遗传性抗凝血酶缺乏合并高同型半胱氨酸血症与静脉血栓栓塞性疾病

郑西希，邴钟兴，刘 暴

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院血管外科，北京 100730

静脉血栓栓塞性疾病 (venous thromboembolism，VTE)包括深静脉血栓 (deep vein thrombosis，DVT)和肺栓塞 (pulmonary embolism，PE)。美国流行病学资料显示，VTE的发病率为108/10万人年［1］，在因漏诊未得到治疗的患者中，近四分之一将发生致命性血栓事件，而30%的患者会再次发生血栓事件并可能最终死亡［2］。已知高凝状态是遗传因素和后天危险因素相互作用的结果，其过程涉及凝血抗凝系统中多个反应。遗传性抗凝血酶缺乏是所有遗传性易栓症中VTE风险最高的［3］，而高同型半胱氨酸血症也被证明与VTE相关，本文总结了遗传性抗凝血酶缺乏和高同型半胱氨酸血症在VTE中的作用及该领域的研究进展。

遗传性抗凝血酶缺乏

1965年，瑞典医师Egeberg在一个多名成员发生深静脉血栓的家系中发现了抗凝血酶的减少，并通过家系分析确定这是一种常染色体显性遗传疾病［4］。近年流行病学资料显示，遗传性抗凝血酶缺乏在西方国家的发病率约为0.2% ～0.02%［5］。

抗凝血酶的结构及生理作用 抗凝血酶属于丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族，是主要在肝脏内合成的一种α2球蛋白，半衰期为2.4 d，可以通过抑制凝血过程中重要因子凝血酶 (因子Ⅱa)和因子Ⅹa的活性而抑制整个凝血过程。抗凝血酶包含432个氨基酸，由两个功能结构域组成，一个位于C末端的反应中心，另一个位于N末端的蛋白糖苷结合域，即肝素结合域［6］。在生理状况下，循环中的抗凝血酶活性很弱，但当遇到肝素或肝素类的蛋白糖苷时，其活性可增强上千倍。这种机制使得抗凝血反应只能被局限在蛋白糖苷丰富的内皮细胞表面，同时这也是临床运用肝素抗凝的主要机制。

遗传性抗凝血酶缺乏的定义及分型 遗传性抗凝血酶缺乏是一种常染色体显性疾病，总体发病率在各人种间没有明显差异。患者一般是变异基因的杂合子，大多数纯合子会在宫内死亡。血浆中正常的抗凝血酶水平为112～140μg/ml，正常值的80% ～120%均是可接受的变异范围，遗传性抗凝血酶缺乏患者的抗凝血酶水平为正常值的40%～60%，抗凝血酶值的水平与疾病严重程度是否成正比尚不确定［7］。

遗传性抗凝血酶缺乏可以分为Ⅰ和Ⅱ两个亚型，Ⅰ型是指抗凝血酶数量不足，而Ⅱ型抗凝血酶数量正常但有功能障碍，临床上可以通过进行抗凝血酶功能实验和免疫实验来对这两个亚型进行区分，Ⅰ型缺乏患者的两个实验结果均低于正常，而Ⅱ型缺乏的患者虽然功能实验中抗凝血酶水平低于正常但免疫实验中抗凝血酶抗原含量却常正常。根据突变发生的结构域不同，Ⅱ型抗凝血酶缺乏可以再分为3个亚型:Ⅱa型中突变位于抗凝血酶反应中心;而Ⅱb型中突变位于肝素结合域，只影响肝素相关抗凝血酶活性，在正常的功能实验中随着外源肝素的添加会逐渐表现出缓慢的抗凝作用［7］，Ⅱb型患者在临床上发生血栓栓塞事件的风险远较其他亚型低，故在实践中鉴别不同亚型的抗凝血酶缺乏是有临床意义的;Ⅱc型缺乏是多效性的，突变位点在反应中心附近，可以影响两个结构域或它们的相互作用。值得一提的是，虽然在普通人群中，Ⅱ型抗凝血酶缺乏的患病率远远高于Ⅰ型，但80%发生VTE的遗传性抗凝血酶缺乏患者是Ⅰ型抗凝血酶缺乏，提示此型更容易产生血栓［7］。

抗凝血酶缺乏与VTE的关系 抗凝血酶缺乏患者发生静脉血栓的风险明显增加，在已知的遗传易栓因素中，抗凝血酶缺乏患者发生VTE的风险最高，是正常人的5～20倍，同时抗凝血酶缺乏患者在无其他后天危险因素的情况下发生VTE的危险性也较高。在50岁时，50%的抗凝血酶缺乏患者都发生过VTE事件［3］。抗凝血酶缺乏患者的再发血栓风险也大大提高，未使用抗凝药物时的年发生率为12%～17%［9］。

抗凝血酶缺乏的遗传学研究进展 通过连锁分析以及原位杂交等方法，研究者们于1985年将抗凝血酶基因定位在1号染色体的长臂1q23-q25位置上［10］。目前在抗凝血酶基因中已经发现了130多种不同的突变。Ⅰ型抗凝血酶缺乏常见的突变类型为短序列缺失及单碱基替换，也有一些单碱基插入突变，这些突变常导致转录提前终止从而使得抗凝血酶数量不足。而Ⅱ型缺乏常见的突变为影响反应中心 (Ⅱa型)或肝素结合位点 (Ⅱb型)的单碱基替换，并最终导致抗凝血酶的功能异常［7］。值得一提的是，在抗凝血酶突变中，抗凝血酶剑桥Ⅱ(A384S)突变在欧洲VTE患者中的携带率为1.7%，携带这种突变的患者VTE发病率为非携带者的9.5倍，使得这一突变成为白种人中最为常见的抗凝血酶突变［11］。但在中国人群中的研究发现，这种突变的发生率几乎为零［12］。由此可见，虽然抗凝血酶缺乏的发病率没有明显的种族差异，但是具体的突变类型在不同种族中发生率差别很大。

