專利名稱：輔因子及個體使用方法
輔因子及個體使用方法
背景技術(shù)：
葉酸/同型半胱氨酸代謝途徑構(gòu)成了代謝葉酸和/或影響同型半胱氨酸的酶和酶促途徑的網(wǎng)絡(luò)。這些途徑通過甲硫氨酸合酶反應(yīng)聯(lián)系起來，且細(xì)胞培養(yǎng)物、動物模型系統(tǒng)和人體中的邊緣性葉酸缺乏會損害同型半胱氨酸的再甲基化(參見,例如，stover P J. 2004.Physiology of folate and vitamin B12 in health and disease. Nutr Rev 62:S3-12)。葉酸缺乏已經(jīng)與神經(jīng)管缺陷(“NTD”)以及其他出生缺陷和妊娠不良后果如口面裂、先兆子癇、早產(chǎn)/低出生體重和復(fù)發(fā)性早期自然流產(chǎn)相關(guān)(參見，例如，Mills等人，1995. Homocysteine metabolism in pregnancies complicated by neural tube defects.Lancet 345:149-1151)。葉酸缺乏也已經(jīng)與心血管疾病、冠狀動脈疾病、缺血性中風(fēng)、動脈粥樣硬化、血栓形成、視網(wǎng)膜動脈閉塞、唐氏綜合征、結(jié)腸直腸癌、乳腺癌、肺癌、前列腺癌、抑郁、精神分裂癥、阿爾茨海默病/癡呆、年齡相關(guān)性黃斑變性和青光眼相關(guān)。 葉酸/同型半胱氨酸代謝途徑中的所有代謝步驟都可能與葉酸缺乏和/或半胱氨酸代謝相關(guān)病癥和疾病有關(guān)。有關(guān)葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的酶包括，例如，雙功能酶AICAR甲?；D(zhuǎn)移酶和IMP環(huán)化水解酶(ATIC)、甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶(GART)、甲硫氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶I，a (MAT1A)、甲硫氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶II，a (MAT2A)、亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)和亞甲基四氫葉酸合成酶(MTHFS)。葉酸缺乏也損害由S-腺苷-甲硫氨酸(“SAM”)介導(dǎo)的甲基化，SAM是MTHFR和CBS兩者的別構(gòu)抑制劑(參見，例如，Kraus等人，1999,Cystathionine 3-synthase mutations in homocystinuria. Hum Mut 13:362-375 ；Daubner 等 A 1982. In Flavins and Flavoproteins, eds. Massey, V. & Williams, C.H. (Elsevier, NewYork)，pp. 165-172)。在NTD進(jìn)展機(jī)制中已經(jīng)提出了 S-腺苷-同型半胱氨酸S-腺苷-甲硫氨酸(SAH/SAM)比值升高。葉酸依賴的多步途徑中涉及5，10-亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)，在此途徑中同型半胱氨酸被轉(zhuǎn)化為甲硫氨酸。同型半胱氨酸轉(zhuǎn)化的減少會導(dǎo)致同型半胱氨酸血癥。已經(jīng)確認(rèn)了幾種與臨床MTHFR缺陷相關(guān)的罕見MTHFR突變，臨床MTHFR缺陷是一種常染色體隱性障礙。MTHFR缺陷的臨床癥狀是高度可變的，包括發(fā)育遲緩、運(yùn)動和步態(tài)異常、癲癇發(fā)作和早期血管疾病。MTHFR的常見多態(tài)性也已描述，包括功能受損的等位基因A222V。常見多態(tài)性與疾病的遺傳聯(lián)系不總是一致的。部分原因可能是葉酸可用性的補(bǔ)償效果掩蓋了疾病的潛在風(fēng)險，以及目前還未確認(rèn)的低頻率受損等位基因?qū)@些疾病的貢獻(xiàn)。有趣的是，常見多態(tài)性已經(jīng)與諸如氨甲蝶呤和5-氟尿嘧啶等化療劑的療效和毒性的個體差異相關(guān)聯(lián)。已經(jīng)描述了關(guān)于酵母基因met 11的功能補(bǔ)償?shù)脑囼?yàn)(Shan等人，JBC,274:32613-32618, 1999)。在該試驗(yàn)中，表明野生型人類MTHFR在釀酒酵母(S. cerevisiae)中補(bǔ)償met 11突變。但是，該試驗(yàn)對MTHFR突變引起的活性的量變不敏感，正如功能受損的等位基因A222V補(bǔ)償酵母突變的能力類似于野生型酶所顯示的。該試驗(yàn)對葉酸可用性的效果也不敏感。除了利用葉酸的酶以外，少數(shù)依賴維生素B6和B12的酶和酶促途徑也與同型半胱氨酸代謝、NTD和其他出生缺陷及妊娠不良后果相關(guān)。例如，利用B6的酶一胱硫醚-13-合酶(“CBS”)的缺陷會導(dǎo)致同型半胱氨酸的積累(Kraus等人，1999. Cystathionine13-synthase mutations in homocystinuria. Hum Mut 13:362-375)。同樣，利用 B6 的酶一胱硫醚-Y-裂合酶(“CTH”)的單核苷酸多態(tài)性(“SNP”)也已經(jīng)與同型半胱氨酸血癥相關(guān)聯(lián)(Wang 等人,2004. Single nucleotide polymorphism in CTH associated withvariation in plasma homocysteineconcentration. Clin Genet 65:483-486)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明部分源自用于確認(rèn)代謝途徑中酶編碼基因的受損等位基因和確定其對輔因子補(bǔ)救的敏感性的新的體內(nèi)試驗(yàn)的發(fā)展。包含能被感興趣的功能同源酶補(bǔ)償?shù)牡谝煌蛔兒褪乖摻湍妇暌蕾囉谘a(bǔ)充輔因子的第二突變(或一組突變)的復(fù)合酵母突變?yōu)檠芯侩S輔因子可用性變化的酶互補(bǔ)作用提供了很好的材料。使用本文公開的試驗(yàn)，可以確定對輔因子敏感的受損等位基因，包括可補(bǔ)救的等位基因，并且可以分析輔因子可用性酶活性關(guān)系。可用所得結(jié)果來獲知預(yù)防性和治療性營養(yǎng)物補(bǔ)充方法，以預(yù)防和治療與代謝酶功能障礙和異常代謝相關(guān)的病癥和疾病。 本發(fā)明也部分源于此處第一次證明的以下結(jié)果酶編碼基因中低頻率受損等位基因的輔因子補(bǔ)救的常見程度令人驚訝。正如本文所例證的，代謝途徑中的多個輔因子敏感的基因，每一個都可能在群體中有多種低頻率突變?？傊c單一基因的單一低頻率受損等位基因的檢測所顯現(xiàn)的結(jié)果相比，這些突變合起來對代謝途徑有更顯著的影響。而且，由于就多個這樣的低頻率受損等位基因而言為雜合的細(xì)胞顯示定量缺陷，因此這些單個而言罕見的等位基因的聚集頻率甚至可在缺乏更常見的多態(tài)性的情況下導(dǎo)致常見表型。這樣的對該途徑有影響的低頻率受損等位基因也可導(dǎo)致觀察到常見多態(tài)性的表型變異。因此，本發(fā)明涉及尤其以酶編碼基因中的這種低頻率受損等位基因的檢測和表征為重點(diǎn)的診斷和預(yù)后方法，及其有效補(bǔ)救的確定。本發(fā)明也部分源于這些試驗(yàn)在確認(rèn)和表征尤其是葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的酶編碼基因的新的低頻率受損等位基因中的特定用途。正如本文中對于MTHFR所證明的，存在許多低頻率受損等位基因，它們累積起來能夠?qū)е旅溉毕?，但是也能通過補(bǔ)充輔因子得到解決。本發(fā)明也部分源于以下發(fā)現(xiàn)，即MTHFR的受損等位基因包含定位至該酶N末端催化結(jié)構(gòu)域的編碼序列的序列改變。因此，一方面，本發(fā)明提供了用于檢測葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的酶編碼基因的受損但可補(bǔ)救的等位基因的體內(nèi)試驗(yàn)，該基因包括，例如，ATIC、GART、MAT1A、MAT2A,MTHFR和MTHFS。描述野生型人類MTHFR活性補(bǔ)償met 11缺陷的互補(bǔ)試驗(yàn)(Shan等人，JBC, 274:32613-32618, 1999)靈敏度不高，并且不能檢測到所有功能受損的人類MTHFR等位基因。例如，該試驗(yàn)不能區(qū)分野生型MTHFR和功能受損的常見多態(tài)性A222V。