同型半胱氨酸与脑梗死相关性研究进展

朱开端，雷惠新，郑 峥

同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）又称为高半胱氨酸，是一种含巯基氨基酸，为蛋氨酸代谢途径中形成的一种中间产物。随着检测技术的发展，近些年Hcy与脑血管疾病的关系已成为研究的一个新热点。越来越多的研究表明，高同型半胱氨酸血症（hyperhomocystein－emia，HHcy）可引起内皮细胞受损、血管平滑肌细胞增殖、脂质过氧化和血液凝固性增高等病理生理变化[1－4]，是导致动脉粥样硬化性脑梗死发生和复发的独立危险因素[5]，并与脑血管性死亡事件密切相关[6]。现就 Hcy的代谢、影响因素及其与脑梗死相关性的研究进展进行综述。

1 Hcy的代谢

Hcy是人体的必需氨基酸之一，在血浆中70%～80%的Hcy以二硫键形式与血浆蛋白结合，20%～30%自身结合成二聚体Hcy，约1%的Hcy以自由硫醇形式存在于循环中。在生理状况下Hcy存在多个代谢途径[7]：①Hcy与丝氨酸在胱硫醚β－合成酶（cystathionine B－synthe tase，CBS）催化下，以维生素B6为辅因子，生成胱硫醚和水，胱硫醚进一步裂解为半胱氨酸和α－丁酮酸；② Hcy在二甲基四氢叶酸还原酶（methylene tetrahydrofolate reductase，MTHFR）的作用下，以维生素B12为辅因子，以甲基四氢叶酸为甲基供体，甲基化生成蛋氨酸；③Hcy直接释放到细胞外液。

2 Hcy水平升高的影响因素

2.1 遗传因素

2.1.1 MTHFR基因 人的 MTHFR基因定位于常染色体1p36.3，包括11个外显子和10个内含子，cDNA全长2.20 kb。MTHFR基因至少有7个位点易发生C→T碱基变异，分别位于559、677、692、764、985、1 015和1 081，目前研究认为位于第4外显子的C677T碱基突变最为常见[8]。基因在667位上碱基T置换成了碱基C，使其编码的丙氨酸被缬氨酸代替，产生活性降低且不耐热的 MTHFR，致血浆 Hcy水平升高[9]。其中MTHFR突变分为CC（野生型）、CT（杂合型）、TT（纯合型）突变，其中TT突变则对该酶的活性影响最大[10]。目前对MTHFR突变型基因与缺血性卒中发病关系的研究未获得统一结论，可能与研究涉及的人群不同有关。Casas等[11]纳入了111项研究6 324例卒中患者，发现TT基因型的卒中风险比CC型高26%。Somarajan等[12]研究发现，印度北部人群中 MTHFR基因型的C677T基因多态性与缺血性和出血性脑卒中均无关，但HHcy与缺血性脑卒中的MTHFRC677－TT基因型有关。

2.1.2 CBS基因 人的CBS基因定位于21q22.3，cbsDNA全长约30 kb，有23个大小介于（42～209）kb的外显子构成。目前CBS基因突变有100个以上，其中2个与冠心病和脑卒中有关，位于278密码子的T833C和位于307密码子的G919A最为常见。前者是异亮氨酸代替了苏氨酸，后者编码的甘氨酸替代了丝氨酸[13]。其突变可能影响了CBS亚单位与血红素和5’－磷酸－吡哆醇的相互作用，从而使CBS的活性降低进一步导致 Hcy水平升高[14]。南光贤等[15]研究发现，CBS T833C、G919A位点突变在青年缺血性脑卒中组与对照组基因分布、纯合子频率和等位基因频率无显著差别（P＞0.05），认为这些位点的突变不是脑梗死潜在的遗传候选因素。

2.2 营养因素 维生素B12、维生素B6、叶酸是Hcy代谢辅酶，其水平与Hcy水平呈负相关。当摄入不足时，上述三种酶活性降低，可导致Hcy水平升高。通过对8项标准随机化临床研究进行的荟萃分析提示，补充叶酸、维生素B12可以降低18%脑卒中事件的发生，当血浆Hcy水平降低幅度大于20%时，这一效应更为突出[16]。但对于维生素B6缺乏是否引起HHcy的观点尚不一致。

