血同型半胱氨酸检测的临床意义

邓 旭综述，贾得志审校（.胜利石油管理局孤岛医院检验科，山东东营 573；.胜利石油管理局滨海医院检验科，山东东营 5737）

同型半胱氨酸（HCY）是一种含硫的氨基酸，是蛋氨酸转化成半胱氨酸代谢过程中能量代谢的一个重要中间产物，主要通过再甲基化途径、转硫化途径释放到细胞外液代谢。它的致病机理主要包括损伤血管内皮细胞、促进血管平滑肌细胞增殖、影响凝血系统及脂质代谢。大量研究表明HCY与心脑血管疾病等常见临床疾病有着密切的关系，本文就HCY研究的进展综述如下。

1 HCY的来源及存在形式

HCY于1932年由DeVgneaud发现，主要来源于饮食摄取的蛋氨酸，是蛋氨酸循环中S－腺苷HCY水解反应后的产物。同时，又是胱硫醚－β－合成酶（CβS）合成胱硫醚的底物，其结构为HSCH2（NH2）CO2H。血液中的总HCY包括氧化型及还原型HCY，其中绝大多数以氧化型存在，还原型仅占1%左右；大部分（80%～90%）与蛋白结合，其余少部分与HCY自身结合成二聚体（Hcy－SS－Hcy）或与半胱氨酸等结合成混合型HCY二硫化物（cy－SS－Hcy）。蛋氨酸循环的重要生理意义在于提供甲基以合成多种生理活性物质，并参与蛋白质的合成。上述代谢途径中酶的遗传代谢障碍或营养物质的缺乏都可导致血中HCY的蓄积。酶缺陷中最经典的是CβS缺乏，其次是5，10－次甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）和甲基四氢叶酸－HCY甲基转移酶的缺陷。

2 HCY的代谢过程

HCY代谢途径有3条。（1）再甲基化途径：HCY被重新甲基化为蛋氨酸，此反应需要蛋氨酸合成酶参与，同时需要维生素B12作为辅酶，在此条件下，HCY与5′－甲基四氢叶酸合成蛋氨酸和四氢叶酸。肝脏中存在着另一条再甲基化途径，该途径以甜菜碱为甲基供体，在甜菜碱HCY甲基转移酶催化下合成蛋氨酸和二甲基甘氨酸。（2）转硫化途径：HCY与丝氨酸缩合为胱硫醚的反应，该反应由CβS催化，维生素B6为辅酶，缩合成胱硫醚及水。这一反应在生理条件下不可逆，利于HCY转运。生成的胱硫醚在γ－胱硫醚酶作用下裂解为半胱氨酸和α－酮丁酸，并被进一步代谢为硫酸盐分泌入尿液中排泄。（3）直接释放到细胞外液，这与血浆浓度密切相关。释放到细胞外的HCY增加反映了其生成和代谢的紊乱。有研究表明，蛋氨酸的浓度可以影响HCY从细胞释放，在低浓度时，细胞释放受到蛋氨酸合成酶的影响；而高浓度时，细胞释放则受到胱硫醚合成酶的影响。

3 影响HCY代谢的因素

健康成人血液HCY浓度为5～15μmol／L，儿童HCY水平明显低于成人［1］。影响HCY代谢的因素分为遗传性因素和获得性因素。在遗传及环境因素作用下，血液中HCY浓度有不同程度的变化。当血液中HCY浓度超出正常范围，称高HCY血症（HHE）。Kang等［2］把 HHE分为3型：轻型（HCY浓度16～30μmol／L）、中型（HCY浓度31～100μmol／L）和重型（HCY浓度超过100μmol／L）。影响HCY代谢的遗传因素主要有CβS和MTHFR基因的缺陷。前者常导致重度HHE，后者是造成轻、中度HHE的主要原因，而轻、中度HHE是成人心血管疾病的重要危险因素。影响HCY代谢的获得性因素主要有叶酸、维生素B12和维生素B6。已有的研究表明，血液中这些因素尤其是叶酸的浓度与HCY呈负相关。多个研究证实叶酸、维生素B12干预治疗可以降低血液中HCY的浓度。此外，个体的生活方式、药物、疾病及其他因素也会对HCY的代谢造成一定影响。