此外，該試驗(yàn)沒有揭示葉酸水平與酶活性之間的關(guān)系。本文公開的體內(nèi)試驗(yàn)高度靈敏，且能揭示葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的基因的受損等位基因(如本文中關(guān)于MTHFR所證明的)，同時能確定其對葉酸的敏感性。確認(rèn)的等位基因包括低頻率等位基因、作為雜合子顯示表型的顯性或共顯性等位基因、葉酸敏感的等位基因(包括葉酸可補(bǔ)救的等位基因)以及擁有這些特征的組合等位基因。重要的是，這些受損等位基因與多種病癥和疾病的風(fēng)險以及化療劑的不同效果和毒性相關(guān)。在某些個體中，由于葉酸可用性的補(bǔ)償效果，這些受損等位基因的缺陷可能不會表現(xiàn)為病癥、疾病或?qū)瘜W(xué)治療的不同響應(yīng)。揭示MTHFR的功能受損等位基因的能力提供了針對這些病癥和疾病的風(fēng)險以及針對化療劑的潛在療效和毒性的篩選方法。本發(fā)明也提供了用于檢測CTH和CBS的受損等位基因的體內(nèi)試驗(yàn)。揭示這些基因的功能受:損等位基因的能力同樣提供了針對相關(guān)疾病和病癥的風(fēng)險的篩選方法。因此，一方面，本發(fā)明提供了用于檢測代謝途徑中酶編碼基因的受損等位基因并確定其對輔因子的敏感性的體內(nèi)試驗(yàn)。這些試驗(yàn)包括使用酵母菌株，該酵母菌株包含第一基因中的第一突變和第二基因(或一組基因)中的第二突變，該第一突變可由野生型酶編碼基因補(bǔ)償，該第二突變使該酵母菌株依靠補(bǔ)充輔因子(或其前體)才能產(chǎn)生與第一基因的功能相關(guān)的可檢測表型。
所述方法包括(i)向酵母細(xì)胞中引入酶編碼基因的測試等位基因，其中該酵母細(xì)胞包含第一基因中的第一突變和第二基因(或一組基因)中的第二突變，該第一基因與該酶編碼基因功能上同源，該第二突變使得該酵母細(xì)胞依靠補(bǔ)充酶功能所必需的輔因子，其中第一突變改變了該酵母與第一基因功能相關(guān)的可檢測特征；(ii)在生長培養(yǎng)基中補(bǔ)充輔因子jP(iii)檢測與存在野生型酶的情況相比，在存在該測試等位基因的情況下較低的可檢測特征恢復(fù)，由此檢測該測試等位基因?qū)Φ谝换蛲蛔兊牟煌耆a(bǔ)償,并確定該測試等位基因?yàn)槭軗p等位基因。通過滴定測量補(bǔ)充的輔因子的量，確定該受損等位基因?qū)o因子可用性的敏感性。在一個實(shí)施方案中使用了二倍體酵母細(xì)胞。該二倍體酵母就測試等位基因而言可以是純合的或雜合的。二倍體酵母可包含野生型基因和測試等位基因。二倍體酵母可包含多個測試等位基因的組合。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因在序列上對應(yīng)于一個天然存在的等位基因，或個別天然存在的等位基因的集合。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，酶編碼基因包含人類酶編碼基因的等位基因，或個別人類等位基因的集合。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，所述酵母是釀酒酵母。在一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是metl3，第二酵母基因是fol3。此種酵母菌株可用來確定MTHFR等位基因的活性及其對葉酸狀態(tài)的響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定MTHFR等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，該試驗(yàn)進(jìn)一步能夠確定隨葉酸狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含天然存在的人類MTHFR等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含個別人類MTHFR等位基因的集合。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該試驗(yàn)方法包括對感興趣的MTHFR等位基因與野生型MTHFR的活性進(jìn)行比較。在一個優(yōu)選試驗(yàn)方案中，該試驗(yàn)方法包括滴定葉酸的量以確定MTHFR酶對葉酸可用性是否敏感。在一個實(shí)施方案中，該酵母是二倍體。在一個實(shí)施方案中，該二倍體酵母就待檢測互補(bǔ)性的MTHFR等位基因而言是雜合的。在一個實(shí)施方案中，該二倍體酵母包含野生型MTHFR和突變MTHFR等位基因。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該試驗(yàn)的檢測輸出(output)是生長。
在一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是adel6或adel7，第二酵母基因是foI3。此種酵母菌株可用來確定雙功能酶AICAR甲酰基轉(zhuǎn)移酶和IMP環(huán)化水解酶(ATIC)等位基因的活性及其對葉酸狀態(tài)的響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定ATIC等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，該體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步能夠確定隨葉酸狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含天然存在的人類ATIC等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含個別人類ATIC等位基因的集合。在一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是ade7，第二酵母基因是fol3。此種酵母菌種可用來確定甘氨酰胺核苷酸甲?；D(zhuǎn)移酶(GART)等位基因的活性及其對葉酸狀態(tài)的響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定GART等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，這些體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步能夠確定隨葉酸狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含天然存在的人類GART等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含個別人類GART等位基因的集合。在一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是saml或sam2，第二酵母基因是fol3。此種酵母菌株可用來確定甲硫氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶I，a (MATlA)等位基因的活性及其對葉酸狀態(tài)的 響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定MATlA等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，這些體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步能夠確定隨葉酸狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含天然存在的人類MATlA等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含個別人類MATlA等位基因的集合。在一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是saml或sam2，第二酵母基因是fol3。此種酵母菌株可用來確定甲硫氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶II，a (MAT2A)等位基因的活性及其對葉酸狀態(tài)的響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定MAT2A等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，這些體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步能夠確定隨葉酸狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含天然存在的人類MAT2A等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含個別人類MAT2A等位基因的集合。