同型半胱氨酸在肝纤维化和肝硬化发展中的作用

王亚刚， 胡国信

1 广州医科大学， 广州 510006； 2 北京大学深圳医院 感染病科，广东 深圳 518035；3 深圳市福田区慢性病防治院， 广东 深圳 518000

1 同型半胱氨酸(Hcy)概述及代谢

1.1 Hcy概述 Hcy(2-氨基-4-巯基丁酸)又称为高半胱氨酸，是一种含硫的非必需氨基酸蛋氨酸在人体内代谢过程中的一种重要中间产物[1]，几乎存在于人体的所有细胞中。其常以与蛋白相结合的形式存在于人体中(约80%)，其中最为常见的是与白蛋白相结合。较多的试验已经证实Hcy是一种与心脑血管疾病有关的损伤因子，它对血管反应性和血管生成具有重要影响，并且是一种常见的多脏器损伤因子，与体内的多个脏器损伤如：糖尿病、肾脏病变、骨骼系统疾病甚至精神疾病等具有明显的相关性，因此Hcy在医学界被称为“新一代胆固醇”。但是到目前为止国内外却鲜有关于Hcy和肝纤维化、肝硬化的相互作用及机制的综述。

Hcy具有检测方便、检测试剂价格低廉、与多种脏器损害关系密切、特异性较高等特点，因此被越来越多的临床医生及科研人员所重视，从最初的单纯用于心脑血管病的诊断评估，到现在已广泛应用于肝纤维化、肝硬化、肾衰竭、肿瘤等病变监测及预后的判断。

1.2 Hcy的代谢 人体内Hcy主要通过以下几种代谢方式：(1)在维生素B12催化作用下，Hcy可甲基化生成蛋氨酸；(2)在肝脏内，Hcy与甜菜碱反应生成蛋氨酸；(3)在维生素B6的作用下Hcy生成胱硫醚；(4)Hcy发生自身氧化等[2]。在这些代谢途径中，有一些酶起着至关重要的作用：(1)Hcy在代谢形成蛋氨酸的过程中需要蛋氨酸合成酶及叶酸循环参与下才可以正常进行；(2)甲钴胺是蛋氨酸合成酶的辅酶，同时Hcy代谢形成胱硫醚的过程中也需要胱硫醚合成酶的参与；(3)蛋氨酸循环过程中需要在叶酸循环的参与下进行，叶酸循环的关键酶是亚甲基四氢叶酸还原酶。因此在整个Hcy的代谢过程中，维生素B6、叶酸、维生素B12、甜菜碱为整个代谢过程中较为关键的催化剂，其中甲钴胺(维生素B12中的一种成分)是蛋氨酸合成酶的关键催化剂，叶酸是叶酸循环的核心，同时维生素B12是亚甲基四氢叶酸还原酶中最重要的催化剂，而维生素B6则是胱硫醚合成酶的重要催化剂，甜菜碱则是这个循环中的重要的底物(图1)。因此当维生素B6、维生素B12、叶酸中的一种或几种催化及代谢障碍时，就会导致Hcy的代谢障碍，从而使Hcy在血浆中水平升高。如营养摄入不足、酗酒、低酮饮食、妊娠、药物等皆可引起Hcy血症。

图1 Hcy代谢途径

2 Hcy对肝纤维化、肝硬化的影响

国内外多个研究发现Hcy与肝纤维化、肝硬化具有明显的相关性，肝脏病变的患者与健康人群比较血浆中Hcy的水平明显升高。Bosy等[3]通过对43例经肝穿刺活检证实为肝硬化的患者进行试验，结果显示74%的患者血浆Hcy水平升高，并且随着肝纤维化、肝硬化患者肝功能分级升高，患者血浆Hcy水平会相应升高。此外国内多个研究发现当肝病患者经过治疗改善肝功能后，患者血浆Hcy水平有明显下降趋势，下降程度具有统计学意义。Medici等[4]通过对24例酒精性肝病(ALD)患者进行肝活检结果显示, 所有ALD患者血清Hcy水平均明显升高，研究同时证实了Hcy的转硫途径对于ALD患者具有非常重要的生理意义，该研究结论同时表明Hcy在ALD的诊断、预后评估方面都具有重要意义。同样的Zemlianitsyna等[5]通过对患有糖尿病的非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者的人体试验研究发现，Hcy和肝纤维化、肝硬化之间有明确的相关性，并且Hcy可作为肝纤维化、肝硬化的标志因子和独立预测因子。Hu等[6]在一项共纳入1143名志愿者关于正常血糖患者血清Hcy与NAFLD的临床研究中发现，NAFLD患者中血清Hcy明显升高，差异有统计学意义；该研究还显示血清Hcy是肝纤维化、肝硬化独立的危险因素，而且作为判断NAFLD预后的指标具有重要意义。血浆Hcy在肝纤维化、肝硬化等慢性肝损伤患者中可以作为临床评估病情严重程度的指标，并有着较高的敏感度(91%)和特异度(89%)[7]。