4 HCY的致病机制

4.1 HCY对血管平滑肌细胞（VSMC）的影响 HCY产生大量的自由基加速低密度脂蛋白胆固醇（LDL）氧化，诱导血管平滑肌增生，徐志红等［3］进行大鼠模型研究发现，较低浓度HCY刺激12～48h，VSMC的增殖加速，认为可能通过改变纤维斑块中胶原类引起斑块不稳定和易受损，加速粥样斑块的发生和发展。王生兰等［4］将不同浓度HCY作用于VSMC细胞24h后，采用血甲其偶氮唑盐微量酶反应比色法和流式细胞术检测，HCY可引起细胞增殖率增加，S期细胞逐渐增多，G0／G1期细胞逐渐减少。通过透射电镜发现高HCY作用后的VSMC胞浆中内质网、高尔基复合体明显增多，胞核大，染色体疏松，表明HCY可在促进VSMC增殖的同时加速其表型的转化。高HCY可通过兴奋氨基酸受体或氧化还原受体而激活蛋白激酶C、降低细胞内cAMP、抑制蛋白激酶A等，进而促进促丝裂素激酶（mAPK）和增加细胞周期调控基因（如CDK、cyclinA）的表达，导致VSMC增殖及胶原合成，在使用选择性蛋白激酶C或mAPK抑制剂后该促进作用受阻［5］。

4.2 HCY对脂质代谢的影响 HCY的氧化形式半胱氨酸硫内酯可使LDL载脂蛋白B（ApoB）的游离氨基酸酯化形成硫内酯，硫内酯被巨噬细胞吞噬后形成泡沫细胞，促进细胞摄取并使LDL凝聚剂胆固醇沉着钙化，构成新生的动脉粥样硬化斑块。此外，HCY能加强LDL的自身氧化，而氧化的LDL能影响NO的合成及凝血酶调节蛋白的活性，导致血管内皮细胞受损［6］。

4.3 HCY对血管内皮细胞的毒性作用

4.3.1 诱发氧化应激反应 在金属离子的作用下，HCY自发氧化，产生超氧化物和过氧化氢，使内皮细胞损伤和LDL氧化，导致血管平滑肌持续性的收缩，诱发氧化应激反应［7］，从而破坏内皮细胞的形态和功能完整性。此外，还可通过降低体内谷胱甘肽过氧化酶及超氧化物歧化酶的活性，诱导氧化应激反应，损伤内皮细胞。张冀［8］研究发现，HCY的生理浓度在Cu2＋的介导下，可能通过氧化应激损伤的机制而导致血管内皮细胞凋亡。

4.3.2 降低NO的生物利用度 可以与内皮来源的NO反应生成S－亚硝基HCY，诱导NO的失活，降低NO的生物利用度，使内皮细胞对表面氧化的抵抗力减弱而受到损伤［9］。

4.3.3 干扰DNA和蛋白质的甲基化 HCY产生的大量s－腺苷HCY，可竞争性抑制体内的甲基化反应，干扰DNA和蛋白质的甲基化，引起DNA低甲基化，从而引起内皮细胞结构与功能改变。

4.3.4 改变基因表达和内皮细胞表型 HCY可诱导内皮细胞黏附分子如细胞间黏附分子、血管趋化黏附因子和E－选择素等的表达和增加内皮细胞的渗透性，引起内皮细胞的损伤。