在一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是faul，第二酵母基因是fol3。此種酵母菌株可用來確定亞甲基四氫葉酸合成酶(MTHFS)等位基因的活性及其對葉酸狀態(tài)的響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定MTHFS等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，這些體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步能夠確定隨葉酸狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含天然存在的人類MTHFS等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含個別人類MTHFS等位基因的集合。在另一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是cys3，第二組酵母基因是六元缺失snol A sno2 A sno3 A snzl A snz2 A snz3 A。此種酵母菌株可用來確定CTH等位基因的活性及其對維生素B6狀態(tài)的響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定CTH等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，這些體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步能夠確定隨維生素B6狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含天然存在的人類CTH等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含個別人類CTH等位基因的集合。在另一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是cys4，第二組酵母基因是六元缺失snol A sno2 A sno3 A snzl A snz2 A snz3。此種酵母菌株可用來確定CBS等位基因的活性及其對維生素B6狀態(tài)的響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定CBS等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，這些體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步能夠確定隨維生素B6狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含天然存在的人類CBS等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酶編碼基因包含個別人類CBS等位基因的集合。一方面，本發(fā)明提供了能夠檢測葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的基因的受損等位基因及其對輔因子的敏感性的酵母菌株。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了能夠檢測選自ATIC、GART、MAT1A、MAT2A、MTHFR和MTHFS的酶編碼基因的受損等位基因并確定它們對葉酸的響應(yīng)性的酵母菌株。在一些實(shí)施方案中，該酵母包含上文對于每種這樣的酶編碼基因所述的相應(yīng)的突變和添加。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了能夠檢測CTH的受損等位基因并確定它們對維生素B6的響應(yīng)性的酵母菌株。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了能夠檢測CBS的受損等位基因并確定它們對維生素B6的響應(yīng)性的酵母菌株。 一方面，本發(fā)明提供了用于檢測諸如葉酸/同型半胱氨酸代謝的代謝途徑中酶編碼基因的受損等位基因的方法。在一個實(shí)施方案中，該受損等位基因天然存在于人類ATIC、GART、MAT1A、MAT2A、MTHFR和/或MTHFS中。在一個實(shí)施方案中，該受損等位基因是CBS等位基因。在一個實(shí)施方案中，該受損等位基因是CTH等位基因。在一些實(shí)施方案中，該方法包括使用本文提供的體內(nèi)試驗(yàn)和方法檢測代謝酶編碼基因中的受損等位基因，已證實(shí)該受損等位基因是輔因子可補(bǔ)救的。另一方面，本發(fā)明提供了用于確認(rèn)和/或表征受試者中的代謝酶缺陷的方法，包括從受試者獲得樣品和檢測所述樣品中是否存在多個受損等位基因，其中存在至少一個受損等位基因提示該受試者具有酶缺陷的風(fēng)險。所述多個受損等位基因可來自該代謝途徑中的同一個酶編碼基因，或者可以是來自同一途徑中的多個基因的等位基因。在一些實(shí)施方案中，受損等位基因中的一個或多個是低頻率等位基因，例如，其通常在總?cè)丝诘牟坏?%中表達(dá)，更通常地在總?cè)丝诘牟坏?%中表達(dá)，優(yōu)選地在總?cè)丝诘牟坏?. 5%至2%中表達(dá)，最優(yōu)選地在不到1%中表達(dá)。在一些實(shí)施方案中，受損等位基因中的一個或多個是輔因子可補(bǔ)救的等位基因。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，這些輔因子可補(bǔ)救的受損等位基因通過本文提供的體內(nèi)試驗(yàn)和方法進(jìn)行確認(rèn)。另一方面，提供了用于檢測受試者具有輔因子依賴的酶缺陷的傾向的方法，包括從受試者獲得樣品和檢測所述樣品中是否存在多個受損等位基因，其中存在至少一個受損等位基因提示該受試者可能具有可補(bǔ)救的酶缺陷。所述多個受損等位基因可以來自該代謝途徑中的同一個酶編碼基因，也可以是來自同一途徑中的多個基因的等位基因。在一些實(shí)施方案中，受損等位基因中的一個或多個是低頻率等位基因，例如，其通常在總?cè)丝诘牟坏?%中表達(dá)，更通常地在總?cè)丝诘纳儆?%中表達(dá)，優(yōu)選地在總?cè)丝诘牟坏?br> 2.5%至2%中表達(dá)，最優(yōu)選地在不到1%中表達(dá)。在一些實(shí)施方案中，受損等位基因中的一個或多個是輔因子可補(bǔ)救的等位基因。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，這些輔因子可補(bǔ)救的受損等位基因通過本文提供的體內(nèi)試驗(yàn)和方法進(jìn)行確認(rèn)。樣品中特定等位基因的檢測在本領(lǐng)域是常見的，并且這些方法中可方便地采用任何常規(guī)檢測方案，包括如本文所述的基于例如雜交、擴(kuò)增、測序、RFLP分析等的方案。對于此處的應(yīng)用也考慮將來開發(fā)的在檢測核酸樣品中的等位基因中具有特定用途的方案和/或材料。在另一方面，提供了治療受試者的代謝酶缺陷的方法，包括從具有或疑似具有此種缺陷的受試者獲得樣品，檢測該樣品中是否存在多個輔因子可補(bǔ)救的受損等位基因，以及根據(jù)在該樣品中檢測到的受損等位基因的數(shù)量和類型對該受試者施用合適的輔因子補(bǔ)充劑，如本文所述。在一個實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括如本文所述利用體內(nèi)試驗(yàn)測定酶活性。在一個實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括如本文所述利用體內(nèi)試驗(yàn)測定酶活性，以及檢測酶編碼核酸中的突變。在一個實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括如本文所述利用體內(nèi)試驗(yàn)測定酶活性，以及利用溫度敏感性試驗(yàn)測定高溫下的酶穩(wěn)定性。在一個實(shí)施方案中，該方法進(jìn)一步包括如本文所述利用體內(nèi)試驗(yàn)測定酶活性，以及利用體外試驗(yàn)測定酶的比活性。 一方面，本發(fā)明提供了針對異常同型半胱氨酸代謝相關(guān)疾病或病癥的風(fēng)險的篩選方法。如本文所述，該方法包括篩選同型半胱氨酸代謝中所涉及的基因的受損等位基因。