3 Hcy在肝纤维化、肝硬化发展中的作用及机制

血浆Hcy作为肝纤维化、肝硬化的一种重要、独立的损害因子，其影响肝纤维化、肝硬化患者肝功能可能有以下几种机制。

3.1 Hcy通过一氧化氮(NO)等中间递质影响肝纤维化、肝硬化 流行病学调查研究[8]发现，Hcy是动脉粥样硬化和血栓性血管病的独立危险因素，机制可能与Hcy的巯基反应性有关。Stamler等[9]研究发现，Hcy可导致人体内NO水平失衡，NO与Hcy水平之间的渐进不平衡而导致不能维持硫-亚硝基化合物(S-NO)形成。国外有研究[10]发现，硫醇在NO和内皮衍生的松弛因子存在下反应形成S-NO，该物质为具有强效血管扩张和抗血小板作用的化合物。另外van der Graaff等[11]的动物研究证实了血管扩张剂的肝内作用降低、血管收缩剂的反应性增加，将导致肝内血管阻力增加，进而导致功能障碍。此外Tung等[12]研究发现血清Hcy可通过影响血管活性物质的水平改变来增加肝内血流阻力，使得门静脉系膜侧支增加及肝内血管反映异常，从而诱发或加重肝纤维化、肝硬化。除此以外Hcy还具有直接增强血小板聚集、促进血栓形成的作用。因此体内Hcy可通过NO代谢等中间递质来诱发或促进肝纤维化、肝硬化。

3.2 Hcy通过氧化应激反应影响肝纤维化、肝硬化 氧化应激是肝纤维化、肝硬化重要且独立的危险因素。有研究[13]指出Hcy和氧化应激具有密切的相关性，赵杰等[14]通过对国内外多个研究结果整理发现，氧化应激可通过多个途径诱发、加重肝纤维化肝硬化。在有氧条件下Hcy极不稳，容易互相发生反应，产生活性氧，氧化低密度脂蛋白、损伤血管内皮、促进血管壁平滑肌细胞增殖等，导致动脉粥样硬化，同时还可以激活体内凝血系统，导致肝脏出凝血系统障碍。Kumar等[15]研究发现，经Hcy处理的动物的皮层和海马中观察到活性氧、脂质过氧化物水平增加，表明Hcy具有强大的氧化能力。此外Hcy可通过激发体内的氧化应激反应，使体内脂质过氧化物水平增加，进而导致对肝细胞的损害[16-17]。并且Hcy还可通过特异性的抑制谷胱甘肽过氧化物酶等，来削弱机体的抗氧化能力，进而引起机体的氧化应激反应从而对肝细胞造成损伤[18-19]。

另一方面，组织中的还原型谷胱甘肽被认为在抵制氧化应激、抑制脂质过氧化反应中发挥至关重要的作用，Mohammadian等[20]在叶酸对胆汁淤积和肝纤维化、肝硬化大鼠血脂异常和血清Hcy的影响试验中发现，肝纤维化、肝硬化大鼠可以通过补充叶酸降低Hcy而增加抗氧化特性来保护肝脏免受损伤,El-Missiry等[21]在大鼠实验中亦发现相同结论。Ford等[22]通过试验发现了降低Hcy可增加氧化代谢来减少氧化应激和炎症的功效的初步证据。而国内外多个研究[23]发现还原型谷胱甘肽在治疗高Hcy相关的血管性病变中具有较好的疗效。因此可推断出Hcy可通过氧化应激途径促进肝纤维化、肝硬化的发生和进展。