4.4 HCY对凝血系统的影响 HCY可以抑制蛋白C及其活化的辅助因子血栓调节蛋白的活性，HCY所产生的过氧化氢干扰了内皮细胞表面的硫酸乙酰肝素的合成，使抗凝血酶和内皮细胞表面的硫酸乙酰肝素的结合能力下降；抗凝活性降低，HCY促进纤溶酶原激活物抑制剂的表达，抑制了组织型纤溶酶原激活物的结合作用，增加了血液中血小板的黏附性，引起血栓形成。HCY的活化形式可促使血小板聚集并与载脂蛋白B形成致密复合物，易于被血管壁巨噬细胞吞噬引起血管壁脂肪堆积，极易形成血管壁硬化和斑块。此外HCY还可直接激活凝血因子Ⅹ、Ⅻ和Ⅴ，抑制凝血调节蛋白在内皮细胞表面的表达及活性，而从减少对Ⅴa、Ⅷa和凝血酶的灭活。

4.5 诱发炎性因子的表达 目前认为炎性反应贯穿于动脉粥样硬化形成的整个过程。姜亚林等［10］研究认为炎性因子如IL－1β、IL－6、IL－8等分泌过多是高 HCY促进动脉粥样硬化的重要机制之一。郭雪微和杨泉［11］采用免疫荧光流式细胞仪检测体外HCY和健康人血白细胞表面黏附分子CD11b、CD18的表达，结果发现HCY体外可明显增加CD11b、CD18的表达，且随着HCY浓度的上升而增强，提示HCY可引起体外白细胞黏附分子表达。

5 HCY的检测方法

5.1 循环酶法 此方法是近年发展起来的，可用于自动生化分析仪的一种技术，它使HCY检测更加快速、方便。其原理是结合的HCY（氧化形式）被还原成游离的HCY，在CβS的催化下和丝氨酸反应生成L－胱硫醚，后者被胱硫醚－β－裂解酶分解成Hcy和丙酮酸，丙酮酸参与NADH显色反应，生成的HCY再次参与第一步反应，如此循环。该方法与高效液相色谱法（HPLC）法相关性良好，无需样本预处理，目前正被国内外广泛采用。

5.2 HPLC 此方法是目前比较成熟且可推广使用的方法，方法学包括柱前衍生－HPLC－荧光检测法、HPLC－柱后衍生－紫外检测法或荧光检测法和HPLC－电化学检测法。目前已有HCY全自动的HPLC－荧光检测仪问世，测定精度和分析速度可用于大样本分析。

5.3 酶免疫测定法 这种方法需要将HCY先转化为s－腺苷HCY，然后加入辣根过氧化物酶标记的单克隆抗体，最后加入辣根过氧化物酶的底物，并在450nm处检测。加入蛋氨酸与半胱氨酸对检测结果均无影响，无交叉反应。这种方法的检测结果与HPLC检测结果的相关性较高。

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5.4 同位素法 通过14C标记的腺苷与HCY缩合后，经色谱分离，液体闪烁计数放射强度来测定HCY浓度。该法灵敏度高、特异性强，但由于操作繁琐且有放射污染，虽经改良也未能推广使用。

5.5 荧光偏振免疫检测法 该方法灵敏度高，检测速度快，但价格昂贵，故短时期内不易普及。检测时，首先用二巯基苏糖醇将结合型HCY还原出来，然后通过特异性的s－腺苷HCY合成酶催化HCY转变为s－腺苷HCY，与作为示踪物的荧光素标记s－腺苷HCY类似物一起与特异性单克隆抗体竞争性结合，引起示踪物偏光性改变，从而检测出HCY浓度。