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該方法包括檢測受損等位基因，該等位基因是通過本文所述的體內(nèi)試驗(yàn)被表征為受損等位基因。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該疾病或病癥選自心血管疾病、冠狀動脈疾病、缺血性中風(fēng)、動脈粥樣硬化、神經(jīng)管缺陷、口面裂、先兆子癇、早產(chǎn)/低出生體重、復(fù)發(fā)性早期自然流產(chǎn)、血栓形成、視網(wǎng)膜動脈閉塞、唐氏綜合征、結(jié)腸直腸癌、乳腺癌、肺癌、前列腺癌、抑郁、精神分裂癥、阿爾茨海默病/癡呆、年齡相關(guān)性黃斑變性和青光眼。在一個實(shí)施方案中，如本文所述，該方法包括篩選ATIC、GART、MAT1A、MAT2A、MTHFR和/或MTHFS的受損等位基因。在一個實(shí)施方案中，如本文所述，該方法包括篩選CBS的受損等位基因。在一個實(shí)施方案中，如本文所述，該方法包括篩選CTH的受損等位基因。一方面，本發(fā)明提供了用于確定個體的化療響應(yīng)潛能的方法。如本文所述，該方法包括利用檢測葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的基因的受損等位基因的方法。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該基因選自MTHFR、ATIC、MTHFS、MAT1A、MAT2A和GART。利用本文所述的體內(nèi)試驗(yàn)方法和/或利用特定等位基因的檢測方法檢測到個體中的受損等位基因提示響應(yīng)潛能降低。一方面，本發(fā)明提供了確定對個體的潛在化療毒性的方法。如本文所述，該方法包括使用檢測葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的基因的受損等位基因的方法。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該基因選自MTHFR、ATIC、MTHFS、MAT1A、MAT2A和GART。利用本文所述的體內(nèi)試驗(yàn)方法和/或利用特定等位基因的檢測方法檢測到個體中的受損等位基因提示毒性潛能升高。一方面，本發(fā)明提供分離的核酸，其在序列上對應(yīng)于選自MTHFR、ATIC、MTHFS、MAT1A、MAT2A和GART的酶編碼基因的等位基因。在一個實(shí)施方案中，該分離的核酸具有和/或含有MTHFR基因的等位基因的序列，例如表A中公開的SNP。在一個實(shí)施方案中，該分離的核酸具有和/或含有ATIC基因的等位基因的序列，例如表B中公開的SNP。在一個實(shí)施方案中，該分離的核酸具有和/或含有MTHFS基因的等位基因的序列，例如表C中公開的SNP。在一個實(shí)施方案中，該分離的核酸具有和/或含有MATlA基因的等位基因的序列，例如表D中公開的SNP。在一個實(shí)施方案中，該分離的核酸具有和/或含有MAT2A基因的等位基因的序列，例如表E中公開的SNP。在一個實(shí)施方案中，該分離的核酸具有和/或含有GART基因的等位基因的序列，例如表F中公開的SNP。在一個實(shí)施方案中，該核酸對應(yīng)于MTHFR等位基因的序列，且包含編碼選自Ml 101、H213R、D223N、D291N、R519C、R519L和Q648P的MTHFR蛋白非同義突變的序列。一方面，本發(fā)明提供用來檢測葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的基因的受損等位基因的陣列。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于檢測選自ATIC、GART、MAT 1A、MAT2A、MTHFR和MTHFS的基因的受損等位基因的陣列。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該陣列能夠檢測選自上組的基因的多于一個受損等位基因。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該陣列能夠檢測選自上組的多個基因的多于一個受損等位基因。在一個實(shí)施方案中，該陣列能夠檢測選自上組的多個基因中每一個的多于一個受損等位基因。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該陣列能夠檢測作為可補(bǔ)救的受損等位基因的這種受損等位基因。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該陣列能夠檢測多個作為 可補(bǔ)救的受損等位基因的受損等位基因。在一些實(shí)施方案中，該受損等位基因中的至少一個是低頻率等位基因。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用來檢測受損MTHFR等位基因的陣列。在一個實(shí)施方案中，該陣列包含一種或多種能夠與含有非同義突變的MTHFR等位基因雜交的核酸，該非同義突變選自編碼M110I、H213R、D223N、D291N、R519C、R519L和Q648P的突變。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于檢測CBS的受損等位基因的陣列。該陣列包含一種或多種能與CBS的受損等位基因雜交的核酸。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于檢測CTH的受損等位基因的陣列。該陣列包含一種或多種能與CTH的受損等位基因雜交的核酸。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于檢測葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的多個基因的受損等位基因的陣列。本發(fā)明的陣列可使用本領(lǐng)域已知的多種陣列、探針和讀出技術(shù)中的任一種。一方面，本發(fā)明提供攜帶葉酸/同型半胱氨酸代謝涉及基因的可補(bǔ)救受損等位基因的個體中異常葉酸/同型半胱氨酸代謝相關(guān)病癥或疾病的預(yù)防方法。在一個實(shí)施方案中，該方法包括提高個體的葉酸攝入量。在一個實(shí)施方案中，該方法包括提高個體的維生素B6攝入量。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，如本文所述，該方法包括針對異常葉酸/同型半胱氨酸代謝相關(guān)疾病或病癥的風(fēng)險的篩選方法。一方面，本發(fā)明提供異常葉酸/同型半胱氨酸代謝相關(guān)病癥或疾病的治療方法，其中該患者攜帶葉酸/同型半胱氨酸代謝中涉及的基因的可補(bǔ)救受損等位基因。在一個實(shí)施方案中，該方法包括提高患者的葉酸攝入量。在一個實(shí)施方案中，該方法包括提高個體的維生素^攝入量。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，如本文所述，該方法包括針對異常葉酸/同型半胱氨酸代謝相關(guān)病疾或病癥的風(fēng)險的篩選方法。一方面，本發(fā)明提供用于提高攜帶葉酸/同型半胱氨酸代謝涉及基因的可補(bǔ)救受損等位基因的個體的化療響應(yīng)潛能的方法。該方法包括提高個體的葉酸攝入量。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，如本文所述，該方法包括針對異常葉酸/同型半胱氨酸代謝相關(guān)疾病或病癥的風(fēng)險的篩選方法。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該基因選自MTHFR、ATIC、MTHFS、MAT1A、MAT2A 和 GART。一方面，本發(fā)明提供用于降低化療劑對攜帶葉酸/同型半胱氨酸代謝涉及基因的可補(bǔ)救受損等位基因的個體的毒性的方法。該方法包括提高個體的葉酸攝入量。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，如本文所述，該方法包括針對異常葉酸/同型半胱氨酸代謝相關(guān)疾病或病癥的風(fēng)險的篩選方法。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該基因選自MTHFR、ATIC、MTHFS、MAT1A、MAT2A 和 GART。另一方面，本發(fā)明提供包含輔因子的制劑，其中所述輔因子以由個體的遺傳構(gòu)成所確定的量存在。本發(fā)明的制劑可包含多種輔因子，其中所述多種輔因子中的至少一部分所述輔因子以由個體的遺傳構(gòu)成所確定的量存在。