《The Journal of Nutrition》：Maternal betaine and methylation potential during pregnancy are associated with child growth at birth and early childhood: results of the CHiMINCs-II cohort study
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母体营养对胎儿生长、脑发育以及婴幼儿期生长轨迹的建立具有关键作用。一碳代谢（one-carbon metabolism）通过为DNA合成、表观遗传调控和细胞分化提供甲基基团来支持细胞增殖。在该通路中，同型半胱氨酸（homocysteine）再甲基化为甲硫氨酸（
母体营养对胎儿生长、脑发育以及婴幼儿期生长轨迹的建立具有关键作用。一碳代谢（one-carbon metabolism）通过为DNA合成、表观遗传调控和细胞分化提供甲基基团来支持细胞增殖。在该通路中，同型半胱氨酸（homocysteine）再甲基化为甲硫氨酸（methionine）存在两条并行途径：（i）由甲硫氨酸合成酶介导的叶酸依赖性途径；（ii）以甜菜碱（betaine）作为甲基供体的甜菜碱-同型半胱氨酸甲基转移酶（betaine-homocysteine methyltransferase, BHMT）途径。甲硫氨酸随后转化为S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine, SAM），即通用甲基供体；甲基转移后，SAM转化为S-腺苷同型半胱氨酸（S-adenosylhomocysteine, SAH）。SAM:SAH比值常被用作甲基化潜能（methylation potential）的指标。胱硫醚（cystathionine）反映转硫途径（transsulfuration pathway）通量，将同型半胱氨酸从再甲基化途径分流。这些代谢物共同提供了一碳代谢的综合视角，涵盖甲基供体、甲基化能力和同型半胱氨酸利用。
在广泛暴露于叶酸（folic acid）的人群中，甜菜碱依赖性再甲基化的相对贡献可能对维持甲基化平衡更为重要。来自纵向研究和临床研究的最新证据表明，母体甜菜碱与胎儿生长和代谢结局相关，且甜菜碱补充可影响成人的身体成分。尽管多项队列研究已将母体甜菜碱与新生儿期子代大小相关联，但母体甜菜碱和甲基化潜能是否与新生儿期之后的生长和肥胖程度相关尚不明确。
本研究假设母体血浆甜菜碱浓度和甲基化潜能（SAM:SAH比值）以及甲硫氨酸相关代谢物与新生儿期及儿童早期的子代生长相关。据此，研究人员在150对智利母婴队列中检验了妊娠30周前测定的母体血浆甜菜碱、SAM:SAH比值、甲硫氨酸和胱硫醚浓度与新生儿期子代人体测量指标以及2-3岁时生长和身体成分的关联。
本研究采用前瞻性队列设计，样本来源于智利圣地亚哥初级卫生保健中心招募的孕妇。研究人员从1,954名登记孕妇中随机选取150对母婴，纳入标准为具有妊娠早期或中期空腹血浆样本、母体膳食数据以及新生儿期和2-3岁时的子代人体测量数据。母体空腹血浆样本于产前保健期间采集，经液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）法定量检测甜菜碱、甲硫氨酸、SAM、SAH和胱硫醚浓度，并以摩尔浓度计算SAM:SAH比值。子代结局指标包括：出生时体重、身长、头围；2-3岁时体重、身高、年龄别体质指数z评分（BMI-for-age z-score, BAZ）、身高别体重z评分（weight-for-height z-score, WHZ）以及通过空气置换体积描记法（air displacement plethysmography, BOD POD）测定的身体成分（脂肪量和去脂肪量）。关联分析采用多变量线性回归模型，调整孕前体质指数（BMI）、子代性别、出生时胎龄和采血时胎龄。
**研究结果**
**出生时人体测量指标**：母体甜菜碱浓度与出生时人体测量指标无显著关联。第二甜菜碱三分位组与头围呈负相关，但排除两个异常值后该关联消失。甲硫氨酸浓度与头围呈正相关。
**2-3岁时人体测量指标**：第三甜菜碱三分位组（中位浓度32.3 μmol/L）与子代体重、WHZ、BAZ及体重变化量（Δ weight）呈正相关。相反，SAM:SAH比值升高与较低体重和体重增长相关。SAM浓度与体重变化量和体重呈负相关，而SAH浓度则呈正相关。甲硫氨酸浓度与体重、WHZ、BAZ及体重变化量呈正相关。
**次要人体测量及身体成分指标**：SAM:SAH比值与身高、身高变化量（Δ height）及年龄别身高z评分（HAZ）呈负相关。SAM浓度与身高、HAZ、身高变化量、年龄别体重z评分（WAZ）及腰围（waist circumference, WC）呈负相关，SAH浓度则与这些指标呈正相关。身体成分方面，第三甜菜碱三分位组和甲硫氨酸浓度与脂肪量（kg）呈正相关，SAM浓度与去脂肪量（kg）呈负相关。
**讨论**
甲硫氨酸相关代谢物在早期发育和生长过程中支持一碳通量。在高叶酸暴露环境下，甜菜碱作为BHMT依赖性再甲基化的甲基供体可能具有特殊重要性，提供了与叶酸无关的途径，且已在临床前和临床研究中与生长和身体成分相关联。然而，在叶酸充足人群中，母体甜菜碱和甲基化潜能对婴儿期之后子代生长的贡献仍 poorly defined。