6 HCY的临床意义

6.1 HCY与心血管疾病

6.1.1 HCY与动脉粥样硬化（AS） AS是动脉硬化血管病中常见的最重要的一种，其特点是受累动脉病变从内膜开始。一般先有脂质和复合糖类积聚、出血及血栓形成，纤维组织增生及钙质沉着，并有动脉中层的逐渐蜕变和钙化，病变常累及弹性及大中等肌性动脉，一旦发展到足以阻塞动脉腔，则该动脉所供应的组织或器官将缺血或坏死。近几十年来HCY水平升高被认为是与血管事件风险增加相关的［12］。Clarke等［13］发现VSMC凋亡在AS斑块的形成、发展和破裂中起重要作用。刘颖等［14］证实高HCY可使VSMC增生，促进LDL氧化，降低高密度脂蛋白胆固醇的保护性作用，使泡沫细胞产生增多，从而导致血管壁增厚和AS斑块形成。研究发现一定剂量的HCY可促进离体培养的WKY大鼠VSMC增殖，使其DNA合成增加，细胞周期中S期细胞所占比例增加43%，并促进c－mys与c－fos原癌基因mRNA表达增加，提示HCY可能通过促进VSMC增殖而诱发AS。研究表明［15］HCY可损伤内皮细胞使其修复延迟，激活炎性因子，同时通过氧化应激作用促进AS的发生和发展。

6.1.2 HCY与冠心病 目前，国际上对高HCY血症是冠心病的一个独立、重要的危险因素的观点取得了共识，检测血HCY的水平对早期预防和治疗冠心病有重要的作用。覃玉忠［16］研究表明，冠心病患者血清中HCY水平随着病情逐渐加重而升高；孙淑红等［17］发现，冠心病患者血浆HCY水平明显升高，HHE的检出率高。随着冠状动脉病变支数增加，血浆HCY水平有逐步升高的趋势。血浆HCY水平与冠状动脉病变的严重程度一致。冯莉等［18］证实，冠心病患者的血清HCY与其冠脉病变程度密切相关，可用于预测冠脉病变的严重程度。也有研究表明，补充维生素和叶酸可以降低HCY的水平，但是对冠心病的防治无明显影响，说明HCY可能是冠心病的标志物而并非发病的原因。

6.1.3 HCY与慢性心力衰竭 HCY水平升高所造成的影响更多的是在细胞外基质，增加基质金属蛋白酶活性，加剧心肌纤维化，导致左心室重构，最终造成心力衰竭。在临床实践中，HCY可以作为慢性心力衰竭的一个危险标志物。

颈动脉硬化（CAA）是引起脑梗死最常见的原因，而引起CAA的原因是多元的，控制其危险因素成为防治脑梗死的主要手段。有研究表明［19］，高HCY是引起CAA的独立危险因素，并且血HCY水平随年龄增长而升高，颈动脉硬化脑梗死患者的HCY水平明显高于健康人群。

6.3 HCY与其他疾病 有研究发现［20］，胃癌患者血清HCY水平明显高于对照组，叶酸水平明显低于对照组。叶酸缺乏是导致胃癌患者血HCY水平升高的一个主要原因，胃癌患者体内存在蛋氨酸代谢障碍，高HCY水平及低叶酸水平可能在胃癌发病中发挥作用。

近年研究表明，HCY可协同糖尿病中的糖基化终末代谢产物，加剧血管内皮损伤，从而促使糖尿病患者尿微量清蛋白的发生。有报道称，35%的2型糖尿病患者伴有高HCY血症，而在糖尿病伴肾脏、视网膜及心血管并发症的患者中更为显著。因此，对糖尿病患者常规检测HCY水平可以早期发现和干预高HCY血症，对糖尿病血管病变发病机制的研究和防治具有重要意义。

7 结 语

高HCY不仅与心脑血管疾病密切相关，而且也与许多常见病如血管性认知功能损害、老年痴呆、CAA、糖尿病、胃癌等有一定关系。目前的研究已经证实，HHE是心脑血管疾病的独立危险因素。我国的心脑血管疾病逐年增加，除了要关注传统的危险因素外，对高HCY现象，应给予重视，及早检出，积极地进行综合干预，有利于心脑血管等疾病的早期防治。

［1］Osganian SK，Stampfer MJ，Spiegelman D，et al.Distribution of and factors associated with serum homocysteine levels in children：child and adolescent trial for cardiovascular health［J］.JAMA，1999，281（13）：1189－1196.