在一個實(shí)施方案中，該輔因子選自維生素A (視黃醇)、維生素C (抗壞血酸)、維生素D (麥角鈣化醇)、維生素E、維生素K (葉綠醌)、維生素BI (硫胺素)、維生素B2 (核黃素)、維生素B3 (煙酸)、維生素B6 (吡哆醇)、維生素B9 (葉酸鹽/葉酸)、維生素B12 (生育酚)、維生素B7 (生物素)、維生素B5 (泛酸)和膽堿。在另一個實(shí)施方案中，所述多種輔因子包括至少兩種選自下組的輔因子維生素A (視 黃醇)、維生素C (抗壞血酸)、維生素D (麥角鈣化醇)、維生素E、維生素K (葉綠醌)、維生素BI (硫胺素)、維生素B2 (核黃素)、維生素B3 (煙酸)、維生素B6 (吡哆醇)、維生素B9 (葉酸鹽/葉酸)、維生素B12 (生育酚)、維生素B7 (生物素)、維生素B5 (泛酸)和膽堿。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的制劑可制備成持續(xù)釋放形式。在其他一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的該制劑可經(jīng)口攝入。該制劑可以作為單位劑量，為片劑或膠囊的形式，或?yàn)橐簯B(tài)形式。該制劑也可被制備成用于靜脈內(nèi)、皮下或肌肉內(nèi)給藥。如果需要，本發(fā)明的制劑可附有供所述個體使用的說明。另一方面，本發(fā)明提供一種制備制劑的方法，包括(a)選擇輔因子，其中所述輔因子以由個體的遺傳構(gòu)成所確定的量存在，和(b)將所述輔因子與賦形劑以可攝入或可注射的形式混合。在一個實(shí)施方案中，選擇步驟包括選擇多種輔因子，其中所述多種輔因子中的至少一部分所述輔因子以由所述個體的遺傳構(gòu)成所確定的量存在。在另一個實(shí)施方案中，所述輔因子是根據(jù)所述個體的至少一個個人特征選定的，其中所述個人特征選自體重、身高、人體質(zhì)量指數(shù)、種族、血統(tǒng)、性別、年齡、家族史、醫(yī)療史、鍛煉習(xí)慣和飲食習(xí)慣。在一個相關(guān)但單獨(dú)的方面，本發(fā)明提供一種確定個體患輔因子可補(bǔ)救病癥的風(fēng)險或傾向的方法，包括Ca)檢測所述個體的生物樣品中是否存在多種遺傳變異體，其中所述多種遺傳變異體選自表A-X，和(b)當(dāng)在所述生物樣品中檢測到所述多種遺傳變異體時，確定患所述輔因子可補(bǔ)救的病癥的所述傾向。在一些實(shí)施方案中，所述多種遺傳變異體包括至少 2、3、4、5、5、7、8、9、10、20、30、40、50、100、150、200、300、400、500 種或更多種遺傳變異體。在其他一些實(shí)施方案中，本方法進(jìn)一步包括將所述輔因子依賴的酶缺陷的風(fēng)險報告給所述個體或所述個體的醫(yī)療保健管理者。在另一方面，本發(fā)明提供一種確定個體的輔因子含量的方法，包括Ca)檢測所述個體的生物樣品中是否存在至少一種遺傳變異體，其中所述至少一種遺傳變異體與輔因子推薦量相關(guān)，該輔因子推薦量與缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量相比，至少相差所述輔因子質(zhì)量的1%，和(b)當(dāng)在所述生物樣品中檢測到所述至少一種遺傳變異體時，向所述個體推薦所述不同的輔因子量。在一些實(shí)施方案中，該遺傳變異體與輔因子推薦量相關(guān)，該輔因子推薦量與缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量相比，至少高1%。在其他一些實(shí)施方案中，該遺傳變異體與輔因子推薦量相關(guān)，該輔因子推薦量與缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量相比，至少低1%。在另外其他一些實(shí)施方案中，該遺傳變異體與輔因子推薦量相關(guān)，該輔因子推薦量至少相差500%。該個體可以是具有輔因子可補(bǔ)救的病癥的風(fēng)險或傾向的女性。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種分離的核酸或其互補(bǔ)體，其中所述核酸包含表A-X中所示的單核苷酸多態(tài)性(SNP)。還涉及包含固定于其上的多種本發(fā)明的分離核酸的陣列。本發(fā)明還提供一種向個體提供個性化營養(yǎng)建議計劃的計算機(jī)輔助方法，包 括(i )在數(shù)據(jù)處理設(shè)備上提供第一數(shù)據(jù)集，所述第一數(shù)據(jù)集包含關(guān)于所述個體存在遺傳變異體的信息，其中該遺傳變異體表明該個體具有輔因子依賴的酶缺陷的風(fēng)險，(ii)在數(shù)據(jù)處理設(shè)備上提供第二數(shù)據(jù)集，所述第二數(shù)據(jù)集包含將所述輔因子依賴的酶缺陷與至少一種生活方式推薦相匹配的信息，和(iii)根據(jù)(i)中的遺傳變異體生成個性化營養(yǎng)建議計劃，其中該計劃包含在步驟(ii)中匹配的至少一種生活方式推薦。在一些實(shí)施方案中，所述個性化生活方式建議計劃包括維生素亞型的最小和/或最大推薦量。在一些實(shí)施方案中，該第一數(shù)據(jù)集包含選自表A-X的多種遺傳變異體。在其他一些實(shí)施方案中，該個性化生活方式建議計劃包括由所述個體的遺傳變異體所確定的量的推薦的一種或多種輔因子。如果需要，該方法包括通過互聯(lián)網(wǎng)使用唯一識別碼向該個體傳送該計劃的步驟。可以通過無線形式，例如通過I-Phone ,向個體或他/她的代理人進(jìn)行這種傳送。在一些實(shí)施方案中，該計劃包含指向一個或多個網(wǎng)頁的超鏈接。在一些其他實(shí)施方案中，通過本方法分析的一種或多種輔因子依賴的酶缺陷是葉酸鹽/葉酸缺乏。在其他一些實(shí)施方案中，該計算機(jī)輔助方法包含數(shù)據(jù)處理設(shè)備上的第三數(shù)據(jù)集，所述第三數(shù)據(jù)集包含關(guān)于所述個體的一種或多種個人特征的信息。該個人特征包括但不限于體重、身高、人體質(zhì)量指數(shù)、種族、血統(tǒng)、性別、年齡、家族史、醫(yī)療史、鍛煉習(xí)慣和飲食習(xí)慣。在實(shí)施該方法時，提供(i)中的第一數(shù)據(jù)集和/或提供(ii)中的第二數(shù)據(jù)集的步驟可通過由所述個體或他/她的代理人輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)集的信息來完成。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種計算機(jī)系統(tǒng)，包括(i)為處理第一數(shù)據(jù)集和/或第二數(shù)據(jù)集而配置的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述第一數(shù)據(jù)集包含關(guān)于個體存在遺傳變異體的信息，其中該遺傳變異體提示該個體具有輔因子依賴的酶缺陷的風(fēng)險，并且所述第二數(shù)據(jù)集包含將所述輔因子依賴的酶缺陷與至少一種生活方式推薦相匹配的信息，和(ii)根據(jù)所述個體的遺傳變異體生成個性化營養(yǎng)建議計劃而配置的輸出設(shè)備，其中該計劃包括在(i)中匹配的至少一種生活方式推薦。本文提供的計算機(jī)系統(tǒng)可進(jìn)一步包括為輸入關(guān)于第一數(shù)據(jù)集和/或第二數(shù)據(jù)集的信息而配置的輸入設(shè)備。在一些實(shí)施方案中，配置該輸入設(shè)備以輸入關(guān)于所述個體的一個或多個個人特征的信息。本發(fā)明還提供一種向個體提供個性化營養(yǎng)建議計劃的商業(yè)方法，包括收集關(guān)于所述個體的生物樣品存在或不存在至少一種遺傳變異體的信息，其中所述至少一種遺傳變異體與輔因子推薦量相關(guān)，該輔因子推薦量與缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量相比，至少相差所述輔因子的1%;以及，當(dāng)在所述生物樣品中檢測到所述至少一種遺傳變異體時，向所述個體推薦所述不同的輔因子量。本文考慮的方法包括這樣一個方面，其中遺傳變異體與輔因子推薦量相關(guān)，該輔因子推薦量比缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量至少高1%、5%、10%、100%、500%、1000%。本方法也考慮了這樣一個方面，其中遺傳變異體與輔因子推薦量相關(guān)，該輔因子推薦量比缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量至少低1%、5%、10%、100%、500%、1000%。本文公開的發(fā)明也包括輔因子可補(bǔ)救的病癥，包括但不限于產(chǎn)生具有神經(jīng)管缺陷(例如脊柱裂)、腭裂或無腦畸形的后代，以及導(dǎo)致早產(chǎn)的病癥。在一些實(shí)施方案中，關(guān)注的個體是孕婦，且所述輔因子可補(bǔ)救的病癥是產(chǎn)生脊柱裂后代。