3.3 Hcy通过影响人体血糖代谢来影响肝纤维化、肝硬化 国内外研究共识认为Hcy和糖尿病及血糖水平具有明显相关性。研究发现Hcy可以通过升高糖尿病患者的肌酐及尿素氮水平，加重患者的胰岛素抵抗。Li等[24]研究发现Hcy通过诱导脂肪组织的内质网应激来抑制胰岛素的敏感性。

研究[25-26]发现血糖代谢和肝脏病变间具有明显的相关性。方舒等[27]在小鼠实验中发现,糖尿病小鼠有明显的肝纤维化改变(P<0.001)。国内外多个研究[28-29]也证实糖尿病、高血糖与肝纤维化、肝硬化具有密切的相关性。另外有研究[30]报道，患有糖尿病大鼠的肝脏表现为肝窦扩张、肝脏细胞脂肪变性，并出现进行性肝小叶结构损伤、肝纤维化、肝细胞内细胞器减少、变性，表明高血糖通过“多重打击”损害肝脏的超微结构，进而导致肝细胞病变、死亡。Hu等[6]对血糖正常者的血清Hcy与NAFLD的相关性进行了研究，纳入了1143例样本量，研究证实，Hcy与NAFLD患者胰岛素抵抗的严重程度密切相关，并且证实了胰岛素抵抗均为肝脏病变的独立危险因素。Pang等[31]通过对50万人的研究发现，糖尿病和高血糖与肝硬化发病呈正相关，糖尿病患者发生肝硬化的风险是无糖尿病患者的1.81倍，在非糖尿病患者中，血糖每升高1单位(mmol/L)，肝硬化风险增加1.07倍。因此有理由推断，Hcy可通过影响人体血糖代谢及胰岛素抵抗诱发或加重肝纤维化、肝硬化。

3.4 Hcy通过影响凝血及血小板聚集影响肝纤维化、肝硬化 国外有研究通过大鼠实验发现Hcy可通过影响凝血反应、增加血小板聚集作用来引起并加重肝纤维化、肝硬化。Tung等[32]对诱导的肝纤维化大鼠模型试验发现血小板衍生生长因子明显增加。李素新等[33]报道，凝血因子可通过多个途径诱发人体肝纤维化的发生、加重肝纤维化的进展，且抗凝等治疗可通过影响凝血因子而缓解肝纤维化的程度。越来越多的证据表明血小板在肝脏稳态和病理生物学，以及肝损伤和愈合等多个阶段都有非常重要的作用。血小板可通过促进通过窦状内皮的白细胞募集而促成肝脏炎症的发生，同时是还可以激活效应细胞，从而放大肝脏损伤，并通过改变肝细胞和细胞因子环境来驱动肝脏保护和肝毒性过程。因此可以得出结论，Hcy可通过影响凝血及血小板的聚集功能来影响肝纤维化、肝硬化。

3.5 其他机制 Hcy是蛋氨酸代谢的重要环节。蛋氨酸是肝细胞的一种保护成分，应用蛋氨酸在治疗肝纤维化、肝硬化上有一定作用，且与剂量呈正相关性，而蛋氨酸的代谢障碍可诱发、加重肝纤维化、肝硬化。

Medici等[34]实验证实Hcy转硫途径的异常可导致并加重肝纤维化。此外Hcy可通过环氧化物水解酶代谢途径、透明质酸途径等多个途径对肝脏产生影响，诱发或加重肝纤维化、肝硬化。

4 问题与展望

目前较多研究显示，Hcy作为肝脏的一种独立并重要的损伤因子，其与肝纤维化、肝硬化患者肝功能障碍程度呈明显的正相关。目前仍有一些问题需要研究解决：(1)肝纤维化、肝硬化患者经过治疗原发肝脏病变后，患者血浆中Hcy水平会相应有所下降，那么对于肝纤维化、肝硬化患者给予抗Hcy治疗对肝功能及预后有无影响？(2)对非高Hcy的肝纤维化、肝硬化患者抗Hcy治疗是否有益？(3)肝纤维化、肝硬化患者体内Hcy处于什么范围对肝纤维化、肝硬化治疗及预后最有益？希望通过进一步的研究解答，将肝纤维化、肝硬化的治疗迈向新的台阶。