［2］Kang SS，Wrong PWK，Malinow MR.Hyperhomocysteinermia as a risk factor for occlusive vascular disease［J］.Ann Rev Nutr，1992，12：279－298.

［3］徐志红，陆国平，吴春芳.同型半胱氨酸对大鼠血管平滑肌细胞增殖及胶原生成的影响［J］.中国组织工程研究与临床康复，2007，11（2）：226－229.

［4］王生兰，刘辉琦，曹学峰，等.同型半胱氨酸促进大鼠血管平滑肌细胞增殖和表型转化［J］.中国病理生理杂志，2010，26（7）：1321－1324.

［5］Austin RG.Role of hyperhomocysteinemia inendothelial dysfunction and atherothrombotic disease［J］.Cell Death Differ，2004，11（1）：56－64.

［6］Spencer CG，Martin SC，Felmeden DC，et al.Relationship of homocysteine to markers of platelet and endothelial activation in“high risk”hypertensives：a substudy of the anglo－scandinavian cardiac outcomes［J］.Trail Int J Cardiol，2004，94（23）：293.

［7］Tanriverdi H，Evrengul H，Enli Y，et al.Effect of homocysteine－induced oxidative stress on endothelial function in coronary slow－flow［J］.Cardiology，2007，107（4）：313－320.

［8］张冀.同型半胱氨酸诱导血管内皮细胞凋亡的研究［J］.武汉生物工程学院学报，2006，2（2）：85－90.

［9］Verdejo PJ.Endothelial function［J］.Arch Cardiol Mex，2006，76（Suppl 2）：164－169.

［10］姜亚林，郭晓林，谭岩.高同型半胱氨酸血症兔动脉粥样硬化模型炎性介质的变化及意义［J］.吉林大学学报：医学版，2008，24（2）：230－232.

［11］郭雪微，杨泉.同型半胱氨酸与白细胞黏附分子CD11b、CD18关系的体内外研究［J］.中国心血管病研究，2008，6（12）：888－891.

［12］Lengyel S，Katona E，Zatik J，et al.The impact of serum homocysteine on intima－media thickness in normotensive，white－coat and sustained hypertensive adolescents［J］.Blood Press，2012，21（1）：39－44.

［13］Clarke MC，Littlewood TD，Figg N，et al.Chronic apoptosis of vascular smooth muscle cells accelerates atherosclerosis and promotes calcification and medial degeneration［J］.Circ Res，2008，102（12）：1529－1538.

［14］刘颖，李永杰，高旭光.急性脑梗死患者血浆同型半胱氨酸水平及相关因素分析［J］.中国全科医学，2006，9（19）：1161.

［15］吴园园，李志.急性冠状动脉综合征患者血清同型半胱氨酸检测的临床意义［J］.实用医技杂志，2012，19（5）：507－508.

［16］覃玉忠.血清同型半胱氨酸与冠心病的相关性分析［J］.中国误诊学杂质，2012，12（4）：843－844.

［17］孙淑红，胡大一，关立克，等.血浆同型半胱氨酸水平与冠状动脉病变程度的相关性研究［J］.中国水电医学，2006，20（5）：30－31.

［18］冯莉，吕吉元，薛立新.血清同型半胱氨酸与冠状动脉病变关系的分析［J］.中西医结合心脑血管病杂志，2012，10（5）：549－550.

［19］Makis M.Hperrhomocysteinemia and thrombosis［J］.Clin Lab Haematol，2000，22（3）：133－134.

［20］郭满盈，葛丽卫，杨伟平.胃癌患者血清同型半胱氨酸、叶酸及维生素B12水平的初步探讨［J］.检验医学，2010，25（2）：95.