圖I.補(bǔ)充亞葉酸對fol3 A :KanMX細(xì)胞生長速率和人類MTHFR活性的影響。(a)如材料與方法部分所述在96孔板中測定fol3 A : KanMX MET 13單倍體酵母的生長。向培養(yǎng)基中補(bǔ)充指定濃度的亞葉酸。標(biāo)為F0L3 (F0L3MET13)的曲線來自不含亞葉酸的培養(yǎng)基中的生長。(b)用phMTHFR轉(zhuǎn)化的fol3 A :KanMXmetl3 A :KanMX單倍體酵母在缺乏甲硫氨酸而補(bǔ)充有指定濃度的亞葉酸的培養(yǎng)基中的生長。在每個亞葉酸濃度下檢測了 3個獨(dú)立的轉(zhuǎn)化體，以檢測可重復(fù)性。標(biāo)為met3 A的曲線代表在50ug/ml亞葉酸下生長的用空載體轉(zhuǎn)化的單個細(xì)胞分離物。 圖2.非同義MTHFR群體變異體的功能影響和其葉酸可補(bǔ)救性。(a)檢測了 6個MTHFR變異體在3個不同亞葉酸濃度下的缺乏甲硫氨酸的培養(yǎng)基中補(bǔ)救f013 A : : KanMXmetl3 A : =KanMX細(xì)胞的能力。MllOI等位基因和MllOI A222V雙置換等位基因僅在50和25ug/ml亞葉酸下檢測。標(biāo)為“主要”的曲線對應(yīng)于群體中最常見的MTHFR等位基因。每條曲線都是從3-6個獨(dú)立轉(zhuǎn)化體的集合得到的。(b)MTHFR蛋白(656個氨基酸)的示意圖，其分為N末端催化結(jié)構(gòu)域和C末端調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域，二者大小幾乎相等(35)。標(biāo)出了所有非同義改變的位置。無害的改變標(biāo)為綠色。標(biāo)為I至4的改變代表葉酸可補(bǔ)救的等位基因，它們按嚴(yán)重程度的增序表示。5號改變幾乎喪失功能，因而不被歸為葉酸可補(bǔ)救的(見結(jié)果部分)，但是在某種程度上是葉酸可強(qiáng)化的。圖3. MTHFR變異體的酶活性。如本文所述，制備用指定MTHFR構(gòu)建體轉(zhuǎn)化的細(xì)胞的酵母粗提物，并測定其MTHFR活性。在加入放射性標(biāo)記的底物之前，對反應(yīng)物進(jìn)行指定時間的熱處理。測定值是兩組獨(dú)立的一式三份測定的平均值，誤差條是6個數(shù)據(jù)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差。圖4.在酵母中闡述的MTHFR變異體的雜合子表型。如本文所述，在“主要”、R134C和A222V等位基因的二倍體酵母中再創(chuàng)造了 MTHFR等位基因的純合性或雜合性。通過各自表達(dá)整合到基因組中的MTHFR的單等位基因的單倍體酵母菌株間雜交獲得二倍體。對于單倍體準(zhǔn)確測定了隨亞葉酸補(bǔ)充變化的生長。圖5.在酵母中表達(dá)的人類MTHFR變異體的免疫印跡。(a)由攜帶不同MTHFR等位基因的酵母細(xì)胞制備提取物，并使用如本文所述的抗-HA抗體進(jìn)行檢測。A222V MllOI是一個雙置換等位基因?！爸饕北硎救后w中最常見的MTHFR等位基因。最右邊的并排的兩條泳道是“主要”等位基因和不可磷酸化的T34A等位基因(37)。(b)將本研究中確認(rèn)的所有MTHFR變異體的非磷酸化的下帶與磷酸化的上帶的信號強(qiáng)度之比相對于漸增的功能影響嚴(yán)重程度來作圖。X軸上的等位基因被歸類為無害的或相對于活性進(jìn)行排序。將所有無害等位基因(包括“主要”等位基因和所有調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域改變)作圖，它們顯示幾乎相同的這兩種MTHFR種類的比例，因此符號重疊。圖6.兩種人類B酶——CBS和CTH的B6 (吡哆醇)響應(yīng)性的測定。
圖7.用于分析個體的遺傳構(gòu)成和確定個體的輔因子制劑、患輔因子可補(bǔ)救的病癥的風(fēng)險或傾向或風(fēng)險和傾向的示例系統(tǒng)的示意圖。發(fā)明詳述如上文所述，本發(fā)明提供了用于確認(rèn)代謝途徑中酶編碼基因的受損等位基因和確定其對輔因子補(bǔ)救的敏感性的體內(nèi)試驗(yàn)。復(fù)合酵母變異體包含第一突變和第二突變(或一組突變)，第一突變允許由感興趣的功能同源的酶進(jìn)行補(bǔ)償，第二突變使得該菌株依賴于輔因子的補(bǔ)充，該復(fù)合酵母變異體可用來研究隨輔因子酶可用性變化的酶補(bǔ)償。重要的是，本發(fā)明還證明了酶編碼基因中低頻率受損等位基因的輔因子補(bǔ)救的常見程度令人驚訝，并且這些等位基因合起來會對該代謝途徑具有顯著的影響。因此，本發(fā)明涉及尤其是以酶編碼基因中這些低頻率受損等位基因的檢測和表征及其有效補(bǔ)救方法的確定為重點(diǎn)的診斷和預(yù)后方法。MTHFR的“N末端催化結(jié)構(gòu)域”指人類MTHFR中的氨基酸1_359。人類MTHFR的參考mRNA序列的Genbank登錄號為NM005957,而其編碼的656個氨基酸的序列的Genbank登 錄號為NP005958。MTHFR功能障礙是指與野生型MTHFR的活性相比有偏差。酶功能障礙和相關(guān)病癥和疾病可引起，例如，酶的比活性改變、酶的錯誤定位、酶水平的改變和其他改變。用于測定酶活性及其對輔因子的敏感性的體內(nèi)試驗(yàn)本文提供的試驗(yàn)可用來檢測酶編碼基因的等位基因補(bǔ)償功能同源的酵母基因中的突變的能力，以及測定這些酶對輔因子的響應(yīng)性。該試驗(yàn)包括測定與酵母基因正常功能相關(guān)的和被其功能障礙改變的輸出或表型。該試驗(yàn)包括使用含有第一突變和第二突變的酵母菌株，第一突變允許被感興趣的功能同源的酶補(bǔ)償，第二突變使得該菌株依靠補(bǔ)充輔因子才能具有與第一基因的功能相關(guān)的可檢測表型。該方法包括(i)向酵母細(xì)胞引入酶編碼基因的測試等位基因，其中該酵母細(xì)胞含有第一基因中的第一突變和第二基因(或一組基因)中的第二突變，該第一基因與該酶編碼基因在功能上同源，該第二突變使得該酵母細(xì)胞依賴于酶功能所需的輔因子的補(bǔ)充，其中第一突變改變了該酵母與第一基因的功能相關(guān)的可檢測特征；(ii)向生長培養(yǎng)基中補(bǔ)充該輔因子jP(iii)檢測與存在野生型酶的情況相比，在存在測試等位基因的情況下較低的可檢測特征的恢復(fù)，由此檢測該測試等位基因?qū)Φ谝换蛲蛔兊牟煌耆a(bǔ)償，并確認(rèn)該測試等位基因?yàn)槭軗p等位基因。通過改變補(bǔ)充的輔因子的量，確定該受損等位基因?qū)o因子可用性的敏感性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，酶編碼基因的測試等位基因在序列上對應(yīng)于天然存在的等位基因，或?qū)?yīng)于個別天然存在的多態(tài)性的集合。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該測試等位基因在序列上對應(yīng)于人類基因的等位基因，或?qū)?yīng)于多個人類等位基因中的個別多態(tài)性的集
口 o在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該酵母是釀酒酵母(“S. cerevisiae”)，但是也可使用其他酵母種。在一個實(shí)施方案中，使用二倍體酵母。該二倍體酵母就測試等位基因而言可以是純合的或雜合的。二倍體酵母可包含野生型基因和測試等位基因。二倍體酵母可包含測試等位基因的組合。如本文所證明的，功能上受損的等位基因可包括具有雜合表型的等位基因。在一個實(shí)施方案中，該二倍體酵母就待檢測互補(bǔ)性的等位基因而言是雜合的。在一個實(shí)施方案中，該二倍體酵母包含酶編碼基因的野生型等位基因和受損等位基因。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該試驗(yàn)的測定結(jié)果是生長。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該試驗(yàn)方法包括將感興趣的測試等位基因與相應(yīng)的野生型等位基因的活性進(jìn)行比較。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供測定測試等位基因例如酶編碼基因的等位基因的活性的體內(nèi)試驗(yàn)。在一個實(shí)施方案中，該酶編碼基因參與葉酸/同型半胱氨酸代謝或與之相關(guān)。