本研究在150对母婴中发现，母体甜菜碱仅在出生时与头围呈负相关，但在2-3岁时与子代体重、WHZ和BAZ呈正相关。此前对亚洲孕妇的观察性研究报告妊娠中期母体甜菜碱与较小出生体型相关，本研究结果与此部分一致。这些发现共同提示，母体甜菜碱对新生儿期胎儿大小的影响有限，而在出生后生长轨迹中发挥更为突出的作用。本研究数据拓展了先前工作，将母体甜菜碱和甲基化潜能与从出生到儿童早期的生长相关联。较高的母体甜菜碱浓度与更大的体重增长及更高的WHZ和BAZ相关，而较高的甲基化潜能（SAM:SAH比值）则与较低体重和体重增长相关。婴儿期及儿童早期较高的体重增长以及较高的BAZ和WHZ是后期肥胖的既定危险因素。这种分化提示底物可用性与下游甲基化平衡调控儿童早期生长的不同方面。
先前研究表明，妊娠中期母体甜菜碱摄入量与脐带血LEP基因甲基化相关，LEP编码瘦素（leptin），是能量平衡和体重调控的核心调节因子；孕前母体甜菜碱与婴儿6个月时RXRA基因甲基化呈正相关，该基因参与脂肪细胞分化和葡萄糖代谢。相反，叶酸摄入与RXRA和IGF2基因甲基化呈负相关，这两个基因均为子代生长的关键调控因子。这些数据支持母体一碳营养素在不同发育窗口具有基因特异性表观遗传效应。
尽管本研究未直接测定叶酸状态，但研究人员此前已报告CHiMINCs-II队列中超过70%的参与者在各孕期使用高剂量叶酸补充剂（中位剂量1000-2000 μg/天），且补充剂是育龄妇女叶酸状态的最强预测因子。智利自2000年起实施强制性小麦面粉叶酸强化（2.2 mg/kg），育龄妇女血清叶酸水平在一年内上升约四倍。近期智利研究也报告育龄妇女中无叶酸缺乏症。综合补充剂和强化政策，本队列可明确界定为叶酸充足。在加拿大高叶酸状态（≥67 nmol/L）孕妇中，甜菜碱而非叶酸可预测妊娠早期和中期血清总同型半胱氨酸水平，这支持即使叶酸充足时甜菜碱对再甲基化仍具有有意义的贡献。
最新系统综述显示，来自补充剂和膳食的高叶酸摄入与不良母婴健康结局相关，包括妊娠期糖尿病和代谢紊乱。此外，动物模型中高叶酸可降低亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）活性，并可能使依赖性转向甜菜碱等叶酸非依赖性甲基供体，尽管本研究未直接检验该机制。本研究结果更符合高叶酸可用性下叶酸依赖性与BHMT依赖性再甲基化之间的再平衡，而非叶酸依赖性甲基化受损。在这一框架内，循环甜菜碱作为上游甲基底物发挥作用，而SAM:SAH比值则整合甲基供体供应与抑制性产物以指示甲基化平衡。该比值作为甲基化潜能的替代指标，而非甲基化活动的直接测量；其预测价值主要受SAH驱动，且血浆浓度反映整体甲基通量而非组织特异性甲基化。因此，本研究的关联反映的是母体一碳代谢的变异，而非母体或子代甲基化改变的直接证据。SAM/SAH与子代生长指标之间的负向关联可能反映了甲基依赖性过程的更严格调控对躯体生长的约束作用，尽管机制研究仍需阐明该关系。
本研究结果支持将一碳代谢视为整合系统而非孤立解析单个营养素暴露，并提示母体甲基营养素参与出生期和儿童期生长和肥胖的编程。鉴于肥胖影响超过35%的智利人口，这一发现具有重要意义。目前全球超过60个国家实施强制性叶酸强化，相当比例的妊娠发生在高叶酸暴露条件下，这在当前胆碱和甜菜碱摄入量建议制定时并不存在。同时，不到10%的孕妇达到胆碱适宜摄入量，限制了甜菜碱衍生的上游池。拉丁美洲尤其凸显这种交汇：长期强化政策与超过30%的成人肥胖患病率及上升的儿童肥胖并存。在此背景下，本研究结果主张将母体甜菜碱和甲基化平衡作为叶酸充足人群中可改变的生命早期生长轨迹贡献因素进行评估，这有别于最初推动强化的神经管缺陷预防理论依据。
本研究存在若干局限性：母体膳食摄入采用单次24小时回顾法评估，可能无法反映习惯性摄入，但膳食数据仅用于背景特征描述，循环代谢物作为主要暴露测量；因初级卫生保健机构样本处理限制，循环胆碱浓度未能获取；样本不具有全国代表性，可能无法推广至智利接受私人医疗保健的人群。
**研究结论**
在该智利前瞻性队列中，妊娠期母体血浆甜菜碱和甲基化潜能与出生后的子代生长和身体成分相关，且独立于母体肥胖。这些发现将甜菜碱依赖性再甲基化定位为叶酸充足条件下甲基通量的独特贡献因素，并提示与母体甲基化能力相关的生命早期生长模式可能作为连接产前暴露与后期代谢风险的中介表型。需要机制研究来明确妊娠期一碳代谢调节如何塑造子代长期代谢健康，尤其在长期实施叶酸强化的群体中。