2.3 其他因素 Hcy水平与疾病、药物、年龄、性别、种族、生活习惯等有关。如肾组织破坏、肾功能受损时，导致存在于肾组织中的与Hcy代谢有关的酶类缺乏或活性丧失引起Hcy代谢、排泄受阻、细胞内集聚，进入血液循环，引起Hcy水平升高[17]。此外2型糖尿病、甲状腺功能低下、恶性贫血、某些癌症（如乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌等）、急性淋巴细胞性白血病、实体瘤和银屑病血浆中Hcy浓度均可升高。血浆Hcy还受药物影响，如避孕药、抗癫痫药、利尿剂、左旋多巴、阿扎立平等可使Hcy水平升高。Hcy水平可随年龄增长而升高，男性高于女性，其原因可能为雄性激素水平下降、肌酐浓度升高及骨骼肌发达有关[18]。但女性绝经前的Hcy水平较低，绝经后显著升高，其机制可能与雌激素增强甜菜碱同型半胱氨酸甲基转移酶活性，促进同型半胱氨酸代谢有关[19]。在相同环境中黑人与白人空腹Hcy无明显差异，但黑人甲硫氨酸负荷后的Hcy升高幅度低于白人；在补充复合维生素后，白人甲硫氨酸负荷后的Hcy升高幅度下降，而黑人则无明显改变。Hcy升高与吸烟、饮酒、饮食等生活习惯有关。

3 HHcy与脑梗死的关系

一项涉及16 849例脑卒中的研究表明，血浆Hcy每增加5 μmol/L可使脑卒中的危险性增加1.65倍；若在原有水平降低3μmol/L，可使脑卒中的危险性降低15%～33%[20]。Boysen等[5]对1 039例脑卒中患者空腹血清Hcy测定，以及为期15个月跟踪调查发现，脑卒中复发患者Hcy浓度较未复发者高1.2 μmol/L，提示Hcy升高为脑卒中的独立危险因素。中青年缺血性脑卒中患者中低年龄段（40岁～49岁）Hcy水平高于高年龄段（50岁～59岁）水平；老年患者中高年龄段（80岁～89岁）则高于低年龄段（70岁～79岁）水平，认为Hcy升高可能与年龄相关，其机制可能与维生素B6、维生素B12、叶酸缺乏以及激素水平变化有关[21]。HHcy与缺血性卒中的亚型有关，与大动脉粥样硬化性脑梗死的相关性最强，小动脉病变次之，而与心源性脑栓塞及其他原因所致的缺血性卒中无关[22]。对125例卒中和短界性脑缺血发作（TIA）患者研究发现，主动脉弓粥样硬化斑块病变加重患者血清Hcy水平显著高于未加重患者，且经过平均1.7年随访观察，前者再发缺血性血管事件显著高于后者（P＜0.01），HHcy与缺血性血管事件复发有关，可能与 HHcy对血液和血管毒性作用引起的血液高凝与血管损伤、间接影响缺血后血管再生有关[23，24]。Sen等[25]对118例经超声检查确诊主动脉弓粥样硬化致卒中或TIA且伴有HHcy的患者随访12月，发现28%的患者主动脉弓粥样硬化出现进展，HHcy与主动脉硬化斑块形成和进展存在相关性。Sen等[6]对卒中和TIA患者的随访研究发现，HHcy的血管性死亡事件发生率显著升高，认为HHcy与缺血性血管事件再发及相关死亡显著相关，其原因可能为HHcy组患者血管事件复发率高，而复发导致死亡事件增加有关。Hou等[26]研究发现，HHcy与脑卒中患者神经功能受损程度及预后生活质量呈正相关，6个月后这种相关性消失，提示Hcy水平可反映脑卒中神经功能受损的严重程度，对预测病情转归有重要的临床价值。

HHcy是脑梗死发生、复发的独立危险因素，并与脑血管性死亡事件、神经功能缺损程度和预后密切相关，其机制逐步通过相关研究阐明。

4 HHcy致脑梗死的发病可能机制

4.1 HHcy与血管内皮细胞（vascular endothelial cell，VEC）损伤 Hansrani等[1]给小鼠饲以高Hcy饮食10周诱导动物模型试验，通过测量主动脉环对去氧肾上腺素的收缩反应和对乙酰胆碱、硝普钠的舒张反应，发现VEC对内皮依赖性的血管舒张机能明显受损，进一步研究推测其机制可能为Hcy在自身氧化过程中产生的超氧化物阴离子、过氧化氢及羟基等活性氧物质可与一氧化氮（NO）反应，加速NO的氧化失活，从而降低NO的生物利用度[27]。HHcy不仅通过产生超氧化物阴离子，抑制VEC增殖并损伤其功能，还完全阻断了人参皂甙Rb1对VEC的保护作用[28]。HHcy通过氧化应激机制导致VEC损伤，可能是HHcy致病的关键。