在另一個實(shí)施方案中，該測試等位基因選自MTHFR等位基因、ATIC等位基因、GART等位基因、MATIA等位基因、MAT2A等位基因和MTHFS等位基因，這些試驗(yàn)?zāi)苓M(jìn)一步確定隨葉酸狀態(tài)改變的活性。在另一個實(shí)施方案中，該酶編碼等位基因選自CTH等位基因和CBS等位基因。在一個實(shí)施方案中，測試等位基因是MTHFR等位基因，并含有N末端催化結(jié)構(gòu)域中的至少一個置換和C末端調(diào)節(jié)區(qū)中的至少一個突變。盡管一般說來僅有C末端區(qū)的置換不會損害功能，但是這些置換可與其他置換組合起來在功能上損害等位基因。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，第一突變位于酵母基因metl3內(nèi)，其可由野生型人MTHFR在功能上補(bǔ)償。在另一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是adel6或adel7，其可由野生型人 ATIC在功能上補(bǔ)償。在一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是ade7，其可由野生型人GART在功能上補(bǔ)償。在一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是saml或sam2，其可由野生型人MATlA或野生型人MAT2A在功能上補(bǔ)償。在一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是faul，其可由野生型人MTHFS在功能上補(bǔ)償。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，第二突變位于酵母基因fol3內(nèi)，它使酵母依賴于補(bǔ)充培養(yǎng)基中的葉酸。此種酵母菌株可用來測定測試等位基因的活性(該測試等位基因取決于第一突變)及其對葉酸狀態(tài)的響應(yīng)。例如，含有酵母基因metl中的第一突變和酵母基因fol3中的第二突變的復(fù)合酵母可用來測定MTHFR等位基因的活性及其對葉酸狀態(tài)的響應(yīng)。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該試驗(yàn)方法包括改變?nèi)~酸含量以確定由該測試等位基因編碼的酶是否對葉酸可用性敏感。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該試驗(yàn)方法包括測定在少于50ug/ml葉酸存在時的輸出。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該試驗(yàn)方法包括測定在約50ug/ml葉酸存在時的輸出。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該試驗(yàn)方法包括測定在多于50ug/ml葉酸存在時的輸出。在一個實(shí)施方案中，為了確定酶編碼基因的受損等位基因是否可由葉酸補(bǔ)救，葉酸含量是變化的。在另一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是cys3，第二酵母基因是六元缺失snol A sno2 A sno3 A snzl A snz2 A snz3 A。此種酵母菌株可用來確定CTH等位基因的活性及其對維生素B6狀態(tài)的響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定CTH等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，其進(jìn)一步能夠確定隨維生素B6狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，CTH等位基因包括天然存在的人等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，CTH等位基因包括個別人類CTH等位基因的集合。在另一個實(shí)施方案中，第一酵母基因是cys4，第二酵母基因是六元缺失snol A sno2 A sno3 A snzl A snz2 A snz3 A。此種酵母菌株可用來確定CBS等位基因的活性及其對維生素B6狀態(tài)的響應(yīng)。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于確定CBS等位基因活性的體內(nèi)試驗(yàn)，其進(jìn)一步能夠確定隨維生素B6狀態(tài)變化的活性。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，CBS等位基因包括天然存在的人等位基因。在另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，CBS等位基因包括個別人類CBS等位基因的集合。下面的表I列出了酶編碼基因，并提供了可用來確定酶編碼基因的等位基因活性的示例性復(fù)合酵母突變。表I:酶編碼基因和酵母背景
權(quán)利要求
1.一種包含輔因子的制劑，其中所述輔因子以由個體的遺傳構(gòu)成所確定的量存在。
2.權(quán)利要求I的制劑，其包含多種輔因子，其中所述多種輔因子內(nèi)的至少一部分所述輔因子以由個體的遺傳構(gòu)成所確定的量存在。
3.權(quán)利要求I的制劑，其中所述輔因子選自維生素A(視黃醇)、維生素C(抗壞血酸)、維生素D (麥角鈣化醇)、維生素E、維生素K (葉綠醌)、維生素BI (硫胺素)、維生素B2 (核黃素)、維生素B3 (煙酸)、維生素B6 (吡哆醇)、維生素B9 (葉酸鹽/葉酸)、維生素B12 (生育酚)、維生素B7 (生物素)、維生素B5 (泛酸)和膽堿。
4.權(quán)利要求2的制劑，其中所述多種輔因子包含選自下組的至少兩種輔因子維生素A (視黃醇)、維生素C (抗壞血酸)、維生素D (麥角鈣化醇)、維生素E、維生素K (葉綠醌)、維生素BI (硫胺素)、維生素B2 (核黃素)、維生素B3 (煙酸)、維生素B6 (吡哆醇)、維生素B9(葉酸鹽/葉酸)、維生素B12 (生育酚)、維生素B7 (生物素)、維生素B5 (泛酸)和膽堿。
5.權(quán)利要求I的制劑，其中所述制劑制備成持續(xù)釋放形式。
6.權(quán)利要求I的制劑，其中所述制劑可經(jīng)口攝入。
7.權(quán)利要求I的制劑，其中所述制劑制備成用于靜脈內(nèi)、皮下或肌肉內(nèi)給藥。
8.權(quán)利要求I的制劑，其中所述制劑制備為單一劑量。
9.權(quán)利要求I的制劑，其中所述制劑制備為片劑或膠囊。
10.權(quán)利要求I的制劑，其中所述制劑為液體形式。
11.權(quán)利要求I的制劑，其中所述遺傳構(gòu)成包括在編碼代謝途徑中一種或多種酶的一個或多個基因中的遺傳變異體，其中所述遺傳變異體與輔因子可補(bǔ)救的病癥相關(guān)。
12.權(quán)利要求11的制劑，其中所述輔因子可補(bǔ)救的病癥是產(chǎn)生具有神經(jīng)管缺陷的后代。
13.權(quán)利要求11的制劑，其中所述輔因子可補(bǔ)救的病癥選自產(chǎn)生脊柱裂、腭裂或無腦畸形后代的病癥或?qū)е略绠a(chǎn)的病癥。
14.權(quán)利要求I的制劑，附有供所述個體使用的說明。
15.—種制備權(quán)利要求I的制劑的方法，包括 (a)選擇所述輔因子；并 (b)將所述輔因子與賦形劑以可攝入或可注射的形式混合。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述選擇步驟包括選擇多種輔因子，其中所述多種輔因子內(nèi)的至少一部分所述輔因子以由所述個體的遺傳構(gòu)成所確定的量存在。
17.權(quán)利要求15的方法，其中所述輔因子根據(jù)所述個體的至少一種個人特征選定，其中所述個人特征選自體重、身高、人體質(zhì)量指數(shù)、種族、血統(tǒng)、性別、年齡、家族史、醫(yī)療史、運(yùn)動習(xí)慣和飲食習(xí)慣。
18.一種確定用于個體的輔因子量的方法，包括 (a)檢測所述個體的生物樣品是否存在或不存在至少一種遺傳變異體，其中所述至少一種遺傳變異體與輔因子的推薦量相關(guān)，所述推薦量與缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量相比相差至少為所述輔因子質(zhì)量的1% ;和 (b)當(dāng)在所述生物樣品中檢測到所述至少一種遺傳變異體時，為所述個體推薦所述不同的輔因子量。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述遺傳變異體與輔因子的推薦量相關(guān)，所述推薦量比缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量至少高1%。