高同型半胱氨酸血症

同型半胱氨酸在代谢中的作用 同型半胱氨酸为一种含硫氨基酸，是蛋氨酸代谢过程中的重要中间产物，参与体内甲硫代谢。同型半胱氨可在胱硫醚缩合酶和胱硫醚酶的催化下生成半胱氨酸，或经巯基氧化结合生成高胱氨酸，此外同型半胱氨酸还可在叶酸和维生素B12的辅助作用下再甲基化重新合成甲硫氨酸，此过程需甲硫氨酸合成酶催化，并且必须有N5-甲基四氢叶酸作为甲基供体，后者是四氢叶酸经5，10-甲烯四氢叶酸还原酶催化而产生。

高同型半胱氨酸血症与动静脉血栓 实验室研究表明高同型半胱氨酸血症可以导致血管发生动脉粥样硬化性的病理改变［13］。研究显示，轻、中度同型半胱氨酸水平升高可使心血管疾病死亡危险性增加4～6倍，高同型半胱氨酸血症是动脉粥样硬化的独立危险因素［14-15］。高同型半胱氨酸血症在普通人群中的患病率为5%～10%，而在VTE患者中的患病率为18%［16］。一项荟萃分析结果显示，空腹高同型半胱氨酸血症是VTE的危险因素，可以将VTE的发病风险增加近3倍;在小于60岁的人群中，高同型半胱氨酸血症与VTE的关系更加明显［17-18］。

遗传性高同型半胱氨酸血症 高同型半胱氨酸血症诊断的金标准是检查空腹同型半胱氨酸。正常空腹血浆同型半胱氨酸水平为5～15 μmol/L，高于15.0 μmol/L则可诊断为高同型半胱氨酸血症。根据美国心脏协会推荐，高同型半胱氨酸血症分为轻度(15 ～30 μmol/L)、中度 (30 ～100 μmol/L)和重度(＞100 μmol/L)，其中，重度高同型半胱氨酸血症常为遗传性因素所引起的。

甲硫氨酸代谢过程中有3种关键酶，即甲烯四氢叶酸还原酶 (methylene tetrahydrofolate reductase，MTHFR)、胱硫醚缩合酶 (cystathionine-beta-synthase，CBS)、甲硫氨酸合成酶 (malate synthase，MS)，其缺乏或活性降低的突变可引起高同型半胱氨酸血症。MTHFR缺乏是一种常染色体隐性遗传病，MTHFR基因位于1号染色体短臂的1p36.3位置上［19］。目前发现的 MTHFR突变有数十种，但是常见和研究较为深入的突变为C677T和A1298C两个替换变异，其中C677T变异可导致一种不耐热的蛋白形式。Wilcken等［20］对7000多名新生儿的研究表明，TT基因型在中国北部 (20%)、意大利南部(26%)以及墨西哥 (32%)的出现率都很高。而在我国进行的一些大规模研究表明，C677T变异与DVT的发病相关，TT基因型在DVT患者组的携带率为非DVT组的1.6倍［21］。另外，位于21号染色体长臂21q22.3的CBS基因的844ins68突变［22］，位于1号染色体短臂的1p43的MS基因的A2756G突变也被认为可能与VTE有关［23］。

遗传性抗凝血酶缺乏与高同型半胱氨酸血症

对于遗传性易栓状态的研究显示，许多反复发生VTE的患者都具有多个遗传或环境危险因素，易栓状态并不是单基因病而是寡基因病，并涉及基因与环境的相互作用。有研究发现，CBS缺乏纯和的患者，除了严重的高半胱氨酸血症之外，还伴有较低的抗凝血酶水平和Ⅶ因子水平。但是杂合子似乎没有这样的表现［24］。反之，也有报道在患有Ⅰ型抗凝血酶缺乏及Ⅴ因子Leiden突变的家系中发现轻度高半胱氨酸血症，这一家系中，被证明同时患有MTHFR的A223V突变［25］。对于这一现象，人们进一步对患遗传性易栓症的患者进行了同型半胱氨酸的测定以及MTHFR的A223V突变测定，并将这些携带先天性易栓基因的患者分为发生血栓组和没有血栓事件组，结果发现，在发生了血栓的患者中，A223V突变的纯和子比率略高于没有发生血栓的患者。对于高同型半胱氨酸血症与其他遗传性易栓症相互作用的研究结果并不一致，有研究显示同时具有高同型半胱氨酸血症及凝血酶原G20210A突变患者的VTE发生率比单独具有凝血酶原G20210A突变的患者高出10～20倍，提示二者间的协同作用［26］，而其他研究并不能证实这一点。遗传性易栓症，特别是抗凝血酶缺乏与高同型半胱氨酸血症二者是否具有协同作用，如果有，那么其协同作用体现在从基因到生物化学代谢通路再到凝血抗凝过程中的哪一步，两者间有没有因果关系，这些问题还需要更多更深入的研究来解答。

由于遗传性易栓症属于少见病，所以现有的关于遗传性抗凝血酶缺乏以及高同型半胱氨酸血症的研究均局限于其较小的样本量，不能得出令人信服的结果。同时也没有较好的家系能同时研究这两个问题。但是随着对抗凝血酶基因和同型半胱氨酸代谢通路上几种关键酶基因研究的深入，更多的突变将会被发现，在不同人种中，这些基因是否有交互作用及其可能的临床意义将是一片很大的研究领域。

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