LMI）及健康对照（HC）三组新生儿的临床队列，探索了产前手术应激对新生儿唾液样本中应激调控关键基因（NR3C1、FKBP5）DNA甲基化与基因表达的影响。研究发现fSBA组在FKBP5基因内含子7特定CpG位点存在甲基化改变，并且NR3C1基因表达显著升高，提示胎儿手术与特定分子层面的改变相关，为理解产前干预背景下应激调控的分子机制提供了初步依据。
引言
胎儿手术已成为治疗部分先天性畸形（如脊柱裂开放性）的革命性干预手段，显著改善了神经系统结局。然而，该手术本身会带来复杂的围术期环境，涉及手术相关应激，如炎症、缺氧、糖皮质激素暴露，以及母亲因高危妊娠和住院经历产生的焦虑等。表观遗传修饰，特别是DNA甲基化，是环境因素（包括应激）能够对基因表达产生长期影响的关键机制。其中，糖皮质激素受体基因（NR3C1）和FK506结合蛋白5基因（FKBP5）是调控下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴（机体主要应激反应系统）的核心基因，它们的异常甲基化与应激反应改变及多种精神神经发育障碍风险增加相关。目前关于产前应激与这两个基因甲基化模式关联的研究结论并不一致，这凸显了在胎儿手术这一特定临床背景下，探究应激调控相关分子模式变化的重要性。
目的与假设
本研究旨在探究接受胎儿脊柱裂修复术（fSBA组）的新生儿，与接受产前糖皮质激素治疗以促进肺成熟的健康新生儿（LMI组）及健康对照新生儿（HC组）相比，其唾液样本中NR3C1和FKBP5基因的甲基化和表达水平是否存在差异。通过纳入LMI组，可以部分区分手术应激与产前糖皮质激素暴露的效应。鉴于已有研究结果的异质性，本研究采取探索性方法，未预设具体假设，以期初步揭示胎儿手术相关的应激分子标记。
材料与方法
研究在苏黎世大学医院产科进行，招募了fSBA组（n=30）、LMI组（n=12）和HC组（n=27）的新生儿。在产后24-72小时内收集新生儿唾液样本。通过问卷评估母亲孕期及产后的主观压力、抑郁症状及重大生活事件。采用焦磷酸测序法分析NR3C1和FKBP5特定CpG位点的DNA甲基化水平，采用定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）分析基因表达。统计分析使用ANCOVA，并控制了新生儿性别、出生体重、5分钟Apgar评分等相关协变量。
结果
样本特征：fSBA组母亲的年龄显著低于其他两组，且瑞士籍比例较低。fSBA组新生儿的胎龄最短，剖宫产手术时间最长，出生体重也显著较低。在母亲孕期压力方面，LMI组和fSBA组的压力水平均高于HC组。
基因甲基化：在FKBP5基因内含子7的特定CpG位点发现了显著的组间差异。具体而言，与对照组相比，fSBA组在CpG位点5表现出较低的甲基化水平，而在位点6、7及6-7的平均值上表现出较高的甲基化水平。LMI组在位点6-7的平均值上也显示出高于HC组的甲基化。然而，在NR3C1基因的甲基化水平上，三组之间未发现显著差异。
基因表达：在基因表达层面，fSBA组NR3C1的mRNA表达水平显著高于LMI组和HC组。而三组之间在FKBP5基因的表达上未发现显著差异。
讨论
本研究首次在对照设计下，探讨了胎儿脊柱裂修复术后新生儿应激调控基因的表观遗传与表达变化。研究发现，在控制协变量后，NR3C1基因的甲基化在三组间无差异，这与部分前人研究一致，表明其关联可能高度依赖于组织类型、评估时间和具体CpG位点。对于FKBP5基因，观察到了位点特异性的甲基化改变，但fSBA组与LMI组呈现出相似的模式，提示这些改变可能与孕期医疗及母亲压力等共同因素相关，而非手术所特有。值得注意的是，尽管FKBP5甲基化有改变，但其基因表达并未变化，这可能是因为DNA甲基化的改变并不总是导致即时的基因表达变化，或者改变局限于中枢神经系统等特定组织。
相反，NR3C1基因表达在fSBA组中显著升高，这与部分关于产前应激（如母亲焦虑、剖宫产）导致后代NR3C1表达增加的研究结果一致。这可能支持一种“剂量-反应”关系假说，即胎儿所经历的累积医疗压力（胎儿手术涉及的压力可能最大）导致了HPA轴相关基因表达的适应性调整。研究结果强调了产前医疗压力与胎儿应激系统分子调控之间存在复杂且基因特异性的关联。
优势与局限
本研究的优势在于首次在胎儿手术背景下探索新生儿表观遗传标记，并在出生后极短时间内收集样本，最大程度减少了产后环境的影响。然而，研究也存在一些局限：LMI组样本量较小，限制了统计效力；孕期压力等数据为回顾性收集，可能存在回忆偏倚；横断面设计仅提供了出生时的“快照”，无法追踪这些分子改变的长期稳定性或发育轨迹意义；此外，研究未能完全区分手术特异性应激途径与其他围产期因素的影响。
对研究与临床实践的启示
未来研究需要更大样本的纵向研究，以确认所观察分子模式的稳健性、发育轨迹及临床意义。应采用全表观基因组关联研究（EWAS）等更广泛的方法来寻找其他生物标志物和通路。同时，应关注潜在的性别特异性表观遗传效应。从临床角度看，本研究提示接受胎儿手术的母子可能是围术期心理支持干预的目标人群，旨在减轻压力，这可能有助于缓冲与产前压力相关的表观遗传改变。优化手术流程、营造支持性医疗环境，以及研究微创手术技术是否关联更低的应激水平，都是未来可以探索的方向。
结论
这项探索性研究提供了初步证据，表明胎儿脊柱裂开放性修复手术与新生儿出生时应激相关分子标记的基因及位点特异性改变有关。虽然未发现一致的NR3C1 DNA甲基化差异，但FKBP5内含子7的特异性甲基化模式以及fSBA组NR3C1基因表达的升高，提示了HPA轴应激系统组成部分受到了差异化调控。这些发现凸显了表观遗传对产前医疗压力反应的复杂性，反对对甲基化变化进行单一化的解释。鉴于本研究的探索性设计和有限的样本量，需要进行更大规模的纵向研究来阐明这些分子模式的稳健性和发育相关性。