20.權(quán)利要求18的方法，其中所述遺傳變異體與輔因子的推薦量相關(guān)，所述推薦量比缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量至少低1%。
21.權(quán)利要求18的方法，所述遺傳變異體與輔因子的推薦量相關(guān)，所述推薦量至少相差 500%。
22.權(quán)利要求18的方法，其中所述個體是具有患輔因子可補(bǔ)救的病癥的風(fēng)險或傾向的女性。
23.權(quán)利要求22的方法，其中所述輔因子可補(bǔ)救的病癥是產(chǎn)生具有神經(jīng)管缺陷的后代。
24.權(quán)利要求22的方法，其中所述輔因子可補(bǔ)救的病癥選自產(chǎn)生脊柱裂、腭裂或無腦畸形后代的病癥或?qū)е略绠a(chǎn)的病癥。
25.權(quán)利要求22的方法，其中所述女性是孕婦，且所述輔因子可補(bǔ)救的病癥是產(chǎn)生脊柱裂后代。
26.一種確定個體患輔因子可補(bǔ)救的病癥的風(fēng)險或傾向的方法，包括 (a)檢測所述個體的生物樣品是否存在或不存在多種遺傳變異體，其中所述多種遺傳變異體選自表A-X ;和 (b)當(dāng)在所述生物樣品中檢測到所述多種遺傳變異體時，確定具有患所述輔因子可補(bǔ)救的病癥的傾向。
27.權(quán)利要求26的方法，其中所述多種遺傳變異體包括至少兩種遺傳變異體。
28.權(quán)利要求26的方法，其中所述多種遺傳變異體包括至少3種遺傳變異體。
29.權(quán)利要求26的方法，進(jìn)一步包括向所述個體或所述個體的醫(yī)療保健管理者報告所述輔因子依賴的酶缺陷的風(fēng)險。
30.權(quán)利要求26的方法，其中所述輔因子可補(bǔ)救的病癥是產(chǎn)生具有神經(jīng)管缺陷的后代。
31.權(quán)利要求26的方法，其中所述輔因子可補(bǔ)救的病癥選自產(chǎn)生脊柱裂、腭裂或無腦畸形后代的病癥，以及導(dǎo)致早產(chǎn)的病癥。
32.—種分離的核酸或其互補(bǔ)體，其中所述核酸包含表A-X顯示的單核苷酸多態(tài)性(SNP)0
33.一種陣列，其包含固定在其上的多種權(quán)利要求32的分離的核酸。
34.一種為個體提供個性化營養(yǎng)建議計劃的計算機(jī)輔助方法，包括 (i)在數(shù)據(jù)處理設(shè)備中提供第一數(shù)據(jù)集，所述第一數(shù)據(jù)集包含關(guān)于所述個體存在遺傳變異體的信息，其中所述遺傳變異體表明該個體具有輔因子依賴的酶缺陷的風(fēng)險；和 ( )在數(shù)據(jù)處理設(shè)備中提供第二數(shù)據(jù)集，所述第二數(shù)據(jù)集包含將所述輔因子依賴的酶缺陷與至少一種生活方式推薦相匹配的信息； 和 (iii)根據(jù)(i)中的遺傳變異體生成個性化的營養(yǎng)建議計劃，其中該計劃包括步驟( )中匹配的至少一種生活方式推薦。
35.權(quán)利要求34的方法，其中所述個性化生活方式建議計劃包括維生素亞型的最大和/或最小推薦量。
36.權(quán)利要求34的方法，其中所述個性化生活方式建議計劃包括根據(jù)所述個體的遺傳變異體確定的量的推薦的一種或多種輔因子。
37.權(quán)利要求34的方法，其中該方法包括通過互聯(lián)網(wǎng)使用唯一識別碼向所述個體傳送所述計劃的步驟。
38.權(quán)利要求34的方法，其中該方法包括以無線形式向所述個體或他/她的代理人傳送所述計劃的步驟。
39.權(quán)利要求34的方法，其中該方法包括通過I-Phone 向所述個體傳送所述計劃的步驟。
40.權(quán)利要求34的方法，其中(ii)中的遺傳變異體包括與一種或多種輔因子依賴的酶缺陷相關(guān)的多種遺傳變異體。
41.權(quán)利要求40的方法，其中所述一種或多種輔因子依賴的酶缺陷是葉酸鹽/葉酸缺乏。
42.權(quán)利要求34的方法，進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備上的第三數(shù)據(jù)集，所述第三數(shù)據(jù)集包含關(guān)于所述個體的一種或多種個人特征的信息。
43.權(quán)利要求42的方法，其中所述個人特征選自體重、身高、人體質(zhì)量指數(shù)、種族、血統(tǒng)、性別、年齡、家族史、醫(yī)療史、運(yùn)動習(xí)慣和飲食習(xí)慣。
44.權(quán)利要求34的方法，其中提供(i)的第一數(shù)據(jù)集和/或提供(ii)的第二數(shù)據(jù)集是通過由所述個體或他/她的代理人輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)集的信息而完成的。
45.權(quán)利要求34的方法，其中所述計劃包括指向一個或多個網(wǎng)頁的超鏈接。
46.權(quán)利要求34的方法,其中第一數(shù)據(jù)集包含選自表A-X的多種遺傳變異體。
47.一種計算機(jī)系統(tǒng)，包括 (i )為處理第一數(shù)據(jù)集和/或第二數(shù)據(jù)集而配置的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述第一數(shù)據(jù)集包含關(guān)于個體存在遺傳變異體的信息，其中該遺傳變異體提示該個體具有輔因子依賴的酶缺陷的風(fēng)險，而所述第二數(shù)據(jù)集包含將所述輔因子依賴的酶缺陷與至少一種生活方式推薦相匹配的信息；和 (ii)為根據(jù)所述個體的遺傳變異體生成個性化營養(yǎng)建議計劃而配置的輸出設(shè)備，其中該計劃包括(i)中匹配的至少一種生活方式推薦。
48.權(quán)利要求47的計算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括為輸入關(guān)于第一數(shù)據(jù)集和/或第二數(shù)據(jù)集的信息而配置的輸入設(shè)備。
49.權(quán)利要求48的計算機(jī)系統(tǒng)，其中所述輸入設(shè)備被配置為用于輸入關(guān)于所述個體的一種或多種個人特征的信息。
50.一種向個體提供個性化營養(yǎng)建議計劃的商業(yè)方法，包括 (a)收集關(guān)于所述個體的生物樣品存在或不存在至少一種遺傳變異體的信息，其中所述至少一種遺傳變異體與輔因子的推薦量相關(guān)，所述推薦量與缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量相比，至少相差所述輔因子的1% ;和 (b)當(dāng)在所述生物樣品中檢測到所述至少一種遺傳變異體時，向所述個體推薦所述不同的輔因子量。
51.權(quán)利要求50的方法，其中所述遺傳變異體與輔因子的推薦量相關(guān)，所述推薦量比缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量至少高1%。
52.權(quán)利要求50的方法，其中所述遺傳變異體與輔因子的推薦量相關(guān)，所述推薦量比缺乏所述至少一種遺傳變異體的個體的推薦量至少低1%。
53.權(quán)利要求50的方法，所述遺傳變異體與輔因子的推薦量相關(guān)，該推薦量相差至少500% ο
54.權(quán)利要求50的方法，其中所述個體是具有輔因子可補(bǔ)救的病癥的風(fēng)險或傾向的女性。
55.權(quán)利要求54的方法，其中所述輔因子可補(bǔ)救的病癥是產(chǎn)生具有神經(jīng)管缺陷的后代。
56.權(quán)利要求54的方法，其中所述輔因子可補(bǔ)救的病癥選自產(chǎn)生脊柱裂、腭裂或無腦畸形后代的病癥或?qū)е略绠a(chǎn)的病癥。
57.權(quán)利要求54的方法，其中所述個體是孕婦，且所述輔因子可補(bǔ)救的病癥是產(chǎn)生脊柱裂的后代。
全文摘要
本發(fā)明提供了根據(jù)個體的遺傳構(gòu)成確定用于個體的一種或多種輔因子如維生素的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)包括檢測至少一種遺傳變異體的存在或不存在，確定患輔因子可補(bǔ)救病癥的傾向，根據(jù)該遺傳變異體制定個性化的營養(yǎng)建議計劃。本發(fā)明也提供了由個體的遺傳構(gòu)成所確定的輔因子制劑以及確定和生產(chǎn)這些制劑的方法。
文檔編號A23L1/302GK102781259SQ201080053860
公開日2012年11月14日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者B·科恩, D·A·吉爾伯特, J·里恩, N·馬里尼 申請人:加利福尼亞大學(xué)董事會, 維塔帕斯遺傳學(xué)股份有限公司