4.2 HHcy对内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）机制的影响 Nonaka等[29]在培养大鼠血管平滑肌细胞加入5 mmol/L的Hcy，Northern杂交分析发现GRP78/Bip mRNA表达上调，免疫杂交显示磷酸化细胞外信号调节的激酶受到激活。在人血管内皮细胞培养过程中，Hcy通过未折叠蛋白反应的激活反应诱导凋亡细胞坏死[30]。凋亡细胞坏死依赖内质网应激转导子信号，高半胱氨酸诱导内质网应激转导子激活引发快速持久的JNK（CJun NH2－terminal kinase）活化，该结果与ERS引起的内质网应激转导子与TRAF2的结合从而激活JNK相一致[31]。故半胱氨酸诱导的ERS可能在动脉粥样硬化损伤方面产生不利影响。

4.3 HHcy对血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells，VSMCS）的影响 Murthy等[2]研究发现，HHcy使主动脉VSMC增殖了3倍，对蛋氨酸饲养大鼠的颈动脉造成人为损伤后，其内膜发生超常增生。而血管平滑肌细胞过度增殖并向内皮下移行是动脉粥样硬化（AS）的特征，因此其在AS的形成中可能起重要作用。Tsai等[32]应用与临床相应的高剂量Hcy作用于离体培养的平滑肌细胞，结果表明Hcy可明显促进DNA合成，最大程度达4.5倍，同时可促进细胞周期蛋白cyclin A及cyclinD m RNA表达，导致细胞由静止期进入分裂期，从而促进平滑肌细胞的增殖。

4.4 HHcy对凝血系统的影响 HHcy通过以下机制破坏机体凝血和纤溶之间的平衡，使机体处于血栓前状态[4]：HHcy增加凝血因子Ⅴ和Ⅹ的活性，选择性抑制血栓调节素的表达，干扰内皮蛋白细胞调节，降低抗血栓形成的因子Ⅵ和因子Ⅶ的活性；HHcy干扰内皮细胞硫酸乙酰肝素合成，减弱抗凝血酶Ⅲ的抗凝作用，刺激纤溶酶原激活物抑制剂基因表达，干扰内皮细胞表面纤维蛋白溶解特性；故机体凝血和纤溶之间的平衡被破坏，促使血栓形成[33－35]。

4.5 HHcy对血脂的影响 长期高水平的Hcy可影响血脂代谢。HHcy可干扰正常低密度脂蛋白（LDL）代谢的转录因子和信号传导途径，导致LDL的氧化；与Hcy结合的LDL容易聚集和自发沉淀，易被巨噬细胞吸收引起胆固醇积累和形成泡沫细胞[36]。Vignini等[3]研究发现，同型半胱氨酸化的LDL可改变人内皮细胞功能和NO代谢，如提高胞浆内Ca2＋水平，增加过氧亚硝基阴离子产生，降低钠/钾－ATP酶活性，抑制NO产生，其中过氧亚硝基阴离子可引起脂质过氧化。这些效应很可能是同型半胱氨酸化的LDL通过细胞膜受体内吞进入细胞，然后通过脂质降解过程在细胞内释放出Hcy所致。

HHcy通过多种机制导致脑梗死发生，各机制之间相互作用、相互影响，仍有未知环节有待进一步深入研究。

5 Hcy与中风中医证型关系

张玲端等[37]研究发现，缺血性中风始发状态中医证型以风、火热、痰证者血浆Hcy水平显著高于健康对照组及血瘀、气虚、阴虚阳亢证者（P＜0.01），认为其机制可能是风、痰、火热证均能使“气血逆乱，血行失度，血脉壅阻”，从而形成一种高聚、高黏、高凝状态，易发展为缺血性中风，符合缺血性中风始发状态急病多实的中医理论发病机制。而在缺血性中风后遗症期中医各证型分布特点以阴虚阳亢证、气虚证、血瘀证为主，其血浆Hcy水平也显著高于健康对照组及风证、火热证、痰证者（P＜0.05），缺血性中风后遗症期中医各证型分布特点与血浆Hcy水平一致，符合中医“久病多虚”的疾病发展规律[38]。因此通过脑梗死患者Hcy水平与中风不同病期中医证型的相关性研究，辅助中风中医证型的诊断，同时可作为衡量中药、西药预防中风和中风治疗的有效指标。

6 展 望

从人们开始意识到HHcy与脑血管疾病的发病有关以来，大规模的前瞻性、随机、对照研究表明，叶酸、维生素B12通过下调Hcy水平降低脑血管病发病率及病死率。美国居民在全民叶酸强化前平均Hcy水平为10.1μmol/L，强化叶酸后为9.4 μmol/L[39]。而我国民众的叶酸摄入量显著低于西方国家，叶酸缺乏严重，因此Hcy水平也显著高于西方国家，由此而引起的我国居民脑血管疾病高发而且日益攀升的状况与西方国家有着完全不同的背景。因此通过采取强化叶酸摄入以及其他降低Hcy水平的措施，对于控制我国脑卒中高发的现状有着重大意义[